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Die Erfindung betrifft ein RFID-Handgerät, eine RFID-Lesevorrichtung und ein Verfahren zum Auslesen einer RFID-Information nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, 3 und 10.
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RFID-Lesesysteme dienen der Identifikation von Objekten und Waren und werden unter anderem eingesetzt, um logistische Bewegungen zu automatisieren. An einem Identifikationspunkt, vor allem bei einem Wechsel des Besitzers der Ware oder einem Wechsel des Transportmittels, werden an den Waren befestigte RFID-Transponder ausgelesen und gegebenenfalls Informationen in den Transponder zurückgeschrieben. Dies führt zu schnellen und nachvollziehbaren Logistikbewegungen. Die erfassten Informationen werden verwendet, um die Weiterleitung und Sortierung von Gütern und Produkten zu steuern. Wichtige Anwendungen für die automatische Identifikation sind logistische Verteilerzentren, etwa von Paketversendern, oder die Gepäckaufgabe in Flughäfen.
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RFID-Transponder können prinzipiell aktiv sein, also eine eigene Energieversorgung aufweisen und selbstständig elektromagnetische Strahlung erzeugen. In der Praxis eignen sich diese Transponder für die Logistik aber weniger, weil durch die Energieversorgung die Stückpreise solcher Transponder nicht das für den Massenmarkt erforderliche geringe Niveau erreichen können. Deshalb werden zumeist passive Transponder ohne eigene Energieversorgung eingesetzt. In beiden Fällen wird durch elektromagnetische Strahlung des Lesegerätes der Transponder zur Abstrahlung der gespeicherten Information angeregt, wobei passive Transponder die notwendige Energie aus der Sendeenergie des Lesesystems beziehen. In dem etablierten Ultrahochfrequenzstandard ISO 18000-6 werden passive Transponder nach dem Backscatter-Verfahren ausgelesen.
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Ein häufiger Einsatzort eines RFID-Lesesystems ist die Montage an einem Förderband, auf dem die Waren gefördert werden, oder in einem sogenannten Leseportal. Darunter ist ein beliebiger Durchgang zu verstehen, welcher mit einem oder mehreren RFID-Lesern und möglicherweise weiteren Sensoren ausgestattet ist. Objekte werden mittels eines Förderbandes, eines Transportfahrzeugs, wie ein Gabelstapler, oder auch von Hand durch das Leseportal bewegt und dabei anhand ihres RFID-Transponders identifiziert. Die Lesung erfolgt dabei automatisch mit Hilfe von fest installierten Antennen. Kann die Information nicht automatisch erfasst werden, erfolgt eine händische Nachidentifikation. Für manche Objekte wird dabei eine von RFID unabhängige Information verwendet, wie ein optischer Code oder ein Adressfeld.
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Bekannt sind RFID-Handgeräte, die in die Nähe eines Transponders gebracht werden, um ihn auszulesen. Diese RFID-Handgeräte sind vollwertige RFID-Leser einschließlich Transceiver und Auswertung. Außerdem ist eine übergeordnete Einheit erforderlich, welche die ausgelesenen Informationen empfängt und Leseergebnisse des RFID-Handgeräts und anderer RFID-Lesegeräte verknüpft. Setzt man also ein solches RFID-Handgerät für die Nachidentifikation ein, so entstehen erhebliche Kosten für das RFID-Handgerät selbst und für dessen Einbindung in das Leseportal.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Gesamtleserate eines RFID-Lesesystems zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch ein RFID-Handgerät nach Anspruch 1 gelöst. Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, ein äußerst einfaches Handgerät für die Nachidentifikation zu nutzen, das eine Antenne aufweist und über einen Antennenanschluss mit einer RFID-Lesevorrichtung verbindbar ist. Das Handgerät gibt so das Antennensignal direkt weiter, ohne es selbst auszuwerten. Eine einfache analoge Verarbeitung des Antennensignals in dem Handgerät, wie Verstärkung oder Filterung auf einen Frequenzbereich der RFID-Signale, ist denkbar. Ein Auslesen der RFID-Information erfolgt aber im Handgerät nicht, und es ist auch gar keine dafür erforderliche Auswertungsfunktionalität im Handgerät vorhanden.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Nachidentifikation durch das Handgerät erleichtert wird. Endgültig scheiternde Leseversuche sind dann praktisch nur noch auf defekte Transponder zurückzuführen, so dass die Gesamtleserate sehr hoch wird. Dabei bleibt das Handgerät ausgesprochen einfach aufgebaut und ist deshalb sehr kostengünstig. Da sich das Handgerät aus Sicht des Systems, an das es angeschlossen wird, wie eine Antenne verhält, sind dort auch keine tiefgreifenden Anpassungen zum Integrieren der Informationen der Nachidentifikation erforderlich.
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Zwischen erster Antenne und Antennenanschluss ist bevorzugt ein Antennenverstärker vorgesehen. Das ermöglicht, das Handgerät auch mit langen Antennenleitungen an ein übergeordnetes System anzuschließen, da die Signalverluste durch die Verstärkung ausgeglichen werden.
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Das RFID-Handgerät weist bevorzugt einen Auslöseausgang und einen Auslöseschalter auf, bei dessen Betätigung ein Auslösesignal an dem Auslöseausgang bereitgestellt wird. Dadurch kann das RFID-Handgerät über eine Auslöse- oder Triggerleitung mit einem RFID-Lesesystem verbunden werden, um jeweils gezielt die Zeitpunkte für eine Nachidentifikation festzulegen. So kann beispielsweise die Antenne des Handgeräts mit einem Trägersignal beaufschlagt werden, das der Transponder zum Rückstrahlen bzw. Abstrahlen seines RFID-Signals nutzt. Das Auslösesignal ist vorzugsweise ein binäres Schaltsignal.
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Eine erfindungsgemäße RFID-Lesevorrichtung nach Anspruch 3 für die stationäre Montage an einem Lesebereich eines Förderers oder eines Leseportals zum Auslesen mindestens eines auf dem Förderer oder durch das Leseportal bewegten RFID-Transponders, weist einen Antenneneingang, einen mit dem Antenneneingang verbindbaren Empfänger zum Empfangen von RFID-Signalen sowie eine Auswertungseinheit zum Auslesen einer RFID-Information aus empfangenen RFID-Signalen auf. An dem Antenneneingang wird ein RFID-Handgerät angeschlossen, das eine erste Antenne und einen mit der ersten Antenne verbundenen Antennenanschluss aufweist, so dass dem Empfänger über den Antenneneingang ein von dem RFID-Handgerät empfangenes, dort jedoch nicht ausgewertetes RFID-Signal zuführbar ist. Das RFID-Handgerät kann nach einer beliebigen erfindungsgemäßen Ausführungsform ausgestaltet sein. Das Leseportal ist insbesondere ein Lesetunnel mit einer elektromagnetischen Abschirmeinheit, die den Lesebereich gegen elektromagnetische Störstrahlung schützt. Das Handgerät wird dann vorzugsweise außerhalb der Abschirmeinheit eingesetzt, nachdem die Objekte den Lesetunnel verlassen haben, dort aber noch nicht vollständig identifiziert werden konnten. Es ist über seinen Antennenausgang beziehungsweise den Antenneneingang der Lesevorrichtung mit deren Empfänger verbindbar, sei es ständig oder etwa mit Hilfe eines Schalters zeitweise.
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Die RFID-Lesevorrichtung weist bevorzugt einen Auslöseeingang auf, wobei das RFID-Handgerät einen Auslöseausgang und einen mit dem Auslöseeingang verbundenen Auslöseschalter aufweist, so dass bei Betätigen des Auslöseschalters ein Auslösesignal an die RFID-Lesevorrichtung übertragbar ist. Das Handgerät wird so gezielt für Nachidentifikationen in bestimmten Leseintervallen aktiviert.
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Die RFID-Lesevorrichtung weist bevorzugt mindestens eine zweite Antenne auf. Die zweite Antenne ist eine von dem Handgerät unabhängige Antenne der Lesevorrichtung. Sie kann als interne Antenne in ein Gehäuse der Lesevorrichtung integriert oder als externe Antenne über eine weitere Antennenleitung angeschlossen sein. Weiterhin kann die zweite Antenne die Antenne eines zusätzlichen erfindungsgemäßen Handgeräts sein. In analoger Weise können eine dritte Antenne und weitere Antennen der RFID-Lesevorrichtung vorgesehen sein. Der Anschluss von nicht erfindungsgemäßen Handgeräten mit eigener Antenne und Auswertung ist möglich, aber hier nicht gemeint, da solche Handgeräte nicht über ein Antennenkabel, sondern eine Datenleitung angeschlossen werden.
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Die RFID-Lesevorrichtung weist bevorzugt eine Multiplexeinheit auf, um den Empfänger wahlweise an die erste Antenne und die zweite Antenne anzuschließen. Dadurch kann derselbe Empfänger für zwei Antennen oder, falls vorhanden, auch mehr Antennen genutzt werden. Dabei kann die jeweilige Verbindung geschaltet werden, woraufhin für eine gewisse Zeit die gewählte Antenne aktiv ist, oder ein echtes Multiplexing beispielsweise als Zeitmultiplexing mit zyklischer Aktivierung mehrerer oder aller angeschlossener Antennen in zugeordneten Zeitschlitzen durchgeführt werden.
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Das Auslösesignal löst bevorzugt eine Lesung über die erste Antenne und/oder die zweite Antenne aus. Die Betätigung des Auslöseschalters kann also sowohl eine Lesung über die erste Antenne des Handgeräts als auch der RFID-Lesevorrichtung selbst bewirken. Das RFID-Handgerät dient so nicht nur der Nachidentifikation, sondern in gewisser Weise auch der Steuerung der RFID-Lesevorrichtung.
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Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, Leseergebnisse aus über verschiedene Antennen empfangenen Leseversuchen miteinander zu kombinieren. Dadurch werden die über die verschiedenen Antennen empfangenen RFID-Signale gemeinsam ausgewertet, etwa durch Vergleichen, Plausibilisieren oder Ergänzen von RFID-Informationen. Der Vorteil des Lesens über das erfindungsgemäße Handgerät ist, dass das RFID-Lesegerät die Informationen als Antennensignal erhält, wofür es ohnehin ausgerüstet ist, um über eigene interne oder externe Antennen zu lesen, und dadurch keine besondere Funktionalität für die Integration des Handgeräts braucht. Bei einem herkömmlichen Handgerät würden bereits ausgewertete Informationen übertragen, die anders behandelt werden müssten als ein Antennensignal.
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Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 10 kann auf ähnliche Weise weitergebildet werden und zeigt dabei ähnliche Vorteile. Derartige vorteilhafte Merkmale sind beispielhaft, aber nicht abschließend in den sich an die unabhängigen Ansprüche anschließenden Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines RFID-Handgeräts;
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2 eine Blockdarstellung eines RFID-Lesegeräts mit angeschlossenem RFID-Handgerät; und
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3 eine Darstellung der beispielhaften Montage eines RFID-Lesegeräts an einem Förderband mit angeschlossenem RFID-Handgerät zur Nachidentifikation.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines RIFD-Handgeräts 10. Das Handgerät 10 weist eine Antenne 12 auf, die beispielsweise als Patchantenne ausgebildet ist und die direkt mit einem Antennenanschluss 14 verbunden ist. Dafür ist eine interne Antennenleitung 16 vorgesehen, beispielsweise eine 50 Ω-Koaxialleitung. Aufgrund der direkten Verbindung gibt das Handgerät 10 an seinem Antennenanschluss 14 ein über die Antenne 12 empfangenes RFID-Signal ohne vorherige Auswertung oder sonstige Verarbeitung weiter. Allerdings ist alternativ denkbar, das RFID-Signal mit nicht dargestellten analogen Elementen zu verstärken oder zu filtern, beispielsweise auf einen RFID-Frequenzbereich einzuschränken.
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Das Handgerät 10 weist außerdem einen vorzugsweise mit dem Zeigefinger zu bedienenden Auslöser 18 auf, bei dessen Betätigung ein Schalter 20 geschlossen wird. Dies führt dazu, dass an einem Auslöseausgang 22 ein Schaltsignal bereitgestellt wird. Das Auslösesignal kann mit nicht dargestellten Elementen in dem Handgerät erzeugt werden, jedoch geschieht dies vorzugsweise in einem übergeordneten System, das an dem Auslöseausgang 22 angeschlossen ist, wobei das Schließen des Schalters 20 nur passiv dafür sorgt, dass der Kreis geschlossen wird und das Schaltsignal somit übertragen wird.
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Eine weitere Ausgestaltungsvariante ist, dass anstelle eines Antennenanschlusses 14 für eine leitungsgebundene Übertragung des RFID-Signals eine weitere Antenne vorgesehen ist. Prinzipiell könnte dafür auch die vorhandene Antenne 12 genutzt werden. Das Handgerät 10 arbeitet dann praktisch als Repeater, um ein RFID-Signal eines Transponders drahtlos weiterzuleiten. Die weitere Antenne kann dabei eine spezielle Position einnehmen und spezielle Abstrahleigenschaften haben, so dass das RFID-Signal zuverlässig in einem übergeordneten System empfangen wird.
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2 zeigt eine Blockdarstellung eines RFID-Lesegeräts 22 mit angeschlossenem RFID-Handgerät 10. Dabei ist der Antennenanschluss 14 mit einem Antenneneingang 24 und der Auslöseausgang 22 mit einem Auslöseeingang 26 des RFID-Lesegeräts 22 verbunden.
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Das RFID-Handgerät 10 wirkt aufgrund der Verbindung über Antennenanschluss 14 und Antenneneingang 24 aus Sicht des RFID-Lesegeräts 22 wie eine weitere Antenne. Daneben verfügt das RFID-Lesegerät 22 über eine beliebige Anzahl externer oder interner Antennen 28a–d an weiteren Antennenanschlüssen 30a–d, die auch zu einem weiteren Handgerät 10 gehören können. Die Antennen 12, 28a–d sind in 2 über einen Multiplexer 32 angeschlossen, so dass sie zyklisch angesprochen und mit einem Empfänger 34 verbunden werden. Alternativ sind auch dedizierte Leitungen und beispielsweise eine mehrkanalige Ausführung des Empfängers 34 ohne Multiplexer 32 denkbar.
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Das jeweils empfangene RFID-Signal wird in einer Auswertungseinheit 36 ausgewertet, um die von dem Transponder gesendete Information auszulesen. Dies erfolgt nach einem beliebigen bekannten RFID-Standard und wird hier nicht näher erläutert. Die Informationen können dann an einer Datenschnittstelle 38 ausgegeben werden.
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Je nach RFID-Standard ist zum Auslesen eines Transponders notwendig, ein Trägersignal zu senden, oder es besteht die Möglichkeit, Informationen auf einen Transponder zu schreiben. Die Übertragung von RFID-Signalen ist dann bidirektional, d. h. die Antenne 12 kann auch zum Aussenden verwendet werden. Dazu wird dann zusätzlich zu dem Empfänger 34 ein Sender eingesetzt oder der Empfänger 34 als Transceiver ausgebildet.
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Das RFID-Handgerät 10 ist vorzugsweise nicht ständig als Antenne aktiv, sondern nur bei Betätigen des Auslösers 18. Das Auslösesignal wird an die Auswertungseinheit 36 übertragen, die dann einen Lesevorgang über die Antenne 12 ausführt. Alternativ wird ein Lesevorgang der gesamten RFID-Lesevorrichtung 22 ausgelöst, also nur über eine oder auch über einige oder alle Antennen 28a–d. Die Auswertungseinheit 36 ist in der Lage, die über die diversen Antennen 12, 28a–d eingegangenen RFID-Informationen zu kombinieren, also beispielsweise zu ergänzen, zu vergleichen oder zu vervollständigen.
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In einer alternativen Ausführungsform wird auf eine eigene Leitung für das Auslösesignal und dementsprechend auf Auslöseausgang 22 und Auslöseeingang 26 verzichtet. Dann ist entweder die Antenne 12 ständig aktiv, oder die Antennenleitung wird doppelt genutzt, um darüber auch das Auslösesignal zu übertragen, beispielsweise als bestimmtes Pulsmuster oder Signal einer Frequenz außerhalb des RFID-Bandes, wodurch die Auswertungseinheit 36 das Auslösesignal leicht von einem RFID-Signal unterscheiden kann.
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3 zeigt eine Übersichtsdarstellung der Montage einer RFID-Lesevorrichtung 22 mit einem RFID-Handgerät 10 zur Nachidentifikation an einem Förderer 40. Objekte 42 mit Transpondern 44 werden in einer durch einen Pfeil 46 bezeichneten Richtung durch einen Lesebereich 48 gefördert. Über dem Lesebereich 48 ist eine nur schematisch dargestellte elektromagnetische Abschirmung 50 vorgesehen, die dafür sorgt, dass nach Möglichkeit nur RFID-Signale aus dem Lesebereich 48 empfangen werden und keine Störstrahlung nach außen tritt. Weitere denkbare Sensoren an einem Lesetunnel, die beispielsweise den Eintritt und Austritt von Objekten 42 erkennen oder Volumen beziehungsweise Gewicht von Objekten 42 bestimmen, sind der Übersicht halber nicht gezeigt.
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Die RFID-Lesevorrichtung 22 weist in dieser Darstellung eine interne Antenne 28a und eine gegenüber angeordnete externe Antenne 28b auf, was nur ein Beispiel für eine beliebige Antennenkonfiguration ist. Mit diesen Antennen 28a–b werden die Transponder 44 automatisch gelesen, wenn sich das zugehörige Objekt 42 in dem Lesebereich 48 befindet. Das RFID-Handgerät dient dazu, Transponder 44 von Objekten 42 in händischer Nachbearbeitung zu lesen, wenn aus irgendeinem Grund die automatische Identifikation nicht ausreichend war.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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