ES2317187T3 - Escudo de conformacion de campo para un sistema de identificacion por radiofrecuencia (rfid). - Google Patents
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Abstract
Un sistema de identificación por radiofrecuencia (RFID) que comprende: una antena (13; 30. 60, 102, 112) que forma un campo electromagnético (82; 84, 90) que supera un valor umbral necesario para la comunicación con etiquetas RFID, en el que la antena tiene una forma substancialmente plana; y un escudo conductivo substancialmente contiguo (16; 66, 104, 114) situado alrededor de la antena y en un plano paralelo a la antena, en el que el escudo conductivo tiene una anchura que se extiende en el plano paralelo a la antena que conforma el campo electromagnético para extenderse substancialmente en una dirección perpendicular a la antena y evita que el campo electromagnético se forme substancialmente sobre el escudo conductivo de tal manera que el campo electromagnético en cualquier región más allá del escudo conductivo está por debajo del valor umbral.
Description
Escudo de conformación de campo para un sistema
de identificación por radiofrecuencia (RFID).
El invento se refiere a sistemas de
identificación por radiofrecuencia (RFID) para gestión de
artículos.
La tecnología de identificación por
radiofrecuencia (RFID) se ha vuelto ampliamente usada virtualmente
en cada industria, incluyendo el transporte, fabricación, gestión
de residuos, rastreo postal, reencuentro de equipajes en aerolíneas
y gestión de peajes en autopistas. Un sistema típico RFID incluye
una pluralidad de etiquetas RFID, al menos un sistema de detección
o lector de RFID que tiene una antena para la comunicación con las
etiquetas RFID y un dispositivo informático para controlar el lector
de RFID. El lector de RFID incluye un transmisor que puede
proporcionar energía o información a las etiquetas y un receptor
para recibir la identidad y otra información de las etiquetas. El
dispositivo informático procesa la información obtenida por el
lector de RFID.
En general, la información recibida desde una
etiqueta RFID es específica de la aplicación particular, pero a
menudo proporciona una identificación para un artículo al que está
fijada la etiqueta. Artículos de ejemplo incluyen elementos
manufacturados, libros, expedientes, animales o individuos, o
virtualmente cualquier otro artículo tangible. También se puede
proporcionar información adicional para el artículo. La etiqueta
puede ser usada durante un proceso de fabricación, por ejemplo,
para indicar el color de la pintura de un chasis de un automóvil
durante la fabricación u otra información útil.
El transmisor del lector de RFID envía señales
de RF a través de la antena para crear un campo electromagnético
que permite que las etiquetas devuelvan una señal de RF que lleva la
información. En algunas configuraciones, el transmisor inicia la
comunicación y hace uso de un amplificador para accionar la antena
con una señal de salida modulada para comunicarse con la etiqueta
de RFID. En otras configuraciones, la etiqueta RFID recibe una
señal de onda continua desde el lector de RFID e inicia la
comunicación respondiendo inmediatamente con su información.
Una etiqueta convencional puede ser una etiqueta
"activa" que incluye una fuente interna de energía o una
etiqueta "pasiva" que es excitada por el campo creado por el
lector de RFID. En cualquier caso, las etiquetas se comunican
usando un protocolo predefinido, permitiendo que el lector de RFID
reciba información desde una o más etiquetas. El dispositivo
informático sirve como sistema de gestión de información al recibir
la información desde el lector de RFID y realizar alguna acción,
tal como actualizar una base de datos. Además, el dispositivo
informático puede servir como un mecanismo para programar datos en
las etiquetas por medio del transmisor.
Antenas convencionales para lectores de RFID
tienen un solo circuito inductivo y funcionan en un intervalo de
frecuencia relativamente alto, por ejemplo de 3 megahercios (MHz) a
30 MHz. Consecuentemente, estas antenas tienden a crear campos
magnéticos que sufren de "agujeros", es decir regiones en las
que una etiqueta RFID no puede ser leída incluso aunque la etiqueta
RFID esté situada relativamente cerca de la antena. Por ejemplo,
dependiendo de la orientación y ubicación del artículo en el que
está fijado la etiqueta RFID, en algunas situaciones la etiqueta
RFID puede estar centrada por encima de una sola vuelta del circuito
inductivo de la antena durante la interrogación. En esta situación,
se puede imponer una corriente substancialmente igual en lados
opuestos de la etiqueta RFID, que lleva a un efecto de cancelación.
Como resultado, la etiqueta RFID no puede ser capaz de conseguir
comunicación RFID con el lector.
Además, antenas convencionales usadas con
lectores de RFID de escritorio tienden a crear campos magnéticos
que se extienden horizontalmente más allá de los bordes de las
antenas. Consecuentemente, artículos situados próximos a la antena,
por ejemplo cerca de la antena en el escritorio, pueden ser leídos
accidentalmente por el lector, lo que puede llevar a resultados no
deseados. Por ejemplo, libros asociados con un usuario de la
biblioteca y situados cerca de una antena en un sistema de gestión
de biblioteca pueden ser prestados accidentalmente a otro
usuario.
En general, una antena de conformación de campo
y un componente de escudo se describen de forma que conforman el
campo magnético con una configuración deseable para usar en un
sistema RFID. Más específicamente, una antena de doble circuito se
describe como en la que los circuitos están situados y separados de
una manera que reduce el tamaño de los agujeros en el campo
magnético resultante. Además, la configuración de la antena de doble
circuito descrita consigue un tamaño de campo aumentado con
relación a una antena de un solo circuito con potencia equivalente
y disminuye la capacitancia entre bobinados, aumentando por tanto el
rango de lectura total conseguido por la antena.
Además, un escudo conductivo se describe como
que refina además y conforma el campo magnético producido por la
antena. Por ejemplo, la antena puede estar colocada substancialmente
en horizontal en un escritorio o mostrador. El escudo conductivo
puede estar orientado paralelo al plano de la antena, incluyendo
estar situado en el mismo plano que la antena y generalmente
rodeando la antena para limitar la extensión a la que el campo
magnético se extiende horizontalmente más allá de los bordes de la
antena. Como resultado, se produce un campo magnético que
generalmente sobresale por encima y por debajo de la antena,
definiendo así una zona de comunicación generalmente vertical en la
que se pueden leer las etiquetas RFID.
En una realización, una antena de varios
circuitos comprende una pluralidad de circuitos conductivos para
producir un campo electromagnético para comunicación de
identificación por radiofrecuencia (RFID) con etiquetas RFID. Los
circuitos conductivos están separados al menos una distancia que es
seleccionada basándose en una dimensión de las etiquetas RFID con
las que se comunica la antena.
En otra realización, un sistema de
identificación por radiofrecuencia (RFID) comprende una etiqueta
RFID asociada con un artículo, y una antena que tiene una
pluralidad de circuitos conductivos para producir un campo
electromagnético para la comunicación con la etiqueta RFID. Los
circuitos conductivos están separados al menos una distancia que es
seleccionada basándose al menos en parte en una dimensión de las
etiquetas RFID.
En otra realización, un sistema de
identificación por radiofrecuencia (RFID) comprende una antena que
forma un campo electromagnético para la comunicación con etiquetas
RFID, en el que la antena tiene una forma substancialmente plana.
Un escudo conductivo substancialmente contiguo está situado
alrededor de la antena dentro de un plano paralelo a la antena.
Los detalles de una o más realizaciones de la
invención se explican en los dibujos que se acompañan y en la
descripción que se da a continuación. Otras características, objetos
y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la
descripción y de los dibujos y a partir de las reivindicaciones.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
ilustra un sistema RFID 2 a modo de ejemplo que incorpora las
técnicas descritas en esta memoria.
La figura 2 es un diagrama de bloques que
ilustra adicionalmente una realización de una antena del sistema
RFID de la figura 1.
La figura 3 es una vista en planta de una antena
de doble circuito a modo de ejemplo.
La figura 4 es una vista en despiece ordenado de
la antena de doble circuito de la figura 3.
La figura 5 es un diagrama esquemático que
ilustra una antena de doble circuito utilizada junto con un escudo
conductivo para refinar adicionalmente y configurar el campo
magnético resultante.
La figura 6 es un esquema en perspectiva en
vista lateral que ilustra efectos ejemplares en un campo magnético
de un campo conductivo en una antena de un solo circuito.
La figura 7 es otro esquema en perspectiva en
vista lateral que ilustra efectos de configuración de campo a modo
de ejemplo de un escudo conductivo.
La figura 8A es un esquema en perspectiva que
ilustra una vista lateral de una realización en la que un escudo
conductivo y una antena están montados por debajo de una superficie
de trabajo.
La figura 8B es un esquema en perspectiva que
ilustra una vista lateral de una realización en la que una antena
está montada en una parte rebajada de una superficie de trabajo y un
escudo conductivo está montado en una parte no rebajada de la
superficie de trabajo.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
ilustra un sistema RFID 2 a modo de ejemplo que incorpora las
técnicas descritas en esta memoria. En el ejemplo ilustrado de la
figura 1, el sistema RFID 2 es usado para rastrear libros,
documentos, expedientes u otros artículos. El sistema RFID puede,
por ejemplo, ser implementado en bibliotecas, bufetes de abogados,
agencias estatales u otras instalaciones que generen y/o almacenen
documentos y expedientes, tales como negocios, criminales y
registros médicos. Los artículos contienen etiquetas RFID que
identifican unívocamente los artículos. Además, cada etiqueta RFID
puede contener también información que describe el artículo e
información de estado que indica si la retirada del artículo está
autorizada. Las etiquetas RFID pueden estar embebidas en los
artículos de manera que las etiquetas son substancialmente
imperceptibles, reduciendo o evitando por tanto una manipulación
indebida.
En general, el sistema RFID funciona en un rango
de frecuencia del espectro electromagnético, tal como 13,56 MHz,
con una variación de frecuencia permisible de +/- 7 kHz. Sin
embargo, se pueden usar otras frecuencias para aplicaciones RFID, y
el invento no está limitado así. Por ejemplo, algunos sistemas RFID
en grandes zonas de almacenamiento, tales como almacenes, pueden
usar un sistema RFID que funcione a aproximadamente 900 MHz.
Como se ilustra en la figura 1, el sistema 2
incluye un sistema 5 de control de salida que detecta la retirada
no autorizada de artículos de una zona protegida. Por ejemplo, la
zona protegida puede ser una biblioteca y los artículos pueden ser
libros y otros artículos que generalmente son comprobados cuando se
sacan de la biblioteca y cuando se devuelven. Las técnicas también
pueden ser aplicadas a otros tipos de artículos sin apartarse del
alcance el presente invento.
El sistema 5 de control de salida incluye
entramados 9A y 9B que definen un pasillo o zona de interrogación
situado cerca de la salida de la zona protegida. Los entramados 9A y
9B incluyen antenas para interrogar a las etiquetas RFID cuando
pasan a través del pasillo para determinar si la retirada del
elemento, al que está unida la etiqueta, está autorizada. El
sistema 5 de control de salida puede utilizar al menos un lector de
RFID (no mostrado) para activar las antenas. Para detectar una
etiqueta, el lector de RF envía potencia de RF a través de las
antenas para crear un campo electromagnético en el pasillo de
interrogación. En general, los términos "campo
electromagnético" y "campo magnético" se usan de manera
intercambiable en esta memoria ya que el componente magnético se
usa para acoplarse con las etiquetas RFID.
El lector de RF recibe información desde
cualquier etiqueta presente en el pasillo de interrogación y el
sistema 5 de control de salida determina si la retirada del
artículo está autorizada. Si la retirada del artículo no está
autorizada, el sistema 5 de control de salida inicia alguna acción
de seguridad apropiada, tal como hacer sonar una alarma audible,
bloquear una puerta de salida, etc.
Además, el sistema RFID 2 incluye una zona 11 de
entrada y salida por la que una persona autorizada, por ejemplo un
usuario de la biblioteca o miembro de la plantilla, procesa
artículos para la retirada o devolución. En particular, la zona 11
de entrada/salida incluye un lector de RFID 18 para interrogar
etiquetas RFID fijadas a artículos y cambiando su estado como se
desee, por ejemplo dando entrada o dando salida a los artículos.
Además, se pueden colocar artículos en varias
zonas de almacenamiento 12, por ejemplo en un estante abierto 12A,
una cabina 12B, un separador vertical 12C de expedientes u otra
localización, como se muestra en la figura 1. Cada zona de
almacenamiento inteligente 12 incluye capacidad de interrogación de
etiquetas que permite el rastreo de artículos por toda la
instalación. En un entorno de biblioteca, por ejemplo, un libro
puede ser rastreado después de la entrada mientras está en un
estante 12A.
Las propias etiquetas RFID pueden tener
cualquier número de formas sin apartarse del alcance del presente
invento. Ejemplos de etiquetas RFID disponibles comercialmente
incluyen etiquetas RFID 3M^{TM} disponibles de la compañía 3M,
St. Paul, MN, o transpondedores RFID "Tag-it"
disponibles de Texas Instruments, Dallas, TX. Una etiqueta RFID
incluye típicamente un circuito integrado está conectado
funcionalmente a una antena que recibe energía de RF desde una
fuente y también energía de RF de retrodispersión de una manera bien
conocida en la técnica. La etiqueta RFID modula la energía de RF
proporcionando una señal retrodispersada para comunicar información
respecto la etiqueta RFID y su artículo asociado.
Un sistema 14 de gestión de artículos
proporciona una base de datos centralizada de la información de
etiqueta para cada artículo en las instalaciones. El sistema 14 de
gestión de artículos puede estar en red o estar acoplado de otra
forma a uno o más ordenadores de manera que individuos, tales como
un bibliotecario, en varias ubicaciones, puedan acceder a datos
relativos a esos artículos. Por ejemplo, un usuario puede requerir
la ubicación y estado de un artículo particular, tal como un libro.
El sistema 14 de gestión de artículos puede obtener la información
de artículo de una base de datos e informar al usuario de la última
ubicación en la que estaba situado el artículo en una de las zonas
inteligentes de almacenamiento. Opcionalmente, el sistema 14 de
gestión de artículos puede volver a sondear o volver a adquirir de
otra manera la ubicación actual de un artículo para verificar que
el artículo está en la ubicación indicada en la base de datos.
Como se describe con más detalle más adelante,
el sistema RFID 2 incorpora las técnicas descritas en esta memoria.
La zona 11 de entrada/salida y el lector de RFID 18, por ejemplo,
pueden incorporar una antena 13 de doble circuito para conformación
de campo y un escudo conductivo 16 que produce un campo magnético
con una configuración deseable. Por ejemplo, el lector de RFID 18
puede incorporar una antena 13 de doble circuito descrita en esta
memoria en la que los circuitos están situados y separados de una
manera que reduce el tamaño de los agujeros en el campo magnético
resultante. Además, la configuración de la antena descrita 13 de
doble circuito consigue un tamaño de campo aumentado con relación a
una antena de un solo circuito con potencia equivalente y disminuye
la capacitancia entre bobinados, aumentando por tanto el rango de
lectura total conseguido por el lector de RFID.18
Además, la zona 11 de entrada/salida puede
utilizar un escudo conductivo 16 para refinar adicionalmente la
forma del campo magnético producido por la antena 13. Por ejemplo,
como se ilustra, la antena 13 puede estar montada substancialmente
horizontal sobre, dentro o por debajo de un escritorio 15. El escudo
conductivo 16 puede estar situado en el plano y generalmente
rodeando a la antena 13 para evitar que el campo electromagnético
se extienda horizontalmente más allá de los bordes de la antena.
Como resultado, se produce un campo electromagnético que
generalmente sobresale por encima y por debajo de la antena 13,
definiendo así una zona de comunicación generalmente vertical en la
que se pueden leer las etiquetas RFID. El escudo conductivo 16 puede
estar montado en el escritorio 15, o por debajo o dentro del
escritorio fuera de la vista del personal y los usuarios de la
biblioteca. El escudo conductivo 16 no necesita necesariamente estar
conectado eléctricamente a tierra para conformar el campo magnético
como se describe en esta memoria.
La figura 2 es un diagrama de bloques que
ilustra adicionalmente la antena 13. Como se ilustra, la antena 13
incluye generalmente doble circuito 20 que, como se describe con más
detalle más adelante, están situados y separados de una manera que
reduce el tamaño de los agujeros dentro del campo magnético
resultante y consigue una fuerza y tamaño de campo aumentados.
Aunque se ha descrito genéricamente como teniendo dos circuitos, la
antena 13 puede tener circuitos adicionales que están separados
basados en el tamaño deseado de la zona de comunicación de
etiquetas además de las dimensiones de las etiquetas
individuales.
El circuito de sintonización 22 sintoniza
circuitos duales 20 a una frecuencia resonante y proporciona
emparejamiento de impedancia y conversión de señal entre la
estructura del circuito y el cable 26, que puede ser un cable
coaxial. El lector 18 está acoplado al circuito de sintonización 22
por medio del cable 26 y utiliza la antena 13 tanto para transmitir
RFID como para recibir operaciones. Consecuentemente, el lector 18
puede incluir un acoplador direccional para interpretar la señal
devuelta desde el circuito de sintonización 22.
La figura 3 es una vista en planta de una antena
de doble circuito a modo de ejemplo 30. En una realización a modo
de ejemplo, la antena 30 de doble circuito incluye un circuito
interno 32 y un circuito externo 34 que residen en capas paralelas
de una placa de circuito impreso. En otra realización, el circuito
interno 32 y el circuito externo 34 residen en una relación
coplanar.
Debido a la configuración de la antena 30 de
doble circuito, la corriente (I) desde el lector 18 (Figuras 1, 2)
fluye a través de cada borde conductivo de los circuitos 32, 34 en
el mismo sentido. Como resultado, los campos electromagnéticos
creados por los bordes conductivos paralelos de los circuitos 32, 34
son aditivos por naturaleza y consiguen un campo resultante que
tiene un tamaño de campo aumentado con relación a una antena de un
solo circuito con potencia equivalente.
Además, el circuito interno 32 y el circuito
externo 34 están situados y separados para reducir el número y/o
tamaño de cualquier agujero potencial en el campo magnético
resultante. Por ejemplo, a diferencia de antenas convencionales de
un solo circuito, el lector 18 puede ser capaz de conseguir
comunicación exitosa con una etiqueta RFID situada directamente por
encima de un borde conductivo de la antena. Más específicamente, en
esta situación una antena RFID convencional de un solo circuito
puede producir corriente substancialmente igual en lados opuestos
de la etiqueta RFID, lo que lleva a un efecto de cancelación. Por el
contrario, una etiqueta RFID centrada por encima de un borde del
circuito externo 34, por ejemplo, conseguirá una corriente
aumentada en el lado interno de la etiqueta RFID debido al circuito
interno 32. Similarmente, una etiqueta RFID centrada por encima de
un borde del circuito interno 32, por ejemplo, conseguirá una
corriente aumentada en el lado externo de la etiqueta RFID debido
al circuito externo 34. En cualquier caso, la corriente aumentada
consigue una energía aumentada en la etiqueta RFID, lo que permite
que la etiqueta RFID se comunique exitosamente con el lector RFID
18. De esta manera, la configuración descrita de antena 30 de doble
circuito puede reducir el número y/o tamaño de cualquier agujero en
el campo magnético resultante.
En una realización, el circuito interno 32 y el
circuito externo 34 pueden ser colocados separados al menos una
distancia D, donde D es seleccionada basándose en una dimensión de
una etiqueta RFID para usar en el sistema. Por ejemplo, tamaños de
muchas etiquetas RFID convencionales de 13,56 MHz están comprendidos
en dimensión desde 1,27 cm x 2,54 cm (0,5'' x 1'') a 5,08 cm x 7,62
cm (2'' x 3''). Por tanto, en una realización D puede ser
seleccionada para exceder una dimensión máxima de la etiqueta RFID
para asegurar que ninguna etiqueta RFID puede ser colocada a través
del circuito interno 32 y del circuito externo 34, lo que puede ser
ventajoso para aumentar la capacidad del lector 18 para conseguir
una comunicación exitosa con las etiquetas sin importar la
ubicación de la etiqueta. Consecuentemente, en una realización
D \geq 2,54 cm. En otra realización, D \geq 5,08
cm.
Aunque se ilustran con fines de ejemplo con
respecto a circuitos dobles generalmente rectangulares, se pueden
usar fácilmente otras formas de circuitos, tales como redondos,
ovalados u otras configuraciones geométricas.
La figura 4 es una vista en despiece ordenado de
la antena 30 de la figura 3. Como se ha descrito antes, la antena
30 comprende una primera capa 40 que contiene un circuito interno 32
y una segunda capa 42 que contiene el circuito externo 34. Las
capas 40, 42 pueden, por ejemplo, ser capas apiladas una encima de
otra para formar una placa de circuito impreso de varias capas.
La figura 5 es un diagrama esquemático que
ilustra una antena 60 de doble circuito utilizada junto con un
escudo conductivo 66 para conformar y refinar adicionalmente el
campo magnético resultante. Aunque se ilustra con fines de ejemplo
con relación a una antena de circuito doble, el escudo conductivo 66
puede ser usado con otras formas de antenas, tales como antenas de
un solo circuito o de múltiples circuitos de configuraciones
cuadradas redondas u otras.
El escudo conductivo 66 puede ser visto como
cuatro regiones conductivas planas 65A-65D que
forman un escudo conductivo casi contiguo que tiene una región
interna 61 sin proteger alrededor de la antena 60. El escudo
conductivo 66 evita el paso de un campo electromagnético, limitando
por tanto el campo magnético creado por la antena 60 a la región
interna. En otras palabras, el campo magnético creado por la antena
60 se extiende verticalmente (por ejemplo, hacia dentro y hacia
fuera de la figura 6) dentro de la región interna 61, pero se evita
que se forme substancialmente sobre el escudo conductivo 66 debido a
la naturaleza conductiva del escudo conductivo.
El escudo conductivo 66 incluye una zona de
desconexión 63 que evita que un circuito cerrado se forme alrededor
de la antena 60, evitando por tanto que se forme dentro del escudo
conductivo. En general, la zona de desconexión 63 puede tener un
hueco de una distancia mínima D4 suficiente para crear una
desconexión eléctrica dentro del escudo conductivo 66 y no reducir
substancialmente el efecto del escudo del escudo conductivo. Por
ejemplo, el escudo conductivo 66 puede ser cobre convencional u
otro escudo conductivo, y la distancia D4 no necesita ser más de
unos pocos milímetros.
En general, el escudo conductivo 66 está situado
a una distancia D3 desde circuito externo 64 y la distancia D3
define por lo tanto las regiones más externas de la zona de
comunicación de la etiqueta creada por la antena 60. En otras
palabras, D3 define los límites más externos de la región interna 61
sin escudo en la que las etiquetas pueden ser leídas cuando la
antena 60 es activada con suficiente potencia para generar un campo
magnético que tiene suficiente fuerza para conseguir comunicación
exitosa por toda la región interna.
Cada una de las regiones conductivas
65A-65D tiene una anchura de D5, que generalmente es
determinada basándose en la fuerza del campo magnético formado por
la antena 60. Por ejemplo, la anchura D5 de cada una de las regiones
conductivas 65A-65D debe ser suficiente para que la
fuerza del campo en cualquier región más allá, es decir fuera, del
campo conductivo 66 esté por debajo de un valor umbral necesario
para la comunicación RFID. De esta manera, el escudo conductivo 66
evita substancialmente la comunicación RFID en zonas por encima del
escudo conductivo 66 hasta que el propio campo ha alcanzado una
fuerza de campo reducida insuficiente para la comunicación RFID,
que puede ser en cualquier punto entre los borde internos y los
bordes externos de las regiones conductivas 65. Consecuentemente,
D5 puede ser vista como una anchura mínima de regiones conductivas
65, y las regiones conductivas pueden tener anchuras mayores. Por
ejemplo, las regiones conductivas 65 pueden ser extendidas más allá
de la distancia D5 por otras razones, por ejemplo, simplicidad de
fabricación. Además de esto, las regiones conductivas 65 no
necesitan ser de anchuras uniformes, pero en cambio cada una debe
exceder preferiblemente la distancia mínima D5.
La figura 6 es un esquema en perspectiva en
vista lateral que ilustra los efectos en un campo magnético de un
escudo conductivo para el que se representan una parte izquierda 70
y una parte derecha 72. Por simplicidad, en la figura 6 se ilustra
una antena de un solo circuito por los trazos conductivos 74 y 76.
Debe darse cuenta que con respecto a los efectos de un escudo
conductivo, una antena de doble circuito debe ser vista lógicamente
como una antena de un solo circuito que tiene un radio igual a una
media entre los radios asociados con los circuitos dobles.
Como se ilustra en la figura 6, la corriente I
en los trazos conductivos 74 y 76 crean campos magnéticos
respectivos 82 y 84. Notablemente, los campos magnéticos 82, 84 se
extenderán a regiones 78, 80, respectivamente, pero por los efectos
de escudo de la parte izquierda 70 y la parte derecha 72,
respectivamente. Por tanto, debe darse cuenta que situando la parte
izquierda 70 y la parte derecha 72 más cerca de los trazos
conductivos 74 y 76 se limitará adicionalmente la extensión externa
a la que es forma el campo magnético resultante. Además, situar la
parte izquierda 70 y la parte derecha 72 más cerca de los trazos
conductivos 74 y 76 limitará además la extensión a la que los
campos 82, 84 se extienden hacia dentro del trazo conductivo
opuesto. La zona total de comunicación para esta antena de un solo
circuito es la suma aproximada de los campos magnéticos 82 y 84.
Por esta razón, D3 (figura 5) es seleccionada
para exceder una distancia mínima necesaria para que los campos
magnéticos 82, 84 (figura 6) se solapen para asegurar que se
consigue una fuerza de campo dentro de los circuitos suficiente
para la comunicación RFID.
En una realización, por ejemplo, D3 es
seleccionada a aproximadamente igual a la media de D1 y D2 como
sigue:
1D3 \geq (D1 +
D2) /
2.
Además, D2 es seleccionada aproximadamente igual
a 1,5*D1. Por ejemplo, D1, D2 y D3 puede ser igual a 5,08 cm (2''),
8,89 cm (3,5'') y 6,98 cm (2,75'') respectivamente. Esta selección
particular de la distancia D3 permite que el campo magnético
resultante creado por el circuito interno 62 y el circuito externo
64 (figura 6) se extiendan desde estos circuitos tanto en sentido
hacia dentro como hacia fuera para cubrir por completo la antena 60
con suficiente fuerza para conseguir comunicación RFID.
La figura 7 es otro esquema en perspectiva en
vista lateral que ilustra los efectos de configuración de campo de
un escudo conductivo. En particular la figura 7 ilustra un campo
electromagnético resultante 90 producido por la antena 94 y
conformado por un escudo conductivo, del que se representan una
parte izquierda 92A y una parte derecha 92B. Como se ilustra, el
escudo conductivo limita la extensión a la que el campo
electromagnético 90 se extiende hacia fuera desde la antena 94,
evitando por tanto la lectura involuntaria de etiquetas RFID
situadas más allá de los bordes horizontales de una zona de
comunicación definida.
La figura 8A es un esquema en perspectiva que
ilustra una vista lateral de una realización de una zona 100 de
entrada/salida en la que una antena 102 y un escudo conductivo 104
están montados por debajo de una superficie 106. En este ejemplo,
la antena 102 y el escudo conductivo 104 crean una zona 107 de
comunicación con etiquetas RFID por encima de la superficie 106. La
superficie 106 puede incluir indicadores visuales que identifican
los bordes de la zona de comunicación. De esta manera, el escudo
conductivo 104 evita la lectura involuntaria de etiquetas RFID en
las zonas 108 más allá de la zona de comunicación definida 107.
La figura 8B es un esquema en perspectiva de una
vista lateral de otra realización de una zona 110 de entrada/salida.
En este ejemplo, el escritorio 116 forma un rebaje 120, por debajo
del cual está montada la antena 112. El escudo conductivo 114 está
montado para rodear a la antena 112, en la parte no rebajada del
escritorio 116. En este ejemplo, la antena 112 y el escudo
conductivo 114 crean una zona 117 de comunicación de etiquetas RFID
y el escudo conductivo evita la lectura involuntaria de etiquetas
RFID en zonas 118 más allá de la zona de comunicación definida. En
otra realización, el escritorio 116 no forma el rebaje 120 y la
antena 112 está montada por debajo del escritorio.
Claims (15)
-
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1. Un sistema de identificación por radiofrecuencia (RFID) que comprende:una antena (13; 30. 60, 102, 112) que forma un campo electromagnético (82; 84, 90) que supera un valor umbral necesario para la comunicación con etiquetas RFID, en el que la antena tiene una forma substancialmente plana; yun escudo conductivo substancialmente contiguo (16; 66, 104, 114) situado alrededor de la antena y en un plano paralelo a la antena, en el que el escudo conductivo tiene una anchura que se extiende en el plano paralelo a la antena que conforma el campo electromagnético para extenderse substancialmente en una dirección perpendicular a la antena y evita que el campo electromagnético se forme substancialmente sobre el escudo conductivo de tal manera que el campo electromagnético en cualquier región más allá del escudo conductivo está por debajo del valor umbral. - 2. El sistema RFID de la reivindicación 1, en el que el escudo conductivo comprende regiones conductivas planas (65A; 65B; 65C; 65D; 70, 72, 92A; 92B) orientadas para formar una región interna (61) sin escudo, y en la que además la antena está dispuesta dentro de la región interna sin escudo y paralela a las regiones conductivas planas.
- 3. El sistema de RFID de la reivindicación 2, en el que las regiones conductivas definen al menos una zona de desconexión (63) que evita que el escudo conductivo forme un circuito conductivo cerrado alrededor de la antena.
- 4. El sistema de RFID de la reivindicación 2, en el que la antena comprende uno o más circuitos conductivos (32; 34, 62, 64), que incluye un circuito externo (34; 64), y las regiones conductivas del escudo conductivo están situadas al menos una distancia D (D3) desde un circuito externo de la antena que es seleccionado basándose en un radio (D2) del circuito externo.
- 5. El sistema de RFID de la reivindicación 2, en el que la antena tiene un primer circuito conductivo (32; 62) que tiene un radio D1 y un segundo circuito conductivo concéntrico (34; 64) que tiene un radio D2, y las regiones conductivas del escudo conductivo están situadas al menos una distancia D3 desde un circuito externo, y en el que D3 es seleccionado como aproximadamente la media de D1 y D2.
- 6. El sistema de RFID de la reivindicación 2, en el que cada una de las regiones conductivas tienen anchuras respectivas que se extienden hacia fuera desde la antena, y además en la que cada una de las anchuras es seleccionada basándose al menos en parte del valor umbral del campo magnético necesario para la comunicación RFID entre la antena y las etiquetas RFID.
- 7. El sistema de RFID de la reivindicación 6, en el que cada una de las anchuras son seleccionadas para extenderse suficientemente en direcciones paralelas y hacia fuera desde la antena para evitar que el campo electromagnético se forme en o por encima de las regiones conductivas hasta que la fuerza del campo electromagnético se reduce por debajo del valor umbral.
- 8. El sistema de RFID de la reivindicación 1, en el que la antena y el escudo conductivo están montados en una superficie de trabajo (106; 116) de una zona RFID de entrada/salida (11; 100, 110).
- 9. El sistema de RFID de la reivindicación 8, en el que la superficie de trabajo tiene una zona rebajada (120) y una zona no rebajada (116), y además en el que la antena está montada en la zona rebajada de la superficie de trabajo y el campo conductivo está montado en la zona no rebajada.
- 10. El sistema de RFID de la reivindicación 1, en el que el campo conductivo y la antena son coplanares.
- 11. El sistema de RFID de la reivindicación 1, en el que la antena y el escudo conductivo están situados en dos planos paralelos diferentes;
- 12. El sistema de RFID 1, que comprende además:un dispositivo de interrogación RFID (18) acoplado a la antena, en el que el dispositivo de interrogación interroga a las etiquetas RFID para obtener información con relación a artículos asociados; yun dispositivo informático (14) para procesar la información obtenida del dispositivo de interrogación RFID.
- 13. El sistema de RFID de la reivindicación 1, en el que la antena comprende una pluralidad de circuitos conductivos (20; 32, 34, 62, 64) para producir el campo electromagnético y en el que los circuitos electromagnéticos están separados al menos una distancia D que está seleccionada basándose en una dimensión de las etiquetas RFID con las que se comunica la antena.
- 14. El sistema de RFID de la reivindicación 13, en el que la distancia D está seleccionada para superar una dimensión máxima de las etiquetas RFID.
- 15. El sistema de RFID de la reivindicación 13, en el las etiquetas RFID tienen una dimensión de longitud M, y la distancia D entre cada una de la pluralidad de circuitos conductivos está seleccionada de tal manera que D \geq M.
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