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Die Erfindung betrifft eine RFID-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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RFID-Anordnungen dienen im normalen Betrieb zur berührungslosen Erfassung von Daten. Zu Servicezwecken ist eine Serviceschnittstelle vorhanden, über die das Lesegerät ausgelesen, konfiguriert oder programmiert werden kann.
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Ist das Lesegerät fest eingebaut, wird zu Servicezwecken ein tragbarer Rechner mit dem Lesegerät verbunden. Aus Gründen der Kompatibilität mit dem Industriestandard ist die lesegerätseitige Serviceschnittstelle ein Feldbus (RS 458), über den ein beispielsweise als Industrieleser ausgebildetes Lesegerät mit einer SPS-Steuerung verbunden ist. Über diesen Feldbus werden sowohl Daten ausgetauscht, als auch das Lesegerät mit Spannung versorgt. Demgegenüber besitzt der Rechner üblicherweise eine USB-Schnittstelle. Zur Verbindung des Rechners mit dem Lesegerät ist somit ein Dateninterface nötig, das über beide Schnittstellen verfügt und außerdem noch das Lesegerät mit Spannung versorgen muss, da ja für die Verbindung mit dem Rechner die vorherige Verbindung mit der SPS-Steuerung unterbrochen werden muss. Es gibt Einsatzfälle, in denen das Lesegerät schwer zugänglich ist oder Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist, die die Kontakte der lesegerätseitigen Schnittstelle angreifen können. Solche Einsatzfälle erschweren oder stören Servicearbeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine RFID-Anordnung dahingehend zu verbessern, dass Servicearbeiten schneller und sicherer durchführbar sind.
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Diese Aufgabe wird bei einer RFID-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
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Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Durch den berührungslos schreibenden und lesenden Servicetransponder kann eine galvanische Serviceschnittstelle des Lesegerätes entfallen. Verbindungsprobleme durch verschmutzte oder verschlissene Kontakte treten nicht auf. Im Falle einer die Kontakte des Lesegerätes schützenden Abdeckung entfällt auch deren Entfernung und anschließende erneute Montage. Bei physisch schwer zugänglichen Lesegeräten spielen Hindernisse im Zugang keine Rolle, da diese durch die berührungslose Übertragung überwunden werden. Durch den Fortfall der galvanischen Serviceschnittstelle entfallen die dafür nötigen elektronischen Bauelemente und Kontakte, wodurch sich der Aufbau des Lesegerätes vereinfacht.
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Vorzugsweise ist im Servicetransponder ein Code gespeichert, mittels dem das Lesegerät von einem Lesezustand in einen Servicezustand umschaltbare ist, im Servicezustand konfigurierbar, programmierbar und auslesbar ist und wieder in den Lesezustand zurück schaltbar ist.
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Die Umschaltung zwischen dem Lesezustand und dem Servicezustand erfolgt so automatisch durch den Servicetransponder selbst. Eine manuelle Umschaltung durch einen am Lesegerät angebrachten Schalter entfällt.
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Alternativ ist diese Umschaltung möglich, wenn das Lesegerät ausgeschaltet wird und dann beim Einschaltvorgang geprüft wird, ob ein Servicetransponder im Feld ist. Eine Umschaltung vom Servicezustand in den Normalzustand kann durch einen weiteren Servicetransponder, der als Schalttransponder ausgebildet ist, erzwungen werden oder zeitgesteuert erfolgen. Schließlich kann eine Umschaltung vom Servicezustand in den Normalzustand auch dadurch erfolgen, dass im Feld kein Servicetransponder mehr detektiert wird.
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Der Servicetransponder kann aus der Menge aktiver Transponder oder passiver Transponder, nämlich Kommandoträger, Parameterträger und Softwareträger bestehen.
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Der Vorteil eines aktiven Transponders besteht in der größeren Reichweite, wodurch bei physisch schwer unzugänglichen Lesegeräten Hindernisse überwunden und größere Abstände überbrückt werden können. Außerdem kann ein aktiver Transponder einen viel größeren Speicher haben. Bei den genannten passiven Transpondern, die wie die für das Lesegerät üblichen Datentransponder für den normalen Betrieb ausgestaltet sein können, besteht die Möglichkeit, diese auf spezielle Aufgaben einzuschränken und so den schaltungstechnischen Aufwand auf das nötige Minimum zu beschränken. Außerdem ist dann ein Missbrauch einer unautorisierten Veränderung der Lesegeräte erschwert.
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Auf dem Servicetransponder können Daten eines Lesegerätes gespeichert sein, die bei Koppelung des Servicetransponders mit einem weiteren Lesegerät in den Speicher dieses Lesegerätes übertragen werden.
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Mit Hilfe eines derartigen Servicetransponders lassen sich Kommandos, Parameter und Software ohne externen Rechner besonders einfach von Lesegerät zu Lesegerät berührungslos übertragen.
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Weiterhin können auf einem externen Rechner vorbereitete Daten über einen Servicetransponder als Medium in einen Speicher eines Lesegerätes übertragen werden.
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Der Vorteil dieses Merkmals besteht darin, dass auf einem externen Rechner Daten jedweder Art erstellt, auf Funktionsfähigkeit in einer Simulation überprüft und korrigiert werden können und nach dieser Verifikation zuverlässig funktionierende Daten zum Speicher des Lesegerätes übertragen werden können.
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Auf dem externen Rechner können vorbereitete Daten als standardisierte Datensätze gespeichert sein, die über den Servicetransponder als Medium in den Speicher des Lesegerätes übertragen werden.
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Unter standardisierten Datensätzen werden solche verstanden, die eingeschränkte Funktionen innerhalb einer Konfiguration oder Programmierung erfüllen und im Rahmen der bisherigen Einsätze als fehlerfrei identifiziert wurden. Die Nutzung derartiger standardisierter Datensätze erleichtert die Programmierung und macht sie aufgrund der Vorerfahrungen sicherer.
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Ein als aktiver Transponder ausgebildeter Servicetransponder kann einen Speicher aufweisen, dessen Speicherkapazität wenigstens ein komplettes Softwarepaket eines Lesegerätes umfasst.
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Dadurch ist es möglich, ein neues oder verändertes Programm großen Umfangs in einem einzigen Update-Vorgang in das Lesegerät zu laden.
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Weiter kann ein als aktiver Transponder ausgebildeter Servicetransponder einen Sender umfasst, der eine mindestens mehrfache Reichweite gegenüber einem passiven Servicetransponder aufweist.
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Passive Servicetransponder erhalten ihre zum Betrieb erforderliche Energie aus dem Feld des Lesegerätes. Die Reichweite ist dadurch im Vergleich zu einem aktiven Servicetransponder gering. Bei einem aktiven Servicetransponder hingegen wird die zum Betrieb und für die berührungslose Übertragung nötige Energie nicht aus dem Feld des Lesegerätes gewonnen, sondern auf andere Weise, insbesondere durch eine Batterie oder durch einen Akku bereitgestellt. Die Sendeleistung kann so unabhängig vom Lesegerät nahezu beliebig, allerdings im Rahmen der technischen Möglichkeiten, auf die erforderliche Leistung gesteigert werden
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Der Servicetransponder kann einen Speicher zur vollständigen Aufnahme von Daten wenigstens eines Lesegerätes umfassen.
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Da Lesegeräte nicht nur auf die Verifikation von gelesenen Daten beschränkt sind, sondern auch Daten, wie Identifikationsnummer, Datum, Uhrzeit und Dauer sowie unberechtigte Zugriffe erfassen, wird mit der Zeit eine umfangreiche Datenbank an historischen Daten angelegt. Um diese Datenbank von Zeit zu Zeit vollständig abzurufen ist beim Servicetransponder ein Speicher mit einer dem zu erwartenden Datenvolumen entsprechenden Speicherkapazität nötig.
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Das Lesegerät kann ein Lademodul zur vollständigen Aufnahme eines Steuerprogramms umfassen.
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Das Lademodul ist ein spezielles Programm, eine vollständige Übertragung eines Steuerprogramms ermöglicht. Dabei kann die Übertragung auch in mehreren getrennten Abschnitten erfolgen, sei es, dass das Steuerprogramm nur in Abschnitten angeboten wird, oder dass zwischendurch Verbindungsabbrüche auftreten. Durch das Lademodul werden alle empfangenen Teile des Steuerprogramms letztlich zu einem vollständigen Steuerprogramm zusammengesetzt.
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Das Lademodul kann dann sehr hilfreich sein, wenn es um die Übertragung und den Ersatz der so genannten Firmware geht, also den auf die Hardwarekomponenten zugreifenden Komponenten. Da dies die Basis für die grundsätzliche Funktionsfähigkeit des Lesegerätes darstellt, ist dieser Aspekt besonders wichtig. Es müsste ansonsten die Firmware gesondert, nämlich über eine galvanische Schnittstelle, z. B. USB, eingespielt werden.
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Das Lesegerät kann auch ein Auswertungsmodul zur Authentifizierung von Servicebefehlen umfassen.
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Hierdurch ist es möglich, die Übernahme von Servicebefehlen nur auf diejenigen Inhaber von Servicetranspondern zu beschränken, die die entsprechende Berechtigung besitzen.
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Mithilfe der von einem Servicetransponder übermittelten Kommandos kann auch ein Selbsttest und ein Test der Lesereichweite des Lesegerätes durchgeführt werden. Dazu wird das Lesegerät zunächst von anwendungsspezifischen Parametern auf Standardparameter umgeschaltet, anschließend der Test durchgeführt und schließlich das Lesegerät wieder auf die anwendungsspezifischen Parameter zurückgeschaltet.
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Ein als Sicherungsdatenträger ausgebildeter Servicetransponder kann im Lesebereich des Lesegerätes angeordnet sein und in einem Aufbewahrungszustand in einem abgeschirmten Behälter aufbewahrt und von dort in einen vom Lesegerät lesbaren Lesezustand überführt werden und umgekehrt.
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Der Sicherungsdatenträger ist auf diese Weise dem Lesegerät lokal zugeordnet. Im Aufbewahrungszustand stört er den Lesevorgang anderer Transponder nicht. Für Sicherungszwecke kann er hingegen in den Lesezustand überführt werden.
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Mithilfe des Sicherungsdatenträgers ist es möglich, sämtliche anwendungsspezifische Daten des Lesegerätes vor Ort extern zu speichern, um diese bedarfsweise wieder in das örtliche Lesegerät einzulesen, wenn beispielsweise dessen Speicher oder das gesamte Lesegerät ausgetauscht wurde.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer RFID-Anordnung nach der Erfindung mit einem Lesegerät und einem Servicegerät,
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2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Unterschieds zwischen einem normalem Lesemodus und Servicemodus und
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3 eine Anordnung eines Parameterträgers im Lesebereich des Lesegerätes.
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1 zeigt das Grundprinzip einer RFID-Anordnung nach der Erfindung mit einem Lesegerät 10 und einem Servicegerät 12. Sowohl das Lesegerät 10 als auch das Servicegerät 12 weisen Transceiver 24, 42 auf, über die ein berührungsloser Daten- und Kommandoaustausch über eine Schnittstelle 18 stattfindet. Dieser Datenaustausch erfolgt im Rahmen von Servicearbeiten und kann Daten aus der Menge „Parameter einstellen”, „Selbsttests durchführen”, „Anwendungsprogramme übertragen”, „Programmieren”, „Daten abfragen” umfassen. Benutzt wird seitens des Lesegerätes dieselbe Funkschnittstelle 18, die auch zum Lesen von Detektierplättchen vorhanden ist. Je nach Umfang der Servicearbeiten kann das Servicegerät 12 ein einfacher passiver Datenträger, allerdings mit gegenüber üblichen Detektierplättchen vorhandener Servicefunktion, sein, aber auch ein komplexes aktives Gerät, an das wiederum ein mobiler Rechner 14 über eine übliche galvanische Schnittstelle 50 (USB) angeschlossen sein kann.
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Im einfachsten Fall umfasst ein passives Servicegerät einen vom Lesegerät 10 berührungslos mit Energie versorgten Sender oder Sendeempfänger, eine Steuerung und einen Datenspeicher. Bei komplexen Ausführungen umfasst das Servicegerät 12 eine eigene Energiequelle 48, die sämtliche interne Komponenten mit Energie versorgt. Das Servicegerät 12 ist auf diese Weise nicht mehr auf eine Energieversorgung vom Lesegerät angewiesen. Dadurch ist es möglich, einen Sende-Empfänger 42 (Transceiver), einzusetzen, der mit einem Senderverstärker 44 hoher Leistung zur Überbrückung großer Abstande zum Lesegerät 10 gekoppelt ist, sowie einen Vorverstärker 46 des Empfängers. Außerdem kann eine leistungsfähige Zentraleinheit 36 eingesetzt werden, die statt einer simplen Steuerung auch ein komplexes Programm ausführen und Daten zum Lesegerät 10 übertragen oder von diesem empfangen und speichern kann. Ein solches Programm ist in einem Programmspeicher 38 des Servicegeräts 12 gespeichert. Zur Speicherung der zu sendenden oder zu empfangenen Daten dient ein Datenspeicher 40.
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Bei einem aktiven Servicegerät 12 kann auch eine übliche Schnittstelle 50 (USB) zur Verbindung mit einem Rechner 14 über ein Standardkabel vorhanden sein, über die vom Rechner 14 aus die Zentraleinheit 36 steuerbar ist oder über die Daten in den Datenspeicher 40 und in den Programmspeicher 38 zur programmierten Steuerung der Zentraleinheit 36 geschrieben werden können. Weiterhin können bei dieser Ausführung auch historische Daten aus einem Datenspeicher 28 des Lesegerätes 10 gelesen und in den Rechner 14 übertragen werden.
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Bei ständiger Kombination mit einem Rechner 14 können die Komponenten im Servicegerät 12 darauf beschränkt werden, dass die Steuerung mit ihrem Programmspeicher lediglich eine Umsetzung der vom Rechner 14 übermittelten und empfangenen Signale in mit dem Lesegerät 10 kompatible Signale umwandelt. Der Rechner 14 muss dann allerdings mit zum Einsatzort gebracht werden.
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Komfortabler ist eine Ausgestaltung, bei der die vorzunehmende Konfiguration oder Programmierung auf einem Rechner 14 vorbereitet und dann im Programmspeicher 38 des Servicegeräts 12 gespeichert wird. In diesem Fall wird am Einsatzort lediglich das Servicegerät 12 benötigt. Die Datenübertragung erfolgt über die Luftschnittstelle 18 mittels der Antenne 22 des Servicegeräts 12 und der Antenne 20 des Lesegerätes 10.
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In sämtlichen Servicefällen wird bei der Datenübertragung zum Lesegerät 10 anfangs ein Code in den Datenstrom eingefügt, der im Lesegerät 10 eine Umschaltung vom normalen Lesemodus in einen Servicemodus bewirkt. Nach Abarbeiten der im Servicemodus übermittelten Befehle und Daten wird das Lesegerät 10 wieder in den normalen Lesemodus zurückgeschaltet.
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Dazu umfasst das Lesegerät 10 einen Sende-Empfänger 24 (Transceiver) und eine Steuerung oder Zentraleinheit 26 mit einem Codeauswerter. Ferner sind im Lesegerät 10 ein gemeinsamer Datenspeicher 28 und ein unterteilter Programmspeicher vorhanden, wobei ein erster Teil des Programmspeichers einen Serviceprogrammspeicher 30 und einen normalen Programmspeicher 32 umfasst. Weiterhin ist ein Transceiver 34 zur Kommunikation mit einer SPS-Steuerung 66 über einen Feldbus 68 (RS 485) vorhanden. Über diesen Feldbus 68 erfolgt auch die Energieversorgung des Lesegerätes. Eventuelle weitere Peripheriegeräte können zusätzlich mit der Zentraleinheit 26 verbunden sein.
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Wie das Flussdiagramm gemäß 2 zeigt, werden im Lesegerät die vom Detektierplättchen oder Servicegerät empfangenen Daten von einem Übertragungsblock 52 zu einem Codeauswerter-Programm 54 mittels der Zentraleinheit des Lesegerätes daraufhin ausgewertet, ob es sich um normale Lesedaten oder um Servicedaten handelt. Im Falle von normalen Lesedaten wird in einem Verzweigungsblock 56 ein im Leseprogrammspeicher gespeichertes Anwendungsprogramm in einem Programmblock 58 abgearbeitet. Im Falle von Servicedaten wird in dem Verzweigungsblock 56 auf einen Serviceprogrammspeicher umgeschaltet und ein in diesem Speicher gespeichertes Serviceprogramm abgearbeitet. Dieses Serviceprogramm sieht vor, dass zunächst in einem Programmblock 60 auf den Servicemodus umgeschaltet wird, anschließend in einem Programmblock 62 das Serviceprogram abgearbeitet wird und schließlich in einem Programmblock 64 wieder vom Servicemodus auf den Normalmodus, also den normalen Lesemodus von Detektierplättchen zurückgeschaltet wird.
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Bei dem Leseprogrammspeicher und Serviceprogrammspeicher kann es sich um einen gemeinsamen Speicher handeln, wobei lediglich unterschiedliche Speicherplätze adressiert werden. Auch das Umschalten auf einen anderen Speicher muss nicht durch einen galvanischen Schalter erfolgen, sondern kann durch eine Softwarelösung realisiert sein.
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Zusätzlich kann durch den Codeauswerter auch eine Authentifizierung des Servicemitarbeiters erfolgen, um sicherzustellen, dass nur Servicearbeiten im autorisierten Umfang durchgeführt werden.
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3 zeigt eine Anordnung eines Sicherungsdatenträgers 70 im Lesebereich des Lesegerätes 10. Der Sicherungsdatenträgers 70 ist ein Servicetransponder mit einem Speicher, in dem anwendungsspezifische Daten aus der Menge Kommandos, Parameter, Software des örtlichen benachbarten Lesegerätes, gespeichert und bei Bedarf abgefragt werden können. So ist eine Wiederherstellung eines defekten Lesegeräts oder eine einfache Dateninstallation eines Austauschgerätes möglich.
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Bei der dargestellten Ausführung ist der Parameterträger 70 direkt an oder neben dem Lesegerät 10, und zwar in dessen Lesebereich, montiert. Außerdem ist an gleicher Stelle ein geschirmter Behälter 72 montiert. Der Parameterträger 70 kann in diesen geschirmten Behälter 72 eingeschwenkt und aus diesem heraus geschwenkt werden. Im eingeschwenkten Zustand ist der Parameterträger 70 vom Lesegerät 10 nicht lesbar und stört somit auch keine anderen Transponder. Im ausgeschwenkten Zustand hingegen ist der Parameterträger 70 vom Lesegerät 10 lesbar und kann gegebenenfalls auch beschrieben werden.
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Der Parameterträger 70 verbleibt am Ort des Lesegerätes 10 und ermöglicht so, bei Raparatur oder Austausch des Lesegerätes 10 die für den Einsatzort geltenden Daten unmittelbar bereitzustellen.
