ES2303465B2 - LONG REACH RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION SYSTEM. - Google Patents
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Abstract
Sistema de identificación por radiofrecuencia de largo alcance, empleado para identificar personas (1) localizadas en diferentes áreas de identificación (4), comprendiendo, en cada área de identificación (4), un equipo activador (3) compuesto de un circuito activador (5) conectado a una antena (6), que emite una señal de activación a frecuencia f0; un transpondedor activo (2) portado por cada persona a identificar con un microcontrolador, un transmisor de radio a frecuencia f1 y un receptor de radio a frecuencia f0, disponiendo cada transpondedor (2) de un identificador IDTR único y estando configurado para recibir la señal de activación y emitir un mensaje de respuesta, a frecuencia f1, con el identificador IDTR; un equipo receptor (7) encargado de recepcionar los mensajes de respuesta de los transpondedores (2) y de enviar la información de los mensajes a una unidad de control (9); una unidad de control (9) conectada al equipo receptor (7), que recibe los datos enviados por éste y gestiona el sistema de identificación.Long-range radiofrequency identification system, used to identify people (1) located in different identification areas (4), comprising, in each identification area (4), an activator device (3) composed of an activator circuit (5) ) connected to an antenna (6), which emits an activation signal at frequency f0; an active transponder (2) carried by each person to be identified with a microcontroller, a radio transmitter at frequency f1 and a radio receiver at frequency f0, each transponder (2) having a unique IDTR identifier and being configured to receive the signal of activation and issuing a response message, at frequency f1, with the IDTR identifier; a receiving equipment (7) responsible for receiving the response messages from the transponders (2) and sending the information of the messages to a control unit (9); a control unit (9) connected to the receiving equipment (7), which receives the data sent by it and manages the identification system.
Description
Sistema de identificación por radiofrecuencia de largo alcance.Radio Frequency Identification System long-range.
La presente invención se engloba dentro del campo de la identificación y control de presencia de personas en sistemas de seguridad y control de acceso. En concreto, el presente sistema consiste en un sistema de identificación por radiofrecuencia, en el que la persona a identificar es portadora de un transpondedor en forma de tarjeta que se comunica vía radio con diversos elementos del sistema para detectar su presencia.The present invention is encompassed within the field of identification and control of the presence of people in security systems and access control. Specifically, the present system consists of an identification system by radiofrequency, in which the person to be identified is a carrier of a card-shaped transponder that communicates via radio with various elements of the system to detect its presence.
En la actualidad, existen en el mercado sistemas de identificación por radiofrecuencia utilizando transpondedores que cumplen todas las funcionalidades necesarias para el control de personas pero tienen los siguientes inconvenientes:Currently, there are systems on the market of radio frequency identification using transponders that they fulfill all the necessary functionalities for the control of people but have the following disadvantages:
- --
- En cuanto a la colaboración del portador del transpondedor, en primer lugar necesitan de la colaboración del individuo para ser identificados. El individuo debe coger el transpondedor y acercarlo a un lector. Además, los transpondedores pasivos (o semiactivos) como las tarjetas "contactless" tienen un alcance de 10 cm, esto implica que el individuo tiene que acercar el transpondedor al lector.In as for the collaboration of the transponder carrier, first place need the collaboration of the individual to be identified. The individual must take the transponder and bring it closer To a reader. In addition, passive (or semi-active) transponders as contactless cards have a range of 10 cm, this implies that the individual has to approach the transponder to the reader.
- --
- En cuanto al tamaño, con los transpondedores pasivos no existe problema alguno con el tamaño pues existe una infinidad de modelos, pero en los transpondedores activos, al necesitar de una batería para poder interactuar con los lectores, se hace necesario aumentar el tamaño de éste de manera que quepa la batería. Este incremento de tamaño (y peso) en todos los casos lo hace inviable, funcional y estéticamente hablando, de ser portado por los individuos de una manera cómoda.In As for size, with passive transponders there is no problem some with the size because there is an infinity of models, but in active transponders, needing a battery to be able to interact with readers, it is necessary to increase the size of this one so that the battery fits. This increase in size (and weight) in all cases makes it unfeasible, functional and aesthetically speaking, of being carried by the individuals of a comfortable way.
- --
- En cuanto al alcance, existen transpondedores activos de largo alcance con un tamaño considerable que cubren el rango de hasta los 100 m, el problema es el tamaño y peso, mientras que las tarjetas contactless tienen un alcance de no mayor de 50 cm.In as far as scope is concerned, there are long-range active transponders with a considerable size covering the range of up to 100 m, the problem is the size and weight while the cards Contactless have a range of no more than 50 cm.
El mercado demanda un sistema de identificación no intrusivo, fácil de usar, rápido y cómodo con las siguientes características:The market demands an identification system Non-intrusive, easy to use, fast and comfortable with the following features:
- --
- Inexistente o nula colaboración del individuo para ser detectado.Nonexistent or no collaboration of the individual to be detected.
- --
- Tamaño similar al de una tarjeta de banco o carné de identidad.Size similar to a bank card or identity card.
- --
- Alcance suficiente para ser detectado en habitaciones, salas, pasillos sin que el individuo deba interactuar con el lector.Reach enough to be detected in rooms, rooms, hallways without the individual having to interact with the reader
- --
- Robustez y flexibilidad suficiente para soportar las torsiones a las que se verá sometida.Robustness and flexibility enough to withstand the torsions to which it will be subjected.
El sistema objeto de la invención utiliza una tarjeta activa (un transpondedor) de identificación por radiofrecuencia de largo alcance en dimensiones ISOCARD. El formato ISOCARD permite que quepa dentro de las típicas carteras de bolsillo y pasar como una tarjeta más. El grosor del transpondedor activo es de 1,7 mm. Sin llegar a ser los 0,8 mm del estándar, el transpondedor es lo suficientemente delgado y ligero como para no molestar al individuo ya que su grosor equivale a menos de dos tarjetas típicas de crédito. El recubrimiento plástico del transpondedor le confiere el suficiente cuerpo como para soportar las torsiones a las que se verá sometida al ser llevada en un bolsillo o cartera.The system object of the invention uses a active card (a transponder) identification by Long range radiofrequency in ISOCARD dimensions. The format ISOCARD allows it to fit inside the typical pocket wallets and pass as one more card. The thickness of the active transponder is 1.7 mm Without being 0.8 mm of the standard, the transponder is thin and light enough not to annoy the individual since its thickness equals less than two Typical credit cards The plastic coating of transponder confers enough body to support the twists to which it will be subjected to being carried in a pocket or purse
El transpondedor es un circuito que se ha diseñado teniendo claros unos objetivos muy definidos como son el grosor final del dispositivo y el menor consumo posible.The transponder is a circuit that has been designed with clear defined objectives such as final thickness of the device and the lowest possible consumption.
El alcance medio del transpondedor es de 15 m. El campo de acción del transpondedor activo es dinámico. En algunos casos se puede comportar como un transpondedor de largo alcance y en otros como uno de corto alcance sin que por ello se vean mermadas sus características.The average range of the transponder is 15 m. The field of action of the active transponder is dynamic. In some cases can behave like a long range transponder and in others as a short range without being seen its characteristics diminished.
En un uso normal, la duración de las baterías del transpondedor es de 3 años. Además existe un método para reemplazar las baterías de tal modo que se puede alargar la vida útil del transpondedor de forma casi indefinida.In normal use, battery life of the transponder is 3 years. There is also a method for replace the batteries so that life can be extended useful of the transponder almost indefinitely.
Gracias al alcance y a sus dimensiones, el transpondedor puede ser llevado en cualquier cartera, bolso o bolsillo como otra tarjeta más y permite que el individuo que la porta sea identificado sin su colaboración expresa.Thanks to the scope and its dimensions, the transponder can be carried in any wallet, purse or pocket as another card and allows the individual to Porta be identified without your express collaboration.
El transpondedor y el sistema de identificación que la presente invención propone es idóneo para las siguientes funciones:The transponder and the identification system that the present invention proposes is suitable for the following functions:
- --
- Control de acceso sin vigilanteAccess control without watchman
- --
- Control horarioTime control
- --
- Seguimiento de visitasVisit Tracking
- --
- Acceso a zonas de seguridadAccess to safety zones
- --
- Control de tiempos de exposición a contaminantesControl of exposure times to pollutants
- --
- Seguimiento de rondasRounds Tracking
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
Para cumplir las características de tamaño, alcance y duración en un mismo transpondedor se han seguido los siguientes pasos:To meet the size characteristics, scope and duration in the same transponder have been followed Next steps:
- Elección de integrados con los siguientes requisitos:- Choice of integrated with the following requirements:
- \circ\ circ
- Mínimo área y perfil bajoMinimum area and low profile
- \circ\ circ
- Consumo mínimoMinimum consumption
- \circ\ circ
- Máximas prestacionesMaximum performance
- Elección de componentes discretos SMD de mínimas dimensiones.- Choice of discrete SMD components of minimum dimensions
- Elección de baterías de perfil bajo pensadas para SMARTCARDs y que hayan superado pruebas mecánicas de ISOCARD y procesos de laminado.- Choice of low profile batteries designed for SMARTCARDs and that have passed ISOCARD mechanical tests and rolling processes
- Elección de PCB de mínimo grosor y con cierto grado de flexibilidad.- Choice of PCB of minimum thickness and with certain degree of flexibility
- Novedoso proceso de embutido de los componentes de mayor espesor en la PCB para poder reducir su perfil. El embutido de componentes hace que los componentes de mayor grosor queden incrustados dentro de la PCB reduciendo su altura efectiva en algunas décimas de milímetro. Para ello se desarrollo un útil de creación propia en el que conformar los componentes antes del soldado en placa.- Innovative inlay process of thicker components on the PCB to reduce its profile. The component inlay makes the components of thicker embedded inside the PCB reducing its effective height in a few tenths of a millimeter. To do this I develop a tool of own creation in which to conform the components before the plate soldier.
- Diseño de software destinado a:- Software design for:
- \circ\ circ
- Reducir el consumo para alargar la vida útil del TAG. Consumo de tan solo 1 \muA en stand-by y 7 mA en transmisión.Reduce consumption to lengthen the lifespan of the TAG. Consumption of only 1 µA in stand-by and 7 mA in transmission.
- \circ\ circ
- Incluir funcionalidades tales como:Include such functionalities how:
- \sqbullet\ sqbullet
- Búsqueda de transpondedores concretos. Transponder Search concrete.
- \sqbullet\ sqbullet
- Sistema antipánico. Panic system
- \sqbullet\ sqbullet
- Grabación de datos. Data Recording.
- \sqbullet\ sqbullet
- Lectura de datos. Data reading
- \sqbullet\ sqbullet
- Creación de nuevas funciones. Creation of new functions.
- \sqbullet\ sqbullet
- Se puede averiguar el sentido de paso de un transpondedor en una determinada zona, gracias a un algoritmo de detección múltiple. You can find out the meaning of passage of a transponder in a certain area, thanks to a multiple detection algorithm.
- \circ\ circ
- Sistema de encriptación para asegurar que el mensaje del transpondedor sólo llega al receptor indicadoEncryption system for ensure that the transponder message only reaches the receiver indicated
- \circ\ circ
- Creación de un diálogo entre el transpondedor y el lector. En otros sistemas el transpondedor se limita a transmitir su identificador cuando se lo ordenan. En el presente sistema el transpondedor interactúa con el lector de una manera más compleja sin que por ello pierda su funcionalidad y rapidez.Creating a dialogue between the transponder and reader. In other systems the transponder will just transmit your identifier when ordered. At present system the transponder interacts with the reader of a more complex way without losing its functionality and speed.
- Creación de un molde para plástico ABS inyectado para la creación de piezas para recubrir la electrónica del transpondedor y así darle la suficiente robustez para soportar las torsiones a las que se verá sufrida durante su vida.- Creation of a mold for ABS plastic injected for the creation of parts to cover the electronics of the transponder and thus give it enough robustness to support the twists to which he will suffer during his life.
- Búsqueda de láminas de PVC para formar una carcasa junto con la pieza anterior. La cara del PVC será la imprimible de mayor calidad.- Search for PVC sheets to form a housing together with the previous piece. The face of the PVC will be the Printable of higher quality.
- Sellado del ABS con el PVC mediante ultrasonidos.- ABS sealing with PVC by ultrasound
- Los plásticos utilizados son compatibles con las impresoras de transferencia y retransferencia comúnmente utilizados para la personalización de tarjetas.- The plastics used are compatible with transfer and retransfer printers commonly Used for card personalization.
- Con objeto de aligerar peso, se reduce el número de componentes del transpondedor hasta el mínimo posible. Se elimina el cristal de cuarzo que marca la frecuencia de trabajo del transpondedor sin que por ello se vea afectado el funcionamiento del mismo. Se implementa por software una rutina de sincronización usando como base de tiempo la marcada por el sistema completo por la interfaz radio. El transpondedor no posee una base de tiempos conocida y estable, es por ello que el algoritmo de sincronización realiza las siguientes funciones:- In order to lighten weight, the number of transponder components to the minimum possible. Be removes the quartz crystal that marks the working frequency of the transponder without affecting performance of the same. A synchronization routine is implemented by software using as a time base the one marked by the complete system by the radio interface The transponder does not have a time base known and stable, that is why the synchronization algorithm performs the following functions:
- \sqbullet\ sqbullet
- Supone fija y conocido el tiempo entre dos señales del lector. It is fixed and known the Time between two reader signals.
- \sqbullet\ sqbullet
- Para llegar a sincronizarse conoce la distancia en unidades de tiempo entre dos señales consecutivas del lector a una frecuencia objetivo.To get to sync know the distance in units of time between two signals consecutive reader at a target frequency.
- \sqbullet\ sqbullet
- A la frecuencia actual realiza una cuenta entre el comienzo de dos señales del lectorAt the current frequency performs an account between the beginning of two reader signals
- \sqbullet\ sqbullet
- Compara la cuenta actual con la cuenta objetivo decidiendo que: Compare the current account with the target account deciding that:
- \circ\ circ
- Si la cuenta actual es mayor que la objetivo debemos reducir la frecuencia actual para llegar a la objetivo.If the current account is greater than the objective should reduce the current frequency to reach the objective.
- \circ\ circ
- Si la actual es menor debemos aumentar la frecuencia actual para llegar.If the current one is smaller we must Increase the current frequency to arrive.
- \sqbullet\ sqbullet
- Se establece un margen de confianza dentro del cual no es necesario hacer una sincronización. A margin of confidence within which it is not necessary to make a synchronization.
Al contrario de los transpondedores activos existentes en el mercado, el transpondedor objeto de la presente invención sólo emite su identificador una vez cuando está bajo la acción del campo de activación de un lector. El consumo del transpondedor se reduce al limitar el número de transmisiones realizadas. Se establece un diálogo con el lector de manera que el transpondedor pueda conocer cuando no requiere de mayor actuación. En los lectores comunes no existe comunicación después de la respuesta del transpondedor a la señal de activación. Esto hace que la señal de activación sea sólo una señal de identidad del lector. Al existir ahora un camino entre la señal de activación y la respuesta del transpondedor al lector, el lector puede enviar mensajes de forma unívoca a un transpondedor de forma casi inmediata. Una vez recibida la identificación del transpondedor, el lector envía un mensaje dirigido de forma exclusiva al transpondedor para indicarle que debe dejar de emitir su identificación. En los mensajes del lector enviados al transpondedor también se incluye la identificación del lector, es por ello que cualquier mensaje puede servir para activar transpondedores.Unlike active transponders existing in the market, the transponder object of the present invention only issues its identifier once when it is under the action of the activation field of a reader. The consumption of transponder is reduced by limiting the number of transmissions made. A dialogue is established with the reader so that the Transponder can know when it does not require more performance. In ordinary readers there is no communication after the transponder response to the activation signal. This makes the activation signal is only an identity signal of the reader. Since there is now a path between the activation signal and the transponder response to the reader, the reader can send messages uniquely to a transponder almost immediate. Once the transponder ID is received, the reader sends a message addressed exclusively to transponder to indicate that you should stop issuing your ID. In reader messages sent to the transponder Reader ID is also included, which is why Any message can be used to activate transponders.
La invención se refiere a un sistema de identificación por radiofrecuencia de largo alcance, empleado para la identificación de personas localizadas en diferentes áreas de identificación de acuerdo con la reivindicación 1. Realizaciones preferidas del sistema y del transpondedor se definen en las reivindicaciones dependientes.The invention relates to a system of long-range radio frequency identification, used to the identification of people located in different areas of identification according to claim 1. Embodiments Preferred system and transponder are defined in the dependent claims.
El sistema objeto de la invención comprende:The system object of the invention comprises:
- Al menos un equipo activador, cada uno situado en cada área de identificación, compuesto de un circuito activador conectado a una antena, encargado de emitir periódicamente una señal de activación a una frecuencia f0. Se entiende por área de identificación la zona en la cual se realiza la identificación de las personas, y que viene delimitada por el alcance de emisión de cada equipo activador.- At least one activator team, each located in each identification area, composed of an activating circuit connected to an antenna, responsible for periodically issuing a activation signal at a frequency f0. It is understood by area of identification the area in which the identification of people, and that is delimited by the scope of emission of Each activator team.
- Un transpondedor activo portado por cada persona a identificar, comprendiendo un circuito electrónico que dispone de al menos una batería, al menos un microcontrolador, un transmisor de radio a la frecuencia f1 y un receptor de radio a la frecuencia f0, disponiendo cada transpondedor de un identificador ID_{TR} único almacenado en una memoria del circuito electrónico, y estando configurado cada transpondedor para recibir la señal de activación y emitir un mensaje de respuesta, a una frecuencia f1, que contiene el identificador ID_{TR} del transpondedor en cuestión.- An active transponder carried by each person to identify, comprising an electronic circuit that It has at least one battery, at least one microcontroller, a radio transmitter at frequency f1 and a radio receiver at frequency f0, each transponder having an identifier Unique ID_ {TR} stored in an electronic circuit memory, and each transponder being configured to receive the signal from activation and issue a reply message, at a frequency f1, which contains the identifier ID_ {TR} of the transponder in question.
- Al menos un equipo receptor, encargado de la recepción de los mensajes de respuesta de los transpondedores, del tratamiento de dichos mensajes y del envío de la información contenida en los mensajes a una unidad de control.- At least one receiving team, in charge of reception of response messages from transponders, from treatment of said messages and the sending of information contained in the messages to a control unit.
- Una unidad de control conectada al al menos un equipo receptor, encargada de recibir los datos enviados por el al menos un equipo receptor y gestionar el sistema de identificación.- A control unit connected to at least one receiving team, responsible for receiving the data sent by the minus a receiving team and manage the system ID.
Cada transpondedor puede comprender una placa de circuito impreso de grosor inferior a 0.5 mm, donde los componentes de grosor igual o superior al grosor de la placa van embutidos en la misma.Each transponder can comprise a plate of printed circuit less than 0.5 mm thick, where the components of thickness equal to or greater than the thickness of the plate are embedded in the same.
El circuito activador puede realizar un autoajuste de la potencia de salida para optimizar la sintonización de la antena, disponiendo dicho circuito activador en su etapa de salida de una pluralidad de condensadores en paralelo, cada uno de ellos pudiendo ser conectados mediante un relé.The trigger circuit can perform a self-tuning of the output power to optimize tuning of the antenna, said activating circuit having its stage of output of a plurality of capacitors in parallel, each of They can be connected by a relay.
El equipo activador de cada área de identificación puede estar conectado al equipo receptor correspondiente de dicha área de identificación mediante un bus de comunicaciones a través del cual dicho equipo receptor en cualquier momento puede:The activating team of each area of identification can be connected to the receiving equipment corresponding of said identification area by means of a bus communications through which said receiving equipment in any moment can:
- enviar órdenes al equipo activador; y- send orders to the activator team; Y
- señales de sincronización.- synchronization signals.
En este caso, el equipo activador puede enviar, en el momento que se lo ordene el equipo receptor a través del bus de comunicaciones y a los transpondedores seleccionados por dicho equipo receptor, comandos instándoles a ejecutar una acción concreta. Cada equipo receptor puede estar conectado mediante el bus de comunicaciones a al menos un equipo activador, estando cada equipo activador identificado con un identificador ID_{ACT} único. Cada equipo activador puede incluir su correspondiente identificador ID_{ACT} en los mensajes enviados a los transpondedores, incluyendo éstos a su vez dicho identificador ID_{ACT} en los mensajes de respuesta enviados al equipo receptor correspondiente. Una línea XMIT del bus de comunicaciones puede sincronizar cada equipo receptor con el al menos un equipo activador con el que está conectado, enviando una trama periódicamente según un período de sincronización T_{SINC}, indicando dicha trama el momento en el cual el equipo activador puede enviar un mensaje a los transpondedores, pudiendo responder cada transpondedor a dicho mensaje con un retraso de N\cdotT_{SINC}, siendo N un número entero aleatorio generado por dicho transpondedor y comprendido entre 1 y \frac{1}{T_{SINC}}.In this case, the activating equipment can send, at the time the receiving equipment is ordered through the communications bus and to the transponders selected by said receiving equipment, commands urging them to execute a specific action. Each receiving device can be connected via the communications bus to at least one activating device, each activating device being identified with a unique ID_ {ACT} identifier. Each triggering equipment may include its corresponding ID_ {ACT} identifier in the messages sent to the transponders, these in turn including said ID_ {ACT} identifier in the response messages sent to the corresponding receiving equipment. An XMIT line of the communications bus can synchronize each receiving equipment with the at least one activating equipment with which it is connected, periodically sending a frame according to a synchronization period T_ {SINC}, said frame indicating the moment at which the activating equipment You can send a message to the transponders, each transponder being able to respond to said message with a delay of N \ cdot_ {SINC} , where N is a random integer generated by said transponder and between 1 and \ frac {1} {T_ {SINC }}.
Los transpondedores disponen preferentemente de un elemento de generación de sincronismo interno que es ajustado a través de la señal de activación proveniente de los equipos activadores. Este elemento de generación de sincronismo interno puede ser, por ejemplo, un oscilador digitalmente controlado (DCO).The transponders preferably have an internal sync generation element that is set to through the activation signal from the equipment activators This internal sync generation element it can be, for example, a digitally controlled oscillator (DCO).
Los mensajes enviados en la comunicación entre los distintos dispositivos del sistema pueden ser encriptados.Messages sent in communication between The different devices of the system can be encrypted.
El al menos un microcontrolador de cada transpondedor activo preferentemente funciona en modo stand-by excepto en el momento en el que dicho transpondedor recibe un mensaje de un equipo activador.The at least one microcontroller of each active transponder preferably works in mode stand-by except at the time when said transponder receives a message from an activator device.
El al menos un equipo receptor puede disponer de una tarjeta de red mediante la cual se comunica con la unidad de control. En ese caso el al menos un equipo receptor dispone preferentemente de un buffer de entradas y salidas digitales conectado a la tarjeta de red.The at least one receiving team may have a network card through which it communicates with the unit of control. In that case the at least one receiving device has preferably a buffer of digital inputs and outputs Connected to the network card.
Es objeto también de la presente invención un transpondedor activo para sistemas de identificación de personas por radiofrecuencia, portado por cada persona a identificar. Dicho transpondedor comprende una placa de circuito impreso de grosor inferior a 0.5 mm, disponiendo de al menos una batería, al menos un microcontrolador, un transmisor de radio y un receptor de radio. Los componentes de grosor igual o superior al grosor de la placa están embutidos en la misma mediante la modificación de la orientación de su patillaje. El transpondedor preferentemente comprende adicionalmente una capa de un primer material polimérico, preferiblemente material termoplástico como por ejemplo plástico ABS, que recubre la placa de circuito impreso, y una lámina de un segundo material polimérico como PVC sellada al primer material polimérico formando ambas capas la carcasa de la placa de circuito impreso.An object of the present invention is also a active transponder for people identification systems by radiofrequency, carried by each person to be identified. Saying transponder comprises a thick printed circuit board less than 0.5 mm, having at least one battery, at least one microcontroller, a radio transmitter and a radio receiver. Components of thickness equal to or greater than plate thickness are embedded in it by modifying the orientation of your pinout. The transponder preferably additionally comprises a layer of a first polymeric material, preferably thermoplastic material such as plastic ABS, which covers the printed circuit board, and a sheet of a second polymeric material such as PVC sealed to the first material polymer forming both layers the circuit board housing printed.
También es objeto de la invención un procedimiento de embutición de componentes para dicho transpondedor activo. Este procedimiento comprende las siguientes etapas:An object of the invention is also a component drawing procedure for said transponder active. This procedure includes the following stages:
- Seleccionar el componente a embutir.- Select the component to be embedded.
- Posicionar dicho componente en posición horizontal sobre un soporte dotado de un cajeado de conformación con su fondo de anchura ligeramente inferior a la suma de las longitudes del componente y patillaje, estando dispuesto dicho soporte igualmente en posición horizontal, disponiendo el patillaje del componente en contacto con el soporte.- Position said component in position horizontal on a support provided with a shaping cage with its bottom width slightly less than the sum of the component lengths and pinout, said arrangement being arranged support also in horizontal position, arranging the pinout of the component in contact with the support.
- Presionar el componente en sentido vertical contra el cajeado de conformación para que el patillaje quede conformado según la forma de dicho cajeado.- Press the component vertically against the cajeado of conformation so that the pinillaje is shaped according to the shape of said pocket.
- Colocar el componente en la posición taladrada correspondiente de la placa de circuito impreso.- Place the component in the drilled position Corresponding printed circuit board.
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.
La Figura 1 muestra un esquema básico del sistema de identificación.Figure 1 shows a basic scheme of identification system
La Figura 2 muestra un esquema de los componentes del sistema y su interacción.Figure 2 shows an outline of the System components and their interaction.
La Figura 3 representa un sistema de identificación en el que un receptor está conectado a una pluralidad de activadores.Figure 3 represents a system of identification in which a receiver is connected to a plurality of activators.
La Figura 4 muestra un esquema de la etapa de salida del activador, en la que se realiza el autoajuste de los condensadores.Figure 4 shows an outline of the stage of Trigger output, in which the auto-tuning of the capacitors
En la Figura 5 se representa la línea XMIT del bus de comunicaciones utilizada para sincronizar los equipos receptores con los equipos activadores.Figure 5 shows the XMIT line of the communications bus used to synchronize equipment receivers with activating equipment.
La Figura 6 muestra un esquema básico de la placa de circuito impreso que forma parte del transpondedor.Figure 6 shows a basic scheme of the printed circuit board that is part of the transponder.
En las figuras 7A, 7B, 7C, 7D se ilustra las diferentes etapas del procedimiento de embutición de los componentes de mayor grosor en la placa de circuito impreso del transpondedor.Figures 7A, 7B, 7C, 7D illustrate the different stages of the drawing process of thicker components on the printed circuit board of the transponder
Básicamente el sistema objeto de la presente invención es un conjunto de equipos emisor y receptor cuya misión fundamental es la de identificar al portador de un transpondedor (llamado normalmente "tag" o "etiqueta RFID") en una zona determinada, además de una funcionalidad añadida como puede ser el control de accesos, niveles de ocupación de personal, alarmas o el control de flotas. El sistema en concreto trabaja en los rangos de 125 Khz y 434,2 Mhz, cumpliendo toda la normativa al respecto (EN61000, EN55022, IEC60950).Basically the system object of the present invention is a set of transmitter and receiver equipment whose mission fundamental is to identify the carrier of a transponder (usually called "tag" or "RFID tag") in a zone determined, in addition to an added functionality such as access control, personnel occupation levels, alarms or the Fleet control The particular system works in the ranges of 125 Khz and 434.2 Mhz, complying with all regulations in this regard (EN61000, EN55022, IEC60950).
En la figura 1 se muestra un esquema del sistema en cuestión, en el que se representa la persona a identificar, referenciada como 1. Dicho sistema consta de:A scheme of the system is shown in Figure 1 in question, in which the person to be identified is represented, referenced as 1. This system consists of:
- Un transpondedor 2 portado por cada persona a identificar 1, en formato similar al de una tarjeta de crédito aunque un poco más grueso que lleva un número interno, un identificador ID_{TR}, que identifica a cada uno de de forma única. Los transpondedores envían su señal a 434,2 Mhz.- A transponder 2 carried by each person to identify 1, in a format similar to that of a credit card although a little thicker that carries an internal number, a identifier ID_ {TR}, which identifies each one in a way only. The transponders send their signal at 434.2 MHz.
- Un equipo activador 3, compuesto de un circuito activador 5 conectado a una antena 6 que emite una señal de activación a una frecuencia de 125 Khz.- An activator team 3, consisting of a trigger circuit 5 connected to an antenna 6 that emits a signal of activation at a frequency of 125 Khz.
- Un equipo receptor 7 encargado de detectar los transpondedores 2 que estén dentro de su rango de acción.- A receiving team 7 responsible for detecting 2 transponders that are within their range of action.
- Una unidad de control 9 (un ordenador, por ejemplo, con una aplicación de gestión) que supervisa tantos equipos receptores 7 como sean necesarios en la instalación.- A control unit 9 (a computer, for example, with a management application) that monitors so many Receiving equipment 7 as necessary in the installation.
El modo normal de funcionamiento es el siguiente: Un transpondedor 2 se encuentra en el denominado modo sleep o stand-by, en modo ahorro de energía. Al entrar en el área de identificación 4, que es la zona de cobertura del equipo activador 3, el transpondedor 2 pasa del modo stand-by al modo normal de funcionamiento, y comienza a emitir una señal con su identificador ID_{TR}. Esta señal es detectada por el equipo receptor 7 que analiza y desencripta los datos recibidos y si dicha información es correcta se envía mediante el protocolo TCP/IP a la unidad de control 9. Dependiendo del nivel de seguridad que se quiera dotar al sistema se puede implementar o no la encriptación de los mensajes. La encriptación se realiza con una clave generada en el equipo receptor 7. Éste la transmite al equipo activador 3, y a su vez, este último la enviará en la trama de activación a los transpondedores 2. Esta clave es, en una realización preferida, un entero de 32 bits. Una vez el transpondedor 2 recibe la trama, almacena la clave y su mensaje de respuesta se cifra con dicho entero. Este cifrado consiste en un conjunto de operaciones lógicas con la información a transmitir. En el camino de vuelta del transpondedor 2 al equipo receptor 7, éste recibe la trama del transpondedor 2 y se realiza el proceso inverso, con la clave que el propio equipo receptor 7 generó en su momento. Como esta clave va variando temporalmente, es necesario repetir el proceso de desencriptado con la clave actual y anterior. Cada equipo receptor 7 tiene una clave distinta lo que permite discriminar qué mensajes son para qué equipo receptor 7.The normal mode of operation is the next: A transponder 2 is in the so-called mode sleep or stand-by, in energy saving mode. To the enter identification area 4, which is the coverage area of the trigger device 3, the transponder 2 goes from mode stand-by to normal mode of operation, and begins to emit a signal with its identifier ID_ {TR}. This signal is detected by the receiving equipment 7 that analyzes and decrypt the received data and if this information is correct It is sent via the TCP / IP protocol to the control unit 9. Depending on the level of security that you want to provide to the system, You can implement the encryption of the messages or not. The encryption is done with a key generated on the computer receiver 7. It transmits it to the triggering equipment 3, and in turn, the latter will send it in the activation frame to the transponders 2. This key is, in a preferred embodiment, a 32-bit integer Once transponder 2 receives the plot, stores the key and your reply message is encrypted with said whole. This encryption consists of a set of logical operations With the information to transmit. On the way back from transponder 2 to the receiving equipment 7, it receives the plot of the transponder 2 and the reverse process is performed, with the key that the own receiving equipment 7 generated at the time. How this key goes varying temporarily, it is necessary to repeat the process of decrypted with the current and previous password. Each receiving team 7 has a different key which allows to discriminate which messages they are for which receiving equipment 7.
En la figura 2 se muestra un diagrama de bloques con los diferentes elementos que integran el sistema.A block diagram is shown in Figure 2 with the different elements that make up the system.
El circuito activador 5 del equipo activador 3 es un circuito diseñado específicamente para el sistema y que está encargado de enviar a los transpondedores 2 las órdenes para que éstos actúen en consecuencia. Estas órdenes se envían a través de una antena 6 auto-sintonizada a 125 Khz y dispone de la potencia necesaria de tal manera que tenga un campo de acción de 6 m de radio. Los aspectos tenidos en cuenta para alcanzar dicho radio de acción han sido los siguientes:The trigger circuit 5 of the trigger device 3 it is a circuit designed specifically for the system and that is in charge of sending the transponders 2 the orders so that these act accordingly. These orders are sent through a self-tuned antenna 6 at 125 Khz and has the necessary power in such a way that it has a field of action of 6 m radius The aspects taken into account to achieve said radius of action have been the following:
\bullet Intensidad máxima que puede pasar por el tanque RLC: esta intensidad debe proporcionarla la fuente conmutada ajustable, diseñada para ello.Maximum intensity that can pass through the RLC tank: this intensity must be provided by the source Adjustable switching, designed for it.
\bullet Sintonización de la antena: para que a la frecuencia de 125 Khz presente la menor impedancia y por tanto transfiera la máxima potencia.Tuning of the antenna: so that the frequency of 125 Khz has the lowest impedance and therefore transfer maximum power.
\bullet Ajuste de la antena en cuanto al número de espiras y su área.Adjustment of the antenna in terms of number of turns and their area.
Las funciones más importantes del equipo activador 3 son:The most important functions of the team Trigger 3 are:
- Comunicaciones con el resto del sistema: a través de varios pines recibirá órdenes del equipo receptor 7 y señales de sincronización.- Communications with the rest of the system: a through several pins you will receive orders from the receiving team 7 and sync signals
- Autoajuste de condensadores para la mejor sintonización de la antena 6 que esté conectada a la salida. Esto posibilita conectar el sistema a múltiples tipos de antena sin tener que realizar ningún cambio hardware en el mismo.- Capacitor self-tuning for the best tuning of antenna 6 that is connected to the output. This It allows to connect the system to multiple types of antenna without have to make any hardware changes in it.
- Temporización: todo el sistema debe estar sincronizado con lo cual la base de tiempos debe ser lo más estable posible.- Timing: the entire system must be synchronized with which the time base must be the most stable possible.
- Generación de las tramas: con las que se transmitirá la información a los transpondedores 2. No sólo se generan señales de activación, sino también diferentes los mensajes que se deben enviar según el modo de funcionamiento.- Generation of the frames: with which will transmit the information to transponders 2. Not only will generate activation signals but also different messages which must be sent according to the mode of operation.
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El equipo receptor 7 captura los mensajes emitidos por los transpondedores 2, los trata y los reenvía a la unidad de control 9 que controla el sistema completo. Se ha diseñado el equipo receptor 7 para dotar al sistema de un mayor alcance. Entre otras, las funciones que realiza este subsistema son:The receiving device 7 captures the messages issued by transponders 2, treats them and forwards them to the control unit 9 that controls the entire system. It has been designed the receiving equipment 7 to provide the system with greater scope. Among others, the functions performed by this subsystem They are:
- Comprobación CRC y desencriptación: en primer lugar se comprueba que no han habido errores en la transmisión verificando el valor del CRC. Tras esta operación se desencripta la trama ya que viene cifrada para aumentar la seguridad del sistema- CRC check and decryption: first place is checked that there have been no errors in the transmission verifying the value of the CRC. After this operation, the plot as it comes encrypted to increase the security of the system
- Configuración: dispone de un canal, mediante el cual la unidad de control 9 puede ajustar ciertos parámetros de su funcionamiento.- Configuration: it has a channel, through which the control unit 9 can adjust certain parameters of its operation
- Manejo del protocolo TCP/IP para el envío de mensajes de los transpondedores a la unidad de control 9. Con este protocolo se flexibiliza al máximo el sistema. Esta comunicación también va cifrada para dotar de mayor seguridad al sistema.- Management of the TCP / IP protocol for sending messages from transponders to control unit 9. With this protocol is maximized the system. This communication It is also encrypted to provide greater security to the system.
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El equipo receptor 7 dispone de una tarjeta de red 14 para comunicarse con la unidad de control 9. Dispone a su vez de un buffer 16 de entradas y salidas digitales conectado a la tarjeta de red 14. Se trata de un integrado, concretamente el 74HC241 que es un buffer triestado de 8bits, de los cuales se utilizan 6. Los niveles que manejan estas señales son los estándares de lógica TTL. Tres de los pines están configurados como entradas y los restantes como salidas. Así desde la unidad de control 9 o desde el propio equipo receptor 7 se pueden leer o escribir en cada uno de los pines. El disponer de entradas y salidas es de gran aplicación para otros dispositivos 17, ya que posibilita la comunicación con ellos de forma inmediata, como puede ser el caso de actuadores, sirenas, indicadores luminosos, accionadores de cualquier tipo o sensores de proximidad, volumétricos, pulsadores, setas de seguridad, etc. En caso de necesitar algún protocolo especial de comunicaciones pueden usarse dichos pines para soportar el protocolo indicado.The receiving device 7 has a card network 14 to communicate with the control unit 9. It has its instead of a buffer 16 of digital inputs and outputs connected to the network card 14. It is an integrated, specifically the 74HC241 which is a tri-state 8bit buffer, of which they use 6. The levels that handle these signals are the TTL logic standards. Three of the pins are configured as inputs and the rest as outputs. So from the unit of control 9 or from the receiver 7 itself can be read or Write on each of the pins. Having tickets and outputs is of great application for other devices 17, since enables communication with them immediately, as you can be the case of actuators, sirens, light indicators, actuators of any type or proximity sensors, volumetric, push buttons, safety mushrooms, etc. In case of need some special communications protocol can be used said pins to support the indicated protocol.
El equipo receptor 7 está conectado al equipo activador 3 mediante un bus de comunicaciones 12 a través del cual el equipo receptor 7 en cualquier momento puede enviar órdenes y señales de sincronización al equipo activador 3.The receiving equipment 7 is connected to the equipment Trigger 3 via a communication bus 12 through which the receiving team 7 at any time can send orders and synchronization signals to the trigger device 3.
La mayor labor de desarrollo y lo más novedoso del presente sistema radica en el formato y características del transpondedor 2. El transpondedor 2 es un circuito diseñado teniendo claros unos objetivos muy definidos como son el grosor final del dispositivo y el menor consumo posible. Para ello, el proceso de fabricación se adapta para conseguir el menor espesor posible. Las funciones que realiza el transpondedor 2 son las siguientes:The greatest development work and the latest of this system lies in the format and characteristics of the transponder 2. Transponder 2 is a circuit designed having clear defined objectives such as thickness end of the device and the lowest possible consumption. To do this, the manufacturing process adapts to achieve the lowest thickness possible. The functions performed by transponder 2 are the following:
- Recepción de tramas del equipo activador 3: el transpondedor 2 debe estar a la escucha (con su receptor de 125 Khz activado) de las posibles tramas que le vengan de un equipo activador 3 del sistema. El contenido de estas tramas puede ser diverso ya que la mayor parte serán señales o comandos de activación pero también pueden ser comandos de pasar a modo stand-by, lectura en memoria, escritura, borrado de memoria o cambio de identificador ID_{TR}, entre otros.- Reception of frames of the triggering equipment 3: the Transponder 2 must be listening (with its 125 Khz receiver activated) of the possible frames coming from a device system activator 3. The content of these frames can be diverse since most of them will be signals or commands from activation but can also be commands to switch to mode stand-by, memory read, write, erase memory or change of identifier ID_ {TR}, among others.
- Ahorro energético: Para alargar la vida de la batería y disminuir el consumo al máximo, el transpondedor 2 hiberna (funcionamiento en modo "sleep" o stand-by) durante todo el tiempo de inactividad, despertándose sólo cuando es necesario (modo normal de funcionamiento).- Energy saving: To extend the life of the battery and reduce consumption to the maximum, transponder 2 hiberna (operation in sleep mode or stand-by) during all downtime, waking up only when necessary (normal mode of functioning).
- Encriptación de la respuesta: Cuando el transpondedor 2 envía la respuesta a cualquier comando recibido, éste cifra el contenido para tener la seguridad necesaria en la comunicación con el equipo receptor 7. Esta encriptación se realiza mediante clave variable disminuyendo drásticamente las posibilidades de reconstrucción del mensaje.- Response encryption: When the Transponder 2 sends the response to any command received, this encrypts the content to have the necessary security in the communication with the receiving team 7. This encryption is done by variable key drastically decreasing the possibilities of reconstruction of the message.
- Envío de respuestas: el transpondedor 2 dispone de un transmisor de 434,2 Mhz para enviar la información necesaria al equipo receptor 7. Esta información será la identificación del portador (ID_{TR}) en la mayoría de los casos, pero también se pueden tener respuestas a los comandos citados anteriormente como son lectura, escritura, borrado o cambio de identificador ID_{TR}.- Sending responses: the transponder 2 It has a 434.2 MHz transmitter to send the information necessary to the receiving team 7. This information will be the carrier identification (ID_ {TR}) in most cases, but you can also have answers to the commands mentioned Previously as they are read, write, delete or change identifier ID_ {TR}.
La comunicación entre el equipo receptor 7 y el equipo activador 3 se realiza con un protocolo soportado por tres líneas, estándar en cuanto a morfología aunque los tiempos de transmisión difieran de otros similares. La cronología de estas señales es la siguiente: El emisor controla las tres señales. Se pone una señal LOAD a nivel alto indicando al receptor que comienza la comunicación. La señal de datos, enviada a través de la línea DATA, estará a nivel alto o bajo en función del bit que se desea a transmitir. Con una señal CLK se indica al receptor cuándo debe leer la línea DATA. Con la bajada de la señal LOAD se da por finalizada la transmisión.Communication between the receiving equipment 7 and the Trigger equipment 3 is performed with a protocol supported by three lines, standard in terms of morphology although the times of Transmission differ from similar ones. The chronology of these signals is as follows: The transmitter controls the three signals. Be puts a LOAD signal at a high level indicating to the receiver that it starts the communication. The data signal, sent through the line DATA, will be high or low depending on the bit you want to to transmit. With a CLK signal the receiver is told when to read the DATA line. When the LOAD signal is lowered, it is terminated. the broadcast.
Ya que se dispone de un alcance considerable en el camino del transpondedor 2 al equipo receptor 7, un receptor puede estar conectado a una pluralidad de activadores, tal como se muestra en la figura 3. Esta es una de las características novedosas frente a otros sistemas, ya que el presente sistema puede tener una topología donde un mismo equipo receptor 7 cuelguen hasta ocho equipos activadores 3. Para ello, además de la comunicación sobre las tres líneas antes mencionada (LOAD, DATA y CLOCK), se usan otras tres (DIR_H, DIR_M y DIR_L) para direccionar a uno de los ocho posibles equipos activadores 3 conectados al mismo equipo receptor 7. Una vez fijados los correspondientes niveles para direccionar a uno u otro equipo activador 3, se habilita una señal de ENABLE durante todo el proceso de transmisión anteriormente mencionado. En la figura 3 cada equipo activador 3 está configurado con un identificador ID_{ACT} único del 1 al 8, de tal manera que cuando el transpondedor 2 es activado por cualquiera de ellos, en su trama de respuesta irá el identificador ID_{ACT} del equipo activador 3, quedando determinada el área de identificación 4 donde se ha detectado a la persona a identificar 1.Since considerable scope is available in the path of transponder 2 to receiver equipment 7, a receiver it can be connected to a plurality of activators, as shown in figure 3. This is one of the characteristics novel compared to other systems, since the present system can have a topology where the same receiving equipment 7 hang up eight activating teams 3. To do this, in addition to communication on the three lines mentioned above (LOAD, DATA and CLOCK), it they use three others (DIR_H, DIR_M and DIR_L) to address one of the eight possible trigger teams 3 connected to the same team receiver 7. Once the corresponding levels have been set for address to one or another triggering equipment 3, a signal is enabled of ENABLE during the entire transmission process before mentioned. In figure 3 each activator device 3 is configured with a unique ID_ {ACT} identifier from 1 to 8, so that when transponder 2 is activated by any of them, in Your response frame will be the ID_ {ACT} of the device trigger 3, the identification area 4 being determined where the person to be identified has been detected 1.
La condición optima que se busca en el ajuste de la antena 6 al circuito activador 5, es aquella que hace que la sintonía de la misma sea la mejor para que la radiación de potencia sea máxima. Partiendo de que la inductancia de la bobina es constante hay que buscar el valor más cercano a la capacidad tal que haga que el tanque resonante tenga su máximo a 125 Khz que es la frecuencia de transmisión del equipo activador 3. Para ello, la etapa de salida del activador dispone, tal como se muestra en la figura 4, de una batería de condensadores 18 en paralelo cada uno de ellos conectables mediante un relé 19. Así el microcontrolador del equipo activador 3 podrá ir conectando o desconectando, según corresponda, cada uno de los condensadores 18 de forma que se obtenga el valor máximo en la salida. El autoajuste permite conectar una gran variedad de antenas al equipo activador 3, así como tener independencia de la distancia de la antena 6 al circuito activador 5, ya que la capacidad introducida por el cable que los une se corrige en dicho proceso. El circuito activador 5 puede estar conectado a diferentes tipos de antenas 6, en función de la aplicación requerida:The optimal condition sought in the adjustment of the antenna 6 to the trigger circuit 5, is the one that makes the tuning of it is the best for power radiation be maximum. Starting from the fact that the coil inductance is constant you have to look for the value closest to the capacity such that make the resonant tank peak at 125 Khz which is the transmission frequency of the trigger equipment 3. To do this, the Trigger output stage has, as shown in the Figure 4, of a capacitor bank 18 in parallel each of they can be connected via a relay 19. Thus the microcontroller of the Trigger equipment 3 may be connected or disconnected, depending on correspond, each of the capacitors 18 so that get the maximum value at the exit. Self-adjustment allows connect a wide variety of antennas to trigger equipment 3 as well how to be independent of the distance from antenna 6 to the circuit activator 5, since the capacity introduced by the cable that une is corrected in said process. The trigger circuit 5 can be connected to different types of antennas 6, depending on the application required:
- Antena normal para paso de personas por pasillos y espacios abiertos.- Normal antenna for people passing through corridors and open spaces.
- Antena loop situada en el pavimento para detección de portadores dentro de vehículos o personas.- Loop antenna located on the pavement for Carrier detection within vehicles or people.
- Antena de corto alcance para la acción voluntaria del portador en la apertura de puertas.- Short range antenna for action Bearer volunteer at the opening of doors.
Además de estas topologías, pueden conectarse dos antenas 6 a un mismo circuito activador 5 para cubrir un mayor área de identificación.In addition to these topologies, they can connect two antennas 6 to the same trigger circuit 5 to cover a larger identification area
La temporización en el sistema completo es uno de los aspectos más importantes del correcto funcionamiento, ya que si no fuera así, las transmisiones de los distintos elementos interferirían no pudiéndose recibir correctamente los diferentes mensajes. La solución adoptada para sincronizar todos los elementos se explica a continuación. En el sistema hay tres elementos que deben estar sincronizados: el equipo activador 3 (señales de activación a 125 Khz), los transpondedores 2 (respuestas a 434,2 Mhz) y el equipo receptor 7 (envió de tramas recibidas a la unidad de control 9). Entre el equipo receptor 7 y el equipo activador 3 hay una conexión física, existe una línea denominada XMIT que se encarga de sincronizar al equipo activador 3, de forma que transmita un número de veces determinado por segundo su trama, 13 veces por segundo en un modo de realización preferido. Esta señal es de la forma mostrada en la figura 5. Los transpondedores 2 para enviar su respuesta saben que en un segundo pueden responder 13 de ellos, ya que el sistema de slot así está pensado. Después de cada transmisión del equipo activador 3 se genera un delay de X\cdot(1/13) ms, donde X es un número aleatorio entre 1 y 13, quedando fijada con respecto a la activación el momento de respuesta. Cabe destacar que los transpondedores 2 no poseen una fuente de sincronismo, como puede ser un cristal de cuarzo, sino que tienen un DCO ("digitally controlled oscillator", oscilador digitalmente controlado) que genera la frecuencia de trabajo. Este DCO es ajustado la primera vez que el transpondedor 2 entra en funcionamiento con la señal emitida desde los equipos activadores 3. El equipo receptor 7 esperará para transmitir las tramas recibidas a la unidad de control 9 en el momento en el cual no se pueden recibir respuestas de transpondedores 2, siendo éste el flanco de subida de la señal XMIT. Con lo cual se tiene un sistema de sincronización distribuido en todos los elementos del sistema y controlado desde el equipo receptor 7 que es el que genera la señal XMIT.The timing in the complete system is one of the most important aspects of proper functioning, since if not, the transmissions of the different elements interfere not being able to correctly receive the different posts. The solution adopted to synchronize all the elements It is explained below. In the system there are three elements that must be synchronized: the trigger device 3 (signals of activation at 125 Khz), transponders 2 (responses to 434.2 Mhz) and receiving equipment 7 (sent frames received to the unit control 9). Between the receiving equipment 7 and the activating equipment 3 there is a physical connection, there is a line called XMIT that responsible for synchronizing the activator 3, so that transmit a determined number of times per second your plot, 13 times per second in a preferred embodiment. This signal is as shown in figure 5. Transponders 2 for send your answer know that in a second they can answer 13 of them, since the slot system is like that. After every transmission of trigger equipment 3 a delay of X \ cdot (1/13) ms, where X is a random number between 1 and 13, being fixed with respect to activation the moment of reply. It should be noted that transponders 2 do not have a source of synchronism, such as a quartz crystal, but that have a DCO ("digitally controlled oscillator", oscillator digitally controlled) that generates the working frequency. This DCO is adjusted the first time transponder 2 enters operation with the signal emitted from the activating equipment 3. Receiving equipment 7 will wait to transmit the frames received to control unit 9 at the time when it is not can receive responses from transponders 2, this being the rising edge of the XMIT signal. With which you have a system synchronization distributed in all system elements and controlled from the receiving equipment 7 which is the one that generates the signal XMIT
Es objeto también de la presente invención el diseño del transpondedor 2 mostrado en la figura 6. Se ha conseguido un transpondedor de dimensiones reducidas y bajo consumo. En ella se muestran los componentes más importantes: el microcontrolador 21, el receptor 22 a 125 Khz y el transmisor 23 a 434,2 Mhz. Para ello se ha efectuado un proceso de selección de componentes, encaminado a los de menor consumo. También se han ido buscando encapsulados lo más pequeños posibles, todo en montaje SMD. Las baterías que se han elegido son las más finas hoy en día existentes, de tan sólo 0,4 mm de espesor y una capacidad de 25 mAh. Las de botón tiene un grosor impensable para esta aplicación, por ello se ha recurrido a unas extrafinas de dióxido de litio manganeso. Con ello, y reduciendo al máximo la trama de datos enviada por el transpondedor 2, se ha conseguido tener una transpondedor capaz de transmitir a un mínimo de 15 metros con una duración estimada de 3 años para 50 transmisiones al día. El resto de componentes (resistencias, condensadores y bobinas) van montados en encapsulados 0402. El grosor de la PCB 24 (placa de circuito impreso) es uno de los más finos existentes hoy en día. Dicha PCB 24 tiene un grosor de 0.4 mm en los puntos donde existe cobre en ambas caras. Y también muy importante en aras de buscar el menor grosor ha sido el nuevo proceso de fabricación. Los componentes de mayor grosor no van montados SMD sino embutidos en la propia PCB 24.The object of the present invention is also the transponder 2 design shown in figure 6. It has achieved a small and low transponder consumption. It shows the most important components: the microcontroller 21, receiver 22 to 125 Khz and transmitter 23 to 434.2 Mhz. For this, a selection process of components, aimed at those of lower consumption. They are also gone looking for encapsulated as small as possible, all in assembly SMD The batteries that have been chosen are the finest today existing, only 0.4 mm thick and a capacity of 25 mAh. The button has an unthinkable thickness for this application, for this has been resorted to extra-thin lithium dioxide manganese. With this, and minimizing the data frame sent by transponder 2, it has managed to have a transponder capable of transmitting at a minimum of 15 meters with a Estimated duration of 3 years for 50 transmissions per day. The rest of components (resistors, capacitors and coils) are mounted in encapsulated 0402. The thickness of PCB 24 (circuit board printed) is one of the finest existing today. Said PCB 24 It has a thickness of 0.4 mm at the points where there is copper in both faces. And also very important in order to find the smallest thickness It has been the new manufacturing process. The major components thickness are not mounted SMD but embedded in the PCB 24 itself.
Los transpondedores 2 pueden ser programados vía radio. Al igual que se le pueden enviar a los transpondedores 2 tramas o señales de activación, pueden enviarse otras tramas con una codificación tal que, interprete dichas tramas como comandos de escritura en cierta posición de la memoria del microcontrolador 21. Esto posibilita grabar nuevo código a partir de la última dirección escrita. Para permitir esto se ha de configurar el sistema en modo programación pasando a funcionar de manera diferente en cuanto a la recepción/envío de los transpondedores 2 detectados se refiere. A partir de ahora se espera a que una aplicación de gestión indique los comandos a enviar a un transpondedor 2 determinado (identificado por su identificador ID_{TR}). Estos comandos se generan a partir del nuevo código compilado que se quiere almacenar en el transpondedor 2. El transpondedor 2 captura dichos comandos y los almacena en la dirección de memoria designada para ello. Por último se cambia un registro de estado que indica que hay que seguir mirando el código nuevo a partir de dicha dirección. Desde este momento el transpondedor 2 gozará de una nueva funcionalidad implementada mediante la programación vía radio.Transponders 2 can be programmed via radio. Like they can be sent to transponders 2 frames or activation signals, other frames can be sent with an encoding such that, interpret these frames as commands of writing in a certain position of the microcontroller memory 21. This makes it possible to record new code from the last address written. To allow this, the system must be configured in mode programming going to work differently in terms of Reception / sending of transponders 2 detected refers. TO From now on, a management application is expected to indicate the commands to send to a specific transponder 2 (identified by its identifier ID_ {TR}). These commands are generated from the new compiled code that you want to store in transponder 2. Transponder 2 captures those commands and stores them in the memory address designated for it. By Lastly, a status register is changed indicating that you have to Keep looking at the new code from that address. Since this moment transponder 2 will enjoy new functionality implemented through radio programming.
En las figuras 7A, 7B, 7C, 7D se muestra el proceso de embutición de los componentes en la PCB 24. Este procedimiento se aplica solamente a aquellas partes del transpondedor 2 donde existen mayores problemas de grosor. Anteriormente se han taladrado en la PCB 24 huecos donde van alojados los componentes (microcontrolador 21, transmisor 23 y receptor 22). Se selecciona en primer lugar el componente 25 a embutir (figura 7A). Se procede a modificar el patillaje 26 de fábrica de dicho componente 25 (figura 7B) mediante conformado en la máquina de montaje. Para ello se ha desarrollado un soporte 27 dotado de un cajeado de conformación 28 sobre el cual se posiciona el componente 25. El fondo del cajeado tiene una anchura 30 ligeramente inferior a la suma 29 de las longitudes del componente 25 y patillaje 26. Se aplica una fuerza vertical sobre el componente para que el patillaje 26 quede conformado según la forma del cajeado 28 (figura 7C). Por último se coloca el componente 25 en la posición taladrada de la PCB 24.Figures 7A, 7B, 7C, 7D show the process of drawing the components in the PCB 24. This procedure applies only to those parts of the transponder 2 where there are greater thickness problems. Previously, 24 holes were drilled where they go housed the components (microcontroller 21, transmitter 23 and receiver 22). First component 25 is selected stuff (figure 7A). The modification of the pin 26 of factory of said component 25 (figure 7B) by forming in The assembly machine. To this end, a support 27 has been developed equipped with a shaping cage 28 on which it is positioned component 25. The bottom of the recess has a width 30 slightly less than the sum 29 of the component lengths 25 and pin 26. A vertical force is applied on the component so that the pin 26 is shaped according to the shape from box 28 (figure 7C). Finally, component 25 is placed in the drilled position of the PCB 24.
Claims (15)
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