DE112015004297T5

DE112015004297T5 - Zusammen angeordnete lokalisierungstechnologien

Info

Publication number: DE112015004297T5
Application number: DE112015004297.0T
Authority: DE
Inventors: David E. Bellows; Rehan K. Jaffri; Sean D. Marvel
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2035-09-17
Also published as: CA2959176C; US20160084935A1; US10261167B2; US20190187238A1; GB2545136A; GB201704503D0; CA2959176A1; DE112015004297B4; GB2545136B; US11262431B2; WO2016048748A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine gemeinsame Anordnung einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)Einrichtung und einer Ultraschalleinrichtung umfasst ein Schleifenantennenelement eines RFID Lesegeräts, das zu einer Reflektorplatte parallel orientiert ist. Ein Ultraschallsender ist durch eine Öffnung in der Reflektorplatte mit einem Horn angeordnet, welches sich durch das Schleifenelement erstreckt. Das Horn kann als eine Anbringungsstruktur für das Antennenelement dienen. Ein Durchmesser der Öffnung ist kleiner als eine Viertelwellenlänge einer Betriebsfrequenz des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts. Die Öffnung ist in der Reflektorplatte in der Nähe eines Gebiets eines minimalen E-Felds des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts angeordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Verwendung einer Lokalisierungstechnologie breitet sich in Umgebungen mit einem lokalen Gebiet, beispielsweise in Umgebungen im Handel, einer Fabrik, einem Lager usw. gerade aus. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl von unterschiedlichen verfügbaren Lokalisierungstechnologien (zum Beispiel eine Funkfrequenzidentification (RFID), Ultraschallsignale, HF Signale, Video usw.), die für unterschiedliche Zwecke verwendet werden können. Diese unterschiedlichen Zwecke können zu der Notwendigkeit führen, dass Kombinationen von diesen unterschiedlichen Lokalisierungstechnologien innerhalb der gleichen Umgebung eingebaut werden. Jedoch sind einige von diesen Lokalisierungstechnologien sperrig und die Bereitstellung einer unabhängigen Installation von jeder Lokalisierungstechnologie könnte zu einer Duplizierung von anderen Systemen führen, wie beispielsweise die Lieferung von getrennter Netzkommunikations-Infrastruktur für jede Lokalisierungstechnologie.
Infolgedessen können in einer kommerziellen Umgebung mehrere unterschiedliche Lokalisierungstechnologien, die gerade verwendet werden, vorhanden sein, wobei jede ihre eigene Netzkommunikations-Infrastruktur verwendet. Zum Beispiel können in einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)Anwendung feste RFID Lesegeräte an mehreren Positionen und Orientierungen überall in der Umgebung über Kopf angebracht sein (zum Beispiel an der Decke angebracht sein), um irgendein RFID Tag innerhalb der Umgebung zu lesen und zu lokalisieren. Ferner können in einem Ultraschalllokalisierungssystem feste Ultraschallsender an mehreren Positionen überall in der Umgebung über Kopf angebracht sein (zum Beispiel an der Decke angebracht sein), um irgendeine mobile Einrichtung innerhalb der Umgebung zu lokalisieren und nachzuverfolgen. Diese Über-Kopf-Konfigurationen bieten mehrere Vorteile, wie wenigere physikalische Signalhindernisse, einen einfachen Zugang auf die Verdrahtung an der Decke, einen Manipulationsschutz, eine Sicherheit und dergleichen. Jeder von diesen Anwendungen kann mehrere Antennen/Sender und Schaltungsgehäuse, die überall in der Umgebung angebracht sind, erfordern. Deshalb kann es wünschenswert sein die Netzinfrastruktur für unterschiedliche Lokalisierungssysteme in einem gemeinsamen Gehäuse oder in andere verfügbare Gehäuse, wie beispielsweise Videokameras usw., zu integrieren. Jedoch weisen derartige Kombinationen Nachteile auf.
Zum Beispiel wird eine Integration von unterschiedlichen Lokalisierungssystemen in einem gemeinsamen Gehäuse die Größe des Gehäuses erhöhen, was die Installation erschweren kann und ein störendes Erscheinungsbild hervorbringen kann.
Insbesondere kann eine RFID Lokalisierungseinrichtung, um eine vollständige 360° Abdeckung zu erhalten, 8 RFID Antennen verwenden, die um einen Kreis herum in einem Abstand von 45° nach außen verteilt sind. Dagegen kann ein Ultraschall-Lokalisierungssystem vier Ultraschallsender verwenden, die um einen Kreis in einem Abstand von 90° positioniert und orientiert sind. Weil ein kombiniertes Produkt mit Übergröße natürlich unerwünscht ist, ist eine kompakte mechanische Verpackung, die diese Technologien kombiniert, wünschenswert, und jede Gelegenheit zum Kombinieren von diesen beiden Technologien in einem gemeinsamen Raum würde von Nutzen sein.
Demzufolge besteht eine Notwendigkeit für eine Technik zum physikalischen Kombinieren von unterschiedlichen Lokalisierungstechnologien, die die voranstehenden Beschränkungen beseitigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder funktional ähnliche Elemente überall in den getrennten Ansichten bezeichnen, sind zusammen mit der ausführlichen nachstehenden Beschreibung in die Spezifikation eingebunden und bilden einen Teil davon, und dienen zur weiteren Illustration von Ausführungsformen von Konzepten, die die beanspruchte Erfindung enthalten, und sie erläutern verschiedene Prinzipien und Vorteile von diesen Ausführungsformen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines RFID Lesegeräts und einer Antennenkonfiguration in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
2 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ultraschallsenderkonfiguration in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
3 eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus von einer Kombination mit einer gemeinsam angeordneten RFID Antenne und einem Ultraschallsender für die Einrichtungen der 1 und 2;
4 eine Querschnittsansicht der Ausführungsform der 3;
5 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses, dass die gemeinsam angeordneten RFID Antennen und Ultraschallsender der 1 und 2 umfasst;
6 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Umgebung, die die Antennenanordnung der 5 verwendet;
7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
8 eine mobile Einrichtung und eine theoretische Anhörebene in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Durchschnittsfachleute werden erkennen, dass Elemente in den Figuren zur Übersichtlichkeit und Klarheit dargestellt sind und nicht notwendigerweise im Maßstab gezeichnet sind. Zum Beispiel können die Abmessungen von einigen der Elemente in den Figuren im Verhältnis mit anderen Elementen übertrieben dargestellt sein, um zu einem verbesserten Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beizutragen.
Die Vorrichtungs- und Verfahrenskomponenten sind, soweit geeignet, mit herkömmlichen Symbolen in den Zeichnungen dargestellt worden, wobei nur diejenigen spezifischen Einzelheiten gezeigt werden, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wichtig sind, um so nicht die Offenbarung mit Einzelheiten zu überladen, die Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet, die den Nutzen aus der hier vorliegenden Beschreibung ziehen, bereits bekannt sein werden.
Ausführliche Beschreibung
In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung eine Technik zum Kombinieren und gemeinsamen Anordnen von unterschiedlichen Lokalisierungstechnologien in einem gemeinsamen Gehäuse ohne eine signifikante Erhöhung der Gesamtgröße bereit. Die vorliegende Erfindung stellt eine über Kopf Kombination von unterschiedlichen Lokalisierungstechnologien in einer kleinen und leichtgewichtigen Anordnung bereit, wobei die physikalische Größe der Kombinationsanordnung auf einem Minimum gehalten wird, so dass das System unauffällig ist, leicht zusammengebaut werden kann, leicht installiert werden kann, leicht integriert und gewartet werden kann und andere Merkmale zulassen kann, wie beispielsweise eine Sicherheitskamera, eine drahtlose Kommunikation usw.
Zum Beispiel kann jede der Lokalisierungstechnologien mit einem entfernten Server unter Verwendung eines geteilten gemeinsamen drahtlosen Kommunikationssystems (nicht gezeigt) kommunizieren. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung unter Verwendung von einer oder mehreren drahtlosen Kommunikationstechnologien angewendet werden könnte, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf: RF, IrDA (Infrarot); Bluetooth; Zigbee (oder andere Varianten des IEEE 802.15 Protokolls); IEEE 802.11 (irgendeine Variation), andere RFID Frequenzbänder, wie beispielsweise HF und LF; IEEE 802.16 (WiMAX oder irgendeine andere Variation); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Code Division Multiple Access (CDMA) einschließlich sämtlicher Varianten; Global System for Mobile Communications (GSM) und sämtliche Varianten; Time Division Multiple Access (TDMA) und sämtliche Varianten; Direct Sequence Spread Spectrum; Frequency Hopping Spread Spectrum; drahtlose/kabellose Telekommunikationsprotokolle; drahtlose Heimnetz-Kommunikationsprotokolle; Paging-Netzprotokolle; magnetische Induktion, Satelliten-Datenkommunikationsprotokolle; drahtlose Krankenhaus- oder Gesundheitseinrichtungs-Netzprotokolle, wie diejenigen, die in den WMTS Bändern arbeiten; GPRS und eigentümerspezifische drahtlose Datenkommunikations-Protokolle, wie Varianten des drahtlosen USB.
Im allgemeinen ist das RFID Lesegerät konfiguriert, um eine Kommunikation zwischen dem RFID Lesegerät und naheliegenden RFID Tags bereitzustellen. Zum Beispiel „befragt” das RFID Lesegerät RFID Tags und empfängt von den Tags im Ansprechen auf die Befragung Signale zurück. Das Lesegerät wird manchmal als „Lesegerät-Abfrageeinheit” oder einfach als „Abfrageeinheit” bezeichnet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das RFID Lesegerät ohne Beschränkung ein oder mehrere der folgenden umfassen: einen Prozessor, ein Kommunikationsmodul, einen Speicher und wenigstens eine Antenne. Die Elemente des RFID Lesegeräts können unter Verwendung eines Kommunikationsbusses und irgendeiner anderen geeigneten Zwischenverbindungsanordnung, die eine Kommunikation zwischen den verschiedenen Elementen des RFID Lesegeräts erlaubt, untereinander verbunden sein.
Die Ultraschalllokalisierungstechnologie ist konfiguriert, um Zeitsignale zwischen einem Ultraschallsender und einer mobilen Einrichtung bereitzustellen. Zum Beispiel kann die mobile Einrichtung Ultraschallsignale von verschiedenen Sendern empfangen, das Timing von jedem von diesen Signalen messen, und Triangulationstechniken oder andere Techniken verwenden, um deren Position innerhalb der Umgebung festzustellen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Ultraschall-Lokalisierungstechnologie ohne Beschränkung auch ein oder mehrere der folgenden umfassen: einen Prozessor, einen Controller, ein Kommunikationsmodul, einen Speicher und eine Vielzahl von Ultraschallsendern.
Das RFID Lesegerät als auch der Ultraschallcontroller können beide das gleiche Kommunikationsmodul gemeinsam verwenden, wobei dieses Komponenten umfassen kann, die eine Kommunikation auf einem drahtgebundenen oder drahtlosen Netzwerk ermöglichen. Zum Beispiel kann das Kommunikationsmodul eine verdrahtete Ethernet-Schnittstelle oder einen drahtlosen Zugriffspunkt umfassen, um Information über RFID Tags und eine Ultraschall-Signalisierung auf einem lokalen Netz an einen zentralen Server zu kommunizieren. Es sei darauf hingewiesen, dass die hier vorliegende Beschreibung die Kommunikationen mit einem zentralen Server in einer übervereinfachten Weise dargelegt und eine praktische Ausführungsform zusätzliche Komponenten und eine in geeigneter Weise konfigurierte Verarbeitungslogik umfassen kann, um bekannte oder herkömmliche Betriebsmerkmale zu unterstützen, die hier in Kürze nicht ausführlich beschrieben sind.
Ein Prozessor kann irgendein Mikroprozessor, eine anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, ein Feld-programmierbares Gate Array, ein Digitalsignalprozessor, irgendeine geeignete programmierbare Logikeinrichtung; eine diskrete Gate- -oder Transistorlogik, diskrete Hardwarekomponenten oder Kombinationen davon sein, die/das die Rechenleistung aufweist, die in der Lage ist das RFID Lesegerät oder Ultraschallsender zu handhaben. Prozessoren stellen allgemein die Software, Firmware, Verarbeitungslogik und/oder andere Komponenten des RFID Lesegeräts oder von Ultraschallsendern bereit, die deren Funktionalität ermöglichen.
Ein Speicher kann irgendwelche flüchtigen Speicherelemente (zum Beispiel einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM, wie beispielsweise DRAM, SRAM, SDRAM usw.)), nicht flüchtige Speicherelemente (zum Beispiel ROM, Festplattenlaufwerk, Band, CD-ROM usw.) und Kombinationen davon umfassen. Ferner kann der Speicher elektronische, magnetische, optische und/oder andere Typen von Speichermedien beinhalten. Es sei darauf hingewiesen, dass der Speicher eine verteilte Architektur aufweisen kann, bei der verschiedene Komponenten entfernt voneinander angeordnet sind, der Prozessor aber auf sie zugreifen kann. Der Speicher kann verwendet werden, um Daten zu speichern, die zu RFID Abfragevorgängen, der Ultraschall-Signalisierung usw. gehören.
Ein Gehäuse, welches eine unterschiedliche Netzinfrastruktur kombiniert, kann ferner Elektronik und Komponenten für einen Betrieb der Antennenanordnung des RFID Lesegeräts und für einen Betrieb von Ultraschallsendern umfassen. Die Elektronik, Komponenten usw. der kombinierten Netzinfrastruktur können innerhalb des Gehäuses platziert oder angeordnet sein. Zum Beispiel kann das Gehäuse eine Elektronik und dergleichen für einen Betrieb des RFID Lesegeräts, von Ultraschallsendern, eines drahtlosen Zugriffspunkts, sowie von anderen Komponenten, wie hier beschrieben, umschließen. Das Gehäuse kann durch eine gemeinsame leitende Umfassung definiert werden, die interne Komponenten vor externen elektrischen Signalen abschirmt, während isolierte Durchführungen, Öffnungen oder Kontaktierungslöcher bereitgestellt werden, um Funk- und Ultraschallsignale außerhalb des Gehäuses bereitzustellen, wie beispielsweise Antennenelemente, verdrahtete Verbindungen und Sender. Zum Beispiel kann die Elektronik und die Komponenten eine elektrische Konnektivität zu den Antennenzuleitungen durch das Gehäuse für eine Aussendung und einen Empfang von RFID Signalen und eine Verbindung zu Ultraschalltreibern für eine Aussendung von Ultraschallsignalen umfassen.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Antennenkonfiguration einer RFID Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein RFID Lesegerät 12 kann mit einer Vielzahl von Antennenelementen 10 über einen Antennenschalter oder verschiedene Funkports 14 des RFID Lesegeräts verbunden sein. Ferner kann das RFID Lesegerät die verschiedenen Funkports anweisen, jeweils nur ein Antennenelement zu einer Zeit mit dem RFID Lesegerät sequenziell in kommunikativer Weise zu verbinden, so dass nur ein Antennenelement betreibbar ist, um zu irgendeinem Zeitpunkt zu senden/zu empfangen. Das RFID Lesegerät kann irgendeine empfangene Tag-Information, die es erhält, an einem Zugriffspunkt bereitstellen, der drahtgebundenen oder drahtlos mit einem lokalen Netz (nicht gezeigt), beispielsweise für Inventurzwecke, verbunden sein kann. Obwohl acht Antennenelemente gezeigt sind, könnte irgendeine Anzahl von Elementen vorhanden sein. Vorzugsweise gibt es eine gerade Anzahl von Antennenelementen, die in einem Kreis angeordnet sind, um von dem Kreis nach außen abzustrahlen. Wie in dieser Ausführungsform gezeigt sind acht Antennenelemente gleichmäßig bei 45 Grad Intervallen des Kreises angeordnet und mit einem Funkgerät mit acht Ports verbunden.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Ultraschall-Lokalisierungskonfiguration von Ultraschallsendern 18. Der Treiber von jedem Sender wird von einem zentralen Ultraschallcontroller 17 gesteuert, der Befehle zum Ansteuern von jedem Sender von einem entfernten Server empfangen kann. Diese Befehle können ein Timing und Schalldruckpegel für die Ultraschallsignale umfassen. Der Controller kann eine Schaltungsanordnung bzw. Schaltkreise mit dem RFID Lesegerät gemeinsam verwenden. Die Sender 18 sind mit den RFID Antennenelementen 10 der 1 gemeinsam angeordnet, wie nachstehend beschrieben wird. Obwohl eine kombinierte Ausführungsform, wie hier beschrieben, acht RFID Antennen (der 1) und vier Ultraschallsender (der 2) aufweist, kann die tatsächliche Anzahl von jeweils den RFID Antennen und den Ultraschallsendern in Abhängigkeit von der Anforderung, Anwendung oder Abdeckung unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann ein Ultraschallsender gemeinsam angeordnet mit jeder RFID Antenne sein, zum Beispiel achtmal.
Bezugnehmend auf 3 (eine Explosionsansicht eines Senders) und 4 (ein zusammengesetzter Sender in einer aufgeschnittenen Ansicht) umfasst eine RFID Antenne in einer Ausführungsform eine linear polarisierte Schleife 20 mit voller Wellenlänge als das angesteuerte bzw. angetriebene Element, die im Wesentlichen parallel zu einer leitenden Reflektorplatte 26 orientiert ist. Das Schleifenelement 20 kann auf einer gedruckten Schaltungsplatine 30 zur einfacheren Anbringung der Reflektorplatte unter Verwendung von Abstandsbolzen 22 angeordnet sein. Wie in dem technischen Gebiet bekannt ist kann das Schleifenelement von einem RF Signal an einem spezifischen Zuführungs- bzw. Speisepunkt 33, in Abhängigkeit von der gewünschten linearen Polarisation, gespeist werden. In diesem Beispiel kann, da der Spalt 24 wie gezeigt positioniert ist und das Element in der Nähe des Spalts gespeist wird, eine vertikale Polarisation erhalten werden. Wenn der Spalt und der Speisepunkt um 90° gedreht werden, kann eine horizontale Polarisation erhalten werden. Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet werden erkennen, dass die Schleifengeometrie anders sein kann als diejenige, die in dieser beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist – beispielsweise kann die Größe größer oder kleiner sein, die Form muss nicht ein Kreis sein, die Breite der Schleife muss nicht konstant sein, usw. Das Schleifenelement 20 wird von einem Balun-Kabel 38, das mit dem Speisepunkt 33 verbunden und zu dem Reflektor 26 geerdet ist (wie in 4 gezeigt) angesteuert. Das Balun-Kabel ist in dieser Ausführungsform eine Viertelwellenlänge lang bei der Betriebsfrequenz. Zum Beispiel ist die Länge des Balun-Kabels für das nordamerikanische RFID Band, welches zwischen 902 MHz und 928 MHz arbeitet, 8,16 cm.
Ein zweistückiger Ultraschallsender 18 ist vorgesehen. Ein Audiowellenleiter oder ein Horn 37 mit einem Kompressionstreiber (Lautsprecher) 34 ist an der RFID Reflektorplatte 26 derart angebracht, dass der Treiber 34 im Wesentlichen hinter dem Reflektor positioniert ist. Ein Lautsprecherflansch 32 vervollständigt den Sender 18. Der zusammengebaute Ultraschallsender wird durch eine Öffnung 36 in der Reflektorplatte 26 angeordnet, wobei sich das Horn 32 von dem Treiber 34 durch das Schleifenelement 20 erstreckt und sich über das Schleifenelement 20 hinaus erstreckt. In dieser Weise ist der Sender und die RFID Antenne gemeinsam angeordnet (lokalisiert). Die Öffnung, der Sender und das Schleifenelement können koaxial gemeinsam angeordnet sein oder nicht derart angeordnet sein. Mit anderen Worten, der Sender kann von der Mitte des Schleifenelements von der Achse versetzt sein, wie dargestellt. Zusätzlich muss der Sender nicht exakt senkrecht zu der Ebene des Schleifenelements ausgerichtet sein. Auf jeden Fall bildet der Treiber und das Horn eine zweistückigen Aufbau, wobei der Treiber an der Reflektorplatte angebracht ist, und der Treiber und das Horn sind konfiguriert, um durch das Schleifenantennenelement und die Öffnung zusammengesetzt zu werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die Öffnung in den Reflektor geschnitten, um einen Durchgang der Ultraschallenergie durch den Reflektor zu ermöglichen. Ein Durchmesser der Öffnung ist wenigstens eine Viertelwellenlänge einer Betriebsfrequenz des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts. Da der Kompressionstreiber im Durchmesser kleiner als eine RFID Viertelwellenlänge ist, schwächt dies deshalb das RFID Signal, das durch die Öffnung geht, ab, d. h. die Öffnung ist für die RFID Antenne unsichtbar. Zusätzlich ist die Öffnung in der Reflektorplatte in der Nähe eines Bereichs mit minimalem E-Feld des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts angeordnet, um RFID Signale, die durch die Öffnung treten, weiter abzuschwächen. Wenn zum Beispiel ein Schleifenelement an einem Speisepunkt 33 in der Nähe des Spalts 24 gespeist wird, stellt die Antenne in der Nähe der Öffnung ein geringes E-Feld oder überhaupt kein E-Feld bereit. Eine Hinzufügung einer kleinen Komponente, wie beispielsweise einen Lautsprechertreiber 34, an der Reflektorplatte in der Nähe einer Mittellinie der Schleife beeinträchtigt deshalb die Betriebseigenschaften der Schleifenantenne nicht ungünstig. Da der Ultraschallsender in dem Bereich eines niedrigen E-Felds der Schleifenantenne positioniert ist, wird die RFID Funktionalität demzufolge nicht beeinträchtigt.
Die Reflektorplatte 26 kann Löcher aufweisen, die herausgeschnitten sind, um dadurch elektrische Verbindungen bereitzustellen. Ferner können die geometrischen Einzelheiten der Schleife und der Reflektorplatte für unterschiedliche Antennenpolarisation unterschiedlich sein. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Antenne mit einer Konfiguration eines Teilkreises in dieser Erfindung erfolgreich verwendet werden kann, wobei diese anders als die gezeigte Ausführungsform mit einem vollen Kreis ist, um eine im wesentlichen lineare Polarisation bereitzustellen. Typischerweise sollten die physikalische Form, die Größe und die Konfiguration der Antennengeometrie bei 915 MHz in Resonanz sein, wobei dies eine Standardfrequenz für RFID Anwendungen ist. Für europäische RFID Anwendungen sollte die physikalische Form, die Größe und die Konfiguration der Antennengeometrie bei 865 MHz in Resonanz sein.
In dem Beispiel mit 915 MHz, das in 3 und 4 gezeigt ist, kann jedes Schleifenelement flach und im Durchmesser ungefähr 10 cm sein. Der Abstand des Schleifenelements von der Reflektorplatte beträgt ungefähr 3,175 cm. Es sei darauf hingewiesen, dass andere Kombinationen einer Beabstandung, eines Schleifenelementdurchmessers und einer Reflektorplattengröße möglich sind, die zu einem richtig abgestimmten und angepassten 915 MHz System führen. Ferner muss das Schleifenelement nicht flach sein. Zum Beispiel kann es konturiert sein, um einer gekrümmten Form eines konischen Reflektors zu folgen. Obwohl eine zirkular polarisierte Antenne verwendet werden könnte, benötigen zirkular polarisierte Antennen zudem zusätzliche 3 dB der zirkularen Verstärkung, um der Verstärkung von ihren linear polarisierten Äquivalenten angepasst zu sein, was zu einer signifikant größeren Antennenanordnung und einem signifikant größeren Gehäuse führen würde.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Größenwerte ungefähre Werte sind und sie alle verändert werden können, um eine andere Antennenverstärkung, eine Frequenzanpassung oder ein anderes Abstrahlmuster hervorzubringen. Die Verwendung einer Reflektorplatte, die hinter dem Schleifenelement platziert ist und einen Abstand dazwischen aufweist, trägt dazu bei, den größten Teil der RF Energie zurück zu reflektieren, wodurch das Antennenelement zu einem Antennensystem mit hoher Verstärkung gemacht wird. Die Reflektorplatte nimmt Energie, die nach hinten gerichtet, auf sie zu von dem Schleifenelement gerichtet ist, und leitet sie um, wobei sie sie mit dem direkt abgestrahlten Muster kombiniert, das bereits nach vorne gerichtet wurde. Das Ergebnis ist eine Richtantenne mit hoher Verstärkung.
Eine Länge des Ultraschallsenderhorns, welches sich von der Reflektorplatte erstreckt, beträgt ungefähr 4,5 cm. Wie gezeigt wird ins Auge gefasst, dass der Ultraschallsensor eine zweistückige Konstruktion ist. Ein Kompressionstreiber 34, der eine Hochtonlautsprecherkappe mit einem externen Gewinde und mit einem Audiowellenleiter oder einem Horn 37 aufweist, kann an der Reflektorplatte 26 zusammengebaut werden. Diese Anordnung erstreckt sich durch ein Loch in der gedruckten Schaltungsplatine 30 der Schleifenantenne 20 und die Öffnung 36. Ein Lautsprecherflansch 32 mit Innengewinde ist an die Hochtonlautsprecherkappe mit dem Horn 37 geschraubt, um den Aufbau des Senders zu vervollständigen. Der Lautsprecherflansch 32 dient als eine Schallwand sowie eine Schutzabdeckung für den Kompressionstreiber 34. Es sei darauf hingewiesen, dass diese zwei Teile in vielerlei anderen Vorgehensweisen angebracht werden könnten, einschließlich von Schnappverbindungen, Drehwinkelverschlüssen, Schrauben usw. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Hochtonlautsprecherkappe mit dem Horn 37 und dem Lautsprecherflansch 32 anders aufgesplittet werden könnten, wobei das kombinierte Endergebnis das gleiche oder sehr ähnlich ist. Es sei auch darauf hingewiesen, dass eine getrennte Ausführungsform speziell ausgebildete Wellenleiter für spezifische Umgebungen, wie für das Betriebsverhalten erforderlich, aufweisen kann. In dieser Weise stellt der Wellenleiter eine optimierte Energieverteilung auf einer „Abhörebene” der Umgebung bereit, wo mobile Einrichtungen ein spezifisches Ultraschallfrequenzsignal der Sender aufnehmen können (wie in 8 gezeigt, die eine mobile Einrichtung und eine theoretische Abhörebene zeigt, für die eine mobile Einrichtung eine Aussendung von den Ultraschallsendern empfangen würde. Diese Figur zeigt auch die Orientierung (einen vertikalen winkelmäßigen Versatz) für die Ultraschallsender in dieser Ausführungsform).
In dieser Weise stellt die vorliegende Erfindung den Vorteil bereit, dass die RFID Schleifenantenne (auch als Rahmenantenne bezeichnet) und der Ultraschallsender gemeinsam angeordnet werden können, ohne irgendein weiteres räumliches Volumen einer Umschließung des Gehäuses aufzunehmen, was ein kritisches räumliches Volumen für andere Merkmale, wie beispielsweise eine Videokamera und dergleichen, freisetzt.
In der in 3 gezeigten Konfiguration sind das Schleifenelement 20 und die Reflektorplatte 26 unter Verwendung von isolierenden Abstandsstücken oder Abstandsbolzen 22 dazwischen voneinander beabstandet. Jedoch wird ins Auge gefasst, dass das Schleifenelement nicht direkt mechanisch mit der Reflektorplatte gekoppelt sein muss, sondern anstelle davon direkt mit dem Ultraschallsensor 18 mechanisch gekoppelt sein kann, der wiederum mechanisch mit der Reflektorplatte 26 gekoppelt ist. Die Verwendung des Ultraschallsenders als die Anbringungsstruktur für das Schleifenelement beseitigt die Notwendigkeit für einen getrennten Anbringungsaufbau, wodurch die Anzahl von Teilen verringert wird, Kosten gesenkt werden und die Konstruktion vereinfacht wird.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer RFID Antennenkonfiguration mit acht Elementen mit vier gemeinsam angeordneten Ultraschallsendern 18 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform verwendet eine Vielzahl der Reflektor-abgestützten RFID linear polarisierten Schleifenantennen 20 (wie diejenigen, die in 3 dargestellt sind), angeordnet in einem Kreis (acht Antennen beabstandet in Intervallen von 45°), um eine 360° Abdeckung bereitzustellen. Einige der Schleifenantennen fassen einen gemeinsam angeordneten Ultraschallsender, um die Anordnung der 3 zu bilden. In einer Ausführungsform umfassen alle (acht) Antennenkonfigurationen einen Ultraschallsender. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Hälfte der Antennenkonfigurationen einen Ultraschallsender (wie gezeigt). Es sei darauf hingewiesen, dass irgendeine Anzahl von Ultraschallsendern und/oder RFID Antennen verwendet werden könnte. Die Reflektorplatten, die Sender und die Antennen sind von der Vertikalen um 15° angewinkelt.
Sämtliche Reflektorplatten 26 sind elektrisch miteinander verbunden, zusammen mit einem leitenden Oberteil 50 und einem Unterteil 52, um eine gemeinsame Reflektorbox oder ein Gehäuse 16 zu definieren. Die Reflektorbox isoliert die abgestrahlte RF Energie der Antennenelemente von der Schaltungsanordnung des Ultraschallsenders. Das zentrale Gehäuse 16 kann einen quadratischen, rechteckförmigen, trapezförmigen oder konischen Querschnitt aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das zentrale Gehäuse 16 eine facettenartige Ausführungsform aufweisen, beschrieben durch einen trapezförmigen Pyramiden-förmigen Querschnitt mit planaren Reflektorplatten (wie gezeigt), der als eine gemeinsame Reflektorplatte und Masseplatte für sämtliche Antennen, sowie als eine elektrische Masse zum Einschließen der anderen Elektronik, die in dem Gehäuse angeordnet ist, einschließlich der Ansteuerschaltung für sowohl die RFID Schleifenantennen des Lesegeräts als auch die Ultraschallsender, wird. Alternativ kann das zentrale Gehäuse eine kontinuierliche abgeschnittene konische Oberfläche sein. In dieser Ausführungsform können die Antennenanordnungen als individuelle Module gebildet werden, die dann mechanisch an einem zentralen Gehäuse oder einem Rahmen mit dem Oberteil 50 und dem Unterteil 52 zusammengebaut werden. Die gezeigte Konfiguration führt, wenn sie vollständig umschlossen ist, zu einer maximalen Gesamtabmessung von ungefähr einer Breite von 48 cm und einer Höhe von ungefähr 18 cm, wobei der Gehäuseabschnitt 16 eine maximale Abmessung von ungefähr 38 cm breit aufweist.
In der in 5 gezeigten Konfiguration wurden zahlreiche RF Simulationen durchgeführt und physikalische RF Attrappen des Systems wurden gebaut und die Tests validierten die Konzepte in Verbindung mit der Antennenanordnung der vorliegenden Erfindung. Diese Konfiguration stellt die Möglichkeit bereit, sämtliche RFID Tags in der Nähe des RFID Lesegeräts zu lesen, während eine unbehinderte Ultraschalllokalisierung bereitgestellt wird. Das RFID Lesegerät und der Ultraschallcontroller können unter Verwendung einer existierenden WLAN Infrastruktur drahtlos gesteuert werden.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Umgebung im Handel mit einer RFID Lesegerät/Ultraschallsystem-Gehäuseumfassung 60 der 5 in einer an der Decke angebrachten Überkopfkonfiguration. Die vorliegende Erfindung ist konfiguriert, um eine drahtlose Abfrage einer Vielzahl von RFID Tags, die an einer Vielzahl von Teilen 62 angeordnet oder daran befestigt sind, bereitzustellen, während auch eine Ultraschalllokalisierung von mobilen Einrichtungen 64 bereitgestellt wird. Die Gehäuseumfassung 60 kann an einer Decke oder einer anderen Überkopfhalterung in der Handelsumgebung angebracht werden. Die Handelsumgebung ist hier lediglich für Illustrationszwecke gezeigt und die Antennenanordnung der vorliegenden Erfindung kann in irgendeiner Umgebung, einschließlich einem Lager, einer Herstellungseinrichtung, einem Aktenraum, einem Speichergebiet und dergleichen verwendet werden. Die Antennen des RFID Lesegeräts sind konfiguriert, um ein Fernfeld-Strahlungsmuster, das den Boden der Umgebung abdeckt, bereitzustellen, während die Ultraschallsender konfiguriert sind, um eine im Wesentlichen gleichförmige Abhörebene für eine mobile Einrichtung, die sich innerhalb der Umgebung bewegt, bereitzustellen. Typischerweise ist das Gehäuse an einer Decke der Umgebung angebracht, ungefähr 15 Fuß über dem Boden. Die Antennen und die Sender sind angewinkelt nach unten, ungefähr 15° von der Vertikalen (wie in 5 und 8 dargestellt). In dieser Weise können die Sender mit der mobilen Einrichtung 64 kommunizieren, die von einer Person auf einer typischen Tragehöhe mit sich geführt wird, die hier als eine Abhörebene definiert wird, wobei dies eine theoretische Ebene über dem Boden ist, an der getragene Einrichtungen eine Ultraschallübertragung empfangen können.
Bezugnehmend auf 7 beschreibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum gemeinsamen Anordnen einer Funkfrequenzidentifikation-(RFID)Einrichtung und einer Ultraschalleinrichtung. Ein erster Schritt 70 umfasst eine Bereitstellung wenigstens eines Schleifenantennenelements eines RFID Lesegeräts, orientiert parallel zu einer Reflektorplatte.
Ein nächster Schritt 72 umfasst die Bereitstellung von wenigstens einem Ultraschallsender mit einem Treiber und einem Horn, wobei jeder Ultraschallsender durch eine Öffnung in der Reflektorplatte angeordnet wird, wobei sich das Horn durch das Schleifenelement erstreckt. Ein Durchmesser der Öffnung ist kleiner als eine Viertelwellenlänge einer Betriebsfrequenz des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts. Die Öffnung ist in der Reflektorplatte in der Nähe eines minimalen E-Feld Bereichs der Schleifenantenne des RFID Lesegeräts angeordnet. Der Treiber und das Horn bilden eine zweistückige Anordnung, wobei der Treiber und das Horn konfiguriert sind, um durch das Schleifenantennenelement und das Öffnungselement zusammengebaut zu werden. Eine Länge des Horns von der Reflektorplatte beträgt ungefähr 4,5 cm und ein Abstand des Schleifenelements von der Reflektorplatte beträgt ungefähr 3,175 cm.
Ein nächster Schritt 74 umfasst die Anbringung des Antennenelements und des Senders an einer Decke einer Umgebung, wobei der Ultraschallsender ungefähr 15° nach unten von der Vertikalen angewinkelt wird.
In vorteilhafter Weise stellt die vorliegende Erfindung eine Integrationstechnik bereit, die erlaubt, dass zwei Lokalisierungstechnologien den gleichen Raum belegen, wodurch ein signifikanter Wettbewerbsvorteil bereitgestellt wird. Durch Anbringen der Quelle der Ultraschallenergie auf der Rückseite der RFID Reflektorplatte und durch Führen der Energie durch eine zweckdienliche geometrische Öffnung und ein Gebiet mit einem geringen E-Feld des RFID angesteuerten Elements, ist eine Isolation zwischen den beiden Systemen sehr hoch, was dazu führt, dass jedes System für das andere unsichtbar ist. Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl die Länge des Wellenleiters als auch der Abstand zwischen dem Antennenansteuerelement und dem Reflektor derart optimiert sind, dass die zwei Technologien in einer geteilten Dimension gemeinsam existieren können. Infolgedessen erlaubt die vorliegende Erfindung die gemeinsame Anordnung von beiden Lokalisierungssystemen sowie eine Vorgehensweise zum Zusammenbauen und Sichern von beiden Systemkomponenten innerhalb eines so klein wie möglichen Raums für das erforderliche Betriebsverhalten (RFID Antennenverstärkungen sowie eine geeignete Lautsprechergröße für einen ausreichenden Schalldruckpegel, ein polares Schallenergiemuster und eine radiale Symmetrie der Schallenergie um die Zentralachse für den Sender herum).
In der voranstehenden Beschreibung sind spezifische Ausführungsformen beschrieben worden. Jedoch werden Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, so wie sie in den nachstehend angegebenen Ansprüchen aufgeführt ist. Demzufolge werden die Beschreibung und die Figuren in einer illustrativen Weise und nicht in einer beschränkenden Weise betrachtet und sämtliche derartigen Modifikationen sollen in dem Umfang der vorliegenden Lehren enthalten sein.
Die Nutzen, Vorteile, Lösungen von Problemen und irgendein Element (irgendwelche Elemente), das (die) bewirken kann (können), dass irgendein Nutzen, Vorteil oder eine Lösung auftritt oder besser hervortritt, werden nicht als kritische, erforderliche oder wesentlichen Merkmale oder Elemente von irgendwelchen oder allen Ansprüchen angesehen. Die Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche einschließlich von irgendwelchen Änderungen, die während der Anhängigkeit dieser Anmeldung durchgeführt werden, und sämtlicher äquivalente Ausführungsformen von den Ansprüchen, wie erteilt, definiert.
Ferner werden in diesem Dokument Begriffe, die sich aufeinander beziehen, wie beispielsweise erster/erste und zweiter/zweite, oben und unten und dergleichen ausschließlich verwendet, um eine Einheit oder eine Aktion von einer anderen Einheit oder einer anderen Aktion zu unterscheiden, ohne dass dies notwendigerweise irgendeine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Aktionen erfordert oder impliziert. Die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „weist auf, „aufweisend”, „enthält”, „enthaltend”, „schließt ein”, „einschließend” oder irgend eine andere Variation davon sollen einen nicht-exklusiven Einbau bedeuten, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst, aufweist, einschließt oder enthält, nicht nur diese Elemente enthält, sondern andere Elemente einschließen kann, die nicht explizit aufgelistet sind oder für einen derartigen Prozess, ein derartiges Verfahren, einen derartigen Artikel oder eine derartige Vorrichtung inhärent sind. Ein Element, dem „umfasst ... einen/eine/einer”, „weist auf ... einen”, „schließt ein einen/einer”, „enthält ... einen/eine” vorangeht, schließt ohne weitere Randbedingungen die Existenz von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, dem Verfahren, dem Artikel oder der Vorrichtung, die das Element umfasst, aufweist, einschließt oder enthält, nicht aus. Die Begriffe „ein” und „einer” werden als ein oder mehrere definiert, außer wenn dies explizit hier anders angegeben ist. Die Begriffe „substantiell”, „essenziell”, „ungefähr”, „nahezu” oder irgendeine andere Version davon sind so definiert, dass sie von einem Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet als nahe zu verstanden werden, und in einer nicht beschränkten Ausführungsform wird der Begriff definiert, um innerhalb von 10% zu sein, in einer anderen Ausführungsform von innerhalb von 5%, in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 1% und in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 0,5%. Der Begriff „gekoppelt”, so wie er hier verwendet wird, wird als verbunden definiert, obwohl dies nicht bedeutet, dass dies notwendigerweise direkt und notwendigerweise mechanisch ist. Eine Einrichtung oder eine Struktur, die in einer bestimmten Weise „konfiguriert” ist, ist in wenigstens dieser Weise konfiguriert, kann aber auch in Vorgehensweisen konfiguriert sein, die nicht aufgelistet sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass einige Ausführungsformen ein oder mehrere generische oder spezialisierte Prozessoren (oder „Verarbeitungseinrichtungen”) umfassen können, wie beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, speziell zugeschnittene Prozessoren und Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) und ferner einzigartige gespeicherte Programmbefehle (einschließlich sowohl Software und Firmware), die die ein oder mehreren Prozessoren steuern, um in Verbindung mit bestimmten Nicht-Prozessorschaltungen einige, die meisten oder alle Funktionen des Verfahrens und/oder der Vorrichtung, die hier beschrieben werden, zu implementieren. Alternativ können einige oder sämtliche Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert werden, die keine gespeicherten Programmbefehle aufweist, oder in ein oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), bei denen jede Funktion oder irgendwelche Kombinationen von bestimmten Funktionen als eine speziell zugeschnittene Logik implementiert sind. Natürlich kann eine Kombination der zwei Ansätze verwendet werden.
Ferner kann eine Ausführungsform als ein Speichermedium, welches von einem Computer lesbar ist, und welches einen computerlesbaren Code aufweist, der darauf gespeichert ist zur Programmierung eines Computers (zum Beispiel umfassend einen Prozessor), um ein Verfahren wie beschrieben und hier beansprucht auszuführen, implementiert werden. Beispiele von derartigen von einem Computer lesbaren Speichermedien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, eine Festplatte, eine CD-ROM, eine optische Speichereinrichtung, eine magnetische Speichereinrichtung, ein ROM (Nur-Lese-Speicher), ein PROM (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), ein EROM (ein löschbarer programmierbare Nur-Lese-Speicher), ein EPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und ein Flash-Speicher. Ferner wird erwartet, dass Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet trotz möglicherweise signifikanter Anstrengungen und zahlreicher Designwahlmöglichkeiten, die beispielsweise durch die verfügbare Zeit, die gegenwärtige Technologie und wirtschaftlichen Erwägungen geleitet werden, dann, wenn sie von den Konzepten und Prinzipien geführt werden, die hier offenbart sind, leicht in der Lage sein werden derartige Softwarebefehle und Programme und ICs mit einem minimalen experimentellen Aufwand zu erzeugen.
Die Zusammenfassung der Offenbarung ist vorgesehen, um den Leser in die Lage zu versetzen schnell die Art der technischen Offenbarung festzustellen. Sie wird mit dem Verständnis vorgelegt, dass sie nicht verwendet werden wird, um den Schutzumfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Zusätzlich lässt sich in der voranstehenden ausführlichen Beschreibung ersehen, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen für den Zweck einer Übersichtlichkeit der Offenbarung zusammen gruppiert sind. Dieses Verfahren der Offenbarung soll nicht als die Absicht reflektierend interpretiert werden, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als explizit in jedem Anspruch angegeben ist. Im Gegenteil, wie die folgenden Ansprüche darlegen, liegt der erfindungsgemäße Gegenstand in weniger als sämtlichen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform. Somit sind die folgenden Ansprüche hiermit in die ausführliche Beschreibung eingebaut, wobei jeder Anspruch für sich selbst als ein getrennt beanspruchter Gegenstand steht.
Bezugszeichenliste
Fig. 1

14: Funkports
12: RFID Lesegerät

17: Ultraschallcontroller

: an der Decke angebrachtes RFID Lesegerät

70: Bereitstellen eines Schleifenantennenelements (von Schleifenantennenelementen) parallel zu einer Reflektorplatte (zu Reflektorplatten)
72: Bereitstellen eines Ultraschallsenders (von Ultraschallsendern) mit einem Treiber und einem Horn, wobei jeder Sender durch eine Öffnung in der Reflektorplatte angeordnet wird, wobei sich das Horn durch das Schleifenelement erstreckt
74: Anbringen der Schleifenantenne (der Schleifenantennen) und der Sender an einer Decke

: vertikaler Winkel des Senders mit Wellenleiter Ultraschallsender innerhalb der Einheit Zentralsichtachse
: 15 Fuß typische Höhe
: 5 Fuß typische Höhe
64: Einrichtung
: Abhörebene (theoretische Ebene, an der Einrichtungen Ultraschallübertragungen empfangen) Boden

Claims

Vorrichtung mit einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)Einrichtung und einer Ultraschalleinrichtung, die gemeinsam angeordnet sind, umfassend: ein Schleifenantennenelement eines RFID Lesegeräts, orientiert parallel zu einer Reflektorplatte; und einen Ultraschallsender mit einem Treiber und einem Horn, wobei der Ultraschallsender durch eine Öffnung in der Reflektorplatte angeordnet ist, wobei sich das Horn durch das Schleifenelement erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Durchmesser der Öffnung kleiner als eine Viertelwellenlänge einer Betriebsfrequenz des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung in der Reflektorplatte in der Nähe eines Gebiets mit einem minimalen E-Feld des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Treiber und das Horn eine zweistückige Anordnung bilden, wobei der Treiber und das Horn konfiguriert sind, um zusammen durch das Schleifenantennenelement und die Öffnung zusammengebaut zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vielzahl von gemeinsam angeordneten Schleifenantennenelementen von RFID Lesegeräten und Ultraschallsender-Hörnern, wobei die Reflektorplatten der Schleifenantennenelemente der RFID Lesegeräte elektrisch miteinander verbunden sind, um eine gemeinsame Reflektorbox zu definieren, und wobei die Reflektorbox ein Gehäuse definiert, welches eine Schaltungsanordnung für sowohl die Schleifenantennenelemente der RFID Lesegeräte als auch für die Ultraschallsender enthält, und als eine elektrische Masse für die Schleifenantennenelemente der RFID Lesegeräte dient, die positioniert sind, um von der Reflektorbox nach außen abzustrahlen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, um an einer Decke einer Umgebung angebracht zu werden, wobei der Ultraschallsender um ungefähr 15° nach unten von der Vertikalen angewinkelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Länge des Horns von der Reflektorplatte ungefähr 4,5 cm ist und ein Abstand des Schleifenelements von der Reflektorplatte ungefähr 3,175 cm beträgt.
Vorrichtung mit einer gemeinsam angeordneten Funkfrequenzidentifikations-(RFID)Einrichtung und einer Ultraschalleinrichtung, umfassend: eine Vielzahl von Schleifenantennenelementen für RFID Lesegeräte, jeweils orientiert parallel zu einer jeweiligen Reflektorplatte, wobei die Reflektorplatten untereinander elektrisch verbunden sind, um eine gemeinsame Reflektorbox zu definieren, die ein Gehäuse definiert, das eine Schaltungsanordnung sowohl für die RFID Einrichtungen als auch die Ultraschalleinrichtungen definiert, und die als eine elektrische Masse für die Schleifenantennenelemente der RFID Lesegeräte dient; und eine Vielzahl von Ultraschallsendern mit jeweils einem Treiber und einem Horn, wobei jeder Ultraschallsender durch eine zugehörige Öffnung in der Reflektorplatte angeordnet ist, wobei sich das Horn durch ein gemeinsam angeordnetes Antennenschleifenelement erstreckt, wobei ein Durchmesser der Öffnungen kleiner als eine Viertelwellenlänge einer Betriebsfrequenz der Schleifenantennenelemente der RFID Lesegeräte ist, und wobei die Öffnungen in der Reflektorbox in der Nähe eines Gebiets mit einem minimalen E-Feld des zugehörigen Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts angeordnet sind.
Verfahren zum gemeinsamen Anordnen einer Funkfrequenzidentifikations-(RFID)Einrichtung und einer Ultraschalleinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen wenigstens eines Schleifenantennenelements eines RFID Lesegeräts, orientiert parallel zu einer Reflektorplatte; und Bereitstellen von wenigstens einem Ultraschallsender mit einem Treiber und einem Horn, wobei jeder Ultraschallsender durch eine Öffnung in der Reflektorplatte angeordnet ist, wobei sich das Horn durch das Schleifenelement erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Durchmesser der Öffnung kleiner als eine Viertelwellenlänge einer Betriebsfrequenz des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Öffnung in der Reflektorplatte in der Nähe eines Gebiets eines minimalen E-Felds des Schleifenantennenelements des RFID Lesegeräts angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Treiber und das Horn eine zweistückige Anordnung bilden, wobei der Treiber und das Horn konfiguriert sind, um zusammen durch das Schleifenantennenelement und die Öffnung zusammengebaut zu werden.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend ein Anbringen des Antennenelements und des Senders an einer Decke einer Umgebung, wobei der Ultraschallsender um ungefähr 15° nach unten von der Vertikalen angewinkelt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Länge des Horns von der Reflektorplatte ungefähr 4,5 cm ist und ein Abstand des Schleifenelements von der Reflektorplatte ungefähr 3,175 cm ist.