DE202013012524U1

DE202013012524U1 - Tragbare Sport-Zeitmessung-Etikett-Anordnung

Info

Publication number: DE202013012524U1
Application number: DE202013012524.1U
Authority: DE
Original assignee: Mylaps BV
Current assignee: Mylaps BV
Priority date: 2013-10-13
Filing date: 2013-10-13
Publication date: 2017-03-27
Anticipated expiration: 2023-10-14

Abstract

Tragbare Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung aufweisend mindestens ein erstes Etikett und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, besonders bevorzugt UHF-Etiketten, die eine Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne aufweisen, zum Übermitteln von Daten, die mit dem Träger der Etiketten-Anordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektions-Antenne, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett auf einem flexiblen Träger-Substrat, vorzugsweise einem lang gestreckten flexiblen Träger-Substrat angeordnet sind; wobei die Etiketten-Anordnung ferner Mittel zum Befestigen der Etiketten-Anordnung an mindestens einem Körperteil oder Kleidung des Trägers aufweist; und wobei, wenn an dem Körper oder der Kleidung befestigt, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Sport-Zeitmessung und insbesondere tragbare Sport-Zeitmessungs-Etiketten und tragbare Bänder, die ein Sport-Zeitmessungs-Etikett aufweisen.
HINTERGRUND
Funk-Frequenz-Identifikation (RFID für engl. „Radio Frequency Identification”) ist eine drahtlose Technik, die elektromagnetische (EM) Funk-Frequenz-Felder zum Übertragen von Daten zum Zweck des automatischen Identifizierens und Verfolgen von Etiketten, die an Objekten befestigt sind, verwendet. Ein batterieloses Etikett, üblicherweise als passives Etikett bezeichnet, hat keine eigene Energiequelle, sondern sammelt Energie von einem abfragenden EM-Feld ein, das von einer Detektionsantenne eines RFID-Lesers ausgeht. Das Etikett agiert als passiver Transponder, der Mikrowellen oder Ultra-hoch-Frequenz(UHF)-Signale an die Detektionsantenne aussendet. Passive Etiketten sind verhältnismäßig billig herzustellen und können als Einweg-Etiketten verwendet werden.
Ein Problem betrifft die Tatsache das, wenn es in Sport-Zeitmessung-Anwendungen verwendet wird, dass UHF-Etikett sehr nahe am Körper ist, der eine verhältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante hat. Die Nähe des Körpers ändert die Impedanz der Etiketten-Antenne und „verstimmt” das Etikett weg von seinem optimalen Arbeitspunkt. Aufgrund dieses Verstimmungseffekts ist das modulierte Rückstreu-Signal, das von dem Etikett erzeugt wird, sehr schwach und deshalb sehr schwer zu detektieren. Die Verstimmung ist in einem feuchten Umfeld noch schlimmer, zum Beispiel bei nasser und verschwitzter Kleidung und oder einem nassen und verschwitzten Körper eines Sportlers. Auf diese Weise kann sich das Signal weiter verschlechtern, wodurch das Risiko, dass es nicht korrekt von dem Zeitmessungssystem registriert wird, dass ein Teilnehmer eine Detektionsantenne überschreitet oder sie passiert, erhöht wird.
Ein anderes Problem betrifft die Bewegung eines UHF-Sport-Zeitmessungs-Etiketts bezüglich der Detektionsantenne, wenn ein Sportler das Ziel überschreitet. Aufgrund der Bewegung und/oder Rotation während der Zielüberschreitung ist es möglich, dass das Etikett nicht die optimale Orientierung in Richtung der Detektionsantenne hat. Dies kann in einer Fehlkommunikation zwischen dem Etikett und dem Leser resultieren, was in einer unzuverlässigen Zeitmessung oder Registrierung des Teilnehmers resultiert, wenn er die Detektionsantenne überschreitet.
Ein Beispiel für ein Sportereignis, bei dem beide Probleme besonders präsent sind, ist ein Triathlon-Ereignis. Triathlon beinhaltet in seiner populärsten Form Schwimmen, Radfahren und Laufen in unmittelbarer Folge über verschiedene Entfernungen. Triathleten konkurrieren um die schnellste Gesamtzeit zum Beenden der Strecke, inklusive gemessener „Übergänge” zwischen den individuellen Schwimm-, Radfahr- und Lauf-Komponenten. Triathleten können ein Sport-Zeitmessungs-Etikett irgendwo auf dem Körper, beispielsweise auf der Brust, um das Fußgelenk oder um das Handgelenk für genaue Zeit-Registrierung an Detektionspunkten tragen.
Um in der Lage zu sein, das kleine rückgestreute Signal, das von dem Sport-Zeitmessungs-Etikett erzeugt wird, zu lesen, kann die Detektionsantenne zum Lesen von schwachen Signalen optimiert sein. Beispielsweise offenbart EP2009595 A1 eine Lösung zum Erhöhen der Detektierbarkeit von Sport-Zeitmessungs-Etiketten unter Verwendung von Antennen-Matten, die parallel zur Ziellinie angeordnet sind. EP2009595 A1 schlägt vor, die Anzahl der Aussetzer (d. h. Etiketten, die die Ziellinie überqueren aber nicht von der Antenne detektiert werden) durch Optimieren des Strahlungsfelds der Antennenmatten, sodass ein homogenes elektromagnetisches (EM) Abfrage- und Detektions-Feld über die gesamte Ziellinie erzeugt wird, zu verringern. Diese Lösung löst allerdings nicht das Problem von Aussetzern aufgrund der Desorientierung zwischen dem Etikett und der Detektions-Matte. Selbst wenn ein homogenes EM-Feld erzeugt wird, kann das Rückstreu-Signal aufgrund der Desorientierung sehr schwach sein. Ferner würde die Implementierung der verbesserten Antennen-Matten in einem existierenden Zeitmessung-System das Ersetzen der Matten erfordern, wodurch die nicht-optimierten (herkömmlichen) Detektions-Antennen veraltet sind, was hinsichtlich Kosten und der Umwelt nicht wünschenswert ist.
Als Konsequenz folgt aus dem Obigen, dass es in der Technik einen Bedarf für kosteneffiziente Lösungen für die oben-genannten Probleme bezüglich Sport-Zeitmessungs-Etiketten gibt. Insbesondere gibt es in der Technik den Bedarf für Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnungen, die zuverlässig während Sportereignissen, inklusive Triathlon oder ähnlicher Ereignisse auf der Basis von herkömmlichen Detektions-Antennen verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der Erfindung, mindestens einen der bekannten Nachteile im Stand der Technik zu verringern oder zu eliminieren. Ein erster Aspekt der Erfindung kann eine tragbare Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung betreffen, die mindestens ein erstes Etikett (oder engl. „Tag”) und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, besonders bevorzugt UHF-Etiketten, die eine Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne aufweisen, zum Übermitteln von Daten, die mit dem Träger der Etiketten-Anordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektions-Antenne aufweist, wobei die Etiketten-Anordnung Mittel zum Befestigen der Etiketten-Anordnung an mindestens einem Körperteil oder Kleidung des Trägers aufweist, wobei, wenn an dem Körper oder der Kleidung befestigt, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.
Wenn ein herkömmliches Sport-Zeitmessungs-Etikett verwendet wird erhöht die Richtungssensitivität des Etiketts in Kombination mit dem sehr schwachen rückgestreuten Signal und der starken Verstimmung aufgrund der Präsenz des Körpers des Teilnehmers das Risiko, dass Teilnehmer, die den RFID-Leser passieren oder überschreiten, nicht von der Detektions-Antenne-detektiert werden. Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung löst dieses Problem durch Positionieren mehrerer UHF-Etiketten auf einem flexiblen Substrat mit einer vorgegebenen Abstandshalter-Dicke, beispielsweise einem tragbaren oder befestigbaren Band, sodass – wenn es von einem Sportler getragen wird – die Hauptübertragungsrichtung des rückgestreuten Signals für mindestens einen Teil der unterschiedlichen Etiketten unterschiedlich ist. Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gewährleistet die Detektion von Teilnehmern in besonders schwierigen Umständen, in denen das Risiko, dass ein Passieren übersehen wird, hoch ist, beispielsweise während des Starts eines Marathons oder während komplizierterer Sport-Ereignisse, wie beispielsweise einem Triathlon oder ähnlichem.
Während des Passierens oder Überschreitens des RFID-Lesers ist mindestens eines der Etiketten der Etiketten-Anordnung in Richtung des RF-Felds des RFID-Lesers orientiert, sodass die Amplitude des rückgestreuten Signals ausreichend groß ist für die Detektion durch den RFID-Leser, unabhängig von der Orientierung des Sportlers bezüglich des RFID-Detektors und/oder Bewegungen des Sportlers. Weiterhin ermöglicht die Sport-Zeitmessungs-Anordnung eine wesentliche Verringerung der Anzahl von Aussetzern, ohne das Erfordernis, die RFID-Leser zu modifizieren oder zu ersetzen.
In einer Ausführungsform sind das erste Etikett und das zweite Etikett auf einem flexiblen Träger-Substrat, vorzugsweise einem lang gestreckten flexiblen Träger-Substrat, angeordnet. In einer Ausführungsform sind das erste Etikett und das zweite Etikett gleichmäßig in der Längs-Richtung des Träger-Substrats verteilt. In einer Ausführungsform sind die Längs-Achse des ersten Etiketts und des zweiten Etiketts parallel zu der Längs-Achse des Träger-Substrats. In einer Ausführungsform bildet die Längs-Achse des ersten Etiketts einen Winkel mit der Längs-Achse des zweiten Etiketts. In einer Ausführungsform sind das erste Etikett und das zweite Etikett in einer Reihe in der Längs-Richtung des Träger-Substrats positioniert.
Mehrere Etiketten können auf dem Träger-Substrat positioniert werden, sodass die Interferenz- und/oder Kopplungs-Effekte zwischen den Etiketten minimiert werden.
In einer Ausführungsform wird die Dicke des Träger-Substrats zwischen 2 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 8 mm ausgewählt. In einer Ausführungsform weist das flexible Träger-Substrat ein flexibles Material mit niedriger Dielektrizität (Dielektrizitätskonstante zwischen 1 und 10) auf, vorzugsweise ein elastomeres Polymer, mehr bevorzugt ein Neopren oder ein EPDM-Schaummaterial oder ein Äquivalent davon. Deshalb wirkt das Substrat effektiv als Abstandshalter, um die Antennen weg vom Körper des Sportlers zu halten, wodurch das Verstimmen aufgrund der hohen Dielektrizität des Körpers (Dielektrizitätskonstante von Wasser ist etwa 80,4 bei 20°C) zumindest minimiert wird.
In einer Ausführungsform weisen das mindestens erste Etikett und zweite Etikett jeweils einen Speicher zum Speichern einer Identifikation auf, die mit dem Träger (z. B. dem Sportler) assoziiert ist, wobei die Identifikation, die in dem ersten Etikett gespeichert ist, identisch ist mit der Identifikation, die in dem zweiten Etikett gespeichert ist.
In einer Ausführungsform weisen das mindestens erste Etikett und zweite Etikett jeweils einen Speicher zum Speichern einer Identifikation auf, die mit dem Träger assoziiert ist, wobei die Identifikation, die in dem ersten Etikett gespeichert ist, identisch ist mit der Identifikation, die in dem zweiten Etikett gespeichert ist.
In einer Ausführungsform ist die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung eingerichtet als ein Band, das um mindestens einen Teil eines Körperteils getragen wird, vorzugsweise ist die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung als Armband oder Fußgelenkband eingerichtet.
In einer Ausführungsform weist das Band eine flexible Abstandshalter-Schicht, wobei ein flexibles Träger-Substrat an der Abstandshalter-Schicht zum Tragen der Etiketten befestigt ist, und eine obere Schicht über dem flexiblen Träger-Substrat zum Schützen der Etiketten auf.
In einer Ausführungsform ist die obere Schicht aus einem im Wesentlichen unzerreißbaren und/oder Wasser-resistenten Material hergestellt und/oder ist druckbar, damit sie Grafiken und/oder Text aufweist.
In einer Ausführungsform ist das Material der Abstandshalter-Schicht ein flexibles Material mit niedriger Dielektrizität, vorzugsweise ein elastomeres Polymer, mehr bevorzugt ein Neopren oder EPDM-Schaumaterial oder ein Äquivalent davon.
In einer Ausführungsform weist mindestens ein Ende der oberen Schicht oder der Abstandshalterschicht einen Erweiterungsteil zum Befestigen des Erweiterungsteils an dem anderen Ende des Bandes, wenn das Band um mindestens einen Teil des Körperteils gelegt ist, auf.
In einer Ausführungsform weist der Erweiterungsteil einen Klebstoff zum Befestigen des Erweiterungsteils an der oberen Schicht am anderen Ende des tragbaren Bands auf, wenn das tragbare Band um mindestens einen Teil des Körperteils gelegt ist.
Damit ist es möglich, die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung oder das tragbare Band für die Sport-Zeitmessung zu verwenden.
Verschiedene Ausführungsformen ermöglichen es vorteilhafter Weise, dass Etiketten, die mit unterschiedlichen Daten programmiert sind, in einer Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung verwendet werden.
Auf diese Weise wird eine effiziente Weise zum Programmieren der Etiketten in dem tragbaren Band bereitgestellt, wobei die Etiketten in einer Programmieroperation programmiert werden können und das Ergebnis des Programmierens verifiziert werden kann.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung in größeren Detail beschrieben. Es sollte jedoch anerkannt werden, dass diese Ausführungsformen nicht zum Beschränken des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden dürfen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Aspekte der Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen in größeren Detail beschrieben, in denen:
1A und 1B eine Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;
2A und 2B den Betrieb eines RFID-Systems zum Verwenden mit einer Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen;
3 eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Felds einer RFID-Dipol-Antenne zeigt;
4 die Detektion eines Sportlers zeigt, der eine Etiketten-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung trägt;
5 eine Sport-Zeitmessungs-Etiketten-an Ordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6A und 6B eine Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7 eine Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
8A und 8B tragbare Bänder zum Verwenden in einer Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;
9 eine schematische Darstellung eines Mikroprozessors zur Verwendung in einem RFID-Etikett zeigt;
10 ein RFID-System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; und
11 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Programmieren von Etiketten in einen Sport-Zeitmessungs-Etikett gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1A und 1B zeigen eine exemplarische Ausführungsform einer Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1A ist eine Draufsicht der Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung 100 vor dem Tragen, d. h. in einer im Wesentlichen flachen Orientierung, gezeigt. Die Etikettenanordnung kann mehrere, d. h. mindestens zwei, RFID-Etiketten 102 _1,2 aufweisen, die auf einem flexiblen Träger-Substrat 104 einer vorgegebenen Breite und Länge positioniert sind. Ein Etikett kann eine Antenne 106 _1,2 (beispielsweise eine Dipol-Antenne) und einen Mikroprozessor 108 _1,2, beispielsweise einen Applikation-spezifischen-integrierten-Schaltung(ASIC)-Chip aufweisen. Typischerweise haben UHF-Etiketten eine lang gestreckte Form aufgrund der Tatsache, dass die Länge der Antenne ungefähr die Hälfte der Wellenlänge ist, die detektiert werden muss. In diesem speziellen Beispiel sind die Etiketten aneinandergrenzend positioniert, sodass ihre Längsachsen im Wesentlichen eine Linie bilden und parallel zu der Längsachse des flexiblen Substrats sind. In dieser Konfiguration gibt es keine oder eine minimale elektromagnetische Kopplung zwischen den Etiketten. Es wird angemerkt, dass die in 1A gezeigte Konfiguration ein nicht-einschränkendes Beispiel ist. Viele Variationen sind möglich und werden im Folgenden in größeren Detail beschrieben. In einer Ausführungsform können die Etiketten (passive) UHF-RFID-Etiketten sein. Etiketten können irgendwelche geeigneten käuflich Erwerblichen Etiketten sein.
1B zeigt die Zeitmess-Etiketten-Anordnung von 1A in einer 3-dimensionalen Ansicht, wenn sie um mindestens einen Teil eines Körperteils, wie beispielsweise ein Fußgelenk oder Handgelenk des Sportlers getragen wird. Wie in 1B gezeigt, kann das Substrat eine Dicke t haben. In einer Ausführungsform kann die Dicke des Substrats innerhalb eines Bereichs zwischen 2 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 8 mm ausgewählt werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Abstandshalter-Material ein flexibles Material mit geringer Dielektrizität sein, vorzugsweise ein elastomeres Polymer, zum Beispiel ein Schaumgummi, wie beispielsweise ein Neopren oder EPDM-Schaumaterial oder ein Äquivalent davon. Hierbei kann ein flexibles Material mit niedriger Dielektrizität als jegliches flexibles Material interpretiert werden, das eine Dielektrizitätskonstante hat, die wesentlich geringer ist als die Dielektrizitätskonstante des Körpers (hauptsächlich Wasser, das eine Dielektrizitätskonstante von ungefähr 80 hat). Somit hat das Material mit niedriger Dielektrizität vorzugsweise eine Dielektrizitätskonstante zwischen 1 und 10. Beispielsweise hat EPDM-Schaum eine Dielektrizitätskonstante zwischen 2,6 und 2,8 und Neopren hat eine Dielektrizitätskonstante von ungefähr 6,7.
Auf diese Weise arbeitet das Substrat effektiv als Abstandshalter, um die Antennen vom Körper des Sportlers weg zu halten, wodurch ein Verstimmen aufgrund der hohen Dielektrizität des Körpers (die Dielektrizitätskonstante von Wasser ist ungefähr 80,4 bei 20°C) verhindert oder zumindest minimiert wird. Ferner sind, wie in 1B gezeigt, die Etiketten an dem flexiblen Substrat positioniert, so dass – wenn von einem Sportler getragen – es einen Winkel θ zwischen den Hauptsignalübertragungsrichtungen (d. h. der Richtung, in der das Übertragungssignal 108 _1,2 maximal ist) der Etiketten gibt. Abhängig vom Design der Etikettenanordnung können unterschiedliche Winkel θ ausgewählt werden. In einer Ausführungsform kann θ zwischen 10 und 180° gewählt werden.
Wie im Folgenden in größeren Detail beschrieben ist, wenn eine Ebene Dipol-Antenne verwendet wird, die Übertragungsrichtung des RF-Signals senkrecht zu der Antennenoberfläche und ist maximal an dem Ort, wo die beiden Antennenteile des Dipols mit dem Mikroprozessor-Chip verbunden sind. Durch Positionieren mehrerer Etiketten auf dem Abstandshalter-Substrat überträgt die Etikettenanordnung – wenn von dem Sportler oder Teilnehmer getragen – in unterschiedlichen Richtungen, wodurch die Chance erhöht wird, dass sie mindestens eine der Etiketten in eine Richtung abstrahlt, die optimal oder ausreichend groß in Bezug auf die Detektionsantenne ist, sodass das Risiko, dass das von dem Etikett übertragene schwache Signal nicht von dem RFID-System detektiert wird, minimiert wird. In 1B zum Beispiel aktiviert das RF-Signal des RFID-Lesers (nicht gezeigt) beide Etiketten 106 ₁, 106 ₂. Jedoch ist, aufgrund der Tatsache, dass die Orientierung des ersten Etiketts 106 ₁ mit Bezug auf den Leser besser ist als die Orientierung des zweiten Etiketts 106 ₂, das Rückstreusignal des ersten Signals stärker als das zweite Rückstreusignal, das zu schwach sein kann, um von dem RFID-Leser detektiert zu werden. Ein weiterer Vorteil der Etikettenanordnung ist, dass sie zusammen mit existierenden RFID-Lesern verwendet werden kann. Deshalb erlaubt die Sport-Zeitmessungs-Anordnung eine wesentliche Reduktion der Anzahl von Aussetzern ohne das Erfordernis, dass die RFID-Leser modifiziert oder ersetzt werden.
2A veranschaulicht schematisch den Betrieb eines RFID-Systems, das einen RFID-Leser 204 und RFID-Etiketten 202 einer Etiketten-Anordnung gemäß 1A und 1B aufweist. Die Etiketten weisen eine Antenne (beispielsweise eine Dipol-Antenne) und einen Mikroprozessor 208 auf. Der Mikroprozessor kann Energie von dem RF-Signal 210, das von dem RFID-Leser über seine Antenne 212 übertragen wird, empfangen. Das RF-Signal kann unter Verwendung eines Basisband-Prozessors 214 und eines Sender-Moduls 218 in dem RFID-Leser erzeugt werden.
Das Etikett kann in dem UHF-Band ausgewählte Frequenzen zwischen ungefähr 860 und 960 MHz verwenden. UHF-RFID-Systeme arbeiten zwischen 902 und 928 MHz in Nordamerika, bei 868 MHz in Europa und bei 920 MHz in Asien (Japan). UHF-Etiketten sind verhältnismäßig billig (sodass sie als Einweg-Wegwerf-Etiketten verwendet werden können), haben ein verhältnismäßig kleines Gewicht und können im Vergleich mit Etiketten niedrigerer Frequenz wie beispielsweise Hoch-Frequenz(HF)-Etiketten schneller über größere Distanzen gelesen werden.
Das Etikett kann eingerichtet (beispielsweise programmiert) werden, Daten, beispielsweise einen (eindeutigen) Wert zum Identifizieren des Sportlers, der die Etikettenanordnung trägt, zurück zu dem RFID-Leser zu übertragen. Die Daten können durch Umschalten der Eingangs-Impedanz des Etiketts zwischen zwei Zuständen unter Verwendung eines Schalters 216, wodurch das rückgestreute Signal 218 moduliert wird, übertragen werden. Bei jedem Impedanz-Zustand hat das RFID-Etikett einen bestimmten Radarquerschnitt. Einer der Impedanz-Zustände ist üblicherweise hoch und ein anderer ist niedrig, um einen wesentlichen Unterschied im rückgestreuten Signal bereitzustellen. Das produzierte rückgestreute Signal 218 kann in einem Empfängermodul 220 des RFID-Lesers verarbeitet werden. Ein Zirkulator 222 kann den RFID-Leser zwischen einem Übertragungsmodus und einem Empfangs(Detektions)-Modus umschalten.
2B zeigt einen Graph, der eine Signalstärke R, die von dem RFID-Leser empfangen wird, als Funktion der Zeit T repräsentiert. Der Datenaustausch zwischen dem RFID-Leser 204 und dem Etikett 202 kann verschiedene Modulation- und Kodier-Maßnahmen (beispielsweise Amplitudenmodulation und Manchester-Kodierung) einsetzen. Das RF-Signal 210, das auf der Vorwärts-Verbindung übertragen wird, kann sowohl eine stetige Welle (CW) 294A und modulierte Befehle 224B, wie in 2 gezeigt, aufweisen. Auf der Rückwärtsverbindung können die Daten während einer CW-Periode zurückgesendet werden, wenn das Etikett das rückgestreute Signal Impedanz-moduliert. Wie in 2B gezeigt, ist die Stärke des modulierten rückstreugestreuten Signals 218 sehr gering im Vergleich mit dem Träger-Signal CW 244A, 294B.
Das Signal-Abstrahlmuster eines Monopol- oder Dipol-basierten RFID-Etiketts ist omnidirektional. Beispielsweise kann eine Dipol-Antenne eines RFID-Etiketts ein elektromagnetisches Feld 304 erzeugen, dass im Wesentlichen Toroid-förmig um die Antennenachse 302 zentriert ist, wie es in der Querschnittsansicht von 3 dargestellt ist. Das elektromagnetische Feld und damit die Signalstärke des rückgestreuten Signals 304 ist in rechten Winkeln zur Antenne maximal und fällt auf der Achse der Antenne auf null ab. Somit ist das Signal-Abstrahlmuster des moduliert rückgestreuten Signals typischerweise in der Richtung senkrecht zur Ebene der Etikettenantenne (d. h. in der Richtung, die normal ist zu der Ebene der Etikettenantenne) typischerweise maximal. Diese Richtung kann als die Hauptsignalübertragungsrichtung bezeichnet werden. Deshalb sollte für eine optimale Detektion Ebene der Etiketten-Antenne vorzugsweise der Detektions-Antenne des RFID-Lesers gegenüberliegen (oder die Normale der Antennen-Ebene zeigt in Richtung des RFID-Lesers).
Wenn ein herkömmliches Sport-Zeitmessungs-Etikett verwendet wird, erhöhen die Richtungsempfindlichkeit des Etiketts in Kombination mit dem sehr kleinen rückgestreuten Signal und der starken Verstimmung aufgrund der Präsenz des Körpers des Teilnehmers das Risiko, dass Teilnehmer, die den RFID-Leser passieren oder überqueren, nicht von der Detektions-Antenne detektiert werden. Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung löst dieses Problem durch Positionieren mehrerer UHF-Etiketten auf einem flexiblen Substrat mit einer vorgegebenen Abstandshalter-Dicke, beispielsweise einem tragbaren oder befestigbaren Band, sodass – wenn von dem Sportler getragen – die Hauptübertragungsrichtung des rückgestreuten Signals für mindestens einen Teil der unterschiedlichen Etiketten unterschiedlich ist. Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gewährleistet die Detektion von Teilnehmern in besonders schwierigen Umständen, bei denen das Risiko, dass ein Passieren verpasst wird, hoch ist, beispielsweise beim Start eines Marathons oder während komplexerer Sport-Ereignisse wie beispielsweise einem Triathlon oder Ähnlichem.
4 zeigt die Detektion eines Sportlers, der eine Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung kann auf verschiedene Arten implementiert werden, beispielsweise in der Form eines tragbaren Handgelenkbandes 402 oder Gelenkriemens 410. Alternativ kann die Sport-Zeitmess-Etikettenanordnung an beispielsweise Kleidung, einem Körperteil, dem Leibchen, einem Schuh, (Sport-)Ausrüstung wie beispielsweise einem Fahrrad, Boot oder einem Rollstuhl befestigt werden. Die Etikettenanordnung kann Teil eines Bandes, eines Gürtels, eines Riemens, eines Aufklebers, Kleidung oder ähnlichem sein. Während des Passierens oder Überquerens des RFID-Lesers, beispielsweise einer Antennen-Mathe 406, einer vertikalen Zeiten-Antenne 408 oder einer über Kopf-Antenne (nicht gezeigt) ist mindestens eines der Etiketten der Etikettenanordnung in Richtung des RF-Felds 410 ₁, 412 ₁, 414 ₁ des RFID-Lesers orientiert, sodass die Amplitude des rückgestreuten Signals 410 ₂, 412 ₂, 414 ₂ ausreichend groß für die Detektion durch den RFID-Leser ist, unabhängig von der Orientierung des Sportlers in Bezug auf den RFID-Detektor und/oder Bewegungen des Sportlers.
Vorzugsweise können die RFID-Etiketten in der Etikettenanordnung ein (passives) UHF-Etikett sein, das eine Halbwellen-Dipol-Antenne oder Viertelwellen-Monopol-Antenne aufweist. Ein Beispiel für ein käuflich verfügbares Etikett, das für die Verwendung in der Etikettenanordnung geeignet ist, beinhaltet das UPM^TM oder SMARTRAC^TM Reflatac DogBone^TM UHF-Dipol-Etikett. Dieses Etikett hat eine Antennengröße von 93 × 23 mm, eine Die-Schneide-Größe von 97 × 27 mm und eine Gesamtlänge von 100 mm, wodurch die minimalen Abmessungen (beispielsweise die breite) der Etikettenanordnung gegeben sind.
In Reaktion auf das RF-Signal des RFID-Lesers (das modulierte Auslösesignal) können ein oder mehrere Etiketten der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung in dem Speicher des Chips des Etiketts gespeicherte Information zurück zu der Detektionsantenne basierend auf einem modulierten Rückstreu-Signal, das heißt dem Etikett-Signal, zurücksenden. Auf diese Weise kann die Etikettenanordnung damit beginnen, Nachrichten zu senden, wie beispielsweise eine eindeutige Identifikation, die das/die Etikett(en) identifiziert und/oder jegliche anderen Daten, die in einen Speicher des Etiketten-Chips programmiert sind. Die Detektionsantenne kann die übertragenen Nachrichten aufnehmen, die Nachricht mit einem Zeitstempel versehen und sie zu einem Prozessor transferieren. Der Prozessor kann einen Algorithmus zum Ermitteln einer mit dem Etikett assoziierten Zeit basierend auf der Detektionszeit und der Signalstärke der empfangenen Nachrichten ausführen. Die verarbeiteten Daten können anschließend in einem Speichermedium, beispielsweise einer Datenbank, zur weiteren Verwendung gespeichert werden. Für jede Lese-Operation können die ausgetauschte Information und ein Zeitstempel aufgezeichnet werden. Diese Aufzeichnungen können dazu verwendet werden, eine Ereignis-Abschluss-Zeit für jeden Teilnehmer zu berechnen. Die Abschlusszeiten werden anschließend dazu verwendet, den Teilnehmern Ränge zuzuordnen. Das Hinzufügen von mehr Etiketten zu der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung kann die Chance erhöhen, dass mindestens eines der Etiketten in einer lesbaren Position in Bezug auf den Etiketten-Leser ist. Ebenso kann die Orientierung jedes individuellen Etiketts in der Etikettenanordnung variiert werden, um die Chancen der Lesbarkeit weiter zu optimieren. Beispielsweise können in einer Ausführungsform die Etiketten auf dem Trägersubstrat positioniert werden, wobei die Längsachse eines ersten Etiketts einen Winkel mit der Längsachse eines zweiten Etiketts bildet. Zum Beispiel zeigt 5 eine Draufsicht auf eine schematische Ansicht einer Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung 502 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Etikettenanordnung kann drei Etiketten 504, 506, 508 mit unterschiedlichen Orientierungen aufweisen, wobei der Winkel zwischen der Längsachse des Etiketts und dem Substrat 0° 504,45° 506 bzw. 90° 508 ist. Die Orientierungen der Etiketten in 5 sollten als Beispiele verstanden werden. Die Etiketten können in jedem Winkel auf dem Substrat positioniert werden und die Anzahl der Etiketten kann variieren.
6A und 6B zeigen eine Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. In dieser Konfiguration kann die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung 602 drei oder mehr Etiketten 604 _1-3 aufweisen, die ihre Längsrichtung in im Wesentlichen paralleler Orientierung zu der Längsachse des Träger-Substrats haben. In einer Ausführungsform können ein erstes Etikett und ein zweites Etikett auf einer ersten Längsachse 610 positioniert werden, wobei eine Lücke mit Länge L die Entfernung zwischen dem ersten Etikett und dem zweiten Etikett festlegt. Mindestens ein drittes Etikett kann auf einer zweiten Längsachse 612 parallel zu der ersten Längsachse auf der Höhe der Lücke positioniert werden. Auf diese Weise ist das dritte Etikett mit Bezug auf das erste Etikett und das zweite Etikett positioniert, sodass das Abstrahlungsfeld des dritten Etiketts am Ort der Lücke maximal ist. Somit werden auf diese Art Interferenz und/oder Kopplungseffekte zwischen den Etiketten minimiert. Auf diese Weise können mehrere Etiketten auf dem Trägersubstrat positioniert werden, ohne das Risiko, dass die Etiketten während des Betriebs verstimmt werden. Das in 6A gezeigte Verteilungsschema kann auf einfache Weise auf mehrere Reihen von Etiketten erweitert werden.
6B zeigt eine schematische Ansicht der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung, wenn sie um das Fußgelenk oder Handgelenk eines Sportlers getragen wird. Wenn Sie in Verwendung ist, ist die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung 602 gebogen, sodass sie um mindestens einen Teil eines Körperteils oder Kleidung des Sportlers passt. Als Ergebnis zeigen die unterschiedlichen Etiketten in unterschiedliche Richtungen das Vorliegen von Meeren Etiketten, die unterschiedliche Richtungen zeigen, verringert erheblich das Risiko, dass der Sportler nicht detektiert wird.
Ähnlich wie im Beispiel von 1B – wenn gebogen – erzeugt jede (Dipol-)Etiketten-Antenne ein im Wesentlichen Toroid-förmiges elektromagnetisches Feld, das um die Antennenachse zentriert ist. Die Pfeile 608 _1-3 zeigen die Richtungen der möglichen Rückstreusignale. Die Orientierung der Etiketten-Anordnung in Bezug auf die Detektionsantenne bestimmt, welches der Etiketten zum Erzeugen eines Rückstreusignals ausgelöst wird. In manchen Fällen können zwei Etiketten zum Erzeugen eines Rückstreusignals ausgelöst werden. In diesem Fall kann der RFID-Leser zwei Rückstreu-Signale, die von derselben Etikettenanordnung ausgehen, empfangen. In diesem Fall kann ein bekannter Kollisionsmechanismus in dem RFID-Leser ermitteln, welches Signal von der Etiketten-Anordnung verarbeitet wird (beispielsweise das Signal mit der ersten Signalstärke).
Somit bewegt sich, wenn in Verwendung, die tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung mit der Bewegung des entsprechenden Körperteils und/oder dreht sich um den Körperteil während der Verwendung und während dieser Bewegungen und/oder Drehungen hat mindestens eines der Etiketten der Etikettenanordnung eine angemessene Orientierung in Bezug auf den RFID-Leser, so dass ein ausreichend starkes Rückstreu-Signal in Richtung des Lesers übertragen wird.
7 zeigt eine tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung kann derart dimensioniert werden, dass sie um beispielsweise ein Fußgelenk oder Handgelenk passt.
Allgemeiner kann das tragbare Band für jegliche angemessene Verwendung dimensioniert werden. Wie in 7 gezeigt kann die tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung eine Mehrschicht-Struktur haben, die (mindestens) eine flexible Längs-Abstandshalter-Schicht 702, eine flexible dünne Längs-Substratschicht 700 mit zwei oder mehr Etiketten 708 _1-3 und eine obere Längs-Schicht 706 aufweisen. Wenn sie zusammen laminiert werden, können die Schichten eine tragbare Etikettenanordnung in der Form eines Handgelenk- oder Fußgelenk Bands bilden, in das die Etiketten eingebettet sind.
In dieser Ausführungsform kann die Etikettenanordnung drei Etiketten 704 _1-3 aufweisen, die in einer Längsrichtung auf einem dünnen flexiblen Substrat 702 wie beispielsweise einer dünnen Plastikfolie oder einem (nicht-)gewebten Schichtmaterial positioniert sind. In einer Ausführungsform können die Etiketten auf dem dünnen Substrat gemäß der Verteilung, wie sie mit Bezug auf 6A und 6B beschrieben sind verteilt werden. Als Ergebnis ist es – wenn getragen – in im Wesentlichen jeder Orientierung des Gelenksbands mit Bezug auf die Antenne des Lesers für mindestens eines der Etiketten wahrscheinlich, dass es in der Lage ist, mit dem RFID-Leser zu kommunizieren.
Wenn es als Fußgelenk-Band implementiert ist, kann das Band eine Länge im Bereich zwischen 20 cm und 30 cm haben, damit es um das Fußgelenk eines Erwachsenen passt. Eine UHF-Dipolantenne mit flacher Oberfläche kann typischerweise eine Länge zwischen 80 und 12 mm haben. Die Gesamtlänge eines UHF-Etiketts inklusive der Antenne und integrierter Schaltung mit Prozessor und Speicher kann ungefähr 100 mm sein. Somit können, damit drei oder mehrere Etiketten in der Etikettenanordnung optimal aufgenommen werden können, die Etiketten über das Band gemäß des Verteilungsschemas, wie oben im Detail mit Bezug auf 6A und 6B beschrieben, verteilt werden.
Die obere Schicht 706 ist die äußerste Schicht, die sichtbar ist, wenn das Gelenkband getragen wird. Die obere Schicht 31 ist bevorzugt aus einem unzerreißbaren und/oder Wasser-resistentem Material hergestellt, wie beispielsweise Tyvex^TM. Die obere Schicht kann auch Grafiken wie beispielsweise ein Logo und/oder Text wie beispielsweise die eindeutige Identifikationsnummer des Teilnehmers (auch bezeichnet als „Renn-Nummer”) und/oder irgendeinen anderen Text aufweisen.
Der Abstandshalter 702 ist die innerste Schicht die dem Körper oder der Kleidung des Sportlers am nächsten liegt oder in Kontakt mit dem Körper oder der Kleidung des Sportlers ist, wenn das Band getragen wird. Der Abstandhalter ist dazu eingerichtet, einen Abstand zwischen der Etiketten-Anordnung und dem Körper des Sportlers zu schaffen. Der Abstandshalter eliminiert oder verringert wenigstens das Verstimmen der Etiketten aufgrund der nahen Präsenz des Körpers des Trägers der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung. Die Dicke t des Abstandshalters kann zwischen ungefähr 2 mm und 15 mm gewählt werden, abhängig davon, wo die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung auf dem Körper/der Kleidung getragen wird und/oder der Feuchtigkeit der Umgebung der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung. Wenn Teil eines Fußgelenk-Bands, kann die Dicke der Abstandshalter-Schicht zwischen 4 mm und 8 mm, bevorzugt 6 mm gewählt werden. In einer Ausführungsform kann die Abstandshalter-Schicht eingerichtet sein, ihre Dicke abhängig von der umgebenden Feuchtigkeit zu ändern. Die Abstandshalter-Schicht kann aus einem weichen aber starken Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante hergestellt sein. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform ein Schaum-Material, wie beispielsweise ein EPDM-Gummi-Schaum für das bequeme Tragen als Abstandshalter Material gewählt werden.
Das Trägersubstrat zum Tragen der Etiketten befindet sich zwischen der Abstandshalter-Schicht und der oberen Schicht. Die Substratschicht und die Etiketten können flexibel sein, so dass sie das Biegen der Etikettenanordnung zum Tragen um einen Körperteil wie beispielsweise das Fußgelenk erlauben. Die Etiketten können ein oder mehrere Monopol-Etiketten, ein oder mehrere Dipol-Etiketten oder eine Kombination davon enthalten. Die Etiketten können UHF-Etiketten sein.
Zum Verbessern des Tragekomforts kann die Breite eines tragbaren Bands auf die kombinierte Breite der Etiketten in den unterschiedlichen Reihen von Etiketten auf dem Substrat minimiert werden. Darüber hinaus kann die Anzahl von Reihen mit Etiketten minimiert werden, während die Gesamtlänge der Etikettenanordnung in Längsrichtung mit Etiketten bedeckt ist. Falls das tragbare Band lang genug ist, beispielsweise im Falle eines Brustbandes, können die Etiketten in einer einzigen Reihe oder einem Teil davon positioniert sein, sodass es dem Band erlaubt ist, eine minimale Breite gleich der Breite des Etiketts zu haben.
Die Schichten, die das tragbare Band bilden, können derart gewählt werden, dass sie unterschiedliche Längen haben. In dem Beispiel von 7 kann die Länge des Träger-Substrats für die Etiketten den minimalen Durchmesser des Fußgelenkbands festlegen. Die Abstandshalter-Schicht kann länger (Länge ”d”) als das Trägersubstrat gewählt werden. Eine Fläche 703 ₂ mit Länge ”d” am Ende des Abstandshalters kann dazu verwendet werden, graduell die Dicke des Abstandshalters auf eine dicke „f” zu reduzieren. Eine ähnliche Reduktion der Dicke kann in einer Fläche 703 ₁ der Länge „c” am anderen Ende des Abstandshalters realisiert werden.
In einer Ausführungsform können die schrägen Flächen 703 _1,2 der Länge „c” und „d” dazu verwendet werden, die Länge des Bandes zu erweitern. Insbesondere können die schrägen Flächen an beiden Enden des Abstandshalters dazu verwendet werden, den Durchmesser des Fußgelenkbandes einzustellen, indem diese schrägen Flächen überlappt werden, wenn das Band um das Fußgelenk befestigt wird. Die Fläche des Überlapps kann von dem Durchmesser des Fußgelenks abhängen.
Um eine Befestigungsfläche zu erzeugen kann die Länge der oberen Schicht länger (Länge „b”) als das Trägersubstrat zum Tragen der Etiketten gewählt werden. Wenn es zusammenlaminiert ist, kann der erweiterte Teil der oberen Schicht dazu verwendet werden, das Band um das Fußgelenk zu fixieren. Dazu kann der erweiterte Teil der oberen Schicht einen Klebstoff zum Fixieren der oberen Schicht an das andere Ende der oberen Schicht, wenn es um das Fußgelenk gelegt wird, enthalten. Es kann eine Schutzschicht auf dem Klebstoff geben, die vor der Verwendung abzulösen ist.
In 7 zeigen die schrägen Flächen an beiden Enden der Abstandshalter-Schicht im Wesentlichen in dieselbe Richtung. In einer anderen Ausführungsform können die schrägen Flächen 802 _1,2 der Abstandshalter-Schicht 804 wie in 8A (die nur die Abstandshalter-Schicht zeigt) in unterschiedliche Richtungen ausgestaltet sein.
8B zeigt die Schicht mit dem Abstandshalter einer alternativen Ausführungsform. In diesem Beispiel kann die Länge der Abstandshalter-Schicht mit einer Fläche 806 mit der Länge g an dem zweiten Ende des Fußgelenkbands erweitert werden.
Diese erweiterte Fläche kann mit einem Klebstoff zum Fixieren des Bandes um das Fußgelenk versehen werden.
Es wird angemerkt, dass anstelle der Verwendung eines Klebstoffs jedes andere bekannte Fixiermittel zum Fixieren der tragbaren Etikettenanordnung um ein Körperteil verwendet werden kann. Beispielsweise können Velcro^TM, eine Schnalle und ein Riemen oder eine Schnur stattdessen verwendet werden. Ferner ist es möglich, dass beide Enden des tragbaren Bands beispielsweise mittels eines elastischen Bands miteinander verbunden sind. Ferner wird auch angemerkt, dass aus jeglichem Grund weitere Schichten eingefügt werden können (beispielsweise eine gewobene Schicht, die dem Band eine zusätzliche Stärke gegen Risse gibt). Ferner ist es auch möglich, dass ein oder mehrere Etiketten sich in unterschiedlichen Schichten innerhalb des tragbaren Bands befinden. Eine tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung und/oder ein tragbares Band, das eine Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung enthält, können für die einmalige Verwendung vorgesehen sein oder können ein oder mehrere Male wiederverwendbar sein.
9 zeigt eine schematische Ansicht des Mikroprozessors des UHF-Etiketts. Der Mikroprozessor kann einen analogen Frontend-Teil 902 und einen digitalen Steuerteil 904 aufweisen. Ein oder zwei Antennen können mit den Antennen-Anschlüssen 906 und 908 verbunden sein. Der Mikroprozessor kann ferner einen Erdungsanschluss 910 aufweisen. Das Etikett kann durch die Nähe eines RF-Signals eines Lesers aktiviert werden. Wenn das Etikett in das RF-Feld des Lesers eintritt, wandelt ein Energie-Verwaltungs-Block 912 das induzierte elektromagnetische Feld in die Gleichspannung um, die den Chip mit Energie versorgt. Um elektrostatische-Entladung(ESD)-Energie umzuleiten, schließt ein PSD-Schutz-Block 914 Ladung von positiven und negativen Quellen kurz, wenn eine hohe Spannung über die Eingänge vorliegt, wodurch er den Chip vor Schaden schützt.
Ein Modulator/Demodulator 916 demoduliert das Signal von dem Leser. Unterschiedliche bekannte Modulationsformate können verwendet werden, wie beispielsweise DSB-ASK, SSB-ASK oder PR-ASK. Das Etikett kann mit einem Leser über Rückstreuen der einfallenden RF-Wellenform durch Umschalten des Reflexionskoeffizienten seiner Antenne(n) zwischen einem reflektierenden Zustand und einem absorbierenden Zustand kommunizieren. Rückgestreute Daten werden typischerweise mittels FM0- oder Miller-Subträger-Modulation codiert. Der Leser kann dem Mikroprozessor die Art der Codierung und die Datenrate, die von dem Oszillator 918 gesteuert wird, befehlen. Ein Etiketten-Steuer-Block 920 in dem digitalen Steuer-Teil weist eine Endlicher-Zustandsautomat-Logik auf, die die Befehlsfolgen ausführt.
Ein Speicherblock 922 kann zum Speichern von Informationen verwendet werden. In einer Ausführungsform kann der Speicherblock einen programmierbaren elektronischer-Produkt-Code(EPC)-Speicher-Teil 924 zum Speichern von bis zu 96 Datenbits aufweisen. In einer Ausführungsform kann der EPC dazu verwendet werden, eine Etikettenidentifikation zu speichern, die dazu verwendet werden kann, das Etikett mit einem Sportler zu verknüpfen, der die Etikettenanordnung trägt. In einer Ausführungsform können die EPCs der Etiketten in der Etikettenanordnung dieselbe Etiketten-Identifikation aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann der Speicherblock einen reservierten Speicherteil aufweisen, der Kill- und Zugriff-Passwörter zum Zurücksetzen des Speichers und Zugriffssteuerung zum Programmieren des Speichers aufweist. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Speicherblock einen reservierten Speicherteil, beispielsweise ein ROM, zum Speichern einer Etikettenidentifikation (TID) 926 aufweisen. Wenn es aktiviert ist, kann das Etikett den EPC und/oder die TID in einem modulierten Rückstreusignal an den RFID-Leser übertragen.
Der Leser kann eingerichtet sein, den Empfang des EPC und/oder der TID mit einer Uhrzeit (beispielsweise einem Zeitstempel) zu assoziieren und den EPC und/oder die TID mit dem Sportler zu verknüpfen. Sportler in einem Sportereignis können basierend auf der Zeit, die Sie dazu benötigen, eine Rennstrecke abzuschließen, in einer Rangliste angeordnet werden. Ereignisse, die eine große Anzahl von Teilnehmern haben, verwenden oft RFID-Systeme, um Teilnehmer zu identifizieren. Die RFID-Systeme können auch dazu verwendet werden, Teilnehmer an bestimmten Orten zu verfolgen, während sie in der Rennstrecke vorwärtskommen. Die Etiketten in der Sport-Zeitmess-Etikettenanordnung können in Kombination mit ein oder mehreren RFID-Lesern für eine automatische Zeit- und/oder Ort-Registrierung der Teilnehmer verwendet werden. Typischerweise können Etiketten in einer Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung mit dem Namen und/oder der Adresse des Teilnehmers (unter Verwendung des EPC und/oder der TID der Etiketten) assoziiert werden.
Der Etiketten-Leser unterscheidet typischerweise nicht zwischen unterschiedlichen Etiketten in einer einzelnen tragbaren Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung und Etiketten in unterschiedlichen tragbaren Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnungen. Bekannte RFID-Kommunikations- und Kollisions-Protokolle können dazu verwendet werden, mit den Etiketten zu kommunizieren, unabhängig von ihrem Ort (d. h. innerhalb einer einzelnen Etiketten-Anordnung oder in unterschiedlichen Etiketten-Anordnungen). Ähnlich zu bekannten tragbaren Bändern, bei dem nur ein Etikett möglicherweise mehrmals gelesen wird, wenn eine Detektions-Antenne passiert wird, können ein oder mehrere Etiketten in einer Etikettenanordnung ein oder mehrere Male gelesen werden wenn die Detektions-Antenne passiert wird.
10 veranschaulicht schematisch den Betrieb eines RFID-Systems, das zum Programmieren der Renn-Nummer des Teilnehmers in den Speicher, zum Beispiel den EPC-Speicher-Teil, jedes Etiketts der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung vor dem Beginn des Sport-Ereignisses verwendet werden kann. Die Etiketten-Anordnung 1006 und der RFID-Leser 1002 können ähnlich dem RFID-Leser, wie mit Bezug auf 1A und 1B beschrieben, sein. Die Renn-Nummer wird typischerweise dazu verwendet, den Teilnehmer oder Sportler während des Sport-Ereignisses eindeutig zu identifizieren. Alle Etiketten 1008 _1-3 in dem tragbaren Band können mit derselben eindeutigen Renn-Nummer programmiert werden, wodurch eine einzelne Renn-Nummer der Etiketten-Anordnung allokiert wird. In diesem Fall kommt es nicht darauf an, welches Etikett oder mehrere Etiketten der Etiketten-Anordnung von der Detektionsantenne während des Rennens gelesen werden. Das Ergebnis der Lese-Operation ist die Renn-Identifikation in jedem dieser Fälle.
Alternativ können ein oder mehrere Etiketten in der Etikettenanordnung mit unterschiedlichen Renn-Nummern oder unterschiedlichen Daten programmiert werden, wodurch mehreren-Nummern oder mehrere Datenwerte der Etiketten-Anordnung allokiert werden. In diesem Fall kann eine Nachverarbeitung erforderlich sein, nachdem ein Etikett der Etikettenanordnung gelesen wurde, um die gelesene Renn-Nummer oder die gelesenen Daten einer einzigen Identität von beispielsweise einem Teilnehmer anzupassen.
Die Etiketten in der Etikettenanordnung können in ein oder mehreren Programmieroperationen programmiert werden. In dem Fall, dass alle Etiketten mit derselben Renn-Nummer (oder anderen Daten) programmiert werden sollen, kann der RFID-Leser die Daten, die in die Etiketten geschrieben werden sollen, aus einem Datenlager 1004 beschaffen. Als nächstes kann eine einzige Programmier-Nachricht (die die Daten enthält) an alle Etiketten innerhalb der Reichweite (drahtlos) übertragen werden, was darin resultiert, dass die Daten in die EPC-Speicher der mehreren Etiketten der Etiketten-Anordnung programmiert werden.
In dem Fall, dass die Etiketten mit unterschiedlichen Renn-Nummern oder unterschiedlichen Daten programmiert werden sollen, kann der RFID-Leser die Daten, die in den Speicher des Etiketts geschrieben werden sollen, aus dem Datenlager beschaffen. Ein Befehl zum Beschaffen der Etiketten-Identifikation aus dem ROM der Etiketten wird (drahtlos) an alle Etiketten innerhalb der Reichweite übertragen, was darin resultiert, dass die Etiketten ihre ROM-Identifikation an den RFID-Leser zurückstreuen. Als nächstes können Programmiernachrichten (die die Daten und die Etiketten-Identifikation enthalten) an die Etiketten innerhalb Reichweite (drahtlos) übertragen werden. Auf diese Weise können die Daten in die Speicher programmiert werden, vorzugsweise die EPCs der Etiketten der Etikettenanordnung. Nachdem sie programmiert wurden, können die Etiketten einmal mehr gelesen werden, um das Programmieren des Speichers zu verifizieren. Das Datenlager 1004 oder ein anderes Datenlager, das kommunikativ mit dem RFID-Leser verbunden ist, kann dazu verwendet werden, die von der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung empfangenen Daten zu speichern.
11 repräsentiert ein Flussdiagramm einer Programmieroperation durch eine Programmiervorrichtung, beispielsweise den RFID-Leser, von Etiketten in einer Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung. In diesem Beispiel empfangen die Etiketten dieselben Daten, beispielsweise die Renn-Nummer des Teilnehmers. In einem ersten Schritt 1102 kann die Programmiervorrichtung ein Signal senden, das einen Befehl an die Etiketten zum Lesen beispielsweise des ROM-basierten Etiketten-Identifikations-Speichers aufweist. Die Etiketten werden durch das Signal von der Programmier-Vorrichtung mit Energie versorgt und aktiviert und jedes Etikett kann durch übertragen seiner Etiketten-Identifikation an die Programmier-Vorrichtung antworten (Schritt 1104).
Als nächstes wird ein Signal, das einen Programmierbefehl aufweist, an die Etiketten übertragen (Schritt 1106). Der Programmierbefehl kann derart definiert sein, dass nur ein Etikett, das das Ziel ist, den Befehl ausführt. Hier kann die Etiketten-Identifikation in den Programmierbefehl eingefügt werden, der von dem Etikett mit seiner eigenen Etikett-Identifikation abgestimmt wird. Wenn der Programmier-Befehl ausgeführt wird, kann der Speicher, beispielsweise der EPC-Speicher-Teil, mit Daten beschrieben werden, die die Renn-Nummer angeben (Schritt 1108). Als nächstes kann die Programmieroperation in Schritt 1110 verifiziert werden. Die Verifikation kann das Lesen der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung aufweisen, als ob sie während eines Sport-Ereignisses verwendet werden würde. Die Programmiervorrichtung kann ein Signal zum Versorgen der Etiketten der Etikettenanordnung und aktivieren der Etiketten der Etikettenanordnung und zum Lesen der Daten aus dem EPC-Speicher an die Etiketten-Anordnung senden. Zusammen mit den Daten aus dem EPC-Speicher können die Etiketten-Identifikationen beschafft werden. Die Programmier-Vorrichtung verifiziert dann die empfangenen Daten von jedem Etikett, wobei die Etiketten durch die Etiketten-Identifikationen identifiziert werden können. Hierbei werden die empfangenen Daten mit den zuvor an die Etiketten übertragenen Daten zum Programmieren der Daten verglichen.
Anstelle von Renn-Nummern können jegliche andere Daten in die Etiketten programmiert werden. Typischerweise betreffen die Daten, die in die Etiketten programmiert sind, den Träger der Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung oder des tragbaren Bands und werden dazu verwendet, den Teilnehmer zu identifizieren, entweder direkt oder nach Nachverarbeitung der in dem Leser empfangenen Daten.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann als Programm-Produkt zur Verwendung mit einem Computer-System implementiert werden. Das oder die Programme des Programm-Produkts definieren Funktionen der Ausführungsformen und können auf verschiedenen Computer-lesbaren-Speicher-Medien enthalten sein. Beispiele für Computer-lesbare-Speicher-Medien enthalten, aber sich nicht beschränkt auf: (i) nicht-schreibbare Speicher-Medien (beispielsweise Nur-Lese-Speicher-Vorrichtungen innerhalb eines Computers wie beispielsweise CD-ROM-Discs, die von einem CD-ROM-Laufwerk gelesen werden können, ROM-Chips oder jeglichen Typ von nicht-flüchtigen Festkörper-Halbleiterspeicher), auf denen Information permanent gespeichert wird; und (ii) schreibbare Speicher-Medien (beispielsweise Floppy-Disks innerhalb eines Diskettenlaufwerks oder Festplattenlaufwerke oder jeglicher Typ von Festkörper-Halbleiter-Speicher oder Flash-Speicher mit wahlfreiem Zugriff) auf dem änderbare Information gespeichert ist. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen bestellt die innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche variieren können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2009595 A1 [0006, 0006]

Claims

Tragbare Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung aufweisend mindestens ein erstes Etikett und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, besonders bevorzugt UHF-Etiketten, die eine Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne aufweisen, zum Übermitteln von Daten, die mit dem Träger der Etiketten-Anordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektions-Antenne, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett auf einem flexiblen Träger-Substrat, vorzugsweise einem lang gestreckten flexiblen Träger-Substrat angeordnet sind; wobei die Etiketten-Anordnung ferner Mittel zum Befestigen der Etiketten-Anordnung an mindestens einem Körperteil oder Kleidung des Trägers aufweist; und wobei, wenn an dem Körper oder der Kleidung befestigt, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett gleichmäßig in der Längs-Richtung des Träger-Substrats verteilt sind.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Längs-Achse des ersten Etiketts und des zweiten Etiketts parallel zu der Längs-Achse des Träger-Substrat sind.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Längs-Achse des ersten Etiketts einen Winkel mit der Längs-Achse des zweiten Etiketts bildet.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1–4, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett in einer Reihe in der Längs-Richtung des Träger-Substrats positioniert sind.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Träger-Substrat eine Dicke hat, die zwischen 2 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 8 mm, gewählt ist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flexible Träger-Substrat ein flexibles Material mit niedriger Dielektrizität (Dielektrizitätskonstante zwischen 1 und 10) aufweist, vorzugsweise ein elastomeres Polymer, mehr bevorzugt ein Neopren oder ein EPDM-Schaummaterial oder ein Äquivalent davon.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens erste Etikett und zweite Etikett jeweils ein Speicher zum Speichern einer Identifikation aufweisen, die mit dem Träger assoziiert ist, wobei die Identifikation, die in dem ersten Etikett gespeichert ist, identisch ist mit der Identifikation, die in dem zweiten Etikett gespeichert ist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens erste Etikett und zweite Etikett jeweils einen Speicher zum Speichern einer Identifikation aufweisen, die mit dem Träger assoziiert ist, wobei die Identifikation, die in dem ersten Etikett gespeichert ist, identisch ist mit der Identifikation, die in dem zweiten Etikett gespeichert ist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung als ein Band eingerichtet ist, das um mindestens einen Teil eines Körperteils getragen wird, wobei die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung vorzugsweise als Armband oder Fußgelenkband eingerichtet ist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß Anspruch 10, wobei das Band eine flexible Abstandshalter-Schicht, ein flexibles Träger-Substrat und eine obere Schicht zum Schützen der Etiketten aufweist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß Anspruch 11, wobei die obere Schicht aus einem im Wesentlichen unzerreißbaren und/oder Wasser-resistenten Material hergestellt und/oder druckbar ist, damit sie Grafiken und/oder Text aufweist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei das Material der Abstandshalter-Schicht ein flexibles Material mit niedriger Dielektrizität, vorzugsweise ein elastomeres Polymer, mehr bevorzugt ein Neopren oder EPDM-Schaumaterial oder ein Äquivalent davon ist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß irgendeinem der Ansprüche 11–13, wobei mindestens ein Ende der oberen Schicht oder der Abstandshalterschicht einen Erweiterungsteil zum Befestigen des Erweiterungsteils an dem anderen Ende des Bandes, wenn das Band um mindestens einen Teil des Körperteils gelegt ist, aufweist.
Die Sport-Zeitmessungs-Etiketten-Anordnung gemäß Anspruch 14, wobei der Erweiterungsteil einen Klebstoff zum Befestigen des Erweiterungsteils an der oberen Schicht am anderen Ende des tragbaren Bands, wenn das tragbare Band um mindestens einen Teil des Körperteils gelegt ist, aufweist.
Tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung, eingerichtet als ein Band, das um mindestens einen Teil eines Körperteils getragen wird, vorzugsweise ein Handgelenk oder ein Fußgelenk; wobei die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung mindestens ein erstes Etikett und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, mehr bevorzugt UHF-Etiketten mit einer Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne, zum Übertragen von Daten, die mit dem Träger der Etikettenanordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektionsantenne, aufweist; wobei die Etikettenanordnung Mittel zum Befestigen der Etiketten-Anordnung an mindestens einem Körperteil oder Kleidung des Trägers aufweist; wobei das erste Etikett und das zweite Etikett auf einem lang gestreckten flexiblen Träger-Substrat angeordnet sind, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett in einer Reihe in der Längsrichtung des Träger-Substrats angeordnet sind oder wobei die Längs-Achse des mindestens ersten Etiketts und zweiten Etiketts im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Träger-Substrats ist; wobei, wenn die Etiketten-Anordnung um den Körperteil getragen wird, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.
Tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung, eingerichtet als ein Band, das um mindestens einen Teil eines Körperteils getragen wird, vorzugsweise ein Handgelenk oder ein Fußgelenk; wobei die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung mindestens ein erstes Etikett und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, mehr bevorzugt UHF-Etiketten mit einer Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne, zum Übertragen von Daten, die mit dem Träger der Etikettenanordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektionsantenne, aufweist; wobei das Band eine lang gestreckte flexible Abstandshalter-Schicht, ein lang gestrecktes flexibles Träger-Substrat zum Tragen der Etiketten und eine obere Schicht zum Schützen der Etiketten aufweist; wobei die Etikettenanordnung Mittel zum Befestigen der Etikettenanordnung als Band um einen Körperteil des Trägers aufweist; wobei, wenn um mindestens einen Teil des Körperteils getragen, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.
Tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung, eingerichtet als ein Band, das um mindestens einen Teil eines Körperteils getragen wird, vorzugsweise ein Handgelenk oder ein Fußgelenk; wobei die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung mindestens ein erstes Etikett und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, mehr bevorzugt UHF-Etiketten mit einer Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne, zum Übertragen von Daten, die mit dem Träger der Etikettenanordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektionsantenne, aufweist; wobei die Etiketten-Anordnung Mittel zum Befestigen der Etikettenanordnung an mindestens einem Körperteil oder Kleidung des Trägers aufweist, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett auf einem lang gestreckten flexiblen Träger-Substrat angeordnet sind, wobei die Dicke des Träger-Substrats zwischen 4 mm und 8 mm gewählt ist und das Träger-Substrat ein flexibles Material mit niedriger Dielektrizität aufweist, vorzugsweise ein elastomeres Polymer, wie beispielsweise Neopren oder einen EPDM-Schaum oder ein Äquivalent davon; wobei, wenn um mindestens einen Teil des Körperteils getragen, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.
Tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung, eingerichtet als ein Band, das um mindestens einen Teil eines Körperteils getragen wird, vorzugsweise ein Handgelenk oder ein Fußgelenk; wobei die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung mindestens ein erstes Etikett und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, mehr bevorzugt UHF-Etiketten mit einer Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne, zum Übertragen von Daten, die mit dem Träger der Etikettenanordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektionsantenne, aufweist; wobei das Band eine lang gestreckte flexible Abstandshalter-Schicht, ein lang gestrecktes flexibles Träger-Substrat zum Tragen der Etiketten und eine obere Schicht zum Schützen der Etiketten aufweist; wobei das mindestens erste Etikett und zweite Etikett auf einem lang gestreckten flexiblen Träger-Substrat angeordnet sind, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett in einer Reihe in der Längsrichtung des Träger-Substrats angeordnet sind oder wobei die Längs-Achse des mindestens ersten Etiketts und zweiten Etiketts im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Träger-Substrats ist; wobei die Etiketten-Anordnung Mittel zum Befestigen der Etiketten-Anordnung an mindestens einem Körperteil oder Kleidung des Trägers aufweist; und wobei, wenn um mindestens einen Teil des Körperteils getragen, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.
Tragbare Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung, eingerichtet als ein Band, das um mindestens einen Teil eines Körperteils getragen wird, vorzugsweise ein Handgelenk oder ein Fußgelenk; wobei die Sport-Zeitmess-Etiketten-Anordnung mindestens ein erstes Etikett und ein zweites Etikett, vorzugsweise UHF-Etiketten, mehr bevorzugt UHF-Etiketten mit einer Monopol-, Dipol- oder Quadrupol-Antenne, zum Übertragen von Daten, die mit dem Träger der Etikettenanordnung assoziiert sind, an mindestens eine Detektionsantenne, aufweist; wobei das Band eine lang gestreckte flexible Abstandshalter-Schicht, ein lang gestrecktes flexibles Träger-Substrat zum Tragen der Etiketten und eine obere Schicht zum Schützen der Etiketten aufweist; wobei das mindestens erste Etikett und zweite Etikett auf einem lang gestreckten flexiblen Träger-Substrat angeordnet sind, wobei das erste Etikett und das zweite Etikett in einer Reihe in der Längsrichtung des Träger-Substrats angeordnet sind oder wobei die Längs-Achse des mindestens ersten Etiketts und zweiten Etiketts im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Träger-Substrats ist; wobei die Dicke der Abstandshalter-Schicht zwischen 4 mm und 8 mm gewählt ist, und wobei die Abstandshalter-Schicht ein flexibles Material mit niedriger Dielektrizität aufweist, vorzugsweise ein elastomeres Polymer, wie beispielsweise Neopren oder einen EPDM-Schaum oder ein Äquivalent davon; wobei die Etiketten-Anordnung ferner Mittel zum Befestigen der Etiketten-Anordnung an mindestens einem Körperteil oder Kleidung des Trägers aufweist; und wobei, wenn die Etiketten-Anordnung um mindestens einen Teil des Körperteils getragen wird, die Hauptsignalübertragungsrichtung des ersten Etiketts eine erste Richtung ist; und die Hauptsignalübertragungsrichtung des zweiten Etiketts eine zweite Richtung ist, die unterschiedlich ist von der ersten Richtung.