DE102022111699B3 - Intermediary module between communication systems of different radio standards - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Vermittlermodul zwischen Kommunikationssystemen unterschiedlicher Funkstandards, mindestens aufweisend einen Mikroprozessor, eine einen ersten Funkstandard verwendende erste Antenne und eine einen zweiten, damit nicht kompatiblen Funkstandard verwendende zweite Antenne, wobei das Vermittlermodul keine eigene Energieversorgung aufweist, und der Mikroprozessor dazu eingerichtet ist, eine von der ersten Antenne zusammen mit einem von extern empfangenen, einen ersten Funkstandard verwendenden, ersten Funksignal übertragene Energie zu nutzen, um das von der ersten Antenne empfangene erste Funksignal in ein den zweiten Funkstandard verwendendes zweites Funksignal umzuwandeln und an die zweite Antenne zur Übertragung an einen externen Transponder zu übermitteln und vice versa.

Figure DE102022111699B3_0000
What is proposed is an intermediary module between communication systems of different radio standards, comprising at least a microprocessor, a first antenna using a first radio standard and a second antenna using a second, incompatible radio standard, the intermediary module not having its own power supply, and the microprocessor being set up to provide a to use energy transmitted by the first antenna together with an externally received first radio signal using a first radio standard to convert the first radio signal received by the first antenna into a second radio signal using the second radio standard and to the second antenna for transmission to a external transponder and vice versa.
Figure DE102022111699B3_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der drahtlosen Kommunikation mittels passiver Komponenten, insbesondere der RFID-Technologie.The present invention relates to the field of wireless communication using passive components, in particular RFID technology.

Es sind bereits Sender-Empfänger-Systeme zum automatischen, berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten bekannt. Ein gängiges Beispiel sind RFID-Systeme (radio-frequency identification), welche mittels elektromagnetischer Wellen arbeiten. Ein RFID-System besteht in der Regel aus einem Transponder, auch als (RFID-)Tag bezeichnet, und einem zugehörigen Lesegerät zum Auslesen der im Transponder gespeicherten Informationen wie z.B. einer Kennung. Der Transponder ist im oder am Objekt angebracht.Transmitter-receiver systems for automatic, non-contact identification and localization of objects are already known. A common example are RFID systems (radio-frequency identification), which work using electromagnetic waves. An RFID system usually consists of a transponder, also known as an (RFID) tag, and an associated reading device for reading the information stored in the transponder, such as an identifier. The transponder is attached in or on the object.

Um die Information auszulesen, müssen Transponder und Lesegerät gekoppelt werden. Die Kopplung erfolgt drahtlos durch elektromagnetische oder magnetische Wechselfelder in geringer Reichweite oder durch hochfrequente Radiowellen, welche vom Lesegerät erzeugt werden. Die Kopplung in geringer Reichweite hat den Vorteil, dass somit nicht nur Daten übertragen werden, sondern auch über kurze Entfernungen Energie. Somit kann ein Transponder auch mit Energie versorgt werden und damit als passiver Transponder dienen. Das Lesegerät ist in diesem Fall mit NFC-Antennen ausgestattet, also Nahfeldkommunikation. Für größere Reichweiten werden sogenannte aktive Transponder mit eigener Stromversorgung verwendet. Solche aktiven Transponder sind meist UHF-Transponder, also Transponder, die in einem sehr hohen Frequenzbereich arbeiten. Diese müssen aber kabelgebunden mit Energie versorgt werden oder über eine separate Energieversorgung verfügen und sind damit deutlich teurer als passive Transponder. Ein Auslesen von nicht in der Nähe eines NFC-Lesegeräts befindlichen, passiven UHF-Transpondern, ist aktuell nicht in einfacher Weise möglich.In order to read the information, the transponder and reader must be paired. The coupling occurs wirelessly using electromagnetic or magnetic alternating fields in a short range or using high-frequency radio waves generated by the reading device. Coupling over a short range has the advantage that not only data is transmitted, but also energy over short distances. This means that a transponder can also be supplied with energy and thus serve as a passive transponder. In this case, the reader is equipped with NFC antennas, i.e. near-field communication. For longer ranges, so-called active transponders with their own power supply are used. Such active transponders are usually UHF transponders, i.e. transponders that work in a very high frequency range. However, these must be supplied with energy via a cable or have a separate energy supply and are therefore significantly more expensive than passive transponders. Reading passive UHF transponders that are not located near an NFC reader is currently not possible in a simple manner.

US 2012 / 0 149 300 A1 zeigt einen tragbaren Hochfrequenz-Repeater, der ein Gehäuse und ein Transceiver beinhaltet. Das Transceiver ist zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet und so gestaltet, dass es abwechselnd in einem Sende- und einem Ruhemodus betrieben werden kann. Der Transceiver beinhaltet eine Antenne und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit steht in elektrischer Verbindung mit der Antenne. Zum Betrieb im Sendemodus ist die Steuereinheit so betreibbar, dass sie ein RFID-Signal von der Antenne empfängt, das RFID-Signal in ein umgewandeltes RFID-Signal umwandelt und das umgewandelte RFID-Signal an die Antenne sendet. Wenn der Transceiver im Schlafmodus arbeitet, ist die Steuereinheit so gestaltet, dass sie ein Abfragesignal von der Antenne erfasst und kein umgewandeltes RFID-Signal an die Antenne sendet. Der Repeater weist nur eine Antenne auf, welche sowohl Funksignale empfängt als auch Funksignale aussendet. US 2012 / 0 149 300 A1 shows a portable radio frequency repeater that includes a housing and a transceiver. The transceiver is at least partially arranged in the housing and designed so that it can be operated alternately in a transmit and a sleep mode. The transceiver includes an antenna and a control unit. The control unit is in electrical connection with the antenna. To operate in transmit mode, the control unit is operable to receive an RFID signal from the antenna, convert the RFID signal into a converted RFID signal, and send the converted RFID signal to the antenna. When the transceiver operates in sleep mode, the control unit is designed to capture an interrogation signal from the antenna and not send a converted RFID signal to the antenna. The repeater only has one antenna, which both receives radio signals and transmits radio signals.

US 7 606 530 B1 zeigt ein Hochfrequenz-Identifizierungssystem (RFID), das den Zugang zu zumindest einem entfernt positionierten Ziel-RFID-Transponder ermöglicht. Das RFID-System beinhaltet einen RFID-Repeater, der sich außerhalb des betreibbaren Bereichs eines Ziel-RFID-Transponders befindet, und zumindest einen RFID-Repeater, der innerhalb eines betreibbaren Bereichs des Ziel-RFID- Transponders positionierbar ist. Der RFID-Repeater sendet eine ursprüngliche Anfrage vom RFID-Repeater-Empfänger an den Ziel-RFID-Transponder und sendet eine Antwort vom Ziel-RFID-Transponder an den RFID-Repeater-Empfänger zurück. Der RFID-Repeater führt keine Umwandlung in einen anderen Funkstandard durch. US 7,606,530 B1 shows a radio frequency identification (RFID) system that enables access to at least one remotely positioned target RFID transponder. The RFID system includes an RFID repeater that is located outside the operable range of a target RFID transponder and at least one RFID repeater that is positionable within an operable range of the target RFID transponder. The RFID repeater sends an initial request from the RFID repeater receiver to the target RFID transponder and sends back a response from the target RFID transponder to the RFID repeater receiver. The RFID repeater does not convert to another radio standard.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, durch welche eine Kommunikation zwischen Antennen, welche unterschiedliche Funkstandards verwenden, ermöglicht wird, Insbesondere soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, durch passive UHF-Transponder auch über Vorrichtungen ausgelesen werden können, welche lediglich über NFC-Antennen zum Auslesen verfügen.The invention is therefore based on the object of providing a device through which communication between antennas that use different radio standards is made possible. In particular, a device should be provided by which passive UHF transponders can also be read out via devices which only via NFC antennas for reading.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This task is solved by the features of the independent claims. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.

Vorgeschlagen wird ein Vermittlermodul zwischen Kommunikationssystemen unterschiedlicher Funkstandards, mindestens aufweisend einen Mikroprozessor, eine einen ersten Funkstandard verwendende erste Antenne und eine einen zweiten, damit nicht kompatiblen Funkstandard verwendende zweite Antenne, wobei das Vermittlermodul keine eigene Energieversorgung aufweist, und der Mikroprozessor dazu eingerichtet ist, eine von der ersten Antenne zusammen mit einem von extern empfangenen, einen ersten Funkstandard verwendenden, ersten Funksignal übertragene Energie zu nutzen, um das von der ersten Antenne empfangene erste Funksignal in ein den zweiten Funkstandard verwendendes zweites Funksignal umzuwandeln und an die zweite Antenne zur Übertragung an einen externen Transponder zu übermitteln und vice versa.What is proposed is an intermediary module between communication systems of different radio standards, comprising at least a microprocessor, a first antenna using a first radio standard and a second antenna using a second, incompatible radio standard, the intermediary module not having its own power supply, and the microprocessor being set up to provide a to use energy transmitted by the first antenna together with an externally received first radio signal using a first radio standard to convert the first radio signal received by the first antenna into a second radio signal using the second radio standard and to the second antenna for transmission to a external transponder and vice versa.

In einer Ausführung deckt der erste Funkstandard eine Nahfeldkommunikation ab, und der zweite Funkstandard deckt eine Fernfeldkommunikation ab.In one embodiment, the first radio standard covers near-field communication and the second radio standard covers far-field communication.

In einer Ausführung ist die einen ersten Funkstandard verwendende erste Antenne eine NFC-Antenne, und die einen zweiten Funkstandard verwendende zweite Antenne ist eine RFID-UHF-Antenne.In one embodiment, the first antenna using a first radio standard is an NFC Antenna, and the second antenna using a second radio standard is an RFID UHF antenna.

In einer Ausführung ist das Vermittlermodul derart gebildet, dass es an einem ersten Lesegerät, das dazu eingerichtet ist, den ersten Funkstandard lesen zu können, fixiert oder abnehmbar angebracht ist. In einer alternativen Ausführung ist das Vermittlermodul derart gebildet, dass es in einem ersten Lesegerät integriert ist, das dazu eingerichtet ist, den ersten Funkstandard lesen zu können. Durch die flexiblen Anbringungsmöglichkeiten des Vermittlermoduls ist dieses in vielen Anwendungen einsetzbar.In one embodiment, the mediator module is formed in such a way that it is fixed or removably attached to a first reading device that is set up to be able to read the first radio standard. In an alternative embodiment, the mediator module is formed in such a way that it is integrated into a first reading device that is set up to be able to read the first radio standard. The flexible attachment options for the intermediary module mean it can be used in many applications.

In einer Ausführung arbeitet der Transponder passiv.In one version, the transponder works passively.

Ferner wird ein Informationsübertragungssystem bereitgestellt, aufweisend ein erstes Lesegerät mit einer eigenen Energieversorgung, das dazu eingerichtet ist, den ersten Funkstandard lesen zu können, wobei das erste Lesegerät dazu eingerichtet ist, ein einen ersten Funkstandard verwendendes, erstes Funksignal auszusenden oder zu empfangen. Das Informationsübertragungssystem weist ferner ein beschriebenes Vermittlermodul auf.Furthermore, an information transmission system is provided, comprising a first reading device with its own power supply, which is set up to be able to read the first radio standard, the first reading device being set up to transmit or receive a first radio signal using a first radio standard. The information transmission system also has a described intermediary module.

In einer Ausführung ist das erste Lesegerät als ein mobiles Endgerät oder ein stationäres Endgerät gebildet. In einer Ausführung ist das mobile Endgerät ein Smartphone oder ein Wearable oder ein Tablet.In one embodiment, the first reading device is designed as a mobile terminal or a stationary terminal. In one embodiment, the mobile device is a smartphone or a wearable or a tablet.

Ferner wird ein Verfahren zum Auslesen von Informationen mittels des Informationsübertragungssystems bereitgestellt, wobei in einem ersten Schritt das erste Lesegerät ein den ersten Funkstandard verwendendes erstes Funksignal an das Vermittlermodul sendet und dessen den ersten Funkstandard verwendende Antenne dieses erste Signal empfängt und der Mikroprozessor aktiviert wird. In einem nachfolgenden zweiten Schritt sendet der Mikroprozessor das in ein den zweiten Funkstandard verwendende zweite Funksignal übersetzte erste Funksignal an die den zweiten Funkstandard verwendende zweite Antenne, und der Transponder empfängt das zweite Funksignal. In einem nachfolgenden dritten Schritt sendet der Transponder ein den zweiten Funkstandard verwendendes Antwortsignal in Form eines den zweiten Funkstandard verwendenden Funksignals an die zweite Antenne, welche dieses wiederum an den Mikroprozessor zur Übersetzung in ein Antwortsignal, das den ersten Funkstandard verwendet, überträgt. In einem nachfolgenden vierten Schritt sendet der Mikroprozessor das Antwortsignal an die erste Antenne, welches das Antwortsignal an das erste Lesegerät überträgt, und wobei der Mikroprozessor während des gesamten Vorgangs drahtlos Energie vom ersten Lesegerät empfängt.Furthermore, a method for reading out information using the information transmission system is provided, wherein in a first step the first reading device sends a first radio signal using the first radio standard to the intermediary module and its antenna using the first radio standard receives this first signal and the microprocessor is activated. In a subsequent second step, the microprocessor sends the first radio signal translated into a second radio signal using the second radio standard to the second antenna using the second radio standard, and the transponder receives the second radio signal. In a subsequent third step, the transponder sends a response signal using the second radio standard in the form of a radio signal using the second radio standard to the second antenna, which in turn transmits this to the microprocessor for translation into a response signal that uses the first radio standard. In a subsequent fourth step, the microprocessor sends the response signal to the first antenna, which transmits the response signal to the first reader, and the microprocessor wirelessly receives energy from the first reader throughout the process.

Ferner wird ein Computerprogramm bereitgestellt, aufweisend Instruktionen, die den Computer dazu bringen, die Schritte des Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. So kann eine App bereitgestellt werden, welche auf Mobiltelefonen, Tablets etc. ausgeführt werden kann.Further provided is a computer program comprising instructions that cause the computer to carry out the steps of the method when the computer program is executed on a computer. This way, an app can be provided that can be run on mobile phones, tablets, etc.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, based on the figures of the drawing, which show details of the invention, and from the claims. The individual features can be implemented individually or in groups in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

  • 1 zeigt den Zusammenhang zwischen einem Informationsübertragungssystem und einem UHF-Tag gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt beispielhaft einen Ablauf eines Auslesens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawing.
  • 1 shows the connection between an information transmission system and a UHF tag according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows an example of a reading process according to an embodiment of the present invention.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following descriptions of the figures, the same elements or functions are given the same reference numbers.

Die nachfolgend in Zusammenhang mit einer NFC-UHF-Vermittlung beschriebene Erfindung kann für alle Vermittlungen zwischen einem ersten Funkstandard und einem zweiten, damit nicht kompatiblen Funkstandard angewendet werden. Unter nicht kompatiblen Funkstandards ist zu verstehen, dass keine direkte Kommunikation zwischen Anwendungen, die den ersten Funkstandard verwenden, und Anwendungen, die den zweiten Funkstandard verwenden, (Lesegeräte und Tags) erfolgen kann.The invention described below in connection with an NFC-UHF switch can be used for all switches between a first radio standard and a second, therefore incompatible radio standard. Incompatible radio standards mean that no direct communication can take place between applications that use the first radio standard and applications that use the second radio standard (readers and tags).

Um dieses Problem zu lösen und eine entsprechende Kommunikation bereitzustellen, sind die nachfolgend beschriebenen Ausführungen lediglich so anzupassen, dass geeignete Antennen 11, 21, 23 und Tags bzw. Transponder 30 verwendet werden und das Vermittlermodul 20 entsprechend ausgelegt wird. Das Grundkonzept bleibt ansonsten dasselbe.In order to solve this problem and provide appropriate communication, the designs described below simply need to be adapted so that suitable antennas 11, 21, 23 and tags or transponders 30 are used and the intermediary module 20 is designed accordingly. The basic concept otherwise remains the same.

Aktuell gibt es unterschiedlichste Sender-Empfänger-Systeme zum automatischen, berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten. Bekannt sind RFID- und NFC-Systeme. Mit RFID (radio frequency identification) können ein Transponder 30, kurz auch Tag genannt, ohne Stromversorgung und ein mit Strom versorgtes Lesegerät über die darin befindliche Antenne miteinander kommunizieren.There are currently a wide variety of transmitter-receiver systems for the automatic, contactless identification and localization of objects. RFID and NFC systems are well known. With RFID (radio frequency identification), a transponder 30, also called a tag for short, can communicate with each other without a power supply and a powered reading device via the antenna located therein.

Tags werden in passive und aktive Tags unterteilt. Passive Tags haben keine eigene Stromquelle, sind also unbestromt. Sie werden über das vom Lesegerät, welches mit mindestens einer NFC-Antenne 11 ausgestattet ist, erzeugte elektromagnetische Wellen mit Energie versorgt, wenn beide nahe genug beieinander sind. Aktive Tags besitzen eine Stromquelle z.B. in Form einer Batterie oder eines Akkumulators, sind also bestromt. Aktive Tags können über eine größere Distanz ausgelesen werden.Tags are divided into passive and active tags. Passive tags do not have their own power source, so they are not powered. They are supplied with energy via the electromagnetic waves generated by the reading device, which is equipped with at least one NFC antenna 11, when both are close enough to one another. Active tags have a power source, for example in the form of a battery or accumulator, and are therefore powered. Active tags can be read over a greater distance.

Passive Tags sind in unterschiedlichen Frequenzbereichen verfügbar, unter anderem im Bereich der UHF (ultra high frequency) und der Mikrowellen (microwave), bei denen ein Auslesen in Bereichen bis zu mehreren Metern möglich ist. Nachfolgend werden auch Tags, die im Mikrowellenbereich arbeiten, als UHF-Tags bezeichnet.Passive tags are available in different frequency ranges, including UHF (ultra high frequency) and microwave (microwave), where reading in ranges of up to several meters is possible. Tags that work in the microwave range are also referred to below as UHF tags.

In aktuellen, als Lesegerät verwendbaren, Endgeräten wie z.B. Smartphones bzw. Mobiltelefonen ist aktuell lediglich Nahfeldkommunikation NFC verbaut, d.h. ein Auslesen von Daten von passiven Tags in größerer Entfernung, also mehr als ein paar Zentimeter, ist nicht ohne weiteres möglich. Um ein sicheres Auslesen von Daten in größerer Entfernung, z.B. innerhalb von einigen Metern, zu ermöglichen, werden aktuell UHF-Tags 30 mit entsprechenden Lesegeräten verwendet. Es ist aktuell nicht möglich, UHF-Tags 30 mittels Lesegeräten auszulesen, welche lediglich über NFC-Antennen 11 verfügen (nachfolgend auch kurz als NFC-Lesegerät bezeichnet).In current end devices that can be used as reading devices, such as smartphones or mobile phones, only NFC near-field communication is currently installed, i.e. reading out data from passive tags at a greater distance, i.e. more than a few centimeters, is not easily possible. In order to enable secure reading of data at greater distances, e.g. within a few meters, UHF tags 30 are currently used with appropriate reading devices. It is currently not possible to read UHF tags 30 using readers that only have NFC antennas 11 (hereinafter also referred to as NFC reader).

Dieses Problem löst das erfindungsgemäß vorgeschlagene Vermittlermodul 20. 1 stellt ein Informationsübertragungssystem aus NFC-Lesegerät 10 und daran (oder darin) integriertem Vermittlermodul 20 dar. Ferner ist ein Transponder 30 in Form eines UHF-Tags 30 gezeigt, dessen Informationen ausgelesen werden sollen. Außerdem ist eine optionale App 40 dargestellt, die in dem NFC-Lesegerät integriert ist und die Informationen vom UHF-Tag 30 darstellen oder weiterverarbeiten kann, je nach Anwendung. In 2 ist ein Ablauf eines Auslesens von Information aus einem UHF-Tag 30 gezeigt.This problem is solved by the intermediary module 20 proposed according to the invention. 1 represents an information transmission system consisting of an NFC reader 10 and an intermediary module 20 integrated thereon (or in it). Furthermore, a transponder 30 is shown in the form of a UHF tag 30, the information from which is to be read. An optional app 40 is also shown, which is integrated in the NFC reader and can display or further process the information from the UHF tag 30, depending on the application. In 2 a sequence of reading out information from a UHF tag 30 is shown.

Das vorgeschlagene Vermittlermodul 20 dient sozusagen als Übersetzer zwischen einem NFC-Lesegerät 10 und einem UHF-Tag 30, welches in einer nicht mehr durch das NFC-Lesegerät 10 erreichbaren Distanz angeordnet ist. Das NFC-Lesegerät 10 weist eine eigene Energieversorgung auf.The proposed intermediary module 20 serves, so to speak, as a translator between an NFC reader 10 and a UHF tag 30, which is arranged at a distance that can no longer be reached by the NFC reader 10. The NFC reader 10 has its own power supply.

Das Vermittlermodul 20 weist eine Dual-NFC-UHF-Antenne, also sowohl eine NFC-Antenne 21 als auch eine RFID-UHF-Antenne 23, sowie einen Mikroprozessor 22 auf. Es weist keine eigene Energieversorgung auf. Vielmehr erhält das Vermittlermodul 20 die gesamte Energie über das NFC-Lesegerät 10.The intermediary module 20 has a dual NFC UHF antenna, i.e. both an NFC antenna 21 and an RFID UHF antenna 23, and a microprocessor 22. It does not have its own energy supply. Rather, the intermediary module 20 receives all of the energy via the NFC reader 10.

Die NFC-Antenne 21 dient zur Kommunikation mit einem NFC-Lesegerät 10, also z.B. einem Mobiltelefon oder einem anderen elektronischen Gerät, das geeignet ist, die Daten anzufordern und zu empfangen. Gleichzeitig erfolgt die Energieversorgung des Vermittlermoduls 20 über die NFC-Kommunikation zwischen NFC-Lesegerät 10 und NFC-Antenne 21 des Vermittlermoduls 20.The NFC antenna 21 is used to communicate with an NFC reader 10, for example a mobile phone or other electronic device that is suitable for requesting and receiving the data. At the same time, the energy supply to the intermediary module 20 takes place via the NFC communication between the NFC reader 10 and the NFC antenna 21 of the intermediary module 20.

Die RFID-UHF-Antenne 23 dient zur Kommunikation mit einem in einer für NFC nicht erreichbaren Distanz befindlichen UHF-Tag 30 (UHF-Transponder), welches sich z.B. in oder auf einem Objekt befindet und Informationen zum Objekt beinhaltet, die ausgelesen werden sollen. Das externe UHF-Tag 30 (welches also nicht Teil des Vermittlermodul 20 ist) verfügt ebenfalls über keine eigene Energieversorgung. Die Distanz kann von mehreren Zentimetern bis zu einigen Metern betragen, je nach Ausführung.The RFID UHF antenna 23 is used to communicate with a UHF tag 30 (UHF transponder) that is located at a distance that cannot be reached by NFC, which is located, for example, in or on an object and contains information about the object that is to be read. The external UHF tag 30 (which is not part of the switching module 20) also does not have its own power supply. The distance can range from several centimeters to a few meters, depending on the design.

Der Mikroprozessor 22 dient dazu, ein von dem NFC-Lesegerät 10 ausgesendetes NFC-Signal, welches von der NFC-Antenne 21 des Vermittlermoduls 20 empfangen wird, in ein UHF-Signal zu wandeln.The microprocessor 22 is used to convert an NFC signal emitted by the NFC reader 10, which is received by the NFC antenna 21 of the intermediary module 20, into a UHF signal.

Da das Vermittlermodul 20 keine eigene Energieversorgung aufweist, wird die über die aktuelle NFC-Kommunikation (NFC-Lesegerät 10 zu NFC-Antenne 21) drahtlos übertragene Energie dazu verwendet, den Mikroprozessor 22 zu aktivieren. Dieser führt dann sowohl die Signalumwandlung (NFC in UHF bzw. UHF in NFC, je nach Übertragungsrichtung) als auch die Signalübermittlung (NFC-Lesegerät 10 nach RFID-UHF-Antenne 23 bzw. RFID-UHF-Antenne 23 nach NFC-Lesegerät 10, je nach Übertragungsrichtung) durch. Das heißt, dass sowohl die Signalumwandlung als auch die Signalübermittlung in beide Richtungen (vice versa) ausgeführt werden kann.Since the intermediary module 20 does not have its own power supply, the energy transmitted wirelessly via the current NFC communication (NFC reader 10 to NFC antenna 21) is used to activate the microprocessor 22. This then carries out both the signal conversion (NFC into UHF or UHF into NFC, depending on the transmission direction) and the signal transmission (NFC reader 10 to RFID-UHF antenna 23 or RFID-UHF antenna 23 to NFC reader 10, depending on the transmission direction). This means that both signal conversion and signal transmission can be carried out in both directions (vice versa).

Der Ablauf des Auslesens eines UHF-Tags 30 wird nachfolgend anhand 2 beschrieben.The process of reading out a UHF tag 30 is described below 2 described.

In einem Grundzustand S0 sind alle Komponenten 21-23, 30 außer dem NFC-Lesegerät 10 unbestromt.In a basic state S0, all components 21-23, 30 except the NFC reader 10 are de-energized.

Sendet nun in einem ersten Schritt S1 das NFC-Lesegerät 10 ein NFC-Signal an das Vermittlermodul 20, empfängt dessen NFC-Antenne 21 dieses NFC-Signal und der Mikroprozessor 22 fährt hoch (wird aktiviert). Gleichzeitig mit der Übertragung des Signals vom NFC-Lesegerät 10 an die NFC-Antenne 21 erfolgt nämlich eine drahtlose Übertragung von Energie an die NFC-Antenne 21 durch elektromagnetische Wellen. Diese Energie wird an den Mikroprozessor 22 übertragen, welcher dadurch aktiviert wird und das empfangene NFC-Signal bearbeiten kann, um daraus ein UHF-Signal zu generieren.If, in a first step S1, the NFC reader 10 sends an NFC signal to the intermediary module 20, its NFC antenna 21 receives it NFC signal and the microprocessor 22 boots up (is activated). Simultaneously with the transmission of the signal from the NFC reader 10 to the NFC antenna 21, energy is wirelessly transmitted to the NFC antenna 21 by electromagnetic waves. This energy is transmitted to the microprocessor 22, which is thereby activated and can process the received NFC signal in order to generate a UHF signal from it.

In einem zweiten Schritt S2 sendet der Mikroprozessor 22 in Form eines UHF-Signals die Daten aus dem NFC-Signal über die RFID-UHF-Antenne 23 an den gewünschten UHF-Tag 30, welcher das UHF-Signal empfängt.In a second step S2, the microprocessor 22 sends the data from the NFC signal in the form of a UHF signal via the RFID UHF antenna 23 to the desired UHF tag 30, which receives the UHF signal.

In einem dritten Schritt S3 sendet der UHF-Tag 30 eine UHF-Antwort an die RFID-UHF-Antenne 23, welche dieses wiederum an den Mikroprozessor 22 zur Übersetzung in ein Antwort-NFC-Signal überträgt. Der Mikroprozessor 22 empfängt dabei immer noch drahtlos Energie vom NFC-Lesegerät 10 und ist damit aktiv. Der Mikroprozessor 22 ist nur so lange aktiv, wie er Energie vom NFC-Lesegerät 10 empfängt. Ansonsten ist er offline, bis er durch ein NFC-Signal aufgeweckt wird, welches auch gleichzeitig Energie bereitstellt.In a third step S3, the UHF tag 30 sends a UHF response to the RFID-UHF antenna 23, which in turn transmits this to the microprocessor 22 for translation into a response NFC signal. The microprocessor 22 still receives energy wirelessly from the NFC reader 10 and is therefore active. The microprocessor 22 is only active as long as it receives energy from the NFC reader 10. Otherwise it is offline until it is woken up by an NFC signal, which also provides energy at the same time.

In einem vierten Schritt S4 sendet der Mikroprozessor 22 das Antwort-NFC-Signal an die NFC-Antenne 21, welches das Antwort-NFC-Signal an das NFC-Lesegerät 10 überträgt.In a fourth step S4, the microprocessor 22 sends the response NFC signal to the NFC antenna 21, which transmits the response NFC signal to the NFC reader 10.

Das Vermittlermodul 20 stellt einen Übersetzer zwischen Systemen, die bzgl. Kommunikation nicht kompatible Funkstandards verwenden, dar. Es kann z.B. zwischen Systemen vermitteln, die Fernfeldkommunikation (einigen Metern) bereitstellen, wie z.B. UHF-RFID-Tags 30, und Systemen, die mittels Nahfeldkommunikation (NFC) kommunizieren.The mediator module 20 represents a translator between systems that use incompatible radio standards for communication. It can, for example, mediate between systems that provide long-field communication (a few meters), such as UHF RFID tags 30, and systems that use near-field communication (NFC) communicate.

Somit kann ein UHF-Signal von einem NFC-Lesegerät 10 in einfacher Weise empfangen und gelesen werden.A UHF signal can therefore be easily received and read by an NFC reader 10.

Die Herstellung des Vermittlermoduls 20 kann als integrierte Schaltkreise auf einer starren oder flexiblen Platine (PCB) erfolgen. Die Antennen können auf die benötigte Reichweite optimiert sein, indem sie entsprechend gebildet sind, z.B. als Dipolantenne, Zirkularantenne etc. Ferner kann die Antenne auf z.B. 850-920MHz bzw. 800-1000MHz optimiert sein.The intermediary module 20 can be manufactured as integrated circuits on a rigid or flexible printed circuit board (PCB). The antennas can be optimized for the required range by being designed accordingly, e.g. as a dipole antenna, circular antenna, etc. Furthermore, the antenna can be optimized to, for example, 850-920MHz or 800-1000MHz.

Durch die Möglichkeit, das Vermittlermodul 20 sehr flach und auch bei Bedarf biegsam herzustellen, kann es auf einem Endgerät lösbar oder nicht lösbar (fixiert) mit geeigneten Anbringungsmitteln angebracht werden. Es kann aber auch in einem Endgerät angeordnet, also darin integriert werden. Da es keine eigene Energieversorgung benötigt, muss es auch nicht aufgeladen werden und arbeitet damit rund um die Uhr, sofern das NFC-Lesegerät 10, von dem es seine Energie erhält, die benötigte Energie bereitstellt.Due to the possibility of making the intermediary module 20 very flat and, if necessary, flexible, it can be attached to a terminal in a detachable or non-detachable (fixed) manner using suitable attachment means. But it can also be arranged in a terminal device, i.e. integrated into it. Since it does not require its own power supply, it does not need to be charged and therefore works around the clock, as long as the NFC reader 10 from which it receives its energy provides the required energy.

Durch die Möglichkeit, nunmehr in bis zu einigen Metern vom NFC-Lesegerät 10 entfernte UHF-Tags 30 mittels NFC-Technologie auszulesen, kann ein kostengünstiges Tracking von Komponenten z.B. in einem Lager oder im Logistikbereich bereitgestellt werden. Durch die Möglichkeit, das Vermittlermodul 20 abnehmbar auszuführen, kann ein Vermittlermodul 20 für mehrere Endgeräte (NFC-Lesegeräte 10) verwendet werden, so dass es durchgehend im Einsatz sein kann.The possibility of reading UHF tags 30 that are now up to a few meters away from the NFC reader 10 using NFC technology means that cost-effective tracking of components can be provided, for example in a warehouse or in the logistics area. Due to the possibility of making the intermediary module 20 removable, one intermediary module 20 can be used for several terminal devices (NFC readers 10) so that it can be used continuously.

In einer Ausführung ist eine digitale Begrenzung (digital fence) vorgesehen. Diese kann durch eine Gegenstelle in Form z.B. eines RFID-Tags, GPS, Bluetooth etc. gebildet sein und dient zur Überwachung des Bereichs, in dem das Auslesen der Tags 30 erfolgen soll. Die Gegenstelle misst den Abstand und/oder die Änderung des Abstands zum Vermittlermodul. Sollte ein Mindestabstand unterschritten und/oder die Änderung des Abstands zu schnell vonstatten geschehen, so würde der digital fence als durchbrochen angesehen werden.In one version, a digital fence is provided. This can be formed by a remote station in the form of, for example, an RFID tag, GPS, Bluetooth, etc. and is used to monitor the area in which the tags 30 are to be read out. The remote station measures the distance and/or the change in distance to the switching module. If a minimum distance is not reached and/or the change in distance occurs too quickly, the digital fence would be viewed as broken.

Ferner ist eine erweiterte Anwendung der mit dem NFC-Lesegerät 10 ausgelesenen Information vorgesehen. Hierfür wird eine Softwareanwendung vorgeschlagen, die z.B. in Form einer App 40 auf einem geeigneten Endgerät bereitgestellt werden kann und die basierend auf den von dem UHF-Tag 30 bereitgestellten Informationen weitergehende Informationen oder Aktionen bereitstellen kann.Furthermore, an expanded application of the information read out with the NFC reader 10 is provided. For this purpose, a software application is proposed, which can be provided, for example, in the form of an app 40 on a suitable terminal and which can provide further information or actions based on the information provided by the UHF tag 30.

Ein geeignetes Endgerät ist beispielsweise ein mobiles Endgerät wie ein Smartphone, ein Tablet, ein Wearable, z.B. eine Smartwatch etc., oder ein stationäres Endgerät wie ein stationärer Computer.A suitable terminal is, for example, a mobile terminal such as a smartphone, a tablet, a wearable, e.g. a smartwatch, etc., or a stationary terminal such as a stationary computer.

Durch Bereitstellen einer App 40 kann eine Schnittstelle und Kommunikation mit einem Bediener bereitgestellt werden, die über das bloße Darstellen der ausgelesenen Information hinaus geht. Die Kommunikationsmöglichkeiten sind dabei vielfältig. So kann eine rein optische Kommunikation erfolgen, indem Informationen angezeigt werden, je nach Anwendungsfall. Es kann aber auch eine weitergehende Kommunikation erfolgen, z.B. akustisch, haptisch, thermisch, olfaktorisch etc., auch in Kombination.By providing an app 40, an interface and communication with an operator can be provided that goes beyond simply displaying the read information. The communication options are diverse. This means that purely optical communication can take place by displaying information, depending on the application. However, further communication can also take place, e.g. acoustic, haptic, thermal, olfactory, etc., also in combination.

Ferner kann die App 40 die Position des UHF-Tags 30 durch Verwenden der Information der Signalstärke ermitteln.Furthermore, the app 40 can determine the position of the UHF tag 30 by using the signal strength information.

Das Vermittlermodul 20 ist vielseitig einsetzbar. Beispielsweise und insbesondere kann ein NFC-Lesegerät 10 ein Smartphone sein und UHF-Tags 30 auf bestimmten Gegenständen angebracht sein.The mediator module 20 can be used in a variety of ways. For example and in particular, an NFC reader 10 can be a smartphone and UHF tags 30 can be attached to certain objects.

So kann z.B. in einer Werkstatt, einem Lager und einem beliebigen Punkt entlang der Lieferkette oder auch Produktionskette das Auffinden/Nachverfolgen oder Dokumentieren von bestimmten Teilen erleichtert werden. Beispielsweise kann die Zuordnung von zu einem bestimmten Fahrzeug zugehörigen Ersatzteilen erleichtert werden, da auf einem zu ersetzenden Teil im Fahrzeug ein UHF-Tag 30 angebracht sein kann, der ausgelesen wird und dann im Lager mit der entsprechenden Information über dasselbe NFC-Lesegerät 10 das Ersatzteil dazu in einer Entfernung von bis zu einigen Metern gefunden werden kann. Ferner kann durch eine entsprechende App die Organisation im Lager und in der Lieferkette vereinfacht werden.For example, in a workshop, a warehouse and any point along the supply chain or production chain, it can make it easier to find/track or document certain parts. For example, the assignment of spare parts belonging to a specific vehicle can be made easier, since a UHF tag 30 can be attached to a part to be replaced in the vehicle, which is read and then in the warehouse with the corresponding information via the same NFC reader 10 the spare part can be found at a distance of up to a few meters. Furthermore, the organization in the warehouse and in the supply chain can be simplified using a corresponding app.

Es kann z.B. beim Auffinden verlorener, nicht zu findender oder gestohlener Gegenstände helfen, welche mit einem UHF-Tag 30 versehen sind. Es kann auch eine Erinnerung an Dinge erfolgen, die vergessen wurden, d.h. es können Aktivitäten mit der physischen Präsenz von wichtigen Gegenständen verknüpft werden. Beispielsweise kann eine Verknüpfung zwischen Aktivitäten und dafür benötigten Gegenständen erfolgen. Auch kann eine Verknüpfung mit einem Terminkalender erfolgen.For example, it can help find lost, impossible to find or stolen items that have a UHF tag 30. It can also be a reminder of things that have been forgotten, i.e. activities can be linked to the physical presence of important objects. For example, a link can be made between activities and the items required for them. It can also be linked to an appointment calendar.

Beispielsweise ist ein UHF-Tag 30 auf einem Geldbeutel und/oder Schlüsseln angebracht. Im Falle, dass eine Person mit dem Smartphone sich zu weit vom Geldbeutel entfernt, kann das Smartphone die Person warnen, dass sie ihren Geldbeutel und/oder die Schlüssel nicht bei sich hat. Dies kann sowohl bei vergessenen Bewerbungsunterlagen, als auch bei vergessenem Sportgerät, Werkzeug für eine Baustelle etc. erfolgen. Auch können nicht auffindbare Gegenstände lokalisiert werden.For example, a UHF tag 30 is attached to a wallet and/or keys. In the event that a person with the smartphone moves too far away from the wallet, the smartphone can warn the person that they do not have their wallet and/or keys with them. This can happen if application documents are forgotten, as well as if you forget sports equipment, tools for a construction site, etc. Objects that cannot be found can also be located.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
Empfangsgerät / LesegerätReceiving device/reading device
1111
NFC-Antenne von 10 NFC antenna from 10
2020
Übersetzer / VermittlermodulTranslator / mediator module
2121
NFC-Antenne von 20NFC antenna from 20
2222
MicrocontrollerMicrocontrollers
2323
RFID-UHF-Antenne RFID UHF antenna
3030
Transponder bzw. UHF-Tag Transponder or UHF tag
4040
App app
S0S0
GrundzustandBasic state
S1-S4S1-S4
VerfahrensschritteProcedural steps

Claims (10)

Vermittlermodul (20) zwischen Kommunikationssystemen unterschiedlicher Funkstandards, mindestens aufweisend einen Mikroprozessor (22), eine einen ersten Funkstandard verwendende erste Antenne (21) und eine einen zweiten, damit nicht kompatiblen Funkstandard verwendende zweite Antenne (23), wobei - das Vermittlermodul (20) keine eigene Energieversorgung aufweist, und - der Mikroprozessor (22) dazu eingerichtet ist, eine von der ersten Antenne (21) zusammen mit einem von extern empfangenen, einen ersten Funkstandard verwendenden, ersten Funksignal übertragene Energie zu nutzen, um das von der ersten Antenne (21) empfangene erste Funksignal in ein den zweiten Funkstandard verwendendes zweites Funksignal umzuwandeln und an die zweite Antenne (23) zur Übertragung an einen externen Transponder (30) zu übermitteln und vice versa.Intermediary module (20) between communication systems of different radio standards, comprising at least a microprocessor (22), a first antenna (21) using a first radio standard and a second antenna (23) using a second, incompatible radio standard, wherein - the intermediary module (20) does not have its own energy supply, and - the microprocessor (22) is set up to use energy transmitted by the first antenna (21) together with a first radio signal received from externally and using a first radio standard in order to convert the first radio signal received by the first antenna (21). convert a second radio signal using the second radio standard and transmit it to the second antenna (23) for transmission to an external transponder (30) and vice versa. Vermittlermodul (20) nach Anspruch 1, wobei der erste Funkstandard eine Nahfeldkommunikation abdeckt, und wobei der zweite Funkstandard eine Fernfeldkommunikation abdeckt.Intermediary module (20). Claim 1 , wherein the first radio standard covers near-field communication, and wherein the second radio standard covers far-field communication. Vermittlermodul (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die einen ersten Funkstandard verwendende erste Antenne (21) eine NFC-Antenne (21) ist, und die einen zweiten Funkstandard verwendende zweite Antenne (23), eine RFID-UHF-Antenne (23) ist.Intermediary module (20). Claim 1 or 2 , wherein the first antenna (21) using a first radio standard is an NFC antenna (21), and the second antenna (23) using a second radio standard is an RFID-UHF antenna (23). Vermittlermodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vermittlermodul (20) derart gebildet ist, dass es - an einem ersten Lesegerät (10), das dazu eingerichtet ist, den ersten Funkstandard lesen zu können, fixiert oder abnehmbar angebracht ist, oder - in einem ersten Lesegerät (10) integriert ist, das dazu eingerichtet ist, den ersten Funkstandard lesen zu können.Intermediary module (20) according to one of the preceding claims, wherein the intermediary module (20) is formed such that it - is fixed or removably attached to a first reading device (10), which is set up to be able to read the first radio standard, or - Is integrated in a first reading device (10), which is set up to be able to read the first radio standard. Vermittlermodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transponder (30) passiv arbeitet.Switching module (20) according to one of the preceding claims, wherein the transponder (30) works passively. Informationsübertragungssystem, aufweisend - ein erstes Lesegerät (10), das dazu eingerichtet ist, den ersten Funkstandard lesen zu können, aufweisend eine eigene Energieversorgung, wobei das erste Lesegerät (10) dazu eingerichtet ist, ein einen ersten Funkstandard verwendendes, erstes Funksignal auszusenden oder zu empfangen, und - ein Vermittlermodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Information transmission system, comprising - a first reading device (10), which is set up to be able to read the first radio standard, having its own power supply, the first reading device (10) being set up to transmit or receive a first radio signal using a first radio standard, and - An intermediary module (20) according to one of the preceding claims. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 6, wobei das erste Lesegerät (10) gebildet ist als ein mobiles Endgerät oder ein stationäres Endgerät.Information transmission system Claim 6 , whereby the first reading device (10) is formed is as a mobile device or a stationary device. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 7, wobei das mobile Endgerät ein Smartphone oder ein Wearable oder ein Tablet ist.Information transmission system Claim 7 , where the mobile device is a smartphone or a wearable or a tablet. Verfahren zum Auslesen von Informationen mittels eines Informationsübertragungssystems nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei - in einem ersten Schritt (S1) das erste Lesegerät (10) ein den ersten Funkstandard verwendendes erstes Funksignal an das Vermittlermodul (20) sendet und dessen den ersten Funkstandard verwendende Antenne (21) dieses erste Signal empfängt und der Mikroprozessor (22) aktiviert wird, und - in einem nachfolgenden zweiten Schritt (S2) der Mikroprozessor (22) das in ein den zweiten Funkstandard verwendende zweite Funksignal übersetzte erste Funksignal an die den zweiten Funkstandard verwendende zweite Antenne (23) sendet, und der Transponder (30) das zweite Funksignal empfängt, und - in einem nachfolgenden dritten Schritt (S3) der Transponder (30) ein den zweiten Funkstandard verwendendes Antwortsignal in Form eines den zweiten Funkstandard verwendenden Funksignals an die zweite Antenne (23) sendet, welche dieses wiederum an den Mikroprozessor (22) zur Übersetzung in ein Antwortsignal, das den ersten Funkstandard verwendet, überträgt, und - in einem nachfolgenden vierten Schritt (S4) der Mikroprozessor (22) das Antwortsignal an die erste Antenne (21) sendet, welches das Antwortsignal an das erste Lesegerät (10) überträgt, und wobei der Mikroprozessor (22) während des gesamten Vorgangs drahtlos Energie vom ersten Lesegerät (10) empfängt.Method for reading out information using an information transmission system according to one of Claims 6 until 8th , wherein - in a first step (S1) the first reading device (10) sends a first radio signal using the first radio standard to the intermediary module (20) and its antenna (21) using the first radio standard receives this first signal and the microprocessor (22) is activated, and - in a subsequent second step (S2), the microprocessor (22) sends the first radio signal translated into a second radio signal using the second radio standard to the second antenna (23) using the second radio standard, and the transponder (30) sends that receives the second radio signal, and - in a subsequent third step (S3) the transponder (30) sends a response signal using the second radio standard in the form of a radio signal using the second radio standard to the second antenna (23), which in turn sends this to the microprocessor (22 ) for translation into a response signal that uses the first radio standard, and - in a subsequent fourth step (S4) the microprocessor (22) sends the response signal to the first antenna (21), which sends the response signal to the first reading device (10 ) transmits, and wherein the microprocessor (22) wirelessly receives energy from the first reading device (10) throughout the entire process. Computerprogramm, aufweisend Instruktionen, die den Computer dazu bringen, die Schritte des Verfahrens nach Anspruch 9 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.Computer program comprising instructions that cause the computer to follow the steps of the method Claim 9 to execute when the computer program is run on a computer.
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