ITMO20070039A1 - "dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, particolarmente per l'identificazione automatica a distanza" - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

“DISPOSITIVO DI COMUNICAZIONE A RADIOFREQUENZA, PARTICOLARMENTE PER L’IDENTIFICAZIONE AUTOMATICA A DISTANZA”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, particolarmente per l'identificazione automatica a distanza.

E’ noto l’impiego di tecnologie per l’identificazione automatica a distanza con trasmissione/ricezione a radiofrequenza, comunemente note con l’acronimo RFID (Radio Frequency IDentification).

Tali tecnologie trovano impiego in diversi campi quali, ad esempio: applicazioni nella monetica per il pagamento automatizzato mediante carta di credito; servizi di biglietteria automatica, ad esempio, per la gestione dell’accesso di utenti abbonati a servizi di transito urbani; gestione della logistica e delle movimentazioni all’interno di magazzini; identificazione di prodotti durante il trasporto; controllo delle presenze e degli accessi; sistemi antitaccheggio ed altro ancora.

Le tecnologie RFID prevedono l’impiego di un dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, comunemente noto con il termine “tag” o "transponder”, situato sull’oggetto da identificare, e di un lettore o “transceiver” installato in corrispondenza di predeterminati siti ed atto ad interrogare il dispositivo di comunicazione.

Il lettore è comunemente provvisto di un modulo di trasmissione/ricezione a radiofrequenza, di un’unità di controllo dei dati ricevuti dal dispositivo di comunicazione ed, eventualmente, di un’interfaccia di collegamento ad un sistema di elaborazione quale, ad esempio, un personal computer.

Il dispositivo di comunicazione è generalmente costituito da un supporto associabile ad un oggetto da identificare, da un microchip atto alla memorizzazione ed, eventualmente, all’elaborazione di informazioni di identificazione dell’oggetto e da un’antenna per la trasmissione/ricezione in radiofrequenza di tali informazioni.

Il dispositivo di comunicazione può comprendere un’unità di alimentazione interna (tag attivo o semi-attivo) oppure può esserne sprovvisto (tag passivo). In quest’ultimo caso il dispositivo di comunicazione viene attivato e, quindi, trasmette le informazioni di identificazione, esclusivamente quando è all’interno di una zona di interrogazione del lettore. L’alimentazione richiesta dal dispositivo di comunicazione è fornita per accoppiamento induttivo dall’onda a radio frequenza trasmessa dal modulo di ricezione/trasmissione del lettore.

In particolare, il dispositivo di comunicazione è realizzato su di un circuito stampato ed il supporto comprende un substrato rigido o flessibile realizzato in materiale isolante quale, PVC, PET o carta, dipendentemente dall’impiego finale del dispositivo di comunicazione.

L’antenna consiste in un avvolgimento ottenuto mediante una pista conduttiva in inchiostro d’argento, alluminio, rame od altri materiali conduttori realizzata sul substrato isolante. La realizzazione della pista conduttiva sul substrato isolante avviene mediante processi noti nell'ambito della costruzione di circuiti stampati quali, ad esempio, la deposizione galvanica o l'asportazione chimica selettiva.

Il microchip è comunemente fissato in corrispondenza di un'apposita piazzola sul supporto ed è elettronicamente collegato ai tratti terminali per interposizione di una coppia di ponticelli realizzati in materiali conduttivi quali argento o simili.

In particolare, l’applicazione del microchip al supporto prevede una fase preliminare di deposizione di uno strato di materiale isolante sul substrato a ricoprire ed isolare l'avvolgimento.

I ponticelli sono quindi realizzati sullo strato di isolante e ciascuno di essi collega un rispettivo tratto terminale deU'awolgimento al microchip disposto in corrispondenza di una piazzola sul supporto.

Particolarmente, la piazzola può essere definita al di fuori d , in corrispondenza di una porzione marginale del substrato o, in alternativa, può essere realizzata all’interno dell’area del substrato delimitata .

In entrambi i casi, almeno uno dei ponticelli si estende da uno dei terminali alla piazzola, sullo strato di isolante ed al disopra di un tratto .

Questi dispositivi di comunicazione noti sono suscettibili di perfezionamenti, in particolare volti a semplificarne il processo produttivo ed a ridurne i relativi costi di realizzazione.

Il compito principale del presente trovato è quello di escogitare un dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, particolarmente per l’identificazione automatica a distanza, che risulti di semplice realizzazione e di costo contenuto.

NeN’ambito di tale compito tecnico, altro scopo è quello escogitare un dispositivo di comunicazione che garantisce maggiori affidabilità e robustezza meccanica.

Gli scopi sopra esposti sono tutti raggiunti dal presente dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, particolarmente per l'identificazione automatica a distanza, comprendente almeno un supporto in materiale isolante associabile ad almeno un oggetto da identificare, almeno una pista elettronicamente conduttiva che si sviluppa su detto supporto a definire almeno un avvolgimento atto alla trasmissione/ricezione di segnali a radiofrequenza, mezzi di memorizzazione elettronica di informazioni di identificazione di detto oggetto, solidali a detto supporto ed associati a detto avvolgimento, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di memorizzazione comprendono almeno un circuito integrato elettronicamente e direttamente associato a detta pista conduttiva.

Altre caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, particolarmente per l'identificazione automatica a distanza, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista schematica ed in prospettiva del dispositivo secondo il trovato;

la figura 2 è una vista schematica ed in pianta del dispositivo secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 un dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, del tipo impiegato per l'identificazione automatica a distanza di oggetti e/o di persone (RFID). Il dispositivo di comunicazione 1 è realizzato mediante un circuito stampato e comprende un supporto 2, realizzato almeno in parte in materiale isolante ed associabile in modo amovibile od inamovibile ad un oggetto da identificare.

In particolare, la soluzione illustrata nelle suddette figure prevede un supporto 2 costituito da un substrato rigido, sostanzialmente piastriforme e realizzato in materiale polimerico quale, ad esempio, PVC o simili.

Non si esclude, tuttavia, l'impiego di un substrato 2 differentemente conformato ed, eventualmente, l'utilizzo di materiali cedevoli, quali carta, PET od altro, per la realizzazione di un substrato 2 almeno in parte flessibile.

Il dispositivo di comunicazione 1 comprende, inoltre, un avvolgimento 3 definente un’antenna atta alla trasmissione e/o alla ricezione di segnali a radiofrequenza.

Particolarmente, l’avvolgimento 3 è realizzato mediante una pista 4 elettronicamente conduttiva che si sviluppa a spirale su di una faccia del substrato 2. Tale pista 4 può essere realizzata utilizzando materiali conduttori di elettricità convenzionalmente adottati quali, ad esempio, inchiostro d’argento, alluminio o rame ed impiegando processi noti nell’ambito della costruzione di circuiti stampati, quali l’asportazione chimica selettiva o la deposizione galvanica.

Il dispositivo di comunicazione 1 è provvisto di mezzi di memorizzazione elettronica 5 di informazioni di identificazione del suddetto oggetto da identificare, associati solidali al substrato 2 ed elettronicamente collegati a 3.

Vantaggiosamente, i mezzi di memorizzazione elettronica 5 sono costituiti da un circuito integrato (CHIP) elettronicamente e direttamente collegato ai tratti terminali 6 della pista 4.

In particolare, il circuito integrato 5 è provvisto di almeno una coppia di elementi metallici di connessione 7 associati, rispettivamente, ai suddetti tratti terminali 6 della pista 4.

Gli elementi metallici di connessione 7 sono disposti in corrispondenza di porzioni sostanzialmente opposte del corpo contenitore 8 del circuito integrato 5.

Si precisa che il corpo contenitore 8 del circuito integrato 5 e gli elementi metallici di connessione 7 possono essere differentemente conformati e disposti secondo soluzioni attualmente note neH’ambito della componentistica elettronica.

La pista 4 si sviluppa in prossimità del bordo perimetrale di una faccia del substrato 2 a definire una spira che si allarga verso una porzione sostanzialmente centrale della faccia stessa.

I tratti terminali 6 sono definiti in corrispondenza di una medesima porzione 3, rispettivamente, in prossimità del bordo perimetrale del substrato 2 e della porzione centrale del substrato 2.

Vantaggiosamente, ciascuno dei suddetti tratti terminali 6 è conformato a definire una piazzola di collegamento, sostanzialmente allargata e rettangolare, ed atta ad essere posta a contatto con un rispettivo elemento metallico di connessione 7 del circuito integrato 5.

Il circuito integrato 5 così assemblato al substrato 2, è quindi disposto con gli elementi metallici di connessione 7 a contatto con le piazzole 6 e con il corpo contenitore 8 sostanzialmente sovrapposto ad un tratto 3.

Utilmente, il corpo contenitore 8 è sostanzialmente sollevato e quindi distanziato rispetto 3.

Il circuito integrato 5 comprende un’unità di memoria, del tipo di una memoria a sola lettura (Read Only Memory), di una memoria riscrivibile (EEPROM o simili) od altro, atta alla memorizzazione delle informazioni di identificazione del suddetto oggetto.

Vantaggiosamente, il circuito integrato 5 può comprendere un’unità di elaborazione delle informazioni di identificazione e/o di altri segnali a radiofrequenza ricevuti attraverso l’antenna costituita 3 e provenienti da un modulo di ricezione/trasmissione di un lettore esterno. Con particolare riferimento alle suddette figure, il dispositivo di comunicazione 1 illustrato è del tipo cosiddetto ad accoppiamento magnetico, operante all’interno di un intervallo di frequenze di trasmissione/ricezione comunemente comprese tra 125 kHz e 13.56 Mhz. Non si esclude, tuttavia, l’applicazione del trovato in sistemi ad accoppiamento elettromagnetico, operanti all’interno di un intervallo di frequenze di trasmissione/ricezione comunemente comprese tra 400 MHz e 2450 MHz.

Inoltre, il dispositivo di comunicazione 1 sopra descritto è dei tipo cosiddetto "passivo", cioè è sprovvisto di un’unità di alimentazione interna. L’alimentazione necessaria all’attivazione del circuito integrato 5 ed alla trasmissione delle informazioni di identificazione è quindi generata dall’accoppiamento induttivo con l’onda a radio frequenza trasmessa dal modulo di trasmissione/ricezione del lettore esterno.

Non si escludono, tuttavia, soluzioni differenti, in cui il dispositivo di comunicazione 1 è provvisto di un’unità di alimentazione interna.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che il collegamento diretto tra il circuito integrato e l’avvolgimento consente di semplificare il processo di realizzazione del dispositivo di comunicazione, riducendone in modo significativo i costi di realizzazione.

La disposizione del circuito integrato in corrispondenza di un tratto ed il collegamento tra gli elementi metallici di connessione ed i tratti terminali della pista, infatti, consentono di evitare l’esecuzione di fasi normalmente effettuate durante il processo di realizzazione dei dispositivi di comunicazione noti.

In particolare, è resa superflua la fase di applicazione di uno strato di materiale isolante e la successiva fase di realizzazione di ponticelli di collegamento tra i tratti terminali della pista e gli elementi metallici di connessione del circuito integrato.

Inoltre, rispetto ai dispositivi di comunicazione noti, la presenza di un minor numero di elementi di connessione elettronica conferisce al trovato una maggiore affidabilità e robustezza meccanica.

In particolare, i ponticelli comunemente presenti nei dispositivi di comunicazione noti sono normalmente realizzati utilizzando materiali sostanzialmente fragili quali argento o simili. Per tale motivo i ponticelli comunemente realizzati risultano facilmente soggetti a rotture accidentali. Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti neH’ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di comunicazione a radiofrequenza, particolarmente per l'identificazione automatica a distanza, comprendente almeno un supporto in materiale isolante associabile ad almeno un oggetto da identificare, almeno una pista elettronicamente conduttiva che si sviluppa su detto supporto a definire almeno un avvolgimento atto alla trasmissione/ricezione di segnali a radiofrequenza, mezzi di memorizzazione elettronica di informazioni di identificazione di detto oggetto, solidali a detto supporto ed associati a detto avvolgimento, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di memorizzazione comprendono almeno un circuito integrato elettronicamente e direttamente associato a detta pista conduttiva.
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto circuito integrato è elettronicamente associato ai tratti terminali di detta pista conduttiva.
3. 3) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito integrato comprende almeno una coppia di elementi metallici di connessione rispettivamente associati a detti tratti terminali.
4. 4) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito integrato è almeno parzialmente sovrapposto ad almeno una porzione di detto avvolgimento.
5. 5) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito integrato comprende almeno un corpo contenitore esterno, detti elementi metallici essendo definiti in corrispondenza di porzioni sostanzialmente opposte di detto corpo contenitore.
6. 6) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo contenitore è sostanzialmente sovrapposto a detta porzione dell'avvolgimento.
7. 7) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo contenitore è sostanzialmente distanziato rispetto a detta porzione .
8. 8) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti tratti terminali sono definiti in prossimità di un medesimo tratto di detto avvolgimento.
9. 9) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti tratti terminali comprende almeno una piazzola di collegamento di almeno uno di detti elementi metallici di connessione.
10. 10) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta piazzola di collegamento è sostanzialmente rettangolare.
11. 11 ) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto è sostanzialmente piastriforme.
12. 12) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto è sostanzialmente rigido.
13. 13) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto è sostanzialmente flessìbile.
14. 14) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto è almeno parzialmente realizzato in materiale polimerico o simili.
15. 15) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto è almeno parzialmente realizzato in carta o simili.
16. 16) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito integrato comprende almeno un’unità di memoria atta alla memorizzazione di dette informazioni di identificazione.
17. 17) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di memoria è del tipo di una memoria a sola lettura o simili.
18. 18) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di memoria è del tipo di una memoria riscrivibile o simili.
19. 19) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito integrato comprende almeno un’unità di elaborazione di dette informazioni di identificazione e/o dei segnali ricevuti da detto avvolgimento.