DE602005003565T2

DE602005003565T2 - System und verfahren zum selektiven lesen von rfid-einrichtungen

Info

Publication number: DE602005003565T2
Application number: DE602005003565T
Authority: DE
Inventors: Ian J. Forster
Original assignee: Avery Dennison Corp
Current assignee: Avery Dennison Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: WO2005104023A1; CA2561022A1; ATE379817T1; KR20070004733A; US7088248B2; US20050212673A1; KR101038190B1; CN100552702C; ES2293558T3; EP1738302B1; DE602005003565D1; CN1930577A; EP1738302A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennen-Anordnung für ein System zur Radiofrequenz-Identifikation (RFID) zur Verwendung bei dem Verfolgen von Paketen und weiteren Artikeln in spezifischen Bereichen, wie etwa auf einem Abschnitt eines Förderbandes. Zusätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen in spezifischen Bereichen. Spezifischer gesehen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Lesegerät für RF-Arrays in Kombination mit weiteren Vorrichtungen, die das Selektieren zahlreicher Artikel in der Nähe des spezifischen Bereichs ermöglichen.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Die Verwendung eines Systems zur Radiofrequenz-Identifikation (RFID) für das Identifizieren und Kontrollieren von Objekten ist im Stand der Technik hinreichend bekannt. In einem solchen RFID-System sind Labels oder Tags, auf die hier im Allgemeinen als „RFID-Vorrichtungen" Bezug genommen wird, an Objekten, die verfolgt oder anderswie kontrolliert werden sollen, angebracht oder anderswie mit denselben verbunden. Bei einer konventionellen RFID-Vorrichtung kann es sich um einen Antennen-Array mit Tor handeln, der ein Paar vertikal montierter Antennen einschließt. Wenn die vertikal montierten Antennen durch einen geeigneten elektronischen Schaltkreis angeregt werden, produziert und emittiert jeder derselben bei einer spezifischen Frequenz ein elektromagnetisches Abfragefeld. Die Abfragefelder bilden gemeinsam eine Abfragezone, in der die RFID-Vorrichtung abgefragt und detektiert werden kann. Falls ein RFID-Transponder für einen ausreichenden Zeitraum innerhalb einer Abfragezone positioniert und in der Lage ist, geeignete Befehle von dem Lesesystem sowie adäquate RF-Energie für den Betrieb der Vorrichtung zu empfangen, wird derselbe stimuliert und überträgt, entweder durch Erzeugen eines Radiofrequenz-Signals oder durch reflektierende Mittel, die im Üblichen als modulierter Backscatter beschrieben werden, ein eindeutig codiertes Signal, das von den Antennen oder einer separaten Antenne für das Empfangen empfangen wird.
Eine attraktive mögliche Anwendung von RFID-Systemen besteht in der Verfolgung von Paketen und weiteren Artikeln, die auf Förderern transportiert werden, zum Beispiel in einem Distributionszentrum. Um einzelne Pakete, die in einem Distributionszentrum befördert werden, zu identifizieren und sachgemäß weiterzuleiten, ist es notwendig, einen mit jedem Paket assoziierten Identifikations-Code bereitzustellen und zu detektieren. Normalerweise erfolgte dies mit gedruckten Strichcodes, indem Strichcode-Lesegeräte verwendet wurden, die zum Beispiel oberhalb von Förderbändern platziert werden können. Bei Verwendung solcher Strichcode-Systeme ist es notwendig, die Pakete so auszurichten, dass der Strichcode nach oben gerichtet ist und die Pakete auf dem Förderband anderswie so auszurichten und zu platzieren, dass die Strichcodes detektiert werden. Dies macht manuelle Arbeit erforderlich und aus diesem Grund ist es günstig, die Verwendung von RFID-Labels in Betracht zu ziehen, die flexibleres Detektieren (keine Sichtlinie, Non-Light-Of-Sight) bietet, wodurch Einschränkungen beim Ausrichten und Platzieren der Pakete vermieden werden.
Bei einem RFID-Transponder kann es sich entweder um einen aktiven Transponder oder um einen passiven Transponder handeln. Ein aktiver Transponder weist seine eigene interne Batterie auf, wohingegen ein passiver Transponder keine eigene interne Batterie aufweist und seine erforderliche Energie durch elektromagnetisches Verbinden mit einem Abfragefeld erzeugt. Passive Transponder sind im Allgemeinen kostengünstiger als aktive Transponder. Ein traditioneller Nachteil von RFID-Systemen, die passive Transponder einschließen, lag in ihrem relativ eingeschränkten Lesebereich (d. h. relativ eingeschränkte Abfragezone). Allerdings werden bedeutende Bemühungen unternommen, den Lesebereich von passiven RFID-Tags zu vergrößern, um das Detektieren der Tags in immer größer werdenden Abständen zu den Lesegeräten zu ermöglichen.
In dem Fall von Detektieren von RFID-getaggten Paketen auf einem Förderer können Verbesserungen bezüglich des Lese-Abstands von passiven RFID-Tags allerdings ein weiteres Problem mit sich bringen. Das Lesegerät für Förderer kann gleichzeitig mehrere getaggte Pakete detektieren, im Speziellen, falls sich solche Pakete auf dem Förderer relativ nah zueinander befinden. Es ist nicht wünschenswert, die Energie des Lesegeräts für Förderer zwecks Reduzierung des Lesebereichs zu vermindern, da die Position eines Pakets und seines Inhalts das Signal stark schwächen kann, wodurch das Lesen bei reduzierter Energie unzuverlässig wird. Somit besteht ein Bedarf an Selektieren zwischen mehreren detektieren Paketen gemäß ihrer Position auf dem Förderer.
WO 2004/015625 offenbart eine RFID, die einen 915 MHz Transceiver mit einer Dipol-Antenne für Fernkommunikationen und einen 13,56 MHz Transceiver mit einer Rahmenantenne für Kurzstreckenkommunikationen umfasst. Die RFID umfasst zumindest einen Chip.
US-A-5 450 492 offenbart einen Transponder, der einen Niederfrequenz-Detektor mit einer Antenne mit Ferritkern und einen Mikrowellen-Detektor mit einer Halbwellen-Dipol-Antenne umfasst. Beide Antennen stellen Signale für den Wake-Up-Schaltkreis des Transponders bereit.
US-A-5 874 724 offenbart eine RFID einschließlich eines Photodetektors. Die RFID antwortet nur, wenn der Photodetektor Licht mit einem im Vorhinein festgelegten Flash Pattern empfängt. Darüber hinaus können als eine Alternative lokalisierte RF-Energie oder lokalisierte Schallenergie oder ein Magnetfeld anstelle des Lichts für das selektive Aktivieren der RFID verwendet werden.
US-A-5 300 875 offenbart eine RFID mit einer Antenne und einem piezoelektrischen Transducer. Darüber hinaus kann die RFID ein Magnet auf einer Feder, das sich innerhalb einer Spule und eine Photozelle bewegt, umfassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Radiofrequenz-Identifikation wie in Anspruch 1 definiert bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System für das Detektieren von Vorrichtungen zur Radiofrequenz-Identifikation wie in Anspruch 12 definiert bereitgestellt.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für das selektive Detektieren von Vorrichtungen zur Radiofrequenz-Identifikation wie in Anspruch 29 definiert bereitgestellt.
Zwecks Vervollständigung der vorangehenden und in Zusammenhang stehenden Zielsetzungen umfasst die Erfindung die nachstehend vollständig beschriebenen und im Besonderen in den Ansprüchen hervorgehobenen Merkmale. Die nachfolgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen legen gewisse illustrative Ausführungsformen der Erfindung im Detail dar. Allerdings sind diese Ausführungsformen indikativ für einige der zahlreichen Möglichkeiten, wie die Grundsätze der Erfindung angewandt werden können. Weitere Ziele, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich, wenn dieselbe in Verbindung mit den Zeichnungen betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen, die nicht zwingend maßstabsgetreu sein müssen, ist
1 eine Schrägansicht eines Systems für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schrägansicht einer RFID-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die durch das System für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen auf 1 selektiv detektiert wird;
3 ein schematisches Diagramm eines Lesegeräts für RFID-Vorrichtungen im Stand der Technik, das für die Verwendung in dem System für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen aus 1 geeignet ist;
4 eine Schrägansicht eines Beispiels einer Anwendung des Systems für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen aus 1;
5A eine Schrägansicht einer weiteren Ausführungsform der RFID-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, und zwar eine RFID-Vorrichtung, die piezoelektrisches Material verwendet;
5B eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der RFID-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die ein piezoelektrisches Material einschließt;
5C eine Querschnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform der RFID-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, und zwar eine Ausführungsform, die ein magnetisches Material einschließt;
6 eine Schrägansicht eines Systems für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen mit einer ersten Konfiguration von Transmittern von Störsignalen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
7 eine Schrägansicht eines Systems für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen mit einer zweiten Konfiguration von Transmittern von Störsignalen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
8 eine Schrägansicht eines Systems für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen mit einer dritten Konfiguration von Transmittern von Störsignalen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und
9 eine Schrägansicht eines Systems für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei Transmitter von Störsignalen in einer Vielzahl von Konfigurationen für das Interagieren mit RFID-Vorrichtungen in einer Vielzahl von Ausrichtungen verwendet werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein System für das Detektieren von Vorrichtungen zur Radiofrequenz-Identifikation (RFID) schließt ein Lesegerät für RFID-Vorrichtungen, das für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen innerhalb eines im Vorhinein festgelegten vorgesehenen Bereichs konfiguriert ist, und ein Störsystem ein, das wiederum zwei oder mehr als zwei Transmitter von Störsignalen, die so konfiguriert sind, dass verhindert wird, dass das RFID-Lesegerät Vorrichtungen außerhalb des vorgesehenen Bereichs detektiert und liest, einschließt. Das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen verwendet ein Kommunikationssignal für das Interagieren mit RFID-Vorrichtungen innerhalb des im Vorhinein festgelegten Bereichs. Die Transmitter von Störsignalen übertragen ein Störsignal, um das Interagieren zwischen dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen und den RFID-Vorrichtungen außerhalb des im Vorhinein festgelegten Bereichs zu verhindern. Die Transmitter von Störsignalen können ein Paar an Schleifen eines Generators von Niederfrequenz-Feldern einschließen, die zueinander phasenversetzt sind. Zusätzliche Transmitter von Störsignalen können in einer beliebigen aus einer Vielzahl von möglichen Positionen und Ausrichtungen um den vorgesehenen Bereich platziert werden, um RFID-Vorrichtungen außerhalb des vorgesehenen Bereichs zu stören. RFID-Vorrichtungen für die Verwendung mit dem System für das Detektieren können ein Paar an Antennen aufweisen, eine für das Detektieren durch das System für das Detektieren von RFID durch Interaktion mit dem Kommunikationssignal und eine weitere Antenne für das Verwenden beim Empfangen von Störsignalen von den Transmittern von Störsignalen, um Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung wie etwa einem RFID-Chip, mit dem die Antennen verbunden sind, zu verhindern. Die zwei Antennen können parallel mit dem RFID-Chip verbunden sein, wobei jede Antenne mit denselben Kontakten des RFID-Chips verbunden ist.
Unter Bezugnahme auf 1 schließt ein System für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen 10 ein Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen innerhalb eines vorgesehenen Bereichs 14 ein. Das System 10 schließt ebenfalls ein Störsystem 15 ein, das ein Paar an Transmittern von Störsignalen 16 einschließt, um zu verhindern, dass RFID-Vorrichtungen außerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 durch das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 detektiert werden. 1 zeigt drei Objekte 20, 22 und 24, wobei jedes der Objekte 20–24 eine RFID-Vorrichtung 30 darauf aufweist. Das Objekt 22 befindet sich innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 und seine RFID-Vorrichtung 30 muss somit mit der RFID-Vorrichtung 12 interagieren, um durch das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 detektiert und/oder gelesen zu werden. Allerdings befinden sich die Objekte 20 und 24 außerhalb des vorgesehenen Bereichs 14. Für diese Objekte verhindern die Transmitter von Störsignalen 16 das Interagieren zwischen dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 und den RFID-Vorrichtungen 30 auf den Objekten 20 und 24.
Das Detektieren der RFID-Vorrichtungen 30 durch das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 kann durch Übertragen eines Kommunikationssignals durch das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 und Detektieren einer Antwort der RFID-Vorrichtungen 30 innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 erfolgen. Wie hierin verwendet, bezieht sich ein Kommunikationssignal auf ein elektromagnetisches Signal, dass sich zwischen dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 und der RFID-Vorrichtung 30 ausbreitet. Das Kommunikationssignal kann von der RFID-Vorrichtung 30 empfangen werden und ein Antwortsignal, das von der RFID-Vorrichtung 30 versendet wird, auslösen. Bei der Antwort kann es sich um eine aktive Antwort handeln, die das Übertragen eines Antwortsignals, das zum Beispiel das Senden gewisser, in der RFID-Vorrichtung 30 gespeicherter Informationen einschließen kann, einschließt. Alternativ kann das durch die RFID-Vorrichtung 30 übertragene Antwortsignal lediglich das Vorhandeinsein der RFID-Vorrichtung 30 signalisieren. Als eine weitere Alternative können das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 und die RFID-Vorrichtung 30 ohne explizites Übertragen eines Signals durch die RFID-Vorrichtung 30 interagieren, wodurch die RFID-Vorrichtung 30 passiv wirkt. Zum Beispiel kann das Vorhandensein der RFID-Vorrichtung 30 in dem vorgesehenen Bereich 14 ein elektrisches Feld, das durch das Übertragen des Kommunikationssignals durch das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 erzeugt wird, beeinträchtigen, wobei das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 so konfiguriert ist, dass die Änderung des elektrischen Felds aufgrund der Anwesenheit der RFID-Vorrichtung 30 detektiert werden kann. Das von dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 für das Detektieren der RFID-Vorrichtungen 30 verwendete Kommunikationssignal kann eine höhere Frequenz als die von den Transmittern von Störsignalen 16 emittierten Störsignale aufweisen. Allerdings sei anzumerken, dass das Kommunikationssignal eine beliebige aus einer Vielzahl von Frequenzen und/oder Stärken aufweisen kann, von denen einige hierin diskutiert werden.
Der Ausdruck „vorgesehener Bereich" wie hierin verwendet bezieht sich auf einen im Vorhinein festgelegten Bereich, in dem RFID-Vorrichtungen detektiert, abgefragt oder gelesen werden sollen und für den eine gewisse Selektion angewandt wird, um das Detektieren von RFID-Vorrichtungen außerhalb des vorgesehenen Bereichs zu hemmen oder zu verhindern. Ein vorgesehener Bereich kann ein ortsfester Bereich sein, den Objekte, die mit denselben verbundene RFID-Vorrichtungen aufweisen, passieren. Somit kann der vorgesehene Bereich zum Beispiel einen Abschnitt eines Förderbands, auf dem Objekte mit RFID-Vorrichtungen befördert werden, einschließen. Als ein weiteres Beispiel kann ein vorgesehener Bereich einen Eingang oder ein weiteres Portal, durch die/das Objekte mit RFID-Vorrichtungen passieren können, einschließen. Alternativ kann es sich bei dem vorgesehenen Bereich um einen beweglichen Bereich handeln, wie etwa ein Medium, das ein tragbares Lesegerät für RFID-Vorrichtungen, das von tragbaren Transmittern von Störsignalen flankiert wird, umgibt. Somit kann es sich bei vorgesehenen Bereichen um Bereiche, durch die sich mit Objekten verbundene RFID-Vorrichtungen bewegen, oder Bereiche, die bezüglich solcher Objekte bewegt werden, handeln. Im Allgemeinen kann ein vorgesehener Bereich eine beliebige angemessene Form aufweisen, obwohl anzumerken sei, dass einfache Formen für den vorgesehenen Bereich zweckdienlicher und in der Praxis einfacher zu erzielen sind. Zum Beispiel kann es sich bei dem vorgesehenen Bereich im Wesentlichen um einen Würfel oder ein Parallelepiped handeln. Der vorgesehene Bereich kann in einer solchen Größe konfiguriert sein, dass sie der Reichweite des Lesegeräts für RFID-Vorrichtungen entspricht.
Der Begriff „Transmitter von Störsignalen" wie hierin verwendet bezieht sich auf Transmitter, die den normalen Betrieb eines RFID-Chips oder -Bands verhindern, indem ein elektrisches Signal oder eine weitere Form von Energie, das/die von dem Chip oder Band empfangen werden soll, erzeugt wird, um das Verbinden des Chips oder Bands mit einer Antenne zwecks Kommunikation mit einem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen zu verhindern. Auf das elektrische Signal oder die weitere Form von Energie, das/die von den Transmittern von Störsignalen emittiert wird, wird hierin als ein Störsignal Bezug genommen. Ein Transmitter von Störsignalen kann somit elektrische Interferenz verursachen, die in Verbindung mit einer Antenne den Betrieb des Chips oder Bands, um mit einem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen zu kommunizieren, verhindert. Als Begriff wie hierin verwendet, handelt es sich bei einem Transmitter von Störsignalen nicht um eine Vorrichtung, die mit dem RFID-Chip oder -Band kommuniziert, um (zum Beispiel) an den Chip oder das Band ein Informationssignal mit Instruktionen für den Chip oder das Band, dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen nicht zu antworten, zu senden. Somit handelt es sich bei Transmittern, die codierte Signale an RFID-Vorrichtungen senden, wie etwa in dem US Patent Nr. 6,542,114 beschriebene Schilder, nicht um „Transmitter von Störsignalen" wie der Begriff hierin verwendet wird. Ein Transmitter von Störsignalen kann daher das Detektieren oder Lesen einer RFID-Vorrichtung durch das Aussenden eines geeigneten Signals, bei dem es sich um kein Informationssignal handelt, verhindern, zum Beispiel durch Modulation der Amplitude.
Ein Transmitter von Störsignalen kann jede beliebige aus einer Vielzahl von Energieformen verwenden, um den Betrieb des RFID-Chips oder -Bands (Interposer) derart zu beeinträchtigen, dass die Funktion des RFID-Chips oder -Bands auf eine lokalisierte Art und Weise gehemmt wird. Ein Beispiel einer geeigneten Energieform besteht in elektromagnetischen Niederfrequenz-Feldern, wie etwa von ungefähr 10 Hz bis ungefähr 10 MHz. Eine Rahmenantenne der RFID-Vorrichtung 30 kann für das Umwandeln eines solchen magnetischen Signals in ein elektrisches Signal verwendet werden. In Situationen, bei denen der Abstand zwischen dem Transmitter von Störsignalen und dem RFID-Chip oder Interposer im Vergleich zu der Wellenlänge des elektromagnetischen Niederfrequenz-Feld klein ist, können solche elektromagnetischen Niederfrequenz-Felder hinreichend kontrolliert werden. Solche elektromagnetische Niederfrequenz-Felder können von Spulentyp-Antennen erzeugt werden. Alternativ können solche elektromagnetische Niederfrequenz-Felder von geladenen Platten erzeugt werden.
Geeignete optische Energie kann ebenfalls von einem Transmitter von Störsignalen verwendet werden. Solche optische Energie kann eine Wellenlänge von zwischen ungefähr 10 μm (Mikron) bis ungefähr 10 nm aufweisen. Optische Energie kann in geeigneter Art und Weise von einem Transmitter von Störsignalen erzeugt werden, zum Beispiel durch das Verwenden eines Lasers, und kann unter Verwendung geeigneter Elemente wie etwa Linsen gesteuert werden. Geeignete RFID-Vorrichtungen können einen durch das Einführen geeigneter Intensitäten und/oder Wellenlängen von optischer Energie beeinträchtigten Betrieb aufweisen. Zum Beispiel kann die RFID-Vorrichtung Verbindungen von Halbleitermaterial, bei denen es sich um lichtempfindliche Halbleitermaterialien handelt, aufweisen. Solche RFID-Vorrichtungen können in ihrem Betrieb durch optische, in geeigneter Art und Weise modulierte Energie bei einer Frequenz, die so ausgewählt ist, dass sie mit lichtempfindlichen Verbindungen oder weiteren Teilen der RFID-Vorrichtung interagiert, beeinflusst werden. Es sei anzumerken, dass es von Vorteil wäre, solche optische Energie, die von der optischen, nicht für das Umfeld, in dem der Transmitter von Störsignalen platziert ist, üblichen Energie unterscheidbar ist, aufzuweisen.
Als eine weitere Alternative bei der Verwendung optischer Energie kann geeignete Infrarot(IR)-Energie verwendet werden, zum Beispiel, indem aus der Eigenschaft von Silikon oder weiteren Halbleiter-Materialien, relativ durchlässig gegenüber einigen Varianten von IR-Energie zu sein, Nutzen gezogen wird. IR-Energie kann daher mittels eines RFID-Chips an eine geeignete Struktur innerhalb eines Chips geliefert werden.
Eine weitere Alternative des Transmitters von Störsignalen liegt in der Verwendung akustischer Energie. Wie unten detaillierter beschrieben wird, kann akustische Energie verwendet werden, um einen Abschnitt einer RFID-Vorrichtung in Resonanz zu bringen, um eine Veränderung bei der Funktionalität der Vorrichtung zu verursachen. Zum Beispiel kann ein Teil eines Trägermaterials der Vorrichtung aus einem piezoelektrischen Material hergestellt werden. Akustische Energie kann durch einen Transmitter von Störsignalen bei einer Spannung und einer Frequenz, die dafür konfiguriert sind, das piezoelektrische Material bei Punkten, bei denen das Lesen der Funktion der RFID-Vorrichtung gehemmt werden soll, in Schwingung zu bringen, emittiert werden.
Wie unten detaillierter beschrieben wird, kann es sich bei dem Transmitter von Störsignalen 16 um Schleifen eines Generators von Niederfrequenz-Feldern handeln, die zueinander gegenphasig sind. Die Transmitter von Störsignalen 16 können für das Produzieren eines Störsignals, welche die RFID-Vorrichtungen 30 unlesbar macht, zusammenwirken. Spezifischer kann jede RFID-Vorrichtung 30 eine Rahmenantenne einschließen, die mit einem Chip der RFID-Vorrichtungen 30 interagiert, um über die Kontakte des Chips der RFID-Vorrichtung 30 eine Spannung anzulegen.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der RFID-Vorrichtung 30. Die RFID-Vorrichtung 30 schließt ein Trägermaterial 32 mit einem Paar an Antennen 34 und 36 darauf ein. Die Antennen sind an einem RFID-Chip oder -Band 38 angebracht. Bei dem RFID-Chip oder -Band 38 kann es sich um eine beliebige aus einer Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen für das Kommunizieren mit dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 handeln.
Der Begriff „RFID-Vorrichtung" wie hierin verwendet nimmt allgemein Bezug auf bei drahtloser Kommunikation verwendete Vorrichtungen. Eine RFID-Vorrichtung schließt zumindest eine Antenne und eine Art elektrischer oder elektronischer Elemente (die in einen Chip oder ein Band eingeschlossen sein können), die mit der Antenne verbunden sind, ein. Eine RFID-Vorrichtung kann ihre eigene Energieversorgung wie etwa eine Batterie einschließen oder alternativ Energie aus einem externen elektrischen Feld beziehen, wie etwa ein für das Abfragen, Lesen oder anderswie Detektieren der RFID-Vorrichtung verwendetes Feld. Bei einer RFID-Vorrichtung kann es sich um eine passive Vorrichtung handeln, die zum Beispiel durch ihre Wirkung auf umliegende elektrische oder magnetische Felder detektiert werden kann. Alternativ kann es sich bei einer RFID-Vorrichtung um eine aktive Vorrichtung, und zwar eine Vorrichtung, die aktiv Signale sendet, handeln. Von einer aktiven RFID-Vorrichtung gesendete Signale können einfache Signale (Signale, bei denen es sich nicht um Informationssignale handelt), die lediglich das Vorhandensein der RFID-Vorrichtung anzeigen, sowie kompliziertere Signale, wie etwa Signale, die Informationen bezüglich der RFID-Vorrichtung und/oder Objekte, mit denen die RFID-Vorrichtung verbunden ist, bereitstellen, einschließen. Eine RFID-Vorrichtung kann für das Interagieren mit einem geeigneten Lesegerät für RFID-Vorrichtungen konfiguriert sein. Die RFID-Vorrichtung kann zum Beispiel für das Speichern von Informationen bezüglich der Vorrichtung und/oder des Objekts, mit dem dieselbe verbunden ist, Speicherregister aufweisen, was bei der Kommunikation mit einem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen verwendet wird.
Der Begriff „RFID-Vorrichtungen" schließt sowohl RFID-Labels als auch RFID-Tags ein. Bei RFID-Labels handelt es sich um RFID-Vorrichtungen, die zum Beispiel durch Verwendung einer Klebeschicht an der Oberfläche eines Objekts angebracht sind. Bei RFID-Tags handelt es sich um RFID-Vorrichtungen, die anderswie mit einem Objekt verbunden sind. RFID-Tags können zum Beispiel durch das Platzieren zwischen den Schichten eines Objekts oder in einem Etikett eines Objekts wie etwa einem Kleidungsstück in ein Objekt eingebettet werden. RFID-Vorrichtungen können anderswie mechanisch mit einem Objekt oder einem Teil eines Objekts verbunden sein, zum Beispiel mit einem Objekt wie einer Handtasche.
Eine RFID-Vorrichtung kann außerhalb der hierin diskutierten Schichten zusätzliche Schichten einschließen. Zum Beispiel kann ein RFID-Label eine Klebeschicht wie etwa eine geeignete druckempfindliche Klebeschicht einschließen, um dafür verwendet zu werden, ein RFID-Label auf ein Objekt zu kleben. Die RFID-Vorrichtung kann ebenfalls weitere Schichten wie etwa Schutzschichten und/oder bedruckbare Schichten für das Drucken von Informationen auf dieselben aufweisen. Es sei anzumerken, dass die RFID-Vorrichtungen außer der hierin erwähnten ebenfalls zusätzliche, geeignete Schichten und/oder Strukturen aufweisen kann.
Der Begriff „Band" wie hierin verwendet kann sich auf einen Chip mit integriertem Schaltkreis (IC, integrated circuit), elektrische Anschlüsse an den Chip und mit den elektrischen Anschlüssen verbundene Verbindungen des Bands beziehen. Ein Band kann ebenfalls ein Trägermaterial des Bands einschließen, das weitere Elemente auf dem Band tragen kann und weitere Eigenschaften wie etwa elektrische Isolierung bereitstellen kann. Bei dem Band kann es sich um ein längliches Band handeln, da sich die Verbindungen des Bands vom IC-Chip erstrecken. Bei dem Band kann es sich um ein elastisches, ein starres oder ein halb-starres Band handeln. Es sei anzumerken, dass eine Vielzahl von Band-Konfigurationen für das Verbinden mit den Antennen 34 und 36 verfügbar sind. Beispiele schließen ein von Alien Technology Corporation erhältliches RFID-Band und ein unter dem Namen I-CONNECT vertriebene, von Philips Electronics erhältliche Band ein. Der Begriff „Band" schließt allgemein Chip-Träger wie etwa Interposer ein. Weitere Offenbarungen von Bändern finden sich in dem Alien Technology Corporation erteilten US Patent Nr. 6,606,247 und im US Patent mit der Veröffentlichungsnr. 2003/0136503 A1 .
Beispiele für geeignete Materialien für das Trägermaterial von RFID-Vorrichtungen und das Trägermaterial des Bands schließen folgendes ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Hoch-Tg-Polycarbonat, Poly(ethylenterephthalat), Polyarylat, Polysulfon, ein Norbornen-Copolymer, Polyphenylsulfon, Polyetherimid, Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethersulfon (PES), Polycarbonat (PC), ein Phenolharz, Polyester, Polyimid, Polyetherester, Polyetheramid, Celluloseacetat, aliphatische Polyurethane, Polyacrylonitril, Polytrifluoroethylene, Polyvinylidenfluoride, HDPEs, Poly(methylmethacrylate), ein zyklisches oder azyklisches Polyolefin oder Papier.
Bei den Antennen 34 und 36 kann es sich um geeignete elektrisch leitfähige Materialien auf einem Trägermaterial handeln. Es sei anzumerken, dass eine breite Palette von leitfähigen Materialien und Verfahren für das Bilden derselben bei der Herstellung der Antennen 34 und 36 verwendet werden kann. Geeignete leitfähige Materialien schließen leitfähige Metalle, leitfähige Tinten und leitfähige Polymere ein. Geeignete Verfahren für das Aufbringen oder das Bilden derselben schließen Drucken, Plattieren oder Ankleben des leitfähigen Materials auf dem Trägermaterial ein. Zum Beispiel können bekannte Druckverfahren wie etwa Tintenstrahldruck, Offsetdruck und Tiefdruck für das selektive Aufbringen von leitfähiger Tinte verwendet werden. Geeignetes Plattieren kann eine Vielzahl bekannter Verfahren des Elektroplattierens zum Beispiel Elektroplattieren auf einer dünnen Schicht aus leitfähigem Material auf dem Trägermaterial einschließen. Ferner kann das leitfähige Material durch weitere geeignete Verfahren wie etwa Sputtern oder zahlreiche geeignete Verfahren der Gasphasenabscheidung aufgebracht werden. Selektive Prozesse des Entfernens wie etwa Ätzen können ebenfalls bei dem Produzieren der wünschenswerten Konfiguration des leitfähigen Materials verwendet werden.
Bei der ersten Antenne 34 kann es sich um eine für das Kommunizieren mit dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 geeignete Antenne handeln. Die erste Antenne 34 kann ein Paar an Antennenelementen 40 und 42 einschließen. Die Antennenelemente 40 und 42 können mit entsprechenden Verbindungen des RFID-Bands oder -Chips 38 verbunden werden, damit das Band oder der Chip 38 detektiert werden können oder anderswie Kommunikation mit dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 eingegangen werden kann. Das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 kann für das Senden von Signalen oder das Erzeugen eines geeigneten UHF-Felds zwecks Detektierens und/oder anderswie Interagierens mit dem RFID-Chip oder -Band 38 konfiguriert sein. Wie oben diskutiert, kann es sich bei der Interaktion zwischen dem Lesegerät 12 und der RFID-Vorrichtung 30 um aktive oder passive Interaktion handeln.
Die Antennenelemente 40 und 42 können derart konfiguriert sein, dass sie angemessene relativ weitreichende Signale empfangen und/oder senden können. Zum Beispiel können die Antennenelemente 40 und 42 für das Empfangen und/oder Senden von Signalen bei Frequenzen von ungefähr 400 MHz bis ungefähr 3000 MHz konfiguriert sein, obwohl anzumerken sei, dass die Antennenelemente 40 und 42 für das Senden und/Empfangen von Signalen bei weiteren Frequenzen konfiguriert sein können und dass die Antennenelemente 40 und 42 Signale bei weiteren Frequenzen senden und/oder empfangen können. Die Antennenelemente 40 und 42 können rechteckig sein oder in einer beliebigen aus einer Vielzahl von weiteren geeigneten Formen vorliegen. Die Antennenelemente 40 und 42 können aus leitfähiger Tinte oder weiteren geeigneten auf das Trägermaterial 32 gedruckten oder aufgebrachten Materialien hergestellt werden. Es sei anzumerken, dass die erste Antenne 34 eine Vielzahl von weiteren geeigneten Konfigurationen, die für das Senden und/oder Empfangen von Signalen von dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 geeignet sind, aufweisen. Solche alternative Konfigurationen können eine Anzahl von Antennenelementen, die sich von der in 2 gezeigten Anzahl unterscheidet, sowie unterschiedliche Konfigurationen der Elemente einschließen. Solche unterschiedlichen Konfigurationen der Antennenelemente schließen anpassungsfähige Antennenelemente ein, die zu einem bestimmten Grad die Wirkung von leitfähigen oder dielektrischen Objekten in ihrer Nähe durch das Ändern ihrer Kennzeichen als Antwort auf das Vorhandensein von leitfähigen und/oder dielektrischen Materialien kompensieren können. Solche anpassungsfähige Elemente werden in der provisorischen US-Anmeldung Nr. 60/517,156 , die am 4. November 2003 eingereicht wurde, detaillierter beschrieben.
Bei der zweiten Antenne 36 kann es sich um eine Rahmenantenne handeln, die für das Produzieren einer Spannung über Kontaktpunkte des Chips oder Bands (Interposer) 38, wenn ein geeignetes Niederfrequenz-Signal von der RFID-Vorrichtung 30 empfangen wird, konfiguriert ist. Eine Rahmenantenne, die auch Flachspule genannt wird, wandelt empfangene magnetische AC-Felder über Enden der Antenne in eine Spannung um. Die in einem Feld gegebener Stärke produzierte Spannung hängt von der Anzahl an Windungen der Spule der Rahmenantenne, dem von der Spule/Schleife eingeschlossenen Bereich und der Permeabilität des Materials innerhalb der Spule/Schleife ab. Die Rahmenantenne wird ebenfalls eine gewisse Induktivität erzeugen. Die zweite Antenne 36 kann derart konfiguriert sein, dass die Induktivität mit einer von dem RFID-Chip bereitgestellten Kapazität resonant sein sollte.
Ein Beispiel für solche, von der zweiten Antenne 36 empfangene Niederfrequenz-Signale ist ein magnetisches Niederfrequenz-Feld, zum Beispiel in dem Bereich von ungefähr 0,1 MHz bis ungefähr 50 MHz. Solche magnetischen Niederfrequenz-Felder weisen ein steuerbares Profil der Verbreitung von Signalen bei Bereichen von mehreren Metern auf. Solche Signale können unter Verwendung von einer oder mehr als einer Spulenantenne in den Transmittern von Störsignalen 16 produziert werden. Bei den Signalen der magnetischen Niederfrequenz-Felder kann es sich um fast vollständig magnetische Nahfeld-Signale mit geringer Verzerrung aufgrund metallischer Objekte und nahezu keiner Wirkung auf dielektrische Objekte in der Nachbarschaft einer Rahmenantenne, die für das Produzieren des magnetischen Niederfrequenz-Feldes verwendet wurde, handeln. Die zweite Antenne 36 kann eine für das Empfangen von Niederfrequenz-Signalen, wie etwa das oben diskutierte magnetische Niederfrequenz-Feld-Signal, geeignete Anzahl von Windungen aufweisen.
Die Antennen 34 und 36 können parallel miteinander verbunden sein. Das heißt, die Antennen 34 und 36 können beide mit denselben Kontakten des RFID-Bands oder -Chips 38 verbunden werden. Bei dieser Konfiguration können von der zweiten Antenne 36 empfangene Niederfrequenz-Störsignale dafür verwendet werden, Kommunikation mit dem Band oder Chip 38 mittels der ersten Antenne 34 zu verhindern. Bei einer beispielhaften Ausführungsform hat sich herausgestellt, dass ein Eingabe-Signal von 150 mV Spitzenwert mit einer Frequenz von 50 kHz bis 500 kHz ein Band oder einen Chip einer RFID-Vorrichtung stört und dieselbe somit nicht mehr in der Lage ist, zu kommunizieren. Ebenfalls erzielt wurde das Stören eines solchen Bands oder Chips bei höheren Frequenzen, zum Beispiel bei 13,56 MHz, bei höheren Niveaus des Eingabe-Signals, zum Beispiel bei einer ungefähren Signal-Amplitude der Spitzenwert von 2 V.
Somit sei anzumerken, dass der oben beschriebene Transmitter von Störsignalen 16 für das Emittieren von Niederfrequenz-Signalen bei einer Frequenz und Stärke, die für das Stören des Bands oder Chips 38 der RFID-Vorrichtung 30 geeignet sind, konfiguriert sein kann. Es sei anzumerken, dass es wünschenswert ist, die Antennen 34 und 36 derart zu konfigurieren, dass der Betrieb der ersten Antenne 34 in Verbindung mit dem Chip oder Band 38 bei geeigneten UHF-Signalen des Lesegeräts für RFID-Vorrichtungen 12 und ohne wesentliche Niederfrequenz-Störsignale durch das Vorhandensein der zweiten Antenne 36 nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
Befinden sich die Transmitter von Störsignalen 16 auf gegenüberliegenden Seiten des vorgesehenen Bereichs 14 und werden diese zueinander gegenphasige Signale bereitgestellt, führt dies dazu, dass sich die Signale von den Transmittern von Störsignalen 16 zwischen den Transmittern von Störsignalen 16, das heißt in dem vorgesehenen Bereich 14, im Wesentlichen gegenseitig löschen. Objekte, wie etwa die Objekte 20 und 24, die sich zwar außerhalb, aber nahe bei dem vorgesehenen Bereich 14 befinden, empfangen relativ große Signale von den Transmittern von Störsignalen 16. Die Signale wirken so, dass sie ausreichende Stärke bereit stellen, damit die RFID-Vorrichtungen 30 auf den Objekten 20 und 24 gestört werden. Bei RFID-Vorrichtungen innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 (wie etwa auf dem Objekt 22) löschen sich allerdings die Signale von den Transmittern von Störsignalen 16 in einem gewissen Ausmaß augrund der Gegenphasen der Signale der Transmitter von Störsignalen 16 gegenseitig. Somit können Objekte wie etwa das Objekt 22 innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 gelesen werden, sogar, wenn sie von jedem der Transmitter von Störsignalen 16 relativ große Signale empfangen, da sich die Signale von den Transmittern von Störsignalen 16 zumindest in einem gewissen Ausmaß gegenseitig löschen. Es sei anzumerken, dass sich die kombinierten Signale von den Transmittern von Störsignalen 16 innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 nicht vollständig gegenseitig löschen können, während sie weiterhin unzureichende Stärke aufweisen oder es ihnen an weiteren Kennzeichen mangelt, um das Stören von RFID-Vorrichtungen innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 zu ermöglichen.
Es sei anzumerken, dass eine größere oder kleinere Anzahl von Transmittern von Störsignalen 16 verwendet werden kann, um das Stören von RFID-Vorrichtungen in einer beliebigen aus einer Anzahl erwarteter Ausrichtungen zu ermöglichen. Die Transmitter von Störsignalen 16 können Spulen unterschiedlicher Formen und Antriebsphasen verwenden, um die wünschenswerte Lesbarkeit innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 zu produzieren, während das Lesen von RFID-Tags außerhalb des vorgesehenen Bereichs verhindert wird.
Die Transmitter von Störsignalen 16 können mehrere Spulensysteme, die in demselben Bereich betrieben werden und bei unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, einschließen, um das wünschenswerte selektive Lesen der RFID-Vorrichtungen 30 zu ermöglichen. Falls das von den zahlreichen Transmittern von Störsignalen 16 erzeugte Niederfrequenz-Feld ausreichend stark ist, kann es sein, dass es nicht notwendig ist, die zweite Antenne so zu konfigurieren, dass dieselbe gegenüber einer bestimmten, von den Transmittern von Niederfrequenz-Störsignalen 16 erzeugten Frequenz empfindlich ist.
Es sei anzumerken, dass das System 10 auf andere Art und Weise wie oben beschrieben verwendet werden kann. Zum Beispiel sei anzumerken, dass die Transmitter von Störsignalen 16 wie oben diskutiert für das Stören der RFID-Tags verwendet werden können, doch dass sie ebenfalls für das Lesen weiterer Arten von RFID-Vorrichtungen zweckdienlich sein können. Für das Detektieren und Stören unterschiedlicher Arten von RFID-Vorrichtungen können unterschiedliche Signale verwendet werden.
Umgekehrt kann ein für das Lesen oder anderswie Detektieren einer Art von RFID-Vorrichtung konfiguriertes System für das Stören einer weiteren Art von RFID-Vorrichtung verwendet werden. Obgleich hierin Frequenzbereiche für Störsignale und Kommunikationssignale (detektierende Signale) angegeben wurden, sei anzumerken, dass die Frequenz der für das Stören und Detektieren verwendeten Signale basierend auf der Konfiguration der verwendeten RFID-Vorrichtungen stark variiert.
Unter Bezugnahme auf 3 wird nun ein schematisches Diagramm eines Lesegeräts für RFID-Vorrichtungen 12 gezeigt. Es sei anzumerken, dass es sich bei der in 3 gezeigten Konfiguration lediglich um ein Beispiel aus einer breiten Palette von geeigneten Konfigurationen handelt. Das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 schließt eine Antenne 50, einen UHF-Receiver 52, einen Decoder 54 und einen Controller 56 ein. Es sei anzumerken, dass die Komponenten des Lesegeräts für RFID-Vorrichtungen 12 für das Verbinden untereinander geeignet sind, um Signale zu empfangen oder die RFID-Vorrichtungen 30 innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 anderswie zu detektieren. Zusätzlich sei anzumerken, dass das Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 Informationen mit den RFID-Vorrichtungen 30 übermitteln kann, zum Beispiel werden mit den RFID-Vorrichtungen 30 in beide Richtungen Informationen ausgetauscht. Die RFID-Vorrichtungen 30 können für das Übertragen von Informationen, die auf individuelle Objekte oder Klassen von Objekten zugeschnitten sind, konfiguriert sein.
In 4 wird ein Beispiel einer Konfiguration für den Einsatz des Systems 10 gezeigt. In diesem Fall wird das System 10 in der Nachbarschaft eines Förderers, wie etwa eines Förderbands oder eines Satzes von Walzen 70, installiert. Die Größe, Form und Position des vorgesehenen Bereichs 14 können mit Bezug auf das Förderband 70 konfiguriert sein, sodass jeweils eines der Objekte 22 und 24 zu einem Zeitpunkt gelesen wird, wenn sie auf dem Förderband 70 befördert werden. Die Transmitter von Störsignalen 16 können mit Bezug auf die erwartete Lage der Objekte 22 und 24 positioniert werden, sodass sich lediglich eines der Objekte zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 befindet. Das in 4 gezeigte System 10 kann Teil eines größeren Systems sein, das zahlreiche Förderbänder oder weitere Bereiche, in denen Objekte, die mit denselben verbundene RFID-Vorrichtungen aufweisen, lokalisiert werden können, einschließt. Das System 10 kann dergestalt arbeiten, dass nicht nur andere auf dem Förderband 70 befindliche Objekte als die Objekte 22 und 24 nicht in den Wirkungsbereich der RFID-Vorrichtung fallen, sondern ebenfalls andere Objekte auf anderen Förderbändern oder in weiteren Bereichen in der Nähe des Lesegeräts für RFID-Vorrichtungen.
5A zeigt eine alternative Ausführungsform der RFID-Vorrichtung 30. In der in 5A gezeigten Konfiguration weist das Trägermaterial 32 einen piezoelektrischen Abschnitt 60 auf. Der piezoelektrische Abschnitt 60 ist derart konfiguriert, dass bei Anregung desselben durch geeignete resonante Energie der piezoelektrische Abschnitt 60 ein elektrisches Signal über das Band oder den Interposer 38 erzeugt, das mit dem Betrieb der RFID-Vorrichtung 30 interferiert und die RFID-Vorrichtung davon abhält, mit dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 zu interagieren. Der piezoelektrische Abschnitt 60 kann geeignete Schichten und geeignete Aperturen 62 darin aufweisen, um ein mechanisch resonantes Element 63, das mechanisch auf das Störsignal resonanter Energie wie etwa ein Störsignal geeigneter akustischer Energie antworten kann, zu erzeugen. Bei den Aperturen 62 kann es sich um jeden beliebigen aus einer Vielzahl von geeigneten Prozessen wie etwa Stanzen handeln. Der piezoelektrische Abschnitt 60 kann Polivinylidenfluorid (PVDF) einschließen, das in geeigneter Art und Weise bearbeitet wurde, um es piezoelektrisch zu machen. Bei einem weiteren möglichen piezoelektrischen Material handelt es sich um eine geeignete Keramik wie etwa Bariumtitanat.
Es sei anzumerken, dass die in 5A gezeigte und oben beschriebene piezoelektrische Struktur als eine Antenne betrachtet werden kann, da die piezoelektrische Struktur in der Lage ist, akustische Energie in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Der Begriff Antenne bezieht sich wie hierin verwendet allgemein auf Strukturen, die Strahlungsenergie jedweder Frequenz in eine weitere Art von Energie, wie etwa elektrische Energie oder mechanische Energie, umwandeln.
5B zeigt eine weitere piezoelektrische Ausführungsform der RFID-Vorrichtung 30. Die Ausführungsform der RFID-Vorrichtung 30 schließt ein Trägermaterial 32 mit einem piezoelektrischen Material 64, das mit einem Element 66 aus magnetischem Material getoppt ist, wie etwa eine Schicht oder Brücke aus magnetischem Material, ein. Das piezoelektrische Material 64 und das Element 66 aus magnetischem Material können sich über einen Teil einer obersten Oberfläche des Trägermaterials 32 erstrecken. Bei einem Beispiel für ein geeignetes magnetisches Material handelt es sich um Stahlfolie. Das Element 66 aus magnetischem Material kann durch Bewegen oder Deflektion auf ein geeignetes Magnetfeld reagieren, was wiederum ein elektrisches Feld, das durch das piezoelektrische Material 64 produziert werden soll, hervorrufen kann. Das durch das piezoelektrische Feld produzierte elektrische Feld kann die RFID-Vorrichtung 30 stören, wobei die RFID-Vorrichtung 30 davon abgehalten wird, mit dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 zu interagieren.
5C zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der RFID-Vorrichtung 30, die ein Element 68 aus magnetischem Material, wie etwa eine Schicht oder eine Brücke aus magnetischem Material, das mit den Antennenelementen 40 und 42 in Kontakt ist, aufweist. In einem geeigneten Magnetfeld kann Bewegung oder Deflektion des Elements 68 aus magnetischem Material das Einstellen der Antennenelemente 40 und 42 beeinträchtigen, wodurch eine eventuelle Kommunikation zwischen dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 und der RFID-Vorrichtung 30 erschwert wird. Das Variieren des durch das magnetische Störsignal verursachten Einstellens an sich kann durch das Steuern der Frequenz und/oder der Amplitude des magnetischen Störsignals gesteuert werden. Das magnetische Störsignal kann durch die Wirkung der magnetischen Schicht oder Brücke 68 für das Interagieren mit den Antennenelementen 40 und 42 konfiguriert werden, und zwar bei einer Frequenz, die den Chip oder das Band 38 davon abhält, für die Kommunikation mit dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 zu funktionieren.
Die 6–8 zeigen zahlreiche mögliche Konfigurationen der Transmitter von Störsignalen 16 für das Stören zahlreicher Konfigurationen der RFID-Vorrichtungen 30 außerhalb eines vorgesehenen Bereichs 14. Die Paare an Transmittern von Störsignalen 16 in den zahlreichen in den 6–8 gezeigten Konfigurationen können gegenphasige Signale aufweisen.
6 illustriert die Transmitter von Störsignalen 16, die im Wesentlichen parallel zueinander auf gegenüberliegenden Seiten eines vorgesehenen Bereichs 14 konfiguriert sind, mit einem Förderband 70, das zwischen den Schleifen der beiden Transmitter von Störsignalen 16 verläuft. Die Transmitter von Störsignalen 16 sind derart konfiguriert, dass das Lesen einer RFID-Vorrichtung 30 in einem vorgesehenen Bereich 14 ermöglicht wird, während das Lesen von RFID-Vorrichtungen, die außerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 zu finden sind und im Wesentlichen parallel zu den Schleifen der Transmitter von Störsignalen 16 sind, verhindert wird.
Die 7 und 8 illustrieren nebeneinander liegende, seitlich angebrachte Transmitter von Störsignalen 16 für das Stören von RFID-Vorrichtungen 30 außerhalb eines vorgesehenen Bereichs 14, die sich in einer seitlich gerichteten Ausrichtung befinden. In 7 sind die Transmitter von Störsignalen 16 im Wesentlichen parallel zum Förderer 70 und entlang einer Seite desselben ausgerichtet. In 8 befinden sich die Transmitter von Störsignalen 16 oberhalb des Förderbands 70. In der in 6 gezeigten Konfiguration sind die Transmitter von Störsignalen 16 derart konfiguriert, dass das Lesen einer RFID-Vorrichtung 30 in dem vorgesehenen Bereich 14 ermöglicht wird, während das Lesen von RFID-Vorrichtungen, die sich außerhalb des vorgesehenen Bereichs 14 befinden und im Wesentlichen zu den Schleifen der Transmitter von Störsignalen 16 parallel sind, verhindert wird.
Die zahlreichen Ausrichtungen von in den 6–8 gezeigten Transmittern von Störsignalen können kombiniert werden, um selektives Lesen von RFID-Vorrichtungen 30 in einer beliebigen aus einer Vielzahl von Ausrichtungen wie in dem in 9 gezeigten System 10 für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen illustriert, zu ermöglichen. Das Verbinden einer RFID-Vorrichtung und der Transmitter von Störsignalen 16 ist zu dem Abstand hoch drei zwischen den Transmittern von Störsignalen 16 und der RFID-Vorrichtung umgekehrt proportional und zum Cosinus des relativen Winkels der Ausrichtung zwischen der RFID-Vorrichtung und den Transmittern von Störsignalen 16 proportional. Bei Transmittern von Störsignalen 16, die gegenphasige Signale in entsprechenden Paaren an Vorrichtungen verwenden, gibt es in der Mitte des vorgesehenen Bereichs 14 eine „Nullzone", wo das Lesen von RFID-Vorrichtungen im Wesentlichen von den Transmittern von Störsignalen 16 unbeeinträchtigt ist, ungeachtet der relativen Ausrichtungen der RFID-Vorrichtungen und der Transmitter von Störsignalen.
Die Transmitter von Störsignalen 16 können in ihren zahlreichen Ausrichtungen operativ mit dem Lesegerät für RFID-Vorrichtungen 12 zwecks Koordinierens des Betriebs des Lesegeräts 12 und der Transmitter von Störsignalen 16 verbunden sein. Die Paare an Transmittern von Störsignalen 16 können in einer Folgeschaltung und in Synchronisation mit dem Betrieb des Lesegeräts 12 geschaltet sein. Falls die Frequenz-Selektivität der Antwort der RFID-Vorrichtungen auf Störsignale gering ist, können alle Transmitter von Störsignalen für das gleichzeitige Emittieren von Signalen konfiguriert werden, da die von den an dem vorderen Ende eines RFID-Chips interagierenden Signalen verursachten Schwebungsfrequenzen die Störfähigkeit nicht beeinträchtigen wird.
Ein weiteres mögliches Betriebsverfahren des Systems 10 besteht in der elektronischen Suche nach RFID-Vorrichtungen, wobei das System 10 darauf abzielt, eine einzelne RFID-Vorrichtung in dem vorgesehenen Bereich 14 zu isolieren, während das Lesen weiterer RFID-Vorrichtungen, die sich nicht in dem vorgesehenen Bereich 14 befinden, verhindert wird. Das Lesegerät 12 kann in der Lage sein, rasch zu bestimmen, ob mehr als eine RFID-Vorrichtung antworten. Falls mehr als eine RFID-Vorrichtung von dem Lesegerät 12 detektiert werden, kann das System 10 so konfiguriert werden, dass die Transmitter von Störsignalen 16 aktiviert werden, die detektierten Vorrichtungen zu stören. Alternativ oder zusätzlich können Kennzeichen des Signals/der Signale durch die Transmitter von Störsignalen 16 derart konfiguriert werden, dass die gewünschte Differenzierung beim Lesen der RFID-Vorrichtungen erzielt werden kann. Zum Beispiel können die Phase und/oder Amplitude von Störsignalen variiert werden. Es sei anzumerken, dass das Lesegerät 12 als Unterstützung bei der Konfiguration des Signals/der Signale, das/die von den Transmittern von Störsignalen 16 emittiert wird/werden, verwendet werden können, zum Beispiel durch Bereitstellen von Rückkopplung, die beim Festlegen, wie das Signal/die Signale bei Stoppen der Rekonfiguration des Signals/der Signale konfiguriert werden, verwendet wird.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmte Ausführungsform oder bestimmte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass sich für weitere Fachleute in der Technik äquivalente Veränderungen und Modifikationen ergeben werden, nachdem dieselben diese Spezifikation und die beigefügten Zeichnungen gelesen und verstanden haben. Unter besonderer Berücksichtigung der zahlreichen von den oben beschriebenen Elementen (Komponenten, Anordnungen, Vorrichtungen, Zusammensetzungen, etc.) erfüllten Funktionen sollen, sofern nichts Gegenteiliges angeführt wird, die für das Beschreiben solcher Elemente verwendeten Begriffe (einschließlich einer Bezugnahme auf ein „Mittel") jedem beliebigen Element, dass die spezifische Funktion des beschriebenen Elements (d. h. funktional äquivalent) erfüllt, entsprechen, sogar wenn keine strukturelle Äquivalenz mit den offenbarten Strukturen, welche die Funktion der hierin illustrierten beispielhaften Ausführungsform oder Ausführungsformen der Erfindung erfüllen, vorliegt. Zusätzlich kann, obgleich ein besonderes Merkmal der Erfindung oben unter Bezugnahme auf lediglich eine oder auf mehrere illustrierte Ausführungsformen beschrieben wurde, ein solches Merkmal mit einem oder mehr als einem Merkmal der weiteren Ausführungsformen kombiniert werden, wie dies für jede beliebige oder besondere Anwendung wünschenswert und vorteilhaft sein kann.

Claims

Eine Vorrichtung zur Radiofrequenz-Identifikation (30), nachstehend RFID, die folgendes umfasst: Chip (38); und erste und zweite Antennen (34 und 36/60/64/66/68), die operativ mit dem Chip verbunden sind; wobei die Antennen für das Empfangen von Signalen unterschiedlicher Frequenzen konfiguriert sind; wobei die erste Antenne für das Empfangen erster Frequenzsignale von einem RFID-Lesegerät konfiguriert ist; wobei die zweite Antenne für das Empfangen zweiter. Frequenzsignale konfiguriert ist; und wobei es sich bei den Antennen um Strukturen handelt, die Strahlungsenergie in eine andere Art von Energie umwandeln; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei diesen zweiten Frequenzsignalen um Störsignale handelt; und der Chip und die Antennen derart konfiguriert sind, dass, wenn die zweiten Frequenzsignale in Form von Störsignalen empfangen werden, eine Kommunikation zwischen der RFID-Vorrichtung und dem RFID-Lesegerät verhindert wird.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die Antennen parallel mit dem Chip verbunden sind.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die zweite Antenne für das Empfangen von magnetischen Niederfrequenzsignalen konfiguriert ist.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die erste Antenne ein Paar an Antennenelementen (40 und 42) aufweist.
Die Vorrichtung aus Anspruch 4, wobei die Antennenelemente im Wesentlichen rechteckig sind.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei es sich bei der zweiten Antenne um eine Rahmenantenne (36) handelt.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei der Chip Teil eines Bands (38) ist, das operativ mit den Antennen verbunden ist.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei eine der Antennen ein piezoelektrisches Material (60/64) einschließt.
Die Vorrichtung aus Anspruch 8, wobei das piezoelektrische Material Teil eines mechanisch resonanten Elements ist, das mechanisch mit der anderen der Antennen verbunden ist.
Die Vorrichtung aus Anspruch 8, wobei das piezoelektrische Material mechanisch mit einem Element aus magnetischem Material (66) verbunden ist.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei eine der Antennen ein Element aus magnetischem Material (66/68) einschließt, das mechanisch mit der jeweils anderen der Antennen verbunden ist, sodass das Einstellen der jeweils anderen der Antennen dadurch beeinflusst wird, dass das Element aus magnetischem Material einem Magnetfeld ausgesetzt wird.
Ein System (10) für das Detektieren von Vorrichtungen für Radiofrequenz-Identifikation (30), nachstehend RFIDs, wobei das System folgendes umfasst: ein Lesegerät (12) für RFID-Vorrichtungen für das Detektieren von RFID-Vorrichtungen innerhalb eines vorgesehenen Bereichs (14); gekennzeichnet durch ein Paar an Transmittern (16) von Störsignalen, um zu verhindern, dass RFID-Vorrichtungen außerhalb des vorgesehenen Bereichs detektiert werden.
Das System aus Anspruch 12, wobei sich die Transmitter von Störsignalen auf gegenüberliegenden Seiten des Lesegeräts für RFID-Vorrichtungen befinden.
Das System aus Anspruch 13, wobei sich die Transmitter von Störsignalen im Wesentlichen entlang der Grenzen des vorgesehenen Bereichs befinden.
Das System aus Anspruch 12, wobei die Transmitter von Störsignalen ein Paar an Generatoren von Niederfrequenz-Feldern einschließen; und wobei die Generatoren zueinander gegenphasige Niederfrequenz-Signale erzeugen.
Das System aus Anspruch 15, wobei es sich bei den Niederfrequenz-Signalen um Magnetfeld-Signale handelt.
Das System aus Anspruch 15, wobei die Niederfrequenz-Signale Signale mit einer Frequenz von 0,1 bis 50 MHz einschließen.
Das System aus Anspruch 15, wobei die Generatoren im Wesentlichen verhindern, dass RFID-Vorrichtungen, die sich nicht zwischen den Generatoren befinden, detektiert werden.
Das System aus Anspruch 12, wobei es sich bei dem vorgesehenen Bereich um einen Bereich handelt, den Objekte (20/22/24), die mit RFID-Vorrichtungen verbunden sind, passieren.
Das System aus Anspruch 19, wobei es sich bei dem vorgesehenen Bereich um einen Bereich handelt, der einen Förderer (70) einschließt.
Das System aus Anspruch 12, das ferner ein zusätzliches Paar an Transmittern (16) von Störsignalen umfasst.
Das System aus Anspruch 21, wobei die Paare an Transmittern von Störsignalen anderswie zueinander ausgerichtet sind.
Das System aus Anspruch 22, wobei eines der Paare an Transmittern von Störsignalen im Wesentlichen senkrecht zu dem anderen Paar an Transmittern von Störsignalen ausgerichtet ist.
Das System aus Anspruch 22, wobei die Transmitter von Störsignalen von einem der Paare an Transmittern von Störsignalen an entsprechenden gegenüberliegenden Seiten des vorgesehenen Bereichs angebracht sind; und wobei beide Transmitter von Störsignalen des jeweils anderen der Paare an Transmittern von Störsignalen nebeneinander auf einer anderen Seite des vorgesehenen Bereichs angebracht sind.
Das System aus Anspruch 12, wobei die Transmitter von Störsignalen optische Energie emittieren.
Das System aus Anspruch 12, wobei die Transmitter von Störsignalen Infrarot-Energie emittieren.
Das System aus Anspruch 12, wobei die Transmitter von Störsignalen akustische Energie emittieren.
Das System aus Anspruch 12, wobei das Lesegerät operativ mit den Transmittern von Störsignalen verbunden ist.
Ein Verfahren für selektives Detektieren von Vorrichtungen für Radiofrequenz-Identifikation (30), nachstehend RFID, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Verwenden von Transmittern (16) von Störsignalen, um den Betrieb von RFID-Vorrichtungen außerhalb eines vorgesehenen Bereichs (14) zu hemmen; und Detektieren von RFID-Vorrichtungen innerhalb des vorgesehenen Bereichs.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass durch ein Paar an Generatoren von Niederfrequenz-Signalen auf gegenüberliegenden Seiten des vorgesehenen Bereichs Niederfrequenz-Signale erzeugt werden.
Das Verfahren aus Anspruch 30, wobei das Erzeugen einschließt, dass durch einen der Generatoren Niederfrequenz-Signale erzeugt werden, die zu Niederfrequenz-Signalen des jeweils anderen der Generatoren gegenphasig sind.
Das Verfahren aus Anspruch 31, wobei das Erzeugen einschließt, dass Signale mit einer Frequenz von 0,1 bis 50 MHz erzeugt werden.
Das Verfahren aus Anspruch 31, wobei das Erzeugen einschließt, dass Signale, bei denen es sich nicht um Informationssignale handelt, durch die Feldgeneratoren emittiert werden.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Detektieren einschließt, dass ein Lesegerät (12) für RFID-Vorrichtungen für das Detektieren der RFID-Vorrichtungen verwendet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 34, wobei sich das Lesegerät zumindest teilweise innerhalb des vorgesehenen Bereichs befindet.
Das Verfahren aus Anspruch 34, wobei sich die Transmitter von Störsignalen auf gegenüberliegenden Seiten des Lesegerätes befinden.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass Transmitter von Störsignalen auf entsprechenden gegenüberliegenden Seiten des vorgesehenen Bereichs verwendet werden.
Das Verfahren aus Anspruch 37, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass ein zusätzliches Paar an Transmittern (16) von Störsignalen verwendet wird, wobei sich die zusätzlichen Vorrichtungen in einer nebeneinander liegenden Konfiguration auf einer zusätzlichen Seite des vorgesehenen Bereichs befinden.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass Transmitter von Störsignalen in einer nebeneinander liegenden Konfiguration auf einer Seite des vorgesehenen Bereichs verwendet werden.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass die Transmitter von Störsignalen optische Energie emittieren.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass die Transmitter von Störsignalen Infrarot-Energie emittieren.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass die Transmitter von Störsignalen akustische Energie emittieren.
Das Verfahren aus Anspruch 42, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen ferner einschließt, dass ein piezoelektrisches Material (60/64) der RFID-Vorrichtung angeregt wird.
Das Verfahren aus Anspruch 29, wobei das Verwenden der Transmitter von Störsignalen einschließt, dass ein magnetisches Störsignal für das Bewegen eines magnetischen Materials (66/68), das Teil der RFID-Vorrichtung ist, verwendet wird.