DE102014225492B4 - An RFID tag reader for transmitting a read signal, a method for setting a read signal frequency, and methods for providing compare transfer functions - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zum induktiven oder kapazitiven Aussenden eines Versorgungssignals, das eine Versorgungssignalfrequenz aufweist umfasst eine Ermittlungseinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Übertragungsfunktion, die einen Zusammenhang zwischen einem ersten elektrischen Signal und einem zweiten elektrischen Signal der Vorrichtung beschreibt, für eine Vielzahl von Versorgungssignalfrequenzen zu ermitteln. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Vergleichseinrichtung, die ausgebildet ist, um die Übertragungsfunktion mit einer Vielzahl von Vergleichsübertragungsfunktionen zu vergleichen und um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das eine Abweichung zwischen der ermittelten Übertragungsfunktion und den Vergleichsübertragungsfunktionen angibt. Eine Auswahleinrichtung der Vorrichtung, ist ausgebildet, um basierend auf dem Vergleichsergebnis eine Auswahlfunktion aus der Vielzahl von Vergleichsübertragungsfunktionen auszuwählen, wobei die Auswahlfunktion innerhalb eines Toleranzbereichs eine minimale Abweichung zu der Übertragungsfunktion aufweist, und wobei die Auswahleinrichtung ferner ausgebildet ist, um eine Auswahlfrequenz auszuwählen, an der eine der Auswahlfunktion zugeordnete Übertragungsfunktion innerhalb eines Toleranzbereichs einen Maximalwert aufweist. Die Vorrichtung umfasst eine Einstelleinrichtung, die ausgebildet ist, um die Versorgungssignalfrequenz basierend auf der Auswahlfrequenz einzustellen.An apparatus for inductively or capacitively transmitting a supply signal having a supply signal frequency comprises a determining means configured to determine a transfer function describing a relationship between a first electrical signal and a second electrical signal of the apparatus for a plurality of supply signal frequencies , The apparatus further comprises comparing means arranged to compare the transfer function with a plurality of comparison transfer functions and to obtain a comparison result indicating a deviation between the determined transfer function and the comparison transfer functions. A selection device of the device is configured to select a selection function from the plurality of comparison transmission functions based on the comparison result, the selection function having a minimum deviation from the transmission function within a tolerance range, and wherein the selection device is further configured to select a selection frequency the transfer function assigned to the selection function has a maximum value within a tolerance range. The apparatus includes adjustment means configured to adjust the supply signal frequency based on the selection frequency.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine RFID(Radio-Frequency Identification, Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen)-Tag-Leseeinrichtung zum Aussenden eines Lesesignals, das eine Lesesignalfrequenz aufweist, auf ein Verfahren zum Einstellen einer Lesesignalfrequenz und auf ein Verfahren zum Bereitstellen von Vergleichsübertragungsfunktionen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Verfahren zur Adaption einer optimierten Trägerfrequenz zur Energieübertragung in induktiv gekoppelten Systemen.The present invention relates to an RFID (Radio Frequency Identification) tag reader for transmitting a read signal having a read signal frequency to a method for setting a read signal frequency and to a method for providing comparison transfer functions. The present invention relates in particular to methods for adapting an optimized carrier frequency for energy transmission in inductively coupled systems.
In der RFID-Technologie werden bevorzugt passive Transponder (Tags) eingesetzt – insbesondere dort, wo der Abstand zwischen der Leseeinrichtung und dem Tag gering ist (typischerweise weniger als ein Meter), ein günstiger oder möglichst kleiner Transponder eingesetzt werden soll oder wo ein Batteriewechsel nicht oder nur aufwendig durchführbar ist. Passive Transponder werden für gewöhnlich über das abgestrahlte magnetische Feld der Lesegerätespule mit Energie versorgt. Passive Sensortransponder übertragen zusätzlich zu einer Identifikationsnummer Messdaten und sie sitzen beispielsweise in medizinischen Implantaten, zu denen eine drahtlose Kommunikation notwendig ist.In RFID technology, passive transponders (tags) are preferably used - especially where the distance between the reader and the tag is low (typically less than one meter), a cheap or as small as possible transponder is to be used or where a battery change is not or only consuming is feasible. Passive transponders are usually powered by the radiated magnetic field of the reader coil. Passive sensor transponders transmit measurement data in addition to an identification number and, for example, sit in medical implants requiring wireless communication.
Bei Lesegeräten mit Antennenspulen niedriger bis mittlerer Güte bildet die Energiereichweite den limitierenden Faktor für die Reichweite von Transpondersystemen. Dies kann auch für Transpondersysteme mit Antennenspulen mit sehr hoher Güte gelten, wenn sich das Lesegerät in einer metallischen Umgebung befindet. Die Energiereichweite ist dabei unter anderem von der gewählten Trägerfrequenz abhängig.For readers with antenna coils of low to medium quality, the energy range is the limiting factor for the range of transponder systems. This may also apply to transponder systems with very high quality antenna coils when the reader is in a metallic environment. The energy range depends, among other things, on the selected carrier frequency.
Die Lesegeräte- und die Transponderantenne bestehen in einem induktiv gekoppelten Transpondersystem aus Luft- oder Ferritspulen, die zusammen mit einem Kondensator einen Parallel- oder einen Serienschwingkreis bilden. Die Schwingkreise besitzen dabei zumeist die gleiche Resonanzfrequenz oder nah beieinander liegende Resonanzfrequenzen. Die Energiereichweite ist dabei von der Abstimmung der Schwingkreise und der Trägerfrequenz abhängig.The reader and the transponder antenna consist in an inductively coupled transponder system of air or ferrite coils, which together with a capacitor form a parallel or a series resonant circuit. The resonant circuits usually have the same resonant frequency or resonant frequencies lying close to each other. The energy range is dependent on the tuning of the resonant circuits and the carrier frequency.
Bei Veränderungen in der Umgebung der Antennenspule ist es schwierig, eine stabile Energieversorgung sicherzustellen, da der oder die äquivalenten Induktivitäten und der oder die äquivalenten Widerstände der Antennenspulen beeinflusst werden. Der Transponder ist zumeist fest an oder in einem Gegenstand oder einem Lebewesen angebracht – somit ändert sich die Umgebung nicht merkbar für die gewöhnlich möglichst klein gehaltene Transponderspule. Dagegen ändert sich die Umgebung insbesondere für Antennenspulen an Lesegeräten, die mobil eingesetzt werden. Schwierigkeiten in der Energieversorgung des Transponders ergeben sich nicht nur durch einen zu hohen Abstand der Antennenspulen, sondern können auch bei einer stark variierenden Gegeninduktivität und bei Verstimmung des und Verlusten im Antennenschwingkreis(es) auftreten.With changes in the environment of the antenna coil, it is difficult to ensure a stable power supply since the equivalent inductance (s) and the equivalent resistance (s) of the antenna coils are affected. The transponder is usually attached firmly to or in an object or a living being - thus the environment does not change noticeably for the usually kept as small as possible transponder coil. In contrast, the environment changes especially for antenna coils on readers that are used mobile. Difficulties in the power supply of the transponder arise not only by too high a distance of the antenna coils, but can also occur in a strongly varying mutual inductance and detuning and losses in the antenna resonant circuit (es).
Die meisten auf dem Markt verfügbaren Transponderlesegeräte arbeiten auf einer festen Trägerfrequenz, die sich beispielsweise aus Standards wie etwa der ISO (International Organization for Standardization, Internationale Organisation für Normung) 11785, der ISO 14223 oder der ISO 18000-2 ableitet. Einige Lesegeräte nutzen eine einstellbare Abstimmkapazität, um die Energieübertragung zu optimieren. Die Adaption der Abstimmkapazität kann Induktivitätsänderungen in einem begrenzten Bereich ausgleichen und den Schwingkreis wieder auf die gewünschte Resonanzfrequenz stimmen. Die Abstimmkapazität besteht dabei aus einem Schaltarray von Kondensatoren, die je nach Bedarf verschaltet werden können. Diese Schaltarrays besitzen insbesondere bei Serienschwingkreisen sehr große Abmessungen für mobile Lesegeräte, da die Schaltungen für hohe Spannungen ausgelegt werden.Most transponder readers available on the market operate on a fixed carrier frequency derived, for example, from standards such as ISO (International Organization for Standardization) 11785, ISO 14223 or ISO 18000-2. Some readers use adjustable tuning capacity to optimize energy transfer. The adaptation of the tuning capacitance can compensate for inductance changes in a limited range and tune the resonant circuit back to the desired resonant frequency. The tuning capacity consists of a switching array of capacitors that can be interconnected as needed. These switching arrays have very large dimensions for mobile reading devices, in particular in the case of series resonant circuits, since the circuits are designed for high voltages.
Zwar existieren auch Verfahren, die für die Transponderseite ausgelegt sind, jedoch ist hier anzumerken, dass sich der Transponder, wie oben erwähnt, meist in stationärer Umgebung befindet, für die er schon in der Systementwicklungsphase angepasst werden kann. Das mobile Lesegerät hingegen wird für Transponder in unterschiedlichen Umgebungen und in unterschiedlichen Abständen zu den umgebenden Materialien eingesetzt.Although there are also methods that are designed for the transponder side, it should be noted here that the transponder, as mentioned above, is usually in a stationary environment for which it can already be adapted in the system development phase. By contrast, the mobile reader is used for transponders in different environments and at different distances from the surrounding materials.
Aus der
Ein Versuchsaufbau eines WPT-Systems (WPT = Wireless Power Transfer, Drahtlose Energieübertragung) verwendet eine Korrekturspannungsquelle, die bei Verstimmung des Senderschwingkreises die Spannung über einem unerwünschten imaginären Teil der Schwingkreisimpedanz kompensiert. Auch diese Lösung erfordert einen hohen Aufwand im Hardware-Design. An experimental setup of a wireless power transfer (WPT) system employs a correction voltage source that compensates for the voltage across an undesirable imaginary part of the tank impedance when the transmitter oscillator detunes. This solution also requires a lot of hardware design.
Alternativ können Eigenschwinger zur Anpassung an verschiedene Umgebungen eingesetzt werden. Dies erfordert Regelkreise, z. B. eine PLL (Phase-Locked Loop, Phasenregelschleife) zur Regelung der Trägerfrequenz.Alternatively, natural oscillators can be used to adapt to different environments. This requires control loops, z. B. a PLL (phase-locked loop, phase locked loop) for controlling the carrier frequency.
In
Aus
Die hier referenzierten Verfahren können zwar die Trägerfrequenz regeln, sie regeln sich jedoch mit ihrer Trägerfrequenz in die Resonanzfrequenz der Antennenimpedanz. Die mit diesen Verfahren eingestellten Trägerfrequenzen entsprechen, beispielsweise bei Verstimmung des Lesegeräteschwingkreises durch metallische Gegenstände, nicht unbedingt den optimalen Trägerfrequenzen zur Energieübertragung.Although the methods referenced here can regulate the carrier frequency, they regulate their carrier frequency into the resonance frequency of the antenna impedance. The carrier frequencies set with these methods do not necessarily correspond to the optimum carrier frequencies for energy transmission, for example when detuning the reader oscillator by metallic objects.
Ein bekanntes WPT-System weist einen eingebauten Metalldetektor auf, um das System bei Erhitzung von Metall in der Umgebung des Empfängergeräts sicherheitshalber auszuschalten. Das Metall wird dabei mit einer Messung der Güte des Empfängerschwingkreises detektiert. Der Sender erhält vom Empfänger den Wert eines Messvorgangs und er gleicht diesen Wert mit einem Schwellwert ab. Die Messung erfolgt über eine bekannte Methode, die verschiedene Spannungen im Schwingkreis abgleicht. Das System kann Metall nur in der Nähe des Empfängers detektieren und der Empfänger muss die Werte mit einem Messverfahren bestimmen und an den Sender zurücksenden.A well-known WPT system incorporates a built-in metal detector to safely shut off the system when metal is heated in the vicinity of the receiving device. The metal is detected with a measurement of the quality of the receiver resonant circuit. The transmitter receives the value of a measuring process from the receiver and compares this value with a threshold value. The measurement is carried out by a known method, which balances different voltages in the resonant circuit. The system can detect metal only near the receiver and the receiver must determine the values with a measuring method and send them back to the transmitter.
Aus
In Simulation Methods for Inductively Coupled Sensor Systems in Varying Environments (Jacobi, Hennig, Kolossa in 8th Conference on Ph. D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME), 12–15 Juni 2012, Seiten 255–258) ist ein Simulationsansatz für RFID Transponder beschrieben.In Simulation Methods for inductively coupled sensor system in Varying Environments (Jacobi, Hennig, Kolossa in 8 th Conference on Ph. D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME), 12-15 June 2012, pages 255-258) is a simulation approach RFID transponder described.
In Low Frequency Reader Design Approach for Metallic Environment (Jacobi, vom Bögel, Grabmaier in Proceedings of 2012 European Conference on Smart Objects, Systems and Technologies – SmartSysTech – 12–13 Juni 2012, Seiten 1–6) ist ein Einfluss von Metall auf eine Schaltkreisimpedanz beschrieben.In Low Frequency Reader Design Approach for Metallic Environment (Jacobi, by Bögel, Grabmaier in Proceedings of 2012 European Conference on Smart Objects, Systems and Technologies - SmartSysTech - June 12-13, 2012, pages 1-6) is an influence of metal on one Circuit impedance described.
Wünschenswert wären demnach energieeffiziente und flexible Energieübertragungssysteme, insbesondere im RFID-Bereich.It would therefore be desirable to have energy-efficient and flexible energy transmission systems, in particular in the RFID area.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine RFID-Tag-Leseeinrichtung zum Aussenden eines Lesesignals mit einer Lesesignalfrequenz, ein Verfahren zum Einstellen einer Lesesignalfrequenz und ein Verfahren zum Bereitstellen von Vergleichsübertragungsfunktionen zu schaffen, so dass ein hohes Maß an elektrischer Energie in der jeweiligen veränderlichen Betriebsumgebung übertragbar ist.The object of the present invention is therefore to provide an RFID tag reading device for transmitting a read signal with a read signal frequency, a method for setting a read signal frequency and a method for providing comparison transfer functions, so that a high level of electrical energy in the respective variable operating environment is transferable.
Diese Aufgabe wird durch eine RFID-Tag-Leseeinrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, durch ein Verfahren zum Einstellen einer Lesesignalfrequenz gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 24 und ein Verfahren zum Bereitstellen von Vergleichsübertragungsfunktionen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 25 und einem Computerprogramm gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 26 gelöst.This object is achieved by an RFID tag reading device according to
Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, erkannt zu haben, dass obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass eine Übertragungsfunktion der RFID-Tag-Leseeinrichtung bestimmbar ist, die eine aktuelle und ggf. veränderliche Umgebungssituation derselben gut beschreibt, und dass basierend auf der bestimmten Übertragungsfunktion eine Sendesignalfrequenz bestimmbar ist, bei welcher die RFID-Tag-Sendeeinrichtung unter Berücksichtigung der Umgebungssituation eine gute Spannungs- oder Energieübertragungscharakteristik aufweist, so dass eine hohes Maß an elektrischer Energie an Tags übertragbar ist und/oder ein effizienter Betrieb der RFID-Tag-Sendeeinrichtung ermöglicht ist. The core idea of the present invention is to have recognized that the above object can be achieved in that a transfer function of the RFID tag reading device can be determined, which describes a current and possibly changing environmental situation of the same well, and that based on the determined Transmission function, a transmission signal frequency can be determined, in which the RFID tag transmitting device, taking into account the environmental situation has a good voltage or energy transfer characteristic, so that a high level of electrical energy is transferable to tags and / or efficient operation of the RFID tag transmitting device is possible.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung zum induktiven Aussenden eines Versorgungssignals, das eine Versorgungssignalfrequenz aufweist, eine Ermittlungseinrichtung, die ausgebildet ist, um Werte einer Übertragungsfunktion, die einen Zusammenhang zwischen einem ersten elektrischen Signal und einem zweiten elektrischen Signal der Vorrichtung beschreibt, für eine Vielzahl von Versorgungssignalfrequenzen zu ermitteln. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Vergleichseinrichtung, die ausgebildet ist, um die Werte der Übertragungsfunktion mit Werten einer Vielzahl von Vergleichsübertragungsfunktionen zu vergleichen und um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das eine Abweichung zwischen der ermittelten Übertragungsfunktion und den Vergleichsübertragungsfunktionen angibt. Eine Auswahleinrichtung der Vorrichtung ist ausgebildet, um basierend auf dem Vergleichsergebnis einer Auswahlfunktion aus der Vielzahl von Vergleichsübertragungsfunktion auszuwählen, wobei die Auswahlfunktion innerhalb eines Toleranzbereichs eine minimale Abweichung zu der Vergleichsübertragungsfunktion aufweist. Die Auswahleinrichtung ist ferner ausgebildet um eine Auswahlfrequenz auszuwählen, an der eine der Auswahlfunktion zugeordnete Funktion (HE) innerhalb eines Toleranzbereichs einen maximalen Funktionswert oder maximalen Betrag eines Funktionswertes aufweist. Eine Einstelleinrichtung der Vorrichtung ist ausgebildet, um die Versorgungssignalfrequenz basierend auf der Auswahlfrequenz einzustellen. Vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, dass die Vergleichsübertragungsfunktionen mit vorbestimmten Situationen oder Szenarien der Vorrichtung, etwa einer RFID-Tag-Leseeinrichtung und/oder einer drahtlosen Energieübertragungseinrichtung (WPT) korreliert sein können und eine aktuelle Situation einer (vorbestimmten) Situation oder einem Szenario zugeordnet werden kann, dass einer der vorbestimmten Situationen oder Szenarien näherungsweise entspricht. Dies ermöglicht die Einstellung der Versorgungssignalfrequenz derart, dass ein hohes Maß an Energie unabhängig von einer tatsächlichen Bestimmung der aktuellen Situation übertragen werden kann.According to an exemplary embodiment, an apparatus for inductively transmitting a supply signal having a supply signal frequency comprises a determination device that is designed to determine values of a transfer function that describes a relationship between a first electrical signal and a second electrical signal of the device for a plurality of To determine supply signal frequencies. The apparatus further comprises comparing means arranged to compare the values of the transfer function with values of a plurality of comparison transfer functions and to obtain a comparison result indicating a deviation between the determined transfer function and the comparative transfer functions. A selection device of the device is designed to select, based on the comparison result, a selection function from the plurality of comparison transmission function, wherein the selection function has a minimum deviation from the comparison transmission function within a tolerance range. The selection device is further configured to select a selection frequency at which a function (H E ) assigned to the selection function has a maximum function value or maximum value of a function value within a tolerance range. An adjuster of the device is configured to adjust the supply signal frequency based on the selection frequency. It is advantageous in this exemplary embodiment that the comparison transmission functions can be correlated with predetermined situations or scenarios of the device, for example an RFID tag reading device and / or a wireless energy transmission device (WPT), and a current situation is assigned to a (predetermined) situation or scenario may approximate one of the predetermined situations or scenarios. This allows adjustment of the supply signal frequency such that a high level of energy can be transferred independently of an actual determination of the current situation.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Bereitstellen von Vergleichsübertragungsfunktionen eines Übertragungssystems ein Bereitstellen eines Modells des Systems, das von einer Mehrzahl elektrischer Parameter einer Vorrichtung zum induktiven Aussenden eines Versorgungssignals beeinflusst ist. Das Verfahren umfasst ein Variieren einer Kombination von elektrischen Parametern und ein Simulieren des von der Kombination beeinflussten Modells für eine Vielzahl von Versorgungssignalfrequenzen der Vorrichtung, um simulierte Übertragungsfunktionswerte für die Vielzahl von Sendesignalfrequenzen zu erhalten, wobei die Übertragungsfunktionswerte einen Zusammenhang zwischen einem ersten elektrischen Signal und einem zweiten elektrischen Signal der Vorrichtung beschreiben und wobei die Übertragungsfunktionswerte verschiedener Sendesignalfrequenzen zu einer Übertragungsfunktion gehören. Das Verfahren umfasst ein Hinterlegen der ermittelten Übertragungsfunktionswerte und der zugehörigen Kombination von Parametern in einem Speicher. Das Verfahren umfasst ferner ein erneutes Variieren der elektrischen Parameter, des Simulierens oder des Hinterlegens, bis eine Vielzahl von Übertragungsfunktionen in dem Speicher hinterlegt ist. Vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, dass eine Änderung von Übertragungsfunktionen mittels einer Variation der elektrischen Parameter für eine spätere Einstellung einer Versorgungssignalfrequenz basierend auf einer veränderten Übertragungsfunktion einer RFID-Tag-Leseeinrichtung speicherbar ist.According to a further embodiment, a method for providing comparative transmission functions of a transmission system comprises providing a model of the system which is influenced by a plurality of electrical parameters of a device for inductive transmission of a supply signal. The method includes varying a combination of electrical parameters and simulating the combination-influenced model for a plurality of supply signal frequencies of the device to obtain simulated transmission function values for the plurality of transmission signal frequencies, wherein the transmission function values relate an electrical signal to a first electrical signal describe the second electrical signal of the device and wherein the transfer function values of different transmit signal frequencies belong to a transfer function. The method comprises storing the determined transfer function values and the associated combination of parameters in a memory. The method further includes re-varying the electrical parameters, simulating, or backing up until a plurality of transfer functions are stored in the memory. An advantage of this embodiment is that a change of transfer functions by means of a variation of the electrical parameters for later adjustment of a supply signal frequency based on a modified transfer function of an RFID tag reading device can be stored.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen Verfahren zum Einstellen einer Lesesignalfrequenz einer RFID-Tag-Leseeinrichtung. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Computerprogramme.Further embodiments provide methods for setting a read signal frequency of an RFID tag reading device. Further embodiments relate to computer programs.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.Before embodiments of the present invention are explained in more detail in detail with reference to the drawings, it is pointed out that identical, functionally identical or equivalent elements, objects and / or structures in the different figures are provided with the same reference numerals, so that shown in different embodiments Description of these elements is interchangeable or can be applied to each other.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung anhand einer RFID-Tag-Leseeinrichtung beschrieben. Diese ist ausgebildet, um mittels eines Versorgungssignals (Lesesignals) und einer Kopplung zur drahtlosen Energieübertragung, insbesondere einer induktiven oder kapazitiven Kopplung eine elektrische Spannung in einer Transpondereinrichtung (Tag) zu generieren, d. h. eine elektrische Energie (Leistung) an diese zu übermitteln. Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Ausführungsbeispiele lassen sich ohne Weiteres auf ein System zur drahtlosen Energieübertragung (Wireless Power Transfer System, WPT-System) übertragen, bei dem mittels einer induktiven oder kapazitiven Kopplung zwischen einer Vorrichtung zur Energieversorgung (Energieversorgungsquelle) ein Versorgungssignal an einen oder mehrere Verbraucher übermittelt wird. In beiden Anwendungsfällen ist eine Abstimmung der Versorgungssignalfrequenz, mit der das Lesesignal der RFID-Tag-Leseeinrichtung bzw. das Versorgungssignal übermittelt (ausgesendet) wird, vorteilhaft, um eine hohe Übereinstimmung der Versorgungssignalfrequenz mit einer Frequenz, an der eine Übertragungsfunktion des Systems einen hohen Wert (Betrag) oder gar ein Maximum aufweist, zu erhalten.Hereinafter, advantageous embodiments of the present invention will be described with reference to an RFID tag reading device. This is designed to generate an electrical voltage in a transponder device (tag) by means of a supply signal (read signal) and a coupling to the wireless energy transmission, in particular an inductive or capacitive coupling, d. H. to transmit electrical energy (power) to them. The advantageous embodiments of the embodiments can be readily transferred to a wireless power transfer system (WPT system), in which by means of an inductive or capacitive coupling between a device for power supply (power source), a supply signal to one or more consumers is transmitted. In both applications, a tuning of the supply signal frequency, with which the read signal of the RFID tag reading device or the supply signal is transmitted (sent), advantageous to a high match of the supply signal frequency with a frequency at which a transfer function of the system has a high value (Amount) or even a maximum to receive.
Nachfolgend wird Bezug genommen auf Übertragungsfunktionen einer Vorrichtung, insbesondere einer RFID-Tag-Leseeinrichtung. Eine Übertragungsfunktion wird nachfolgend als ein Verhältnis zwischen einem ersten elektrischen Signal und einem vergleichbaren, d. h. in einer Abhängigkeit zueinander stehenden, zweiten elektrischen Signal bezeichnet, etwa eine Ausgangsgröße und eine Eingangsgröße. Vereinfacht ausgedrückt kann die Abhängigkeit, als ein Einfluss eines Systems auf ein Eingangssignal desselben verstanden werden, so dass basierend auf dem Systemeinfluss aus dem Eingangssignal das Ausgangssignal erhalten wird. Bei dem ersten elektrischen Signal kann es sich um ein Signal handeln, das einer Empfangsgröße der RFID-Tag-Leseeinrichtung zugeordnet ist, wobei es sich bei dem zweiten Signal um eine entsprechende und einer Sendeeinrichtung zugeordnete Größe handeln kann. Beispielhaft kann es sich hierbei um eine Verstärkerspannung der RFID-Tag-Leseeinrichtung (zweites elektrisches Signal) und ein von der RFID-Tag-Leseeinrichtung hierauf erhaltenes (empfangenes) Signal (erstes elektrisches Signal) handeln, wobei das empfangene Signal von einer Umgebung und/oder einer Transpondereinrichtung (Tag) beeinflusst ist. Ein Verhältnis zwischen dem empfangenen Signal und dem ausgesendeten Signal oder den Signalen zugeordneten elektrischen Größe ermöglicht den Erhalt einer Übertragungsfunktion der Leseeinrichtung bzw. des Transpondersystems. Bei den elektrischen Signalen kann es sich um Spannungssignale, Stromsignale oder Leistungssignale handeln. Nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele ermöglichen eine Verwendung von Übertragungsfunktionen, die basierend auf gleichartigen Signalen, etwa wenn beide elektrische Signale Spannungssignale sind, oder die basierend auf verschiedenartigen Signalen, etwa wenn eines der Signale ein Spannungssignal und eines der Signale ein Stromsignal ist, erhalten werden können.In the following, reference will be made to transfer functions of a device, in particular an RFID tag reading device. A transfer function is hereinafter referred to as a ratio between a first electrical signal and a comparable, that is in a dependent, second electrical signal, such as an output variable and an input variable. In simple terms, the dependency can be understood as an influence of a system on an input signal thereof, so that the output signal is obtained based on the system influence from the input signal. The first electrical signal may be a signal which is assigned to a receive variable of the RFID tag reading device, wherein the second signal may be a corresponding variable assigned to a transmitting device. By way of example, this may be an amplifier voltage of the RFID tag reading device (second electrical signal) and a signal (first electrical signal) obtained therefrom by the RFID tag reading device, the received signal being from an environment and / or or a transponder device (tag) is influenced. A ratio between the received signal and the transmitted signal or the electrical variable associated with the signals enables a transmission function of the reading device or the transponder system to be obtained. The electrical signals can be voltage signals, current signals or power signals. Embodiments described below allow use of transfer functions based on similar signals, such as when both electrical signals are voltage signals or based on various signals, such as when one of the signals is a voltage signal and one of the signals is a current signal.
Die Sendeeinrichtung
Die RFID-Tag-Leseeinrichtung
Die RFID-Tag-Leseeinrichtung
Die Vergleichseinrichtung
Die Auswahleinrichtung
Diese Teilübertragungsfunktion kann während einer Systemauslegung in Abhängigkeit von verschiedenen Systemparameters bestimmt und in der Auswahleinrichtung
Die RFID-Tag-Leseeinrichtung
Durch Auswählen der Auswahlfrequenz fOpt und die entsprechende Einstellung der Sendesignalfrequenz auf die Frequenz fOpt wird die RFID-Tag-Leseeinrichtung so eingestellt, dass diese das Lesesignal
Die Vergleichsübertragungsfunktionen HSx können beispielsweise in Form von Funktionswerten für von der RFID-Tag-Leseeinrichtung
Vereinfacht ausgedrückt, ermöglicht die RFID-Tag-Leseeinrichtung, eine Anpassung der Sendesignalfrequenz bezüglich einer Frequenz, an der eine Übertragungsfunktion, die die Übertragung von der Leseeinrichtung zu einem Tag oder von einer Energiequelle zu einem Verbraucher) einen hohen oder maximalen Wert aufweist. Dies ermöglicht den Erhalt einer effizienten Energieübertragung und unterscheidet sich von bekannten Konzepten dadurch, dass diese ausgebildet sind, die Frequenz des ausgesendeten Signals auf die Frequenz des Maximums einer Gesamtübertragungsfunktion oder auf eine Resonanzfrequenz einzustellen, die auf einer Frequenz des, ggf. durch einen Transponder oder umgebendes Material beeinflussten Sendeschwingkreises basiert oder dieser entspricht.In simple terms, the RFID tag reading device allows an adaptation of the transmission signal frequency with respect to a frequency at which a transmission function, which the transmission from the reading device to a tag or from a power source to a consumer) has a high or maximum value. This makes it possible to obtain an efficient energy transfer and differs from known concepts in that they are designed to set the frequency of the transmitted signal to the frequency of the maximum of a total transfer function or to a resonant frequency which, on a frequency of, if necessary, by a transponder or surrounding material influenced transmitting loop or based this corresponds.
Die Ermittlungseinrichtung
Eine gegenüber der Auswahleinrichtung
Eine Zuordnung der Auswahlfrequenzen fOpt(p) zu Parametersätzen, d. h. zu Kombinationen p von elektrischen Parametern, ermöglicht eine Schätzung des aktuellen Zustands der RFID-Tag-Leseeinrichtung anhand der elektrischen Parameter, was eine genaue Modellierung der RFID-Tag-Leseeinrichtung
Die RFID-Leseeinrichtung
Ist das metallische Objekt
Die Beeinflussung kann frequenzselektiv sein, so dass die entsprechende Übertragungsfunktion zwischen den beiden Signalen der Spannung UR und der Spannung U'Rec bei verschiedenen Frequenzen verschiedene Werte und/oder verschiedene Beträge aufweisen kann und/oder so dass die Beeinflussung an verschiedenen Frequenzen verschiedene oder verschieden starke Effekte bezüglich der Übertragungsfunktion hervorrufen kann.The influencing may be frequency-selective, so that the corresponding transfer function between the two signals of the voltage U R and the voltage U ' Rec at different frequencies may have different values and / or different amounts and / or so that the influencing at different frequencies different or different can cause strong effects on the transfer function.
Mit anderen Worten zeigt
Obwohl die Erfassung des ersten elektrischen Signals zum Ermitteln der Übertragungsfunktion vorangehend so beschrieben wurde, dass die Spannung U'Rec über bzw. an dem Kondensator
Eine Gesamtübertragungsfunktion
HE bezeichnet eine sogenannte Energieübertragungsfunktion, die hier eine Spannungsübertragung vom Verstärkerausgang an der RFID-Tag-Leseeinrichtung zum Schwingkreis des Transponders beschreibt und auch als ein Verhältnis der Spannungen UR und UT beschrieben werden kann. Die Energieübertragungsfunktion HE wird in Form eines Steuersignals
HD bezeichnet eine sogenannte Datenübertragungsfunktion, die eine Spannungsübertragung vom Schwingkreis des Transponders zu einem zweiten Anteil URec2 der Spannung URec am Empfängerabgriff der RFID-Tag-Leseeinrichtung beschreibt. Dabei ist die Spannung URec2 als mathematische Hilfsgröße anzusehen, die lediglich dem besseren Verständnis dient. Die Spannungen URec1 und URec2 können zu der Spannung URec zusammen-addiert werden. Die Spannung URec1 kann der Spannung URec entsprechen, wenn kein Transponder an der RFID-Tag-Leseeinrichtung wirksam ist.H D denotes a so-called data transfer function which describes a voltage transfer from the resonant circuit of the transponder to a second component U Rec2 of the voltage U Rec at the receiver tap of the RFID tag reading device. In this case, the voltage U Rec2 is to be regarded as a mathematical auxiliary quantity, which merely serves for better understanding. The voltages U Rec1 and U Rec2 can be added together to form the voltage U Rec . The voltage U Rec1 can correspond to the voltage U Rec if no transponder is active on the RFID tag reading device.
Die Datenübertragungsfunktion HD wird ebenfalls von der Anwesenheit bzw. dem Betrieb der Transponder beeinflusst, wobei die Energieübertragungsfunktion HE als Hin-Kanal des Lesegeräts bezüglich des Transponders und die Datenübertragungsfunktion HD als Rück-Kanal beschrieben werden kann. Die beiden Übertragungsfunktionen HE und HD können somit als Serienschaltung, die parallel zu der Superpositionsübertragungsfunktion HSP verschaltet ist, betrachtet werden. Die Gesamtübertragungsfunktion HG kann beispielsweise über den Zusammenhang
Eine Anwesenheit von metallischen Objekten und/oder Transpondern beeinflusst das Modell
Vereinfacht ausgedrückt kann eine Beeinflussung einer Umgebung der RFID-Tag-Leseeinrichtung basierend auf einer Beeinflussung der Energieübertragungsfunktion
Alternativ oder zusätzlich können die Vergleichsübertragungsfunktionen auch von weiteren Parametern beeinflusst sein, so dass ein Vergleich mit der Vergleichsübertragungsfunktionen und die Bestimmung der Versorgungssignalfrequenz basierend auf den weiteren Parametern erfolgt. Wird bspw. eine Beeinflussung der Transponderspule berücksichtigt, wie sie etwa basierend auf der Gegeninduktivität M erfolgen kann und bei sich einander annähernden Ferritspulen auftreten kann, kann diese Parameteränderung ebenfalls berücksichtigt werden. Hierfür können bspw. ein vierter und fünfter Parameter hinterlegt werden, die bspw. eine Induktivität (vierter Parameter) und einen Widerstand (fünfter Parameter) der Transponderspule beschreiben, so dass eine Kombination der Parameter zum Erhalten der Vergleichsübertragungsfunktion(en) ebenfalls hierauf basiert. Ist die Vorrichtung ausgebildet, um das Versorgungssignal kapazitiv auszusenden, so können sich der vierte Parameter auf eine Kapazität und der fünfte Parameter auf einen Widerstand eines Koppelkondensators der mit der Vorrichtung gekoppelten Empfängervorrichtung beziehen. Eine derartige Berücksichtigung kann alternativ auch mittels des bereits vorhandenen Parameters, hier die Gegeninduktivität M, erfolgen. Gemäß Ausführungsbeispielen, können Vorrichtungen zum induktiven oder kapazitiven Aussenden eines Versorgungssignals, etwa eine RFID-Tag-Leseeinrichtung und/oder Energiequellen eines WPT-Systems, auch ausgebildet sein, um die Frequenz des ausgesendeten Versorgungssignals, basierend auf zwei Parametern, etwa dem Ersatzwiderstand R und der Ersatzinduktivität L, zu bestimmen. Die Gegeninduktivität M kann bspw. als unveränderlich oder in einem nicht relevanten Umfang veränderlich betrachtet und für die Bestimmung der Frequenz vernachlässigt werden. Dies ermöglicht eine Bestimmung der einzustellenden Frequenz mit einem geringeren Rechenaufwand, da die Anzahl V bspw. lediglich einen Wert von NR × NL aufweist.Alternatively or additionally, the comparison transmission functions can also be influenced by further parameters, so that a comparison with the comparison transmission functions and the determination of the supply signal frequency is based on the further parameters. If, for example, an influence on the transponder coil is taken into account, as can be done based on the mutual inductance M, for example, and if ferrite coils approach each other, this parameter change can also be taken into account. For this purpose, for example, a fourth and fifth parameters can be stored, which describe, for example, an inductance (fourth parameter) and a resistance (fifth parameter) of the transponder coil, so that a combination of the parameters for obtaining the comparative transfer function (s) is also based thereon. If the device is designed to capacitively transmit the supply signal, the fourth parameter may relate to a capacitance and the fifth parameter may relate to a resistance of a coupling capacitor of the receiver device coupled to the device. Such a consideration can alternatively also take place by means of the already existing parameter, in this case the mutual inductance M. According to embodiments, devices for inductively or capacitively transmitting a supply signal, such as an RFID tag reader and / or energy sources of a WPT system, may also be configured to adjust the frequency of the transmitted power signal based on two parameters, such as the equivalent resistance R and the equivalent inductance L, to be determined. The mutual inductance M can, for example, be regarded as immutable or to a non-relevant extent variable and neglected for the determination of the frequency. This makes it possible to determine the frequency to be set with less computational complexity, since the number V, for example, has only a value of NR × NL.
Alternativ, etwa wenn der Transponder
Wie es in
An einer Frequenz fmax weist die Übertragungsfunktion HE und/oder deren Betrag ein Maximum (Maximalwert) (|HE|max) auf. Der Maximalwert ist beispielhaft als maximaler Betrag der Energieübertragungsfunktion HE, die eine Teilübertragungsfunktion der zugehörigen Gesamtübertragungsfunktion ist, dargestellt. Alternativ kann es sich auch um einen anderen Maximalwert, wie etwa einen maximalen Funktionswert handeln. Vorzugsweise ist der Maximalwert (|HE|max) ein globales Maximum, zumindest innerhalb des Frequenzbereichs, innerhalb dessen die Versorgungssignalfrequenz eingestellt wird. Die Frequenz fOpt kann der Übertragungsfunktion HE und/oder den Parameterwerten zugeordnet werden und in einem Speicher hinterlegt werden, beispielsweise in dem Speicher
Alternativ kann die jeweilige Frequenz fOpt auch in einem Toleranzbereich
Die Auswahleinrichtung kann somit ausgebildet sein, um basierend auf dem ermittelten oder geschätzten Parametersatz (Kombination) p direkt die auszuwählende Auswahlfrequenz fOpt auszuwählen.The selection device can thus be designed to select the selection frequency f opt to be selected directly on the basis of the determined or estimated parameter set (combination) p.
Alternativ oder zusätzlich kann das Array Af(p) auch Frequenzen aufweisen, die (ggf. innerhalb eines Toleranzbereichs) einem Maximum, der Datenübertragungsfunktion
In anderen Worten können verändernde Umgebungseinflüsse in einem Transpondersystem zu einem veränderten Proportionalitätsfaktor zwischen dem Induktivitätsfluss und dem erzeugenden Strom, einer sogenannten Ersatzinduktivität L', der den Induktionsfluss erzeugenden Spule führen. In ähnlicher Weise beschreibt ein äquivalenter Ersatzwiderstand R' den Widerstand des Drahtes und alle Verluste, die sich durch andere Einflüsse ergeben. Diese Einflüsse können durch die umgebenden Materialien bedingt sein, z. B. durch leitfähige Materialien, in denen Wirbelströme auftreten, oder durch ferromagnetische Materialien.In other words, changing environmental influences in a transponder system can lead to a changed proportionality factor between the inductor flux and the generating current, a so-called substitute inductance L ', of the coil generating the induction flux. Similarly, an equivalent equivalent resistance R 'describes the resistance of the wire and any losses resulting from other influences. These influences may be due to the surrounding materials, e.g. B. by conductive materials in which eddy currents occur, or by ferromagnetic materials.
Die variierenden Einflüsse der Umgebung auf den Antennenschwingkreis am Lesegerät (RFID-Tag-Leseeinrichtung) und somit auch die Übertragungsfunktionen des Transpondersystems können mittels der variablen Parameter L' und R' der Lesegerätespule erfasst werden. Allgemein ist bei Einflussnahme der Umgebung auf die Lesegerätespule bei dem Ersatzwiderstand R' eine Erhöhung gegenüber dem initialen (unbeeinflussten) Wert möglich oder zu erwarten, während bei der Ersatzinduktivität L' eine Erhöhung sowie auch eine Verringerung gegenüber dem initialen Wert auftreten kann. Diese Änderungen können bei einem einzeln betrachteten Schwingkreis eine Dämpfung und eine Verstimmung zu niedrigeren bzw. höheren Resonanzfrequenzen verursachen. Des Weiteren kann ein dritter Parameter, die Gegeninduktivität M, insbesondere für mobile Lesegeräte, als variabel betrachtet werden.The varying influences of the environment on the antenna resonant circuit on the reader (RFID tag reading device) and thus also the transfer functions of the transponder system can be detected by means of the variable parameters L 'and R' of the reader coil. In general, when the environment on the reader coil is affected, an increase over the initial (uninfluenced) value is possible or expected with the equivalent resistance R ', while an increase as well as a decrease compared to the initial value can occur at the equivalent inductance L'. These changes may cause attenuation and detuning to lower and higher resonant frequencies, respectively, in a single tuned circuit. Furthermore, a third parameter, the mutual inductance M, in particular for mobile readers, can be regarded as variable.
Bei dem hier vorgestellten neuartigen Konzept der Trägerfrequenzadaption wird die Trägerfrequenz (Lesesignalfrequenz) sowohl bei hoher Kopplung als auch bei hohen Abständen und entsprechend geringer Kopplung zwischen der Lesegeräte- und der Transponderspule optimiert. Das zur Optimierung verwendete Modell (Modell
Für eine erste einfache Betrachtung des Prinzips kann davon ausgegangen werden, dass der Transponderschwingkreis (Spule
Der Lesegeräteschwingkreis wird in einer neutralen Umgebung ohne weitere Kenntnis über die Umgebung in einem späteren Lesevorgang auf die Frequenz f0 oder eine in der Nähe liegende Frequenz abgestimmt.The reader oscillation circuit is tuned in a neutral environment without further knowledge of the environment in a later reading to the frequency f 0 or a nearby frequency.
Die optimale Trägerfrequenz (Lesesignalfrequenz) fOpt für das System kann beispielsweise über definiert werden, also als Maximum der Energieübertragungsfunktion HE (Teilübertragungsfunktion). Sie entspricht beispielsweise der Frequenz im Maximum des Betrags der Energieübertragungsfunktion
Da UT nicht bekannt ist, sind auch die Koeffizienten der Energieübertragungsfunktion
Alternativ oder zusätzlich kann die Gesamtübertragungsfunktion HG auch durch andere Maßnahmen bestimmt werden, beispielsweise durch Anregung des Systems mit bandbegrenztem Pseudorauschen oder mit einem Chirpsignal. Dabei kann das Pseudorauschen oder das Chirpsignal im Frequenzbereich so entworfen werden, dass das System bei allen relevanten Trägerfrequenzen angeregt wird. Weiterhin können andere geeignete, bekannte Verfahren eingesetzt werden, wie z. B. Verfahren mit einem pulsförmigen Signal.Alternatively or additionally, the total transfer function H G can also be determined by other measures, for example by excitation of the system with band-limited pseudo noises or with a chirp signal. The pseudo noise or chirp signal in the frequency domain can be designed to excite the system at all relevant carrier frequencies. Furthermore, other suitable, known methods can be used, such. B. Method with a pulse-shaped signal.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren zur Frequenzadaption in einer Anwendung schnell und ressourcensparend implementiert werden. Für eine Schätzung des auszuwählenden Parametervektors p wird zunächst anhand des Modells in
Mit einem Schätzverfahren, z. B. der Methode der kleinsten (Betrags-)Quadrate, können die Parameter einer Funktion geschätzt werden. So kann der Parametervektor pOpt ermittelt werden, dessen zugehörige Übertragungsfunktion die gemessene Übertragungsfunktion näherungsweise und/oder am besten beschreibt. Mit der hier beispielhaft ausgewählten Methode entspricht dies demnach dem Parametervektor, bei dem die Summe der quadratischen Abstände zwischen der zugehörigen simulierten Gesamtübertragungsfunktion HGS und der gemessenen Gesamtübertragungsfunktion HGM minimal wird. Dies kann als dargestellt werden. Das bedeutet, dass pOpt demjenigen Parametersatz aus den Parametersätzen (Kombinationen) p bzw. pD entspricht, dessen aufsummierte quadrierte Abweichung zwischen dem Betrag der gemessenen Übertragungsfunktion und dem Betrag der Vergleichsübertragungsfunktion, der die jeweilige Kombination p zugeordnet ist, einen minimalen Wert aufweist. Die dargestellte Summenbildung kann bspw. eine von der Vergleichseinrichtung erhalten und als Vergleichsergebnis oder Teil hiervon der Auswahleinrichtung bereitgestellten Gütefunktion erhalten werden. Die Auswahleinrichtung kann basierend auf der erhaltenen Gütefunktion eine Optimierung derselben ausführen, so dass ein Ergebnis der Optimierung die geschätzten Parameter darstellt, bzw. diese basierend auf den ermittelten Ergebnis der Optimierung(-sfunktion) erhalten werden können.With an estimation method, e.g. As the method of least (squares) squares, the parameters of a function can be estimated. Thus, the parameter vector p Opt can be determined, the associated Transfer function approximately and / or best describes the measured transfer function. With the method selected here by way of example, this therefore corresponds to the parameter vector, in which the sum of the quadratic distances between the associated simulated total transfer function H GS and the measured total transfer function H GM becomes minimal. This can be as being represented. This means that p Opt corresponds to that parameter set from the parameter sets (combinations) p or p D , whose accumulated squared deviation between the magnitude of the measured transfer function and the amount of the comparative transfer function to which the respective combination p is assigned has a minimum value. The summation shown can, for example, be obtained from the comparison device and obtained as a comparison result or part thereof of the selection device provided quality function. The selection means may perform an optimization thereof based on the obtained quality function, so that a result of the optimization represents the estimated parameters, or these can be obtained based on the determined result of the optimization (-sfunktion).
Vereinfacht ausgedrückt, kann die Vergleichseinrichtung ausgebildet sein, um das Vergleichsergebnis basierend auf einer Gütefunktion bereitzustellen. Die Auswahleinrichtung kann ausgebildet sein, um die Auswahlfrequenz basierend auf einer Optimierungsfunktion bezüglich der Gütefunktion zu erhalten. Ein Ergebnis der Optimierung, etwa pOpt zeigt eine Schätzung der elektrischen Parameter an.In simple terms, the comparison device can be designed to provide the comparison result based on a quality function. The selector may be configured to obtain the selection frequency based on an optimization function relating to the quality function. A result of the optimization, such as p Opt, indicates an estimate of the electrical parameters.
Alternativ zu der dargestellten Ermittlung mittels der Differenz der Beträge kann der Vektor pOpt auch mittels einer Verarbeitung der Differenz der komplexen Werte erfolgen, wenn eine Phaseninformation vorliegt, wobei diese Phaseninformation möglichst zuverlässig sein sollte.As an alternative to the illustrated determination by means of the difference of the amounts, the vector p Opt can also take place by means of a processing of the difference of the complex values, if there is phase information, this phase information should be as reliable as possible.
Alternativ können auch andere nicht-differenzierende Algorithmen genutzt werden, um die elektrischen Parameter zu schätzen, etwa mittels Optimierungsalgorithmen, die auf einer Interpolation, einem Downhill-Simplex-Algorithmus oder einem Bisektionsverfahren (nicht-differenzierende Optimierungsverfahren) basieren. Um die Schätzung zu beschleunigen, insbesondere gegenüber einer Berechnung für alle möglichen Kombinationen (sog. Brute force = brachiale Gewalt), kann die Auswahleinrichtung ausgebildet sein, um die elektrischen Parameter unter Verwendung eines differenzierenden Optimierungsverfahren zu bestimmen oder zu schätzen. Bspw. kann hierfür ein Newton-Verfahren, ein modifiziertes Newton-Verfahren, ein Gradientenverfahren, ein logarithmisches Verfahren oder ein konjugiertes Gradientenverfahren implementiert sein. Eine Prüfung des Ergebnisses kann anzeigen, ob die zu minimierende Funktion streng konvex ist und ggf. können daraus Maßnahmen abgeleitet werden. Maßnahmen, um ein lokales Minimum als Ergebnis zu vermeiden, können durch das Prüfen des gefundenen Minimums, durch ein geeignetes Setzen des Startpunktes oder mehrerer Startpunkte und/oder durch eine Manipulation des Lösungsraumes realisiert werden.Alternatively, other non-differentiating algorithms may be used to estimate the electrical parameters, such as by optimization algorithms based on an interpolation, a downhill simplex algorithm or a bisection method (non-differentiating optimization methods). In order to speed up the estimation, in particular over calculation for all possible combinations (so-called brute force), the selection means may be arranged to determine or estimate the electrical parameters using a differentiating optimization method. For example. For this purpose, a Newton method, a modified Newton method, a gradient method, a logarithmic method or a conjugate gradient method can be implemented. An examination of the result can indicate whether the function to be minimized is strictly convex and, if necessary, measures can be derived therefrom. Measures to avoid a local minimum as a result can be realized by checking the minimum found, by suitably setting the starting point or several starting points and / or by manipulating the solution space.
Bezüglich eines implementierten Optimierungsalgorithmus(-verfahren) kann eine Gütefunktion ausgewählt und/oder in einem Speicher der Auswahleinrichtung hinterlegt sein und/oder Werte derselben mittels des Vergleichsergebnisses erhalten werden. Die Gütefunktion kann so ausgestaltet sein, dass das im Rahmen des Optimierungsalgorithmus formulierte Optimierungsproblem linearisiert wird, etwa wenn ein LQ(= linear-quadratisch)-Verfahren verwendet wird. Hierzu gehören bspw. eine Betragsbildung der Abweichung von Real und Imaginärteil bezüglich der Übertragungsfunktionen umfassend eine Addition in der Gütefunktion oder eine Abweichung der komplexen Beträge der Übertragungsfunktionen. Eine Motivation dieser Ansätze ist, dass übliche Optimierungsverfahren Funktionen mit eindimensionalen, reellwertigen Wertebereich optimieren. Die Übertragungsfunktionen und mithin das Optimierungsproblem können jedoch komplexwertig sein. Dies kann zu einer Anforderung bezüglich dahingehend führen, dass das Optimierungsproblem in ein eindimensionales und reellwertiges Optimierungsproblem überführt wird. Alternativ können diverse zusätzliche linearisierende Koordinatentransformationen, wie z. B. eine Logarithmierung oder bezogen auf einen Rechenaufwand zur Durchführung einfache rationale Funktionen oder trigonometrische Funktionen, bspw. Cordic-Algorithmen genutzt werden.With regard to an implemented optimization algorithm (method), a quality function can be selected and / or stored in a memory of the selection device and / or values thereof can be obtained by means of the comparison result. The quality function can be designed such that the optimization problem formulated in the context of the optimization algorithm is linearized, for example when an LQ (= linear-quadratic) method is used. These include, for example, an amount formation of the deviation of the real and imaginary part with respect to the transfer functions, comprising an addition in the quality function or a deviation of the complex amounts of the transfer functions. A motivation of these approaches is that usual optimization methods optimize functions with one-dimensional, real-valued value range. However, the transfer functions and thus the optimization problem can be complex. This may lead to a requirement that the optimization problem be transformed into a one-dimensional and real-valued optimization problem. Alternatively, various additional linearizing coordinate transformations, such as. As a logarithm or related to a computational effort to perform simple rational functions or trigonometric functions, eg. Cordic algorithms are used.
Zusammengefasst kann die Parameterschätzung mittels eines Optimierungsalgorithmus ausgeführt werden. Der Optimierungsalgorithmus kann bezüglich einer möglicherweise linearisierten, eindimensionalen und/oder reellwertigen Gütefunktion angewendet werden, um diese zu optimieren. Dies kann gemäß bspw. gemäß einer so genannten L2(Least Square bzw. L2)-Norm mit Hilfe von differenzierenden Algorithmen (Newton, Gradienten etc.) oder alternativ nicht-differenzierenden Algorithmen (Downhill-Simplex, Interpolation, ...) optimiert werden. Die Optimierungen bezieht sich bspw. auf eine Minimierung (etwa einer Abweichung oder eines Fehlers) oder eine Maximierung (etwa eine Übereinstimmung).In summary, the parameter estimation can be performed by means of an optimization algorithm. The optimization algorithm may be applied to a possibly linearized, one-dimensional, and / or real-valued merit function to optimize it. This can be done, for example, according to a so-called L2 (Least Square or L 2 ) standard with the aid of differentiating algorithms (Newton, Gradients etc.) or alternatively non-differentiating algorithms (Downhill Simplex, Interpolation, ...) be optimized. The optimizations refer, for example, to a minimization (such as a deviation or an error) or a maximization (such as a match).
Die linearisierte Gütefunktion kann bspw. aus einer nichtlinearen Gütefunktion mittels einer nichtlinearen Koordinatentransformation erhalten werden. Ist die Gütefunktion bspw. komplexwertig, so kann eine reellwertige Übertragungsfunktion basierend auf einer Betragsbildung einer oder mehreren ggf. vor-transformierten komplexen Funktionen und/oder mittels einer Differenzbildung, etc. erhalten werden.The linearized quality function can be obtained, for example, from a non-linear quality function by means of a non-linear coordinate transformation. If the quality function is, for example, complex-valued, then a real-valued transfer function based on an amount formation of one or more possibly pre-transformed complex functions and / or by means of a subtraction, etc., can be obtained.
Nach der Schätzung des Parametervektors können auch die variablen Parameter L', R' und M als bekannt angenommen werden. Somit kann die Energieübertragungsfunktion HE(f) und ihr globales Maximum, aus welchem sich wiederum die optimale Trägerfrequenz ergibt, berechnet werden. Im Hinblick auf eine schnelle und effiziente Implementierung kann für diesen Schritt ein Verfahren verwendet werden, welches diesen Rechenaufwand im laufenden Betrieb minimiert, indem bspw. ein entsprechendes Array in einem Speicher der Auswahleinrichtung
Mittels des Modells
Mit Kenntnis der optimalen Trägerfrequenzen fOpt kann der Transponder bei der entsprechenden Frequenz optimal mit Energie versorgt werden. Bei Abbruch der Kommunikation kann das Verfahren ggf. wiederholt werden, d. h. die Sendesignalfrequenz erneut eingestellt werden. Eine Kombination pD kann dabei als gleichbedeutend mit einer Kombination p verstanden werden. Die jeweilige Frequenz f kann als eine der einstellbaren oder zu berücksichtigenden Sendesignalfrequenzen verstanden werden.With knowledge of the optimum carrier frequencies f Opt , the transponder can be optimally supplied with energy at the corresponding frequency. If the communication is aborted, the procedure can be repeated if necessary, ie the transmission signal frequency can be set again. A combination p D can be understood as synonymous with a combination p. The respective frequency f can be understood as one of the adjustable or to be considered transmit signal frequencies.
Bei einer bekannten Anwendung des Transpondersystems, auf die selbiges auslegbar ist, kann die Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit des Verfahrens weiter verbessert werden, indem gewisse Parameterkombinationen in ihrer (Auftritts-)Wahrscheinlichkeit gewichtet und/oder teilweise ausgeschlossen werden. So treten beispielsweise bei einer Verstimmung des Schwingkreises durch die Umgebung im Normalfall auch Verluste auf, die entsprechend gewichtet werden können.In a known application of the transponder system to which the same is interpretable, the reliability and speed of the method can be further improved by weighting and / or partially excluding certain parameter combinations in their (occurrence) probability. For example, in the case of a detuning of the resonant circuit by the environment, losses normally occur which can be weighted accordingly.
In einem Schritt
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In einem Schritt
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In anderen Worten kann das beschriebene Konzept bzw. Verfahren dabei im Lesegerät für die lokalen Vorgänge im umgebenden Material teilweise oder vollkommen blind ausgeführt werden, d. h. es ist keine zusätzliche sensorische Erfassung oder Modellierung der Umgebungsbedingungen erforderlich. Bedeutend oder gar entscheidend ist die Erkennung der variablen Parameter.In other words, the described concept or method can be carried out partially or completely blindly in the reading device for the local processes in the surrounding material, ie. H. no additional sensory acquisition or modeling of environmental conditions is required. Significant or even decisive is the recognition of the variable parameters.
In einem Schritt
In einem Schritt
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In anderen Worten kann die Energieversorgung eines oder mehrerer Transponder mit dem Verfahren zur Trägerfrequenzadaption verbessert und/oder stabilisiert werden. Das beschriebene Konzept kann dabei je nach Umgebungseinfluss und Güte des Transponder- und des Lesegeräteschwingkreises verglichen mit bekannten statischen oder adaptiven Verfahren hohe Werte bezüglich einer induzierten Spannung und/oder einer übertragbaren Energie erreichen. Die optimale Trägerfrequenz entspricht beispielsweise der Frequenz des Maximums der Energieübertragungsfunktion, ggf. innerhalb eines Toleranzbereichs. Diese optimale Trägerfrequenz weicht abhängig von der Güte der Lesegeräte- und/oder der Transponder-Antennenspule sowie der Impedanz des Transponderchips signifikant von der Resonanzfrequenz der Impedanz ab, auf die sich bekannte Verfahren regeln würden, was gegenüber diesen Verfahren zu hohen bzw. erhöhten Betriebseffizienzen führt. Dabei können insbesondere signifikante Verbesserungen zu bekannten adaptiven Systemen erreicht werden, wenn der Lesegeräteschwingkreis, inbegriffen des Ersatzinnenwiderstands der Quelle (Verstärker), eine niedrige bis mittlere Güte aufweist. Des Weiteren zeigt das hier vorgestellte Verfahren umso mehr Wirkung, je höher die Güte des Transponderschwingkreises ist bzw. je höher die Chipimpedanz des Transponders ist.In other words, the power supply of one or more transponders can be improved and / or stabilized with the method for carrier frequency adaptation. Depending on the environmental influence and the quality of the transponder and the reader oscillation circuit, the described concept can achieve high values regarding an induced voltage and / or a transmittable energy compared to known static or adaptive methods. The optimum carrier frequency corresponds for example to the frequency of the maximum of the energy transfer function, possibly within a tolerance range. Depending on the quality of the reader and / or the transponder antenna coil and the impedance of the transponder chip, this optimum carrier frequency deviates significantly from the resonant frequency of the impedance to which known methods would regulate, which leads to high or increased operating efficiencies compared to these methods , In particular, significant improvements to known adaptive systems can be achieved when the reader sweep circuit, including the source's equivalent internal resistance (amplifier), is of low to medium quality. Furthermore, the method presented here shows the more effect, the higher the quality of the transponder oscillating circuit or the higher the chip impedance of the transponder.
Die Güte des Transponderschwingkreises kann, für niedrige bis mittlere Werte, beispielsweise einen Wert zwischen Q = 5 und Q = 100, zwischen Q = 7 und Q = 50 oder zwischen Q = 10 und Q = 30 aufweisen. Bei einer hohen bis sehr hohen Güte der Lesegerätespule (Q > 195) und einer sehr niederohmigen Chipimpedanz, etwa mit einem Realteil von 20 kΩ, kann eine mittels des hier vorgestellten Konzeptes ermittelte Trägerfrequenz im Vergleich zu bekannten adaptiven Verfahren eine Differenz von beispielsweise 22,18 kHz aufweisen (etwa für ein System im Low Frequency-Bereich, das eine initiale Resonanzfrequenz von ca. 125 kHz aufweist). Dies kann zu einer Verbesserung (Erhöhung) der am Transponder erzeugten Spannung UT von bis zu 2,83 dB (in etwa Faktor 1,39) führen. Mit der gleichen Lesegerätespule und einer erhöhten Chipimpedanz, beispielsweise einen Realteil von 200 kΩ aufweisend, kann das Konzept zu einer Verbesserung von bis zu 7,3 dB (in etwa ein Faktor von 2,31) führen. Wird eine mittlere Güte von Q = 44 für die Lesegerätespule angenommen, so kann sich bei der erhöhten Chipimpedanz eine Verbesserung bis zu 9,24 dB (in etwa ein Faktor von 2,9) gegenüber einem bekannten adaptiven System ergeben. Diese Werte sind ohne einschränkende Wirkung als Beispielwerte zu verstehen und stellen lediglich eine Veranschaulichung des vorteilhaften Effektes der erhöhten Energieübertragung dar, die erreichbar ist, wenn anstelle einer Regelung der Versorgungssignalfrequenz auf die Systemeigenfrequenz eine Regelung bezogen auf ein Maximum einer Energieübertragungsfunktion erfolgt.The quality of the transponder resonant circuit may have, for low to medium values, for example a value between Q = 5 and Q = 100, between Q = 7 and Q = 50 or between Q = 10 and Q = 30. At a high to very high quality of the reader coil (Q> 195) and a very low impedance chip impedance, such as a real part of 20 kΩ, a determined by means of the concept presented here carrier frequency compared to known adaptive method, a difference of 22.18, for example kHz (for example for a system in the low frequency range, which has an initial resonance frequency of about 125 kHz). This can lead to an improvement (increase) of the transponder-generated voltage U T of up to 2.83 dB (approximately factor 1.39). With the same reader coil and increased chip impedance, for example, having a real part of 200 kΩ, the concept can provide an improvement of up to 7.3 dB (approx Factor of 2.31). Assuming an average Q = 44 for the reader coil, the increased chip impedance can provide an improvement of up to 9.24 dB (about a factor of 2.9) over a known adaptive system. These values are to be understood as exemplary values without limiting effect and merely represent an illustration of the advantageous effect of the increased energy transfer that can be achieved if, instead of regulating the supply signal frequency to the system eigenfrequency, a regulation takes place based on a maximum of an energy transfer function.
Obwohl beschriebene Ausführungsbeispiele eine Spannungsquelle und einen Serienschwingkreis am Lesegerät und einen Parallelschwingkreis am Transponder beschreiben, kann das Lesegerät auch einen Serienschwingkreis aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Stromquelle angeordnet sein, um den Serien oder Parallelschwingkreis am Lesegerät anzuregen. Obwohl der Transponder in vorangehenden Ausführungsbeispielen so beschrieben ist, dass er einen Parallelschwingkreis aufweist, kann alternativ oder zusätzlich auch ein Serienschwingkreis angeordnet sein. Das Lesegerät als auch der Transponder können darüber hinaus Schaltungen zur Impedanz- und/oder Pegelanpassung aufweisen.Although described embodiments describe a voltage source and a series resonant circuit on the reader and a parallel resonant circuit on the transponder, the reader may also have a series resonant circuit. Alternatively or additionally, a current source can also be arranged in order to excite the series or parallel resonant circuit on the reading device. Although the transponder is described in previous embodiments so that it has a parallel resonant circuit, alternatively or additionally, a series resonant circuit may be arranged. The reader as well as the transponder can furthermore have circuits for impedance and / or level adaptation.
Obwohl gemäß oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Systemoptimierung (Anpassung der Lesesignalfrequenz) anhand der Übertragungsfunktion bezogen auf die Spannung am Lesegerät zu der Spannung am Transponderchip erläutert ist, kann dies in gleicher oder ähnlicher Weise auf die Leistung am Transponderchip oder einen Strom im Transponderchip als Ausgangsgröße übertragen werden. Darüber hinaus ist je nach Art der Quelle (Spannung, Strom oder Leistung) am Lesegerät die entsprechende Größe (Strom, Spannung oder Leistung) als Eingangsgröße in die Übertragungsfunktion anwendbar.Although according to the embodiments described above, a system optimization (adaptation of the read signal frequency) based on the transfer function with respect to the voltage at the reader to the voltage at the transponder chip is explained, this can be transmitted in the same or similar manner to the power at the transponder chip or a current in the transponder chip as output , In addition, depending on the type of source (voltage, current or power) on the reader, the appropriate size (current, voltage or power) can be used as input to the transfer function.
Oben beschriebene Ausführungsbeispiele können in RFID-Systemen und Sensortranspondersystemen, insbesondere mit passiven Transpondern und insbesondere in Systemen mit Lesegeräten in einer variierenden Umgebung, variierenden Kopplung (induktiv oder kapazitiv) zum Transponder und/oder metallumhüllten Transpondern eingesetzt werden. Hierzu zählen bspw. Sensortransponder in Metallschrauben für raue Umgebungen, titangekapselte medizinische Implantate oder in drahtlosen Drucksensoren in einem Vacuum Insulation Panel (VIP, Vakuumwärmedämmung) eingesetzte Transponder.Embodiments described above can be used in RFID systems and sensor transponder systems, in particular with passive transponders and in particular in systems with readers in a varying environment, varying coupling (inductive or capacitive) to the transponder and / or metal-sheathed transponders. These include, for example, sensor transponders in metal screws for harsh environments, titanium-encapsulated medical implants or transponders used in wireless pressure sensors in a vacuum insulation panel (VIP).
Ausführungsbeispiele können darüber hinaus in Wireless-Power-Transfer-Systemen, insbesondere von Sendern in einer variierenden Umgebung und Empfängergeräten, die leitfähige Materialien aufweisen, eingesetzt werden. Die leitfähigen Materialien können beispielsweise eine Hülle (metallische Ummantelung) der Empfängerseite bilden und/oder eine kapazitive Kopplung bedeuten. Darüber hinaus sind Szenarien vorstellbar, bei denen eine Kopplung (induktiv oder kapazitiv) zum Sender variiert.Embodiments may also be employed in wireless power transfer systems, particularly transmitters in a varying environment, and receiver devices having conductive materials. The conductive materials may for example form a shell (metallic sheath) of the receiver side and / or mean a capacitive coupling. In addition, scenarios are conceivable in which a coupling (inductive or capacitive) to the transmitter varies.
Von einer Umgebung beeinflusste RFID-Funkerkennungssysteme liegen beispielsweise im Bereich sogenannter Flight Cases (Flugkoffer) vor, in denen zumeist mehrere Transponder zwischen metallischer Beladung erkannt werden sollen.RFID-based radio-frequency identification systems influenced by an environment are present, for example, in the area of so-called flight cases, in which, for the most part, several transponders are to be detected between metallic loads.
Vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiele ermöglichen somit eine Lösung unter Einhaltung der Rahmenbedingungen, dass die Lösung auch für mobile Systeme einsetzbar ist, dass sie in handlichen Abmessungen realisiert werden kann sowie energieeffizient und flexibel ausgestaltet werden kann. Dies kann mit geringem Hardwareaufwand erreicht werden. Die Trägerfrequenz ist beispielsweise digital einstellbar. Die vorgestellten Lösungen stellen beispielsweise ein Verfahren für den Fall vor, wenn der Lesegeräteschwingkreis verstimmt wird, etwa basierend auf einer sich verändernden Umgebung.Previously described embodiments thus enable a solution while maintaining the framework conditions that the solution can also be used for mobile systems, that they can be implemented in handy dimensions and can be designed energy-efficient and flexible. This can be achieved with little hardware effort. The carrier frequency is digitally adjustable, for example. The solutions presented, for example, provide a method for the case when the reader resonant circuit is detuned, such as based on a changing environment.
Dabei bilden die Antennenschwingkreise eines induktiv gekoppelten Transpondersystems ein System gekoppelter Oszillatoren. Kanäle für die Energie- und die Datenübertragung können verschiedenartige Übertragungsfunktionen (
In beschriebenen Ausführungsbeispielen weist das Lesegerät einen Serienschwingkreis und der Transponder einen Parallelschwingkreis auf. Das Trägersignal kann im Lesegerät mittels eines einfachen digital erzeugten Rechtecksignals oder eines Sinussignals mit variabler Frequenz generiert werden. Dabei können gesetzliche Regelungen bei Bedarf einfach eingehalten werden, indem Grenzwerte für die Signalfrequenzen gesetzt werden. Auch bei Verwendung eines Rechtecksignals als Trägersignal liegt bei ausreichender Güte des Schwingkreises über den Reaktanzen ein nahezu sinusförmiges Signal an.In described exemplary embodiments, the reading device has a series resonant circuit and the transponder has a parallel resonant circuit. The carrier signal can be generated in the reader by means of a simple digitally generated square wave signal or a variable frequency sine wave signal. Legal regulations can be easily adhered to if necessary by setting limit values for the signal frequencies be set. Even with the use of a rectangular signal as a carrier signal is an almost sinusoidal signal at sufficient quality of the resonant circuit on the reactances.
Ein induktiv gekoppeltes Transpondersystem kann mithilfe eines Transformatorenersatzschaltbildes dargestellt werden, welches durch die jeweiligen Kapazitäten und Widerstände ergänzt wird. Aus diesem kann ein Modell (
Obwohl in vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Bezug genommen wird auf RFID-Tag-Leseeinrichtungen bzw. auf Transpondersysteme, sind in gleicher oder ähnlicher Weise auch drahtlose Energieübertragungssysteme (WPT) mit den vorangehend beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren implementierbar.Although reference is made in the above-described embodiments to RFID tag readers or to transponder systems, wireless power transmission systems (WPTs) may be implemented in the same or similar manner with the apparatus and methods described above.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals that can cooperate with a programmable computer system or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable. Thus, some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system such that one of the methods described herein is performed.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.In general, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer. The program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.Other embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the computer program is stored on a machine-readable medium.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.In other words, an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer. A further embodiment of the inventive method is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program is recorded for carrying out one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.A further embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals, which represent the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals may be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.Another embodiment includes a processing device, such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.Another embodiment includes a computer on which the computer program is installed to perform one of the methods described herein.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.In some embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, in some embodiments, the methods are performed by any hardware device. This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.
Claims (26)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |