EP0135570A1 - Einrichtung zur kontaktlosen abfrage eines zugehörigen datenträgers - Google Patents

Einrichtung zur kontaktlosen abfrage eines zugehörigen datenträgers

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EP0135570A1
EP0135570A1 EP19840901065 EP84901065A EP0135570A1 EP 0135570 A1 EP0135570 A1 EP 0135570A1 EP 19840901065 EP19840901065 EP 19840901065 EP 84901065 A EP84901065 A EP 84901065A EP 0135570 A1 EP0135570 A1 EP 0135570A1
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EP
European Patent Office
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frequency
data carrier
data
circuit
transmitter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19840901065
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Machate
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0135570A1 publication Critical patent/EP0135570A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/753—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using frequency selective elements, e.g. resonator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/758—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using a signal generator powered by the interrogation signal

Definitions

  • Theft protection in department stores invisibly attaches brands to the objects to be protected, which are normally removed by the checkout staff before leaving the department store. In the event of theft, the security system reports that the brand is still on the goods when leaving the department store. So there are only two data states, brand available or not available.
  • the materials to be controlled carry information that is required to identify them in order to be able to control the specified processes.
  • Card-shaped data carriers are increasingly being used, the information of which is used for the machine identification of the holder.
  • reading devices are used for this, in which the cards are inserted into a reading slot.
  • the readout devices normally consist of a transmitting and a receiving part. Many such devices work with a light transmitter and an optoelectronic receiver.
  • the data is formed on the data carrier by zones of strong and weak light absorption. Such arrangements have the disadvantage that larger distances between the readout device and the data carrier are difficult to achieve due to the influence of extraneous light; in addition, the data media can easily be falsified by dirt become.
  • Devices are also known which read the data from card-shaped data carriers by inductive (DP 25 58 917) or by capacitive means (DP 28 12 388).
  • the invention has for its object to provide a device for contactless query of data carriers, which avoids the disadvantages mentioned above.
  • the data carrier is excited by a high-frequency transmitter with the frequency fs and generates a frequency n.fs with the aid of a holding element, which is received and processed by a receiver synchronized with the transmission frequency fs.
  • the basic arrangement of the interrogation device is shown in FIG.
  • the high-frequency generator 1 with the frequency fs feeds the transmitting antenna 3 as well as the frequency converter 10 via the low-pass filter 2.
  • the transmitting antenna 3 couples to the data carrier 4 with the coupling factor K.
  • the data carrier generates the frequency n.fs with the coupling factor k the receiving antenna 8 couples the receiving device.
  • the mixer 9 the input frequency n.fs is mixed with the frequency n.fs + fz generated in the frequency converter 10, so that at the output of the Bandpass 11 a measurement signal with the frequency fz of the evaluation circuit 12 is available.
  • all factors n are possible.
  • only a few are sensible, as is shown with the aid of the data carrier 4 described below.
  • FIG. 2 shows the basic structure of the data carrier 4, which consists of a receiving element 5, a switching element 6 and a transmitting element 7.
  • FIG. 3 shows a special embodiment of the data carrier.
  • the receiving element consists of an oscillating circuit with the coil 51 and the capacitor 52, which is matched to the transmission frequency fs.
  • the converter 10 works with the same factor n, so that if there is, respectively. activated data carrier an intermediate frequency fz is formed.
  • the advantage of this arrangement is based on the fixed assignment of the transmission frequency fs and the frequency n.fs generated by the data carrier.
  • the receiver can be set exactly to the expected reception frequency by synchronization with the transmission frequency.
  • the receiver bandwidth can be kept very small, which prevents interference from jammers.
  • a phase evaluation can be carried out in order to distinguish the useful signal from interference signals of the same frequency, since the useful signal is in a fixed phase relationship to the transmitted signal. Disturbances caused by absorbent metal parts hardly occur, because primarily the frequency of the input signal applied to the mixer 9 is evaluated, not the amplitude.
  • the data carrier described is only checked for its existence.
  • the different design of the resonance frequencies of the input circuits 5 and the transmitter circuits enables the selection of different data carriers in which both the transmitter and the receiver are changed in frequency synchronously.
  • the transmission of a binary data word is possible with a data carrier according to FIG. 4.
  • the switching element 6 consists of an integrated circuit which is supplied with direct voltage by the receiving circuit 51, 52 with the aid of the diode 53 and the smoothing capacitor 54.
  • the circuit includes a divider 62 which generates the frequency n.fs which the transmitting circuit 71, 72 emits to the receiving antenna 8.
  • the divider 62 also provides the clock frequency for addressing the data memory 63.
  • the transmission circuit 71 72 is excited or not excited with the aid of the switch with the frequency n.fs. As shown in FIG. 5, after switching on the transmission frequency fs, a serial data stream with the frequency n.fs is generated in the interval of the memory data d. With this arrangement the factor is n ⁇ 1 (1/2; 1/3; 1/4 ).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Einrichtung zur kontaktlosen Abfrage eines zugehörigen Datenträgers
Das berührungslose Erfassen von Daten eines bewegten Objektes ist bei sehr unterschiedlichen Anwendungen erforderlich, von denen nachfolgend einige genannt werden.
Bei der Diebstahlsicherung in Kaufhäusern werden Marken unsichtbar an den zu schützenden Gegenständen befestigt, die im Normalfall vom Kassenpersonal vor dem Verlassen des Kaufhauses entfernt werden. Bei Diebstahl meldet die Sicherungsanlage, daß sich beim Verlassen des Kaufhauses die Marke noch an der Ware befindet. Es bestehen also lediglich zwei Datenzustände, Marke vorhanden oder nicht vorhanden.
Bei der Steuerung von Fertigungsabläufen tragen die zu steuernden Materialien Informationen die zu ihrer Identifikation erforderlich sind um die vorgegebenen Abläufe steuern zu können. In zunehmendem Maße werden kartenförmige Datenträger eingesetzt deren Informationen zur maschinellen Identifikation des Inhabers benutzt werden. ϋblicherweise werden hierfür Lesevorrichtungen verwendet bei denen die Karten in einen Leseschlitz eingeschoben werden. Es wäre jedoch häufig von großem Vorteil wenn die Karten über größere Entfernungen ausgelesen werden könnten.
Ein weiterer Anwendungsfall ist das Orten von Gegenständen. Dies kann zum Beispiel das Auffinden von verschütteten Personen sein, die eine entsprechende Marke tragen. Normalerweise bestehen die Auslesevorrichtungen aus einem Sende- und einem Empfangsteil. Viele derartige Einrichtungen arbeiten mit einem Lichtsender und einem optoelektronischen Empfänger. Die Daten werden auf dem Datenträger durch Zonen starker und schwacher Lichtabsorbtion gebildet. Derartige Anordnungen weisen den Nachteil auf, daß größere Distanzen zwischen der Auslesevorrichtung und dem Datenträger wegen der Fremdlichteinwirkung schwer zu realisieren sind; außerdem können die Datenträger leicht durch Verschmutzung verfälscht werden. Es sind weiterhin Vorrichtungen bekannt, die die Daten von kartenförmigen Datenträgern auf induktivem (DP 25 58 917) oder auf kapazitivem Wege (DP 28 12 388) auslesen. Der Nachteil dieser Lesevorrichtungen ist der, daß sie nur in räumlich enger Anordnung von Sender und Empfänger funktionieren; wie z.B. bei Kartenlesern. Eine andere Vorrichtung (DO 27 48 584 hat einen Hochfrequenzsender, der über eine Antenne auf den Eingang eines auf gleiche Frequenz abgestimmten Empfängers koppelt. Wird in die Strecke zwischen Sende- und Empfangsantenne ein elektrischer, auf die Sendefrequenz abgestimmter Resonanzkreis eingebracht, so bewirkt dieser wegen der auftretenden Absorption bezw. der Feldverdrängung eine Verminderung der empfangenen Spannung. Diese Verminderung wird ausgewertet. Die Anordnung wirkt zwar über größere Distanzen, ist aber wegen der geringen Feldänderung sehr störanfällig; ungewollte Absorbtionen durch Metallgegenstände . Außerdem können leicht Störungen durch übliche Störstrahler, wie Autos oder Elektrogeräte verursacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu gründe eine Einrichtung zur kontaktlosen Abfrage von Datenträgern zu schaffen, die die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Datenträger durch einen hochfrequenten Sender mit der Frequenz fs angeregt wird und mit Hilfe eines Sσhaltelementes eine Frequenz n.fs erzeugt, die von einem mit der Sendefrequenz fs synchronisierten Empfänger aufgenommen und verarbeitet wird.
In Figur 1 ist die grundsätzliche Anordnung der Abfragevorrichtung dargestellt. Der Hochfrequenzgenerator 1 mit der Frequenz fs speist sowohl über den Tiefpaß 2 die Sendeantenne 3 als auch den Frequenzumsetzer 10. Die Sendeantenne 3 koppelt mit dem Kopplungsfaktor K auf den Datenträger 4. Der Datenträger erzeugt die Frequenz n.fs, die mit dem Kopplungsfaktor k auf die Empfangsantenne 8 der Empfangseinrichtung koppelt. Im Mischer 9 wird die Eingangsfrequenz n.fs mit der im Frequenzumsetzer 10 erzeugten Frequenz n.fs + fz gemischt, sodaß am Ausgang des Bandpasses 11 ein Meßsignal mit der Frequenz fz der Auswerteschaltung 12 zur Verfügung steht. Im Prinzip sind alle Faktoren n möglich. Technisch sind jedoch nur einige sinnvoll wie an Hand der nachfolgend beschriebenen Datenträger 4 gezeigt wird. In Figur 2 ist der grundsätzliche Aufbau des Datenträgers 4 dargestellt, der aus einem Empfangselement 5, einem Schaltelement 6 und einem Sendeelement 7 besteht. Eine besondere Ausgestaltung des Datenträgers zeigt Figur 3. Das Empfangselement besteht aus einem Schwingkreis mit der Spule 51 und dem Kondensator 52, der auf die Sendefrequenz fs abgestimmt ist. Das Schaltelement besteht aus einer Diode 61 die im nachgeschalteten Schwingkreis, bestehend aus der Spule 71 und dem Kondensator 72 Oberwellen der Sendefrequenz fs erzeugt. Durch entsprechende Dimensionierung des Schwingkreises können damit Frequenzen mit n.fs (n = 1,2,3... ) erzeugt und auf die Empfangsantenne 8 eingekoppelt werden. Der Umsetzer 10 arbeitet mit demselben Faktor n, so daß bei vorhandenem, bezw. aktiviertem Datenträger eine Zwischenfrequenz fz gebildet wird. Der Vorteil dieser Anordnung beruht auf der festen Zuordnung von Sendefrequenz fs und der vom Datenträger erzeugten Frequenz n.fs. Dadurch kann der Empfänger exakt, durch Synchronisation mit der Sendefrequenz, auf die zu erwartende Empfangsfrequenz eingestellt werden. Die Empfängerbandbreite kann sehr klein gehalten werden, womit Störungen durch Störsender ausgeblendet werden. Zur Unterscheidung des Nutzsignales von gleichfrequenten Störsignalen kann eine Phasenauswertung durchgeführt werden, da das Nutzsignal in einem festen Phasenverhältnis zum Sendesignal steht. Störungen durch absorbierende Metallteile treten kaum auf, da in erster Linie nicht die Amplitude sondern die Frequenz des am Mischer 9 anliegenden Eingangssignales ausgewertet wird. Der beschriebene Datenträger wird nur hinsichtlich seines Vorhandenseins geprüft. Die unterschiedliche Auslegung der Resonanzfrequenzen der Eingangskreise 5 und der Sendekreise ermöglicht die Selektion verschiedener Datenträger in dem sowohl der Sender und der Empfänger synchron in der Frequenz geändert werden. Die Übertragung eines binären Datenwortes ist mit einem Datenträger entsprechend Figur 4 möglich. Das Schaltelement 6 besteht aus einem integrierten Schaltkreis der vom Empfangskreis 51, 52 mit Hilfe der Diode 53 und des Glättungskondcnsators 54 mit Gleichspannung versorgt wird. Der Schaltkreis beinhaltet einen Teiler 62 der die Frequenz n.fs erzeugt die der Sendekreis 71, 72 an die Empfangsantenne 8 abstrahlt. Weiterhin liefert der Teiler 62 die Takfcfrequenz für die Adressierung des Datenspeichers 63. Entsprechend dem Datenfluß am Ausgang des Speichers 63 wird der Sendekreis 71 72 mit Hilfe des Schalters mit der Frequenz n.fs erregt oder nicht erregt. Es wird,wie Figur 5 darstellt, nach Einschalten der Sendefrequenz fs ein serieller Datenstrom mit der Frequenz n.fs im Intervall der Speicherdaten d erzeugt. Bei dieser Anordnung ist der Faktor n <1 (1/2; 1/3; 1/4...).
Der Vorteil der festen Synchronisation von Sender und Empfänger ist auch hier gegeben.

Claims

Patentansprüche
1.) Einsichtung zur kontaktlosen Abfrage des zugehörigen Datenträgers, der durch einen hochfrequenten Sender angeregt wird und dessen Daten von einem Hochfreqύenzempfänger aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger einen Empfangskreis aufweist der durch Kopplurg mit dem Sender eine Wechselspannung mit der Frequenz fs des Senders erzeugt und daß diese Wechselspannung durch das Schaltelement des Datenträgers in eine andere Wechselspannung mit der Frequenz n.fs umgesetzt wird, die durch den Sendekreis des Datenträgers auf den Empfänger übertragen wird, dessen maximale Eingangsempfindlichkeit durch die von der Sendefrequenz abgeleiteten Mischfrequenz n.fs + fz auf die Frequenz n.fs festgelegt ist.
2.) Ausgestaltung des Datenträgers nach Anspruch 1 derart, daß das Schaltelement eine Diode ist und daß dadurch Oberwellen der Sendefrequenz erzeugt werden.
3.) Ausgestaltung des Datenträgers nach Anspruch 1 derart, daß das Schaltelement ein integrierter Schaltkreis ist, der mit Hilfe einer Gleichrichterschaltung vom Empfangskreis mit Energie versorgt wird.
4.) Ausgestaltung des Datenträgers nach Anspruch 3 derart, daß der Schaltkreis einen Teiler hat, der Frequenzen n.fs mit n<1 erzeugt,
5.) Ausgestaltung des Datenträgers nach Anspruch 3 derart, daß der Schaltkreis einen Datenspeicher aufweist, dessen Daten in serieller Form durch Erregen bezw. Nichterregern zum Empfänger übertragen werden.
EP19840901065 1983-03-03 1984-03-01 Einrichtung zur kontaktlosen abfrage eines zugehörigen datenträgers Withdrawn EP0135570A1 (de)

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DE3307579 1983-03-03
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