ES2324639T3 - Metodo de lectura de transpondedores multiples en un sistema rfid. - Google Patents
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Abstract
Método para controlar acciones de etiquetas de identificación por radiofrecuencia <RFID>, incluyendo cada etiqueta un número de identificación exclusivo, comprendiendo el método: a) enviar una solicitud de lectura de etiqueta desde un lector de etiquetas interrogador, y b) recibir señales de respuesta de etiqueta desde etiquetas dentro de una zona de interrogación del lector de etiquetas, incluyendo las señales de respuesta de etiqueta los números de identificación de etiqueta, caracterizado porque c) se envía un primer o segundo código de orden desde el lector de etiquetas interrogador hacia cada una de las etiquetas que respondieron a la solicitud de lectura, provocando el primer código de orden que una etiqueta realice transacciones de lectura o escritura, y provocando el segundo código de orden que una etiqueta entre en un modo inactivo, estando dirigido individualmente cada código de orden a una de las etiquetas respondedoras, calculándose el primer y segundo códigos de orden a partir de un número de ciclo de transmisión de las etiquetas y solamente una parte del número de identificación de las etiquetas.
Description
Método de lectura de transpondedores múltiples
en un sistema RFID.
La presente invención se refiere a un método
para controlar acciones de etiquetas de identificación por
radiofrecuencia (RFID), incluyendo cada etiqueta un número de
identificación exclusivo, en el que se envía una solicitud de
lectura de etiqueta desde un lector de etiquetas interrogador y se
reciben señales de respuesta de etiqueta desde etiquetas dentro de
una zona de interrogación del lector de etiquetas, incluyendo las
señales de respuesta de etiqueta los números de identificación de
las etiquetas.
Los sistemas de identificación por
radiofrecuencia (RFID) se usan para detectar y evitar mermas de
inventarios y para realizar funciones de gestión de inventarios en
una variedad de establecimientos minoristas, cadenas de venta de
ropa y grandes superficies, supermercados, bibliotecas, videoclubs,
y similares. En general, dichos sistemas usan una etiqueta
inteligente que está afianzada o asociada a un artículo (o su
envase), típicamente un artículo que está fácilmente accesible para
potenciales clientes o usuarios de las instalaciones. Al proceso en
el que las etiquetas inteligentes se afianzan o asocian a un
artículo (o su envase) se le hace referencia frecuentemente como
"etiquetado" del artículo. En general, dichos sistemas RFID se
utilizan para detectar la presencia (o la ausencia) de una etiqueta
inteligente exclusiva y, por lo tanto, un artículo protegido dentro
de un área de seguridad o zona de detección vigilada, a la que se
hace referencia también en la presente memoria como "zona de
interrogación". La zona de detección está situada en o en torno a
una salida o entrada a la instalación o una parte de la
instalación, en el punto de venta, o en las proximidades de un
interrogador portátil, de mano.
Un tipo de sistema RFID que ha obtenido una
popularidad generalizada usa una etiqueta inteligente que incluye
un circuito resonante pasivo, autónomo, en forma de un circuito
impreso en general plano, pequeño, que presenta una resonancia a
una frecuencia de detección predeterminada dentro de un intervalo de
frecuencias de detección. Un transmisor, que está sintonizado
también con la frecuencia de detección, transmite energía
electromagnética o una señal de interrogación hacia la zona de
detección. Un receptor, sintonizado con la frecuencia de detección,
detecta perturbaciones de amplitud en el campo electromagnético que
son comunicadas por la etiqueta inteligente. Cuando un artículo que
tiene una etiqueta inteligente fijada se mueve hacia o pasa a través
de la zona de detección, la etiqueta inteligente queda expuesta a
la energía transmitida. Es decir, se interroga a la etiqueta
inteligente. La detección de dicha señal de salida por el receptor
indica la presencia de un artículo con una etiqueta inteligente
dentro de la zona de detección y el receptor activa una alarma para
avisar al personal de seguridad apropiado u otro.
Uno de los sistemas RFID bien conocido tiene una
frecuencia de transmisión y detección en la banda de la
radiofrecuencia. A las etiquetas inteligentes usadas con estos
sistemas se les hace referencia como etiquetas RF o etiquetas
inteligentes RF. Las etiquetas RF asociadas a cada artículo pueden
ser idénticas de manera que todos los artículos que tienen una
etiqueta inteligente, con independencia del tamaño o el valor del
artículo, devuelven una señal idéntica al receptor.
Alternativamente, las etiquetas RF pueden ser etiquetas inteligentes
resonantes pasivas que devuelven códigos de identificación
exclusivos. Los documentos US-A-5
446 447, US-A-5 430 441, y
US-A-5 347 263 dan a conocer tres
ejemplos de dichas etiquetas inteligentes. Estas etiquetas
inteligentes incluyen típicamente un circuito integrado para
generar un código de identificación exclusivo. Dichas etiquetas
"inteligentes" proporcionan información adicional sobre el
artículo detectado en la zona del interrogador. Estas etiquetas
inteligentes típicamente responden a, y transmiten señales, en la
banda de la radiofrecuencia, y son conocidas en la técnica como
"etiquetas de identificación por radiofrecuencia (REM)" o
"etiquetas inteligentes". Las etiquetas RFID se usan en
sistemas RFID. Las etiquetas inteligentes también pueden presentar
una resonancia en bandas de frecuencias que no sean RF, y se les
puede hacer referencia genéricamente como "marcadores EAS".
El documento
US-A-5 541 928 da a conocer un
sistema de comunicaciones que incluye una estación anfitriona y una
pluralidad de subestaciones. La estación anfitriona transmite y
recibe datos hacia y desde las subestaciones y procesa los datos.
Cuando una subestación recibe una orden piloto desde la estación
anfitriona, selecciona un intervalo de tiempo proporcionado en la
planificación de funcionamiento de la estación anfitriona basándose
en información de los dígitos del código ID exclusivo de la
subestación y transmite una señal de respuesta en ese intervalo de
tiempo hacia la estación anfitriona. Si la respuesta entra en
conflicto con la respuesta de otra subestación, se selecciona
información basándose en un dígito diferente del código ID.
El documento
US-A-5 621 735 da a conocer un
método adaptable de un protocolo de comunicaciones de multiplexado
por división en el tiempo para recoger datos de sensores remotos
equipados con transceptores RF usando una unidad móvil de recogida
de datos equipada con un transceptor RF. Todos los sensores remotos
que detectan una señal RF transmitida por la unidad móvil están a
la escucha de un mensaje de la unidad móvil solicitando la
transmisión de su ID. Cada sensor remoto selecciona aleatoriamente
un intervalo de tiempo y transmite su ID a la unidad móvil. El
documento US-A-5 856 788 da a
conocer un método para leer la información de una etiqueta RFID y
desactivar otras etiquetas dentro de una pluralidad de etiquetas
RFID por interrogación a nivel de bit del número de identificación.
Un lector interroga sucesivamente a cada bit individual del número
de identificación comenzando o bien desde el bit menos
significativo o bien desde el más significativo. Se interroga un
primer bit en el número de identificación de todas las etiquetas en
el campo. Si cualquier etiqueta responde que el bit es el valor
preseleccionado, entonces ese número se introduce en un registro ID
en un lector. Ninguna de las etiquetas en las que exista un valor
diferente en esa posición de bit responde a la interrogación y las
mismas son desactivadas. Este proceso continúa hasta que solamente
una etiqueta permanece activada y se ha interrogado a cada bit de
esa etiqueta. A continuación, la rutina se vuelve a ejecutar hasta
que se han leído todas las etiquetas.
Se ha demostrado que los sistemas RFID
existentes del tipo antes descrito y de otros tipos resultan
eficaces para evitar el robo o la extracción no autorizada de
artículos.
Uno de los problemas al intentar leer múltiples
etiquetas RFID dentro de una zona de interrogación de un lector es
que el lector o interrogador podría activar más de una etiqueta
aproximadamente al mismo tiempo, de tal manera que dos o más
etiquetas pueden transmitir su información de identificación al
lector aproximadamente al mismo tiempo, provocando de este modo una
colisión de la información, lo cual altera la información y evita
que el lector obtenga la información deseada. Para superar dichas
colisiones de datos, algunos interrogadores incluyen unos medios
para controlar la transmisión de datos desde etiquetas individuales,
por ejemplo, apagando etiquetas individuales durante periodos de
tiempo predeterminados después de que se transmita una señal de
respuesta. Otros sistemas incluyen etiquetas que incluyen
circuitería para detectar la transmisión simultánea de datos por
múltiples etiquetas. Al producirse la detección de dichas
transmisiones simultáneas, las etiquetas abortan sus transmisiones
y esperan durante un tiempo señalado antes de volver a transmitir,
habitualmente durante un periodo de tiempo que es fijado por un
número aleatorio. No obstante, este método requiere que las
etiquetas incluyan una circuitería de detección de colisiones y un
generador de números aleatorios, aumentando excesivamente ambos
elementos el coste del chip de la etiqueta y la etiqueta, y
consumiendo energía adicional lo cual deteriora la gama de
lectura.
Por consiguiente, existe una necesidad de un
método para detectar la transmisión sustancialmente simultánea de
datos por múltiples etiquetas a la misma frecuencia, situadas dentro
de una zona de interrogación, y compensar dichas múltiples
transmisiones con el fin de leer de forma precisa los datos
transmitidos por cada etiqueta.
La presente invención satisface esta necesidad
al proporcionar un método para controlar acciones de etiquetas
RFID, en el que se envía un primer o segundo código de orden desde
el lector de etiquetas interrogador a cada una de las etiquetas que
respondieron a la solicitud de lectura, provocando el primer código
de orden que una etiqueta realice transacciones de lectura o
escritura, y provocando el segundo código de orden que una etiqueta
entre en un modo inactivo, estando dirigido individualmente cada
código de orden a una de las etiquetas respondedoras, en el que el
primer y segundo códigos de órdenes se calculan a partir de un
número de ciclo de transmisión de las etiquetas y solamente una
parte del número de identificación de la etiqueta.
Un proceso de arbitraje identifica y direcciona
etiquetas individuales en un entorno de múltiples etiquetas. Una
vez que una etiqueta ha sido identificada mediante su número de
serie exclusivo, el proceso permite que transpondedores
individuales o bien queden destinados para operaciones de lectura o
escritura, o bien se dividan en subgrupos más pequeños con
propiedades relacionadas, o bien se sitúen en un estado inactivo o
suspendido.
A continuación, se proporciona una visión
general de algunas otras características útiles.
- (1)
- El proceso proporciona una lectura rápida de datos críticos usando una secuencia de órdenes especial que minimiza la tara de comunicaciones. Esta secuencia de órdenes, denominada "solicitud de lectura rápida", permite una personalización de aplicaciones individuales, en la que los parámetros anticolisión se pueden adaptar por (i) el número de intervalos de tiempo para las comunicaciones del transpondedor, (ii) el número de transmisiones que tiene permiso para emitir un transpondedor individual, y (iii) la velocidad de datos con la que el lector se comunica con el transpondedor. (En la forma de realización dada a conocer de la presente invención la velocidad de datos del transpondedor es fija).
- (2)
- Los transpondedores se pueden excluir de forma selectiva del modo de lectura rápida, con lo que los transpondedores no responderán a una solicitud de lectura rápida. Este modo se puede usar en aplicaciones antirrobo, minoristas, en las que un producto etiquetado con un transpondedor RFID por el que se ha pagado en el punto de venta no responderá a la solicitud del lector de salida en relación con la identificación del artículo, permitiendo de este modo que el sistema RFID detecte solamente artículos robados. Para comunicarse con transpondedores que están excluidos del modo de lectura rápida, se implementa un método de reactivación con una orden de elusión de lectura rápida que permite que los transpondedores hagan que se reactive la característica de respuesta de lectura rápida.
- (3)
- El arbitraje de los transpondedores se puede producir en entornos con una alta densidad de etiquetas retirando selectivamente de forma aproximada la mitad de los transpondedores del entorno al situarlos en modo inactivo, e introduciendo una aleatorización adicional en la asignación de un intervalo de tiempo de animación (wake-up) mediante la realización de una rotación de bits en la ID del transpondedor.
El sumario anterior, así como la siguiente
descripción detallada de formas de realización preferidas de la
invención, se entenderán mejor cuando se lean conjuntamente con los
dibujos adjuntos. Con el fin de ilustrar la invención, en los
dibujos se muestran formas de realización que son actualmente
preferidas. No obstante, debería entenderse que la invención no se
limita a las disposiciones e instrumentalidades precisas mostradas.
En los dibujos:
las Figs. 1a a 1d, consideradas conjuntamente,
muestran un diagrama de flujo de datos detallado del protocolo
anticolisión según una forma de realización preferida de la presente
invención;
la Fig. 2 muestra un periodo de transmisión para
una etiqueta usada en el protocolo de las Figs. 1a a 1d, así como
un ejemplo de intervalos de animación para dos etiquetas;
las Figs. 3A y 3B muestran la temporización de
secuencias de solicitudes de lectura rápida para un lector de
etiquetas;
la Fig. 3C muestra la temporización de
secuencias de elusión de lectura rápida para un lector de etiquetas;
la Fig. 4 muestra la ecuación para calcular Códigos Coincidentes
usados en el diagrama de flujo de las Figs. 1a a 1d;
la Fig. 5 muestra un ejemplo del Código
Coincidente para cada ciclo de transmisión para una ID de etiqueta
específica;
la Fig. 6 muestra la ecuación para calcular un
Código de Reconocimiento de etiqueta, que se envía en respuesta a
una solicitud de lectura rápida;
la Fig. 7 muestra la ecuación para calcular
intervalos de tiempo de animación de etiquetas; y
la Fig. 8 muestra un ejemplo de los tiempos de
suspensión y los intervalos de tiempo de animación para cada ciclo
de transmisión para una ID de etiqueta específica.
\vskip1.000000\baselineskip
Cierta terminología se utiliza en la presente
memoria únicamente por comodidad y no debe considerarse a título
limitativo de la presente invención. En los dibujos, se utilizan las
mismas referencias numéricas para designar los mismos elementos
durante todas las diversas figuras.
Las Figs. 1a a 1d consideradas conjuntamente,
muestran un diagrama de flujo de datos detallado del protocolo
anticolisión según una forma de realización preferida de la presente
invención. El protocolo tiene cinco partes principales, que
incluyen reactivación, selección, desactivación, detección y
procesado. Los detalles específicos de cada parte se explican por
sí mismos, y por lo tanto no se describen de forma más detallada en
la presente memoria. La descripción posterior también explica
adicionalmente las partes individuales.
En la presente invención, etiquetas responden a
una solicitud de lectura de etiqueta proveniente de un lector de
etiquetas. Haciendo referencia a la Fig. 2, el tiempo total de una
respuesta de etiqueta es un periodo de transmisión de etiqueta.
Cada periodo de transmisión tiene una pluralidad de ciclos de
transmisión de etiqueta consecutivos, incluyendo cada ciclo de
transmisión una pluralidad de intervalos de tiempo discretos de
animación. En el ejemplo de la Fig. 2, que tiene únicamente fines
ilustrativos, hay cuatro ciclos de transmisión en el periodo de
transmisión, y cada ciclo de transmisión tiene dieciséis intervalos
de tiempo de animación potenciales.
Cada etiqueta se asigna a un intervalo de tiempo
de animación. Se producen colisiones siempre que dos etiquetas
tienen el mismo intervalo de tiempo de animación. En la presente
invención, el diferente agrupamiento de bits consecutivos de la ID
de la etiqueta y el ciclo de transmisión determinan el intervalo de
animación. Más particularmente, el diferente agrupamiento de bits
consecutivos progresa secuencialmente a través de los bits de los
números de identificación de las etiquetas a modo de ventana
deslizante. En la Fig. 2 se ilustra un ejemplo de este esquema. La
etiqueta 1 tiene una ID de 1544 (convertida a partir de una cadena
binaria), y la etiqueta 2 tiene una ID de 1784. Durante el primer
ciclo de transmisión, la ventana de bits abarca los cuatro bits
menos significativos que tienen un equivalente decimal entre 1 y
15. El equivalente decimal de la ventana de bits determina el
intervalo de tiempo de animación para el primer ciclo de
transmisión. De este modo, a la etiqueta 1 se le asigna un
intervalo de tiempo de animación en 4 ms y a la etiqueta 2 se le
asigna también un intervalo de tiempo de animación en 4 ms. Las
etiquetas 1 y 2 probablemente colisionarán, dando como resultado un
fallo de comunicación potencial entre el lector de etiquetas y una
o ambas etiquetas. No obstante, durante el segundo ciclo de
transmisión, la ventana se desplaza cuatro dígitos binarios hacia la
izquierda. A la etiqueta 1 se le asigna nuevamente un intervalo de
tiempo de animación en 4 ms, aunque a la etiqueta 2 se le asigna
ahora un intervalo de tiempo de animación en 12 ms. No deberían
producirse colisiones entre las etiquetas 1 y 2 durante el segundo
ciclo de transmisión. El proceso se repite para ciclos de
transmisión subsiguientes. Son posibles muchas variaciones sobre el
concepto de ventana deslizante. Por ejemplo, los bits se pueden
desplazar un bit cada vez o pueden saltarse bits para crear
ventanas nuevas, en lugar de desplazarse a bits consecutivos sin
superposición.
El número de bits en un agrupamiento es una
función del número de intervalos de tiempo. De este modo, en el
ejemplo de la Fig. 2, hay 16 intervalos de tiempo potenciales. Por
consiguiente, la ventana tiene una longitud máxima en bits de 4.
Posteriormente se proporciona una explicación más detallada del
cálculo de intervalos de tiempo para un transpondedor real con
respecto a las Figs. 7 y 8.
Un esquema convencional para seleccionar
intervalos de tiempo de animación usa una combinación de la ID del
transpondedor y un valor hash enviado por el lector. Véase,
por ejemplo, el documento US-A-5 539
394. Por contraposición a este esquema, el esquema de la presente
invención no requiere ninguna información del lector. La ID del
transpondedor y el número de ciclo de transmisión están disponibles
internamente ambos dentro del transpondedor. Además, el esquema de
la presente invención no tiene que generar y enviar un número
hash. De este modo, el lector usado para la presente
invención puede ser menos complejo. Además, el chip en la ID del
transpondedor no necesita un circuito para generar un número
aleatorio a partir de un número hash recibido, ya que la ID
programada internamente del chip proporciona el número
aleatorio.
El lector o interrogador RFID difunde de forma
general órdenes a todos los transpondedores presentes en el campo
de detección. Todas las secuencias de órdenes del lector comienzan
con una solicitud de lectura rápida que incluye la solicitud de
lectura, así como por lo menos un parámetro de la solicitud de
lectura. Los parámetros incluyen la velocidad de datos de
comunicaciones del lector de etiquetas (por ejemplo, Modo Normal o
Rápido), el número de intervalos de tiempo dentro de cada ciclo de
transmisión, y el número máximo de ciclos de transmisión en los que
la etiqueta tiene permiso para difundir de forma general (TCMAX). La
solicitud de una lectura rápida, junto con la información
respectiva de los parámetros, se comunican al transpondedor a través
de una serie de "huecos", o desvanecimientos temporizados en
el campo RF. En la forma de realización preferida, estos impulsos
se envían en grupos de cuatro, y se producen durante un intervalo de
1,4 ms. Cada etiqueta responde a la solicitud de lectura rápida
enviando su ID, y otros datos que incluyen parámetros de la etiqueta
y datos del campo de lectura rápida.
Las Figs. 3A y 3B muestran la temporización
exacta de estas secuencias de solicitud de lectura rápida para una
combinación determinada de velocidad de datos del lector, TCMAX, y
número de intervalos de tiempo.
Un transpondedor responde en un intervalo de
tiempo calculado a la solicitud de lectura rápida. Después de que
un transpondedor complete la transmisión de su ID y, opcionalmente,
su campo de lectura rápida, el lector envía órdenes denominadas
códigos coincidentes al transpondedor para ordenar al transpondedor
o bien que realice una transacción de lectura o escritura, o bien
que se sitúe en un modo inactivo. Si el lector escoge realizar
transacciones de lectura o escritura en ese transpondedor
particular, el lector envía un Código Coincidente Tipo 2 o MC2. Si
el lector no necesita realizar más transacciones con el
transpondedor, el lector envía un Código Coincidente Tipo 1 o MC1,
que da instrucciones al transpondedor para que se sitúe en un modo
inactivo. En un modo inactivo convencional, la circuitería de
respuesta de un transpondedor está apagada o desactivada. A este
modo se le hace referencia convencionalmente como "modo
suspendido" o "modo silencioso". En este modo, el
transpondedor sigue siendo capaz de responder si se vuelve a
encender o reactivar. En el modo suspendido, no se produce ninguna
desintonización de la etiqueta.
En otro modo inactivo convencional, el
transpondedor se "desacopla" o "desintoniza"
sintonizándose con una frecuencia diferente de manera que no pueda
responder a una interrogación, incluso si su circuitería de
respuesta está activa. En un entorno de múltiples etiquetas, es
deseable desacoplar transpondedores de lectura de manera que no
interfieran con transpondedores activos adyacentes o con la antena
receptora del interrogador o lector. En el esquema convencional de
desacoplamiento o desintonización, un transpondedor está programado
para desintonizarse a sí mismo automáticamente después de
responder. Por lo tanto, el proceso de desintonización no está
controlado por el interrogador o lector. Una de las desventajas de
este esquema es que el lector pierde todo el control si, o cuando,
el transpondedor se sitúa en modo suspendido. En ciertas
situaciones, puede que sea deseable mantener el transpondedor
activo incluso después de que haya transmitido su ID.
Por contraposición a los esquemas convencionales
de desacoplamiento o desintonización, la presente invención permite
que el lector o interrogador controle o inicie el proceso de
desacoplamiento o desintonización enviando MC1 cuando así se desee.
El desacoplamiento se puede realizar usando esquemas tales como los
descritos en la patente europea n.º 1 127 469 o la patente europea
n.º 0 968 488. Los esquemas descritos en estas memorias se deben
modificar para permitir el control del lector del proceso de
desacoplamiento, en oposición al proceso de desacoplamiento
iniciado por el transpondedor descrito en estas memorias. Por lo
tanto, la transmisión de MC1 iniciada por el lector es una
característica importante de la presente invención.
En una forma de realización alternativa de la
presente invención (no mostrada en las Figs. 1a a 1d), el modo
inactivo provoca que el transpondedor se sitúe en modo suspendido,
en lugar de provocar la desintonización del transpondedor. Esta
forma de realización resulta menos costosa de implementar ya que la
circuitería para desacoplar un transpondedor es más costosa que la
circuitería para situar transpondedores en modo suspendido.
La Fig. 4 muestra las ecuaciones a nivel de bit
para calcular los Códigos Coincidentes, y la Fig. 5 muestra un
ejemplo del código coincidente para cada ciclo de transmisión para
una ID de etiqueta específica. En el ejemplo de la Fig. 4, los
Códigos Coincidentes tienen una longitud de ocho bits, y se calculan
a partir de la ID del transpondedor y un contador de transmisión.
Más específicamente, la parte "coincidente" del código
coincidente (MC) es ocho bits de la ID de la etiqueta de 32 bits
devuelta a la etiqueta después de una respuesta de lectura rápida
en el bucle de detección del diagrama de flujo anticolisión de las
Figs. 1b a 1d. La decisión sobre qué bits de la ID de la etiqueta
escoger para códigos respectivos es una función de la ID de la
etiqueta y el TC. La parte de módulo 32 del cálculo provoca un
"reinicio cíclico" cuando se calcula el código coincidente.
Inmediatamente después de un mensaje de
respuesta de lectura rápida del transpondedor se puede enviar un
Código Coincidente en una "ventana de escucha" que en la forma
de realización preferida es un periodo de tiempo de
600 \mus nominalmente. Alternativamente, el Código Coincidente se puede enviar después de que se haya producido la expiración de todos los intervalos de tiempo.
600 \mus nominalmente. Alternativamente, el Código Coincidente se puede enviar después de que se haya producido la expiración de todos los intervalos de tiempo.
En el caso especial de un mensaje de solicitud
de lectura rápida que tenga un TCMAX=1, se pueden usar colas de
Códigos Coincidentes. Es decir, el Código Coincidente no se envía
inmediatamente después de la respuesta de lectura rápida, sino más
bien al final de la totalidad de los intervalos de tiempo (es decir,
al final de cada ciclo de transmisión o al final del periodo de
transmisión) correspondientes a una solicitud de lectura rápida.
Esta técnica de colas por lotes resulta ventajosa cuando se leen
múltiples etiquetas en el campo ya que cuando se envíe
inmediatamente un Código Coincidente a un transpondedor, el mismo se
estará comunicando en varios intervalos de tiempo que se pueden
usar para que transpondedores adicionales envíen su(s)
respuesta(s) de lectura rápida.
En ciertas aplicaciones, es deseable disponer de
la capacidad de formar un subconjunto de transpondedores
individuales a partir de un conjunto mayor. Por ejemplo, considérese
una línea de procesado en la que un número elevado de recipientes
rojos y azules con transpondedores RFID pasan a través de una zona
de interrogación, y el sistema está solamente interesado en
procesar los recipientes azules. El bucle de selección del diagrama
de flujo de la Fig. 1c se usa para dividir el lote de recipientes
azules en un subconjunto más pequeño.
El bucle de selección es un lugar de retención
para el subconjunto de transpondedores. Una vez en este bucle, los
transpondedores periódicamente se activan, envían un mensaje corto
de reconocimiento, mostrado en la Fig. 6, y se sitúan a la escucha
de un mensaje de reconocimiento del lector. El código de
reconocimiento es cuatro bits de la ID de la etiqueta de 32 bits
enviada a una etiqueta de la que se sabe que está en el bucle de
selección del diagrama de flujo anticolisión de las Figs. 1a a 1d.
Una vez que un transpondedor recibe el código de reconocimiento del
lector, el transpondedor se sitúa en el bucle de procesado en el que
se puede leer del o escribir en el mismo, y/o se puede hacer que
esté inactivo, de la misma manera que los transpondedores que no se
han dividido en el bucle de selección. La Fig. 5 muestra un ejemplo
del código de reconocimiento para cada ciclo de transmisión.
Para acceder al bucle de selección en la forma
de realización preferida de la invención, se debe enviar una
solicitud de lectura rápida con TCMAX>1 (es decir, TCMAX es mayor
que 1). A continuación, se envía un MC2 al transpondedor para
situarlo en el bucle de selección.
Considérense nuevamente, por ejemplo, los
recipientes rojos y azules en los que se desea conseguir
temporalmente que los transpondedores en los recipientes rojos
estén inactivos, sin afectar a los transpondedores de los
recipientes azules. Para alcanzar este objetivo, a los
transpondedores rojos no se les envían códigos coincidentes de modo
que cuando se produzca la expiración de su contador de transmisión,
los mismos no responderán al procesado destinado a transpondedores
azules.
Si un transpondedor tiene su bit de lectura
rápida desactivado o fijado a "0", el mismo no responderá al
mensaje de solicitud de lectura rápida, y consecuentemente, no se
puede escribir en o leer del mismo. Por consiguiente, el lector
puede emitir una orden de Elusión de Lectura Rápida para afrontar
este problema. Una orden de elusión de lectura rápida permite que
el transpondedor revele su ID al lector, y que posteriormente se
coloque en el bucle de procesado. En la Fig. 3C se muestra, en la
forma de realización preferida, la temporización de esta orden.
El conjunto de órdenes generales incluye una
orden de Lectura, una Orden de Escritura, una orden de Finalizar
Proceso, un Activar/Desactivar Hablar Primero, y una orden de
Activar/Desactivar bit de Lectura Rápida. La estructura general de
estas órdenes es la siguiente:
Orden +
Dirección + Datos + (Paridad o
CRC)
El sistema lee datos del transpondedor en
bloques de 32 bits enviando una orden de lectura, una dirección de
bloque y un bit de paridad.
Para realizar una lectura de bloque en la forma
de realización preferida, el lector envía una orden de tres bits,
010, una dirección de bloque de cinco bits, y un bit de paridad par.
Paridad par significa que se envía un símbolo "0" ó "1"
al final del mensaje de orden para conseguir que el número de
"1's" en la orden de lectura sea un número par. No se envían
datos al transpondedor para esta orden.
El sistema escribe datos en una dirección
específica en la memoria del transpondedor en bloques de 32 bits.
El lector transmite un Código de Redundancia Cíclica (CRC) al
transpondedor para la verificación de la integridad de los datos.
El transpondedor verifica que el CRC es correcto para los datos
particulares transmitidos. Si no es así, se aborta el mensaje y no
se escriben datos en la memoria del transpondedor.
En la forma de realización preferida, el lector
envía una orden de tres bits, 101, una dirección de bloque de cinco
bits, los datos de 32 bits a escribir, y un CRC de 16 bits.
Polinomio 16CRC-CCITT:
X^{16}+X^{12}+X^{5}+X^{0}.
Cuando el lector ha acabado de procesar un
transpondedor determinado, se emite una orden de Finalizar Proceso
para conseguir que el transpondedor se sitúe en el modo
inactivo.
En la forma de realización preferida, la orden
de Finalizar Proceso es una orden de tres bits, 011, seguida por un
01010 en el campo de dirección. Se añade un cero para paridad
par.
Hay disponibles órdenes especiales para fijar
explícitamente el Bit de Hablar Primero a un "1" ó "0". Si
el bit se fija a un "1", el transpondedor envía un mensaje de
respuesta de lectura rápida inmediatamente tras ponerse en marcha,
sin que haya sido direccionado por el lector, y de aquí, la
expresión "Hablar Primero". Si el bit se desactiva a un
"0", el transpondedor espera una orden del lector antes de
enviar cualquier mensaje.
Para activar el bit de Hablar Primero, en la
forma de realización preferida, se envía la orden de tres bits de
011, seguida por un 10010 en el campo de dirección. Para desactivar
el bit de Hablar Primero, en la forma de realización preferida, se
envía la orden de tres bits de 011, seguida por un 10100 en el campo
de dirección.
Hay disponibles órdenes especiales para fijar
explícitamente el Bit de Lectura Rápida a un "1" ó "0". Si
el bit se fija a un "1", el transpondedor envía un mensaje de
respuesta de lectura rápida si el lector emite una solicitud de
lectura rápida. Si el bit se desactiva a "0", el transpondedor
no responderá a un mensaje de solicitud de lectura rápida. Para
permitir el procesado sobre un transpondedor que tiene desactivado
su Bit de Lectura Rápida, el lector debe en primer lugar emitir una
orden de elusión de lectura rápida.
Para activar el bit de Lectura Rápida, en la
forma de realización preferida, se envía la orden de tres bits de
011, seguida por un 10011 en el campo de dirección. Para desactivar
el bit de Lectura Rápida, en la forma de realización preferida, se
envía la orden de tres bits de 011, seguida por un 10101 en el campo
de dirección.
Se envía una orden de Elusión de Lectura Rápida
para habilitar comunicaciones con los transpondedores con el bit FR
(Lectura Rápida) desactivado. Esta orden es similar al
conjunto de órdenes de Solicitud de Lectura Rápida. Es una serie
temporizada de cuatro impulsos sobre un periodo de tiempo de 1,575
ms. En la Fig. 3C se muestra la temporización de estos impulsos o
huecos en el campo de iluminación, en la forma de realización
preferida.
Cuando el lector envía una solicitud de lectura
rápida, un transpondedor que tiene fijado o activado su bit de
lectura rápida difunde de forma general su respuesta de lectura
rápida en un intervalo de tiempo determinado. Tal como se ha
descrito anteriormente, el intervalo de tiempo se determina a partir
de la ID del transpondedor y el contador de transmisión del
transpondedor. El cálculo del intervalo de tiempo se muestra en la
Fig. 7, y la Fig. 8 muestra un ejemplo de tiempos de suspensión y
de intervalos de animación para cada ciclo de transmisión para una
ID de etiqueta específica.
En referencia a la Fig. 7, la
O-exclusiva en el cálculo de los intervalos de
animación "semi-invierte" el intervalo de
animación calculado para aleatorizar las ID de etiquetas del peor
caso (por ejemplo, una ID de etiqueta de 77777777 ó 00000000).
"Semi-invertir" significa la inversión del
resultado del intervalo de animación en cada recuento de
transmisión impar, y de aquí la XOR con los LSb (bits menos
significativos) del TC. La parte del módulo 32 del cálculo
provoca un "reinicio cíclico" cuando se calcula el intervalo de
animación.
A los datos enviados por el transpondedor se les
denomina respuesta de lectura rápida. Constan de un preámbulo, un
campo de parámetros de etiqueta, el contador de transmisión, la ID
del transpondedor de 32 bits, el campo de lectura rápida, y un CRC
de 16 bits que se usa para la verificación de los datos. El campo de
parámetros de la etiqueta indica la longitud del campo de datos de
lectura rápida, el cual puede tener una longitud de 32, 64 ó 96
bits. El contador de transmisión comienza en cero y se incrementa en
el transpondedor en transmisiones consecutivas. La ID del
transpondedor de 32 bits es un número de serie exclusivo.
Para resumir, la respuesta de lectura rápida es
la siguiente:
FRR = Preámbulo
+ Contador de Transmisión + Paridad + Parámetros de Etiqueta + ID de
Transpondedor + Campo de Lectura Rápida +
CRC
En la forma de realización preferida, el
preámbulo es ocho 1's binarios, el contador de transmisión es un
número de tres bits módulo 8, la paridad es 1 bit para Paridad par,
la ID del Transpondedor es 32 bits, el Campo de Lectura Rápida es
32, 64 ó 96 bits, y el CRC es 16 bits.
El diagrama de flujo anticolisión de las Figs.
1a a 1d puede eliminar transpondedores no detectados y además
aleatorizar asignaciones de intervalos de tiempo mediante la
desactivación de transpondedores con ID's de suspensión de número
par y mediante la realización de una rotación binaria de la ID del
transpondedor usada para el cálculo del intervalo de tiempo de
animación:
En referencia al bucle de Detección de las Figs.
1b a 1d, cuando el contador de transmisión ha transcurrido, o
cuando TC=TCMAX y TCMAX=1, el transpondedor hace rotar la ID de
suspensión en un bit para ser usada en el cálculo del intervalo de
animación mostrado en la Fig. 7. Si TC=TCMAX y TCMAX>1, entonces
se realiza una comprobación sobre el bit 0 de la ID del
transpondedor. Si IDO=0, se realiza una rotación binaria sobre la
ID de suspensión con el fin de realizar un cálculo del intervalo de
animación. Los transpondedores con IDO=1 se dejan inactivos (por
ejemplo, en el ejemplo dado a conocer desintonizándolos, o en una
forma de realización alternativa situándolos en modo de suspensión)
mientras duren los 16 ó 64 intervalos de tiempo, permitiendo de
este modo que aproximadamente la mitad de los transpondedores (con
ID0=0) tenga la oportunidad de difundir de forma general su
respuesta de lectura rápida.
Esta característica es útil si un gran número de
transpondedores tienen ID's similares, y los mismos no fueran
leídos en la primera pasada de una solicitud de lectura rápida y
respuestas de lectura rápida. Permite que el usuario resuelva dos
veces el número máximo de etiquetas para un número determinado de
intervalos de tiempo, ya que la técnica restringe
(estadísticamente) la difusión de forma general por parte de la
mitad de las etiquetas.
Las etiquetas RFID descritas en la forma de
realización preferida tienen una resonancia a 13,56 MHz y tienen
chips IC o transpondedores integrales. No obstante, el alcance de la
invención incluye otras frecuencias.
La presente invención proporciona un método de
arbitraje de múltiples transpondedores en un campo de interrogación
que se puede adaptar de forma personalizada para aplicaciones
individuales, bajo control de software, por el lector RFID. De este
modo, el usuario no queda limitado por las capacidades fijadas de
transpondedores convencionales.
Los expertos en la materia apreciarán que se
podrían realizar cambios en las formas de realización descritas
anteriormente sin apartarse, por ello, del concepto inventivo amplio
de las mismas.
Claims (8)
1. Método para controlar acciones de etiquetas
de identificación por radiofrecuencia <RFID>, incluyendo cada
etiqueta un número de identificación exclusivo, comprendiendo el
método:
- a)
- enviar una solicitud de lectura de etiqueta desde un lector de etiquetas interrogador, y
- b)
- recibir señales de respuesta de etiqueta desde etiquetas dentro de una zona de interrogación del lector de etiquetas, incluyendo las señales de respuesta de etiqueta los números de identificación de etiqueta,
- caracterizado porque
- c)
- se envía un primer o segundo código de orden desde el lector de etiquetas interrogador hacia cada una de las etiquetas que respondieron a la solicitud de lectura, provocando el primer código de orden que una etiqueta realice transacciones de lectura o escritura, y provocando el segundo código de orden que una etiqueta entre en un modo inactivo, estando dirigido individualmente cada código de orden a una de las etiquetas respondedoras, calculándose el primer y segundo códigos de orden a partir de un número de ciclo de transmisión de las etiquetas y solamente una parte del número de identificación de las etiquetas.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
el modo inactivo es un modo suspendido.
3. Método según la reivindicación 1, en el que
el modo inactivo es un modo de desintonización, estando desacoplada
la etiqueta con respecto a su entorno en el modo de
desintonización.
4. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la comunicación entre el lector de
etiquetas y las etiquetas se produce dentro de un periodo de
transmisión que comprende una pluralidad de ciclos de transmisión
de etiqueta consecutivos, incluyendo cada ciclo de transmisión una
pluralidad de intervalos de tiempo de animación discretos, y la
etapa c) se realiza para una etiqueta particular inmediatamente tras
la recepción de una señal de respuesta de etiqueta para la etiqueta
particular.
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la comunicación entre el lector de
etiquetas y las etiquetas se produce dentro de un periodo de
transmisión que comprende una pluralidad de ciclos de transmisión
de etiqueta consecutivos, incluyendo cada ciclo de transmisión una
pluralidad de intervalos de tiempo de animación discretos, y la
etapa c) se realiza al final de cada ciclo de transmisión para cada
una de las etiquetas que proporcionaron señales de respuesta en el
ciclo de transmisión previo, situando de este modo en colas por
lotes el primer o segundo códigos de órdenes.
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la comunicación entre el lector de
etiquetas y las etiquetas se produce dentro de un periodo de
transmisión que comprende una pluralidad de ciclos de transmisión
de etiqueta consecutivos, incluyendo cada ciclo de transmisión una
pluralidad de intervalos de tiempo de animación discretos, y la
etapa c) se realiza al final del periodo de transmisión para cada
una de las etiquetas que proporcionaron señales de respuesta en el
periodo de transmisión previo, situando de este modo en colas por
lotes el primer o segundo códigos de órdenes.
7. Método según la reivindicación 1, en el que
la parte del número de identificación de etiqueta es un grupo de
bits consecutivos del número de identificación de etiqueta.
8. Método según la reivindicación 7, en el que
cada etiqueta se asigna a un intervalo de tiempo de animación
diferente por agrupamientos diferentes de los bits consecutivos en
cada ciclo de transmisión.
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