DE19628803A1 - Transponder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transponder gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Transponder ist bereits aus der DE 39 35 364 C1 bekannt.

Transponder bestehen üblicherweise aus einem Sende/Emp­ fangsmodul sowie daran angeschlossenen Sende- und Empfangs­ antennen. In vielen Anwendungen werden die Transponder als sogenannte Funketiketten (z. B. für Diebstahlsicherungssy­ steme in Kaufhäusern oder für Gepäckerfassungs- und ver­ teilungssysteme auf Flughäfen und Bahnhöfen) eingesetzt, indem sie an die zu überwachenden bzw. zu erfassenden Ge­ genstände (Verkaufsgüter, Gepäckstücke usw.) angebracht werden und mit einer bestimmten Codierung versehen werden, die - bei Diebstahlsicherungssystemen im Falle eines Dieb­ stahls bzw. bei Gepäckverteilungssystemen an bestimmten Stationen des Verteilersystems - mit Sende/Empfangsgeräten in eine Wirkverbindung treten und per Funk Daten austau­ schen (u. a. die in dem Transponder gespeicherte Codierung).

Funketiketten werden häufig - ähnlich einem herkömmlichen Gepäckanhänger - in Form eines Papier- oder Plastikfolien- Trägers realisiert, auf den die funktechnischen Komponenten (hier also Sendeantenne, Empfangsantenne, Sende/Empfangs­ modul) aufgebracht sind.

Vorgeschlagen wurden bereits Funketiketten, die mit Draht­ spulen als Sende- und Empfangsantenne ausgerüstet sind, die mit einem Sende/Empfangsmodul in Form einer integrierten Schaltung verbunden sind. Bei dieser Lösung sind beiden Drahtspulenantennen und die integrierte Schaltung auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Sende- und Empfangsfrequenz sind voneinander verschieden.

Vorgeschlagen wurde ferner ein Funketikett mit einer An­ tenne und einem als integrierte Schaltung realisierten Sen­ de/Empfangsmodul, bei dem die Antenne als spulenförmig aus­ gebildete planare Leiterstruktur auf beiden Seiten einer Folie angeordnet ist.

Diese Art der Funketiketten ist wegen des doppelseitig zu bearbeitenden Folienkörpers teuer in der Herstellung und erfordert eine oder mehrere Durchkontaktierungen durch den Folienkörper hindurch, um die beiden Antennenteile bzw. das Sende/Empfangsmodul auch mit dem auf der anderen Folien­ seite angeordneten Antennenteil verbinden zu können.

Bekannt sind ferner sogenannte Kontaktchip-Smart-Karten, bei denen der bidirektionale Datenaustausch und die Ener­ gieversorgung der Karten über ein Kontaktfeld erfolgen, so­ bald die Karte in ein zugeordnetes Lese/Schreibgerät ge­ steckt wird (vgl. hierzu z. B.: G. Roethenbaugh: "Technology overview: The smart card continues to grow"; in: Automatic I.D. News Europe (June 1996), Seiten 19 bis 20).

Aus der eingangs genannten DE 39 35 364 C1 ist ferner ein Transponder bekannt, bei dem mit einer einzigen integrier­ ten Schaltung der bidirektionale Datenaustausch und die Energieversorgung der Schaltung entweder über eine Funkver­ bindung oder über ein Kontaktfeld erfolgen kann.

Der Transponder weist ein Kontaktfeld sowie eine Sende- und eine Empfangsantenne auf. Über einen Umschalter können wahl­ weise entweder das Umschaltfeld oder die beiden Antennen an eine gemeinsam genutzte Sende/Empfangsschaltung mit Speicher angeschlossen werden. Sende- und Empfangsfrequenz sind bei dieser Lösung verschieden. Umschalter, Sende/Empfangsschal­ tung und Speicher sind in Form einer einzigen integrierten Schaltung auf der Oberseite eines Trägerkörpers realisiert, auf der sich auch das Kontaktfeld und die beiden Antennen befinden.

Die hierzu speziell angepaßte integrierte Schaltung, eine sogenannte ASIC-Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit), ist sehr aufwendig in ihrem Aufbau und sehr teuer in ihrer Herstellung. Zudem ist eine zuverlässi­ ge Energieversorgung des ASICs aus Konstruktionsgründen nur mit erheblichem Aufwand realisierbar, da die heute erhält­ lichen Mikroprozessoren einen hohen Strombedarf haben wegen der Beläge auf den Kontakten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Transponder zu schaffen, bei dem der bidirektionale Datenaustausch und die Energieversorgung des Transponders ebenfalls über eine Funkverbindung bzw. ein Kontaktfeld erfolgen kann, der aber kostengünstiger hergestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 beschrieben. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß mit der funktionalen Auftrennung der Sende/Empfangs-Ge­ samtschaltung in eine erste Sende/Empfangsschaltung für die Funkverbindung und eine zweite Sende/Empfangsschaltung für die Kontaktverbindung einerseits und die Verwendung eines gemeinsamen Speichers für die beiden separaten und voneinander unabhängigen betreibbaren Sende/Empfangsschal­ tungen der Transponder insgesamt kostengünstiger herge­ stellt werden kann, da auf Standard-ASICs zurückgegriffen werden kann, die aufgrund ihrer hohen Stückzahlen kosten­ günstiger produziert werden können.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die beiden Übertragungsarten parallel betrieben werden können; der Transponder kann z. B. über die Funkverbindung senden und gleichzeitig über das Kontaktfeld empfangen (oder umge­ kehrt).

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten und in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Transponder in der Draufsicht, bei dem der bidirektionale Datenaustausch mit einem (nicht gezeigten) Lese/Schreibgerät sowohl über eine Funkverbin­ dung als auch über eine Kontaktverbindung erfolgen kann. Der Transponder ist in Form eines sogenannten Funketiketts realisiert, bei dem die für die Funkverbindung vorgesehene erste Sende/Empfangsschaltung 3 einer Sende/Empfangs-Ge­ samtschaltung zusammen mit der zugehörigen Sendeantenne 4 auf einer gemeinsamen Folie 5 integriert sind. Die erste Sende/Empfangsschaltung 3 ist ferner mit einer separaten Empfangsantenne 2 verbunden. Empfangsantenne 2 sowie Folie 5 mit der Sendeantenne 4 und der ersten Sende/Empfangs­ schaltung 3 der Sende/Empfangs-Gesamtschaltung sind dabei auf einer Seite eines flexiblen, biegsamen Trägers 1 ange­ ordnet. Ferner befindet sich auf der Rückseite des Trägers 1 eine - z. B. von Telefonkarten her an sich bekannte - zweite Sende/Empfangsschaltung 6 der Sende/Empfangs-Gesamt­ schaltung des Transponders, die über ein Kontaktfeld mit dem (nicht gezeigten) Lese/Schreibgerät Daten austauschen kann bzw. hierüber die für den Betrieb erforderliche Ener­ gie erhält. In dem Ausschnitt X der Figur ist die Sende/ Empfangsschaltung 6 so dargestellt, wie sie bei Betrachtung der Rückseite des Trägers 1 zu sehen wäre.

Beide Schaltungsteile 3, 6 der Sende/Empfangs-Gesamtschal­ tung greifen während ihres Betriebs auf einen gemeinsam genutzten Speicher zu, der ebenfalls auf der gleichen Seite des Trägers 1 wie die Sende/Empfangsschaltung 3 angeordnet ist und in dem u. a. die Codierung abgespeichert ist.

Die beiden separaten und voneinander unabhängigen Sende/ Empfangsschaltungen 3 und 6 der Sende/Empfangs-Gesamt­ schaltung sind jeweils in Form von ASICs realisiert, der (nicht gezeigte) gemeinsame Speicher in Form eines von zwei Abfragestellen ansprechbaren "Dual-port-RAM" (RAM = Random- Access-Memory), der sowohl über den Funkverbindungs-ASIC als auch über den Kontaktverbindungs-ASIC beschrieben bzw. ausgelesen werden kann. Vorteilhafterweise ist das RAM in FRAM-Technologie aufgebaut (FRAM = nichtflüchtiges Ferro­ electric-RAM).

Der bidirektionale Datenaustausch und die Versorgung mit Energie per Funkverbindung wird über die Sendeantenne 4 und Empfangsantenne 2 und die Sende/Empfangsschaltung 3 abge­ wickelt, wobei Sende- und Empfangsfrequenz sowie die für den Sende- und Empfangsfall angewendeten Modulationsarten verschieden voneinander sind (z. B. Senden auf 132 KHz (FSK-Modulation), Empfangen im Bereich 2-4 MHz (PSK-Modula­ tion)).

Der bidrektionale Datenaustausch und die Versorgung mit Energie über Kontaktverbindung wird über die Sende/Emp­ fangsschaltung 6 abgewickelt, die mit ihrem Kontaktfeld in direktem Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktfeld des (nicht gezeigten) Lese/Schreibgeräts tritt.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das darge­ stellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern sinn­ gemäß auf weitere übertragbar ist.

So ist es z. B. möglich, den Funkverbindungs-ASIC (3 in der Figur) sowie die Sendeantenne (4 in der Figur) und den von beiden ASICs (3 und 6 in der Figur) gemeinsam genutzten RAN-Speicher zusammen mit der Folie (5 in der Figur) auf dem von der der Empfangsantenne (2 in der Figur) umschlos­ senen Fläche des Trägers (1 in der Figur) anzuordnen, um so die benötigte Trägerfläche entsprechend verkleinern zu können.

Ferner ist es möglich, auch den Kontaktverbindungs-ASIC (6 in der Figur) auf der Trägerseite anzuordnen, auf der sich auch die übrigen Baugruppen (2 bis 5 in der Figur) befin­ den.

Claims (5)

1. Transponder, bei dem sowohl der bidirektionale Daten­ austausch mit einer externen Sende/Empfangseinheit wie auch die Energieversorgung des Transponders über eine Funkver­ bindung oder über eine Kontaktverbindung erfolgen kann, wo­ bei zum einen für die Funkverbindung eine Sendeantenne und eine hierzu separate Empfangsantenne vorgesehen ist und Sende- und Empfangsfrequenz verschieden voneinander sind, und zum anderen für die Kontaktverbindung ein Kontaktfeld vorgesehen ist, und wobei sowohl die Sende- und die Emp­ fangsantenne als auch das Kontaktfeld über eine integrierte Sende/Empfangs-Gesamtschaltung mit einem gemeinsam genutz­ ten Speicher für den bidirektionalen Datenaustausch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die integrierte Sende/Empfangs-Gesamtschaltung (3, 6) des Transponders aus einer ersten, mit der Sendean­ tenne (4) und der Empfangsantenne (2) verbundenen Sen­ de/Empfangsschaltung (3) sowie aus einer zweiten mit dem Kontaktfeld verbundenen Sende/Empfangsschaltung (6) besteht;
• - daß die beiden Sende/Empfangsschaltungen (3, 6) unab­ hängig voneinander betreibbar sind.

2. Transponder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sende/Empfangsschaltungen (3 bzw. 6) der Sende/Empfangs-Gesamtschaltung (3, 6) jeweils in Form eines ASICs realisiert sind und/oder der gemeinsame Speicher in Form eines Dual-Port-RAN realisiert ist.

3. Transponder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dual-Port-RAN in FRAN-Technologie aufgebaut ist.

4. Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeantenne (4), die Emp­ fangsantenne (2), die beiden Sende/Empfangsschaltungen (3 bzw. 6) der Sende/Empfangs-Gesamtschaltung (3, 6), der ge­ meinsame Speicher sowie das Kontaktfeld auf der gleichen Seite eines Trägers (1) angeordnet sind.

5. Transponder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) eine vorzugsweise flexible Folie ist.