NL1014126C2

NL1014126C2 - Detection system recognizes passage of persons or goods through gate, combines advantages of inductive electromagnetic loop method with those of short wave radio method

Info

Publication number: NL1014126C2
Application number: NL1014126A
Authority: NL
Inventors: Tallienco Wieand Harm Fockens; Jacques Antony Marinus Hulshof
Original assignee: Nedap Nv
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-23

Abstract

The label (1) is attached to a valuable object or to a patient suffering from dementia. The label has an inductive loop (2) connected to a detector circuit (3). The label has an integral microprocessor (4) and memory (7). There is also a radio module (5) connected to an antenna (6). An circuits are powered by a power source (8) e.g. a battery.

Description

-1 --1 -

Een volgsysteem 5A tracking system 5

Volgsystemen (Eng.: tracking systems] zijn systemen bedoeld voor het volgen, het lokaliseren, het detecteren van ongewenste bewegingen, van personen en/of goederen of. het toegang verlenen aan personen/goederen.Tracking systems are systems intended for tracking, locating, detecting unwanted movements of persons and / or goods or granting access to persons / goods.

Voorbeelden van dergelijke systemen zijn o.m. personenvolgsystemen, gecombineerd met selectieve 10 toegangsverlening in grote gebouwen, gebouwcomplexen en terreinen. Te denken valt aan fabrieken, raffinaderijen, ziekenhuizen, etc..Examples of such systems include passenger tracking systems, combined with selective access in large buildings, building complexes and sites. Think of factories, refineries, hospitals, etc ..

Een bijzondere toepassing in deze categorie vormt de zogenaamde dwaalbeveiliging. Het betreft hier een voorziening voor personen met de ziekte van Alzheimer, opgenomen in een verpleegtehuis, die het risico opleveren weg te lopen uit het verpleegtehuis. Een label, bevestigd aan de patiënt, zorgt voor een 15 alarmering en/of de blokkering van een deur of een lift, indien de patiënt een ruimte wil betreden of verlaten, die niet voor hem toegankelijk is of waarbij hij het risico loopt het verpleeghuis ongemerkt te verlaten.A special application in this category is the so-called wander protection. This is a provision for people with Alzheimer's disease, who are admitted to a nursing home, who run the risk of running away from the nursing home. A label, attached to the patient, alerts and / or blocks a door or an elevator, if the patient wants to enter or leave a room that is not accessible to him or where he risks the nursing home unnoticed to leave.

Een andere toepassing betreft het bewaken van dure gebruiksgoederen, bijvoorbeeld laptops of andere computers. Daarbij zorgt een ingebouwde label in het te bewaken apparaat voor een alarm indien een 20 persoon probeert het betreffende apparaat onbevoegd mee naar buiten te nemen. Indien die persoon wel bevoegd is om het apparaat mee te nemen, zorgt een in het label opgeslagen identificatienummer voor een in- en uit-registratie van het apparaat.Another application involves monitoring expensive consumer goods, such as laptops or other computers. In addition, a built-in label in the device to be monitored causes an alarm if a person tries to take the device in question outside without authorization. If that person is authorized to take the device with him, an identification number stored in the label will register the device in and out.

In de bestaande stand der techniek wordt gebruik gemaakt van radiofrequente identificatielabels, die op 25 inductieve wijze worden uitgelezen door een uitleeseenheid. De antenne van de uitleeseenheid kan daarbij ingebouwd zijn in één of meer zuilen, die naast een doorgang opgesteld staan, maar kan ook een gesloten lusantenne zijn die rondom een deur is gemonteerd.In the existing prior art, use is made of radio frequency identification labels, which are read inductively by a reading unit. The antenna of the reading unit can be built into one or more columns, which are arranged next to a passage, but can also be a closed loop antenna mounted around a door.

In essentie gaat het om een magnetisch inductieve koppeling, waarvoor de eigenschap geldt dat de koppeling tussen de antenne van de uitleeseenheid en de antennespoel in het label, zeer snel afneemt 3 0 met de onderlinge afstand tussen die twee.In essence, this is a magnetic inductive coupling, for which the property applies that the coupling between the antenna of the reader and the antenna coil in the label decreases very rapidly with the mutual distance between the two.

Enerzijds is deze snelle afname van de koppeling een gunstige eigenschap omdat daardoor het gebied waarin het label geactiveerd wordt door de uitleeseenheid, en dus functioneert, zeer goed bepaald is. Anderzijds neemt het niveau van het signaal dat de uitleeseenheid ontvangt van het label ook zeer snel met de afstand af. Daardoor wordt de communicatie tussen het label en de uitleeseenheid zeer 3 5 kwetsbaar voor ruis- en stoorsignalen.On the one hand, this rapid removal of the coupling is a favorable property, because the area in which the label is activated by the read-out unit and thus functions is therefore very well determined. On the other hand, the level of the signal that the reader receives from the label also decreases very rapidly with distance. As a result, communication between the label and the reading unit becomes very vulnerable to noise and interference signals.

Er zijn ook bestaande technieken waarin voor de koppeling tussen uitleeseenheid en label , i -2- gebruik gemaakt wordt van propagerende radiogolven. Daar de golflengte van dergelijke radiogolven klein moeten zijn t.o.v. de afstand tussen de antenne van de uitleeseenheid en het label, betekent dit dat 5 gebruik gemaakt moet worden van UHF -of microgolf -frequenties. Een voorbeeld van de voor dit doel in gebruik zijnde frequenties is o.m. 2,45 GHz.There are also existing techniques in which propagating radio waves are used for the coupling between reader and label. Since the wavelength of such radio waves must be small with respect to the distance between the antenna of the reader and the label, this means that UHF or microwave frequencies must be used. An example of the frequencies in use for this purpose is, among others, 2.45 GHz.

Bij een propagerende radiogolf neemt de veldsterkte betrekkelijk langzaam af met de afgelegde afstand.In a propagating radio wave, the field strength decreases relatively slowly with the distance traveled.

10 Ook treden gemakkelijk reflecties op tegen muren, metalen voorwerpen, etc. Dit heeft tot consequentie dat het gebied waarin een label geactiveerd wordt, niet scherp begrensd is, wat voor veel volgsysteemtoepassingen nadelig is. Daarentegen is het voordeel van het gebruik van microgolffrequenties dat de kans dat de communicatie tussen het label en de uitleeseenheid verstoord wordt, zowel vanwege de sterke signalen, die terugontvangen worden van het label, als vanwege de 15 afwezigheid van ruis- en stoorsignalen op deze hoge frequenties, erg klein is.10 Also, reflections easily occur on walls, metal objects, etc. This has the consequence that the area in which a label is activated is not sharply defined, which is disadvantageous for many tracking system applications. On the other hand, the advantage of using microwave frequencies is that the likelihood of disturbing communication between the label and the reader, both because of the strong signals received from the label, and because of the absence of noise and interference signals at these high frequencies, is very small.

Het doel van de uitvinding is een volgsysteem te verkrijgen, waarin de voordelen van zowel de inductieve koppeling als van de radiogolfpropagatie gecombineerd worden, zodat in het onderhavige systeem zowel het activeringsgebied voor het label scherp begrensd is, alsmede de communicatie tussen 20 label en uitleeseenheid gewaarborgd is.The object of the invention is to obtain a tracking system in which the advantages of both the inductive coupling and of the radio wave propagation are combined, so that in the present system both the activation area for the label is sharply limited and the communication between the label and the reading unit is ensured. is.

In een volgsysteem volgens de uitvinding wordt voor de activering van het label gebruik gemaakt van inductieve koppeling, terwijl voor de communicatie tussen label en uitleeseenheid gebruik gemaakt wordt van de propagade van een radiogolf.In a tracking system according to the invention, the activation of the label uses inductive coupling, while the communication between the label and the read-out unit uses the propagation of a radio wave.

2525

Figuur 1 toont het blokschema van een label volgens de uitvinding.Figure 1 shows the block diagram of a label according to the invention.

Figuur 2 laat het blokschema van een uitleeseenheid volgens de uitvinding zien.Figure 2 shows the block diagram of a readout unit according to the invention.

Figuur 3 toont de samenstelling van label, uitleeseenheid en antennes in de configuratie volgens de uitvinding.Figure 3 shows the composition of label, reading unit and antennas in the configuration according to the invention.

30 Figuur 4 toont het blokschema van een label volgens de uitvinding in een verbeterde uitvoeringsvorm. Figuur 5 toont het blokschema van een label volgens de uitvinding in een alternatieve uitvoeringsvorm. Figuur 6 laat het blokschema van een uitleeseenheid volgens de uitvinding zien volgens deze alternatieve uitvoering.Figure 4 shows the block diagram of a label according to the invention in an improved embodiment. Figure 5 shows the block diagram of a label according to the invention in an alternative embodiment. Figure 6 shows the block diagram of a readout unit according to the invention according to this alternative embodiment.

Figuur 7 geeft een schematische schets voor de toepassing in een personenvolgsysteem.Figure 7 gives a schematic sketch for the application in a personal tracking system.

3 5 Figuur 8 geeft een detailtekening van de opstelling van de twee bisantennes waarmee het label zijn passagerichting door een doorgang kan bepalen.3 5 Figure 8 gives a detailed drawing of the arrangement of the two bisantennas with which the label can determine its direction of passage through a passage.

Figuur 9 laat een voorbeeld van de modulatievormen zien van de activeringssignalen, waarmee een label zijn passagerichting door een doorgang volgens figuur 7 en 8 kan bepalen.Figure 9 shows an example of the modulation forms of the activation signals, with which a label can determine its direction of passage through a passage according to Figures 7 and 8.

-3--3-

Figuur 1 toont het blokschema van een label 1 volgens de uitvinding.Figure 1 shows the block diagram of a label 1 according to the invention.

In spoel 2 wordt door het ondervragingsveld van de uitleeseenheid een spanning opgewekt die in 5 detector 3 gedetecteerd wordt. Spoel 2 kan een luchtspoel zijn of een spoel gewikkeld op een ferrietstaaf. Microcontroller 4 wordt geactiveerd vanuit detector 3, die op zijn beurt radiomodule 5 inschakelt en opdracht geeft om een radioverbinding met de uitleeseenheid op te bouwen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van antenne 6. Zodra de radioverbinding tot stand gebracht is, kan bijvoorbeeld een serienummer of een identificatienummer overgebracht worden, dat is opgeslagen in geheugen 7.In coil 2, a voltage is generated by the interrogation field of the reading unit, which is detected in detector 3. Coil 2 can be an air coil or a coil wound on a ferrite rod. Microcontroller 4 is activated from detector 3, which in turn switches on radio module 5 and instructs it to establish a radio connection to the readout unit. This uses antenna 6. Once the radio connection has been established, for example, a serial number or an identification number can be transferred, which is stored in memory 7.

10 Aan de hand van dit nummer kan het label geïdentificeerd worden. Met microcontroller 4 kan zowel een eenvoudige (discrete) digitale schakeling bedoeld worden, als wel een schakeling met een microprocessor.10 The label can be identified by this number. Microcontroller 4 can be understood to mean both a simple (discrete) digital circuit and a circuit with a microprocessor.

Een batterij in voedingsschakeling 8 voedt de gehele schakeling van het label.A battery in supply circuit 8 feeds the entire circuit of the label.

15 Figuur 2 laat het blokschema van een uitleeseenheid 9 zien. Ook de uitleeseenheid bevat een microcontroller 10, een radiomodule 11 en antenne 12. Daarnaast is er een activeringsszender 13 en lusantenne 14. Communicatie schakeling 15 verbindt de uitleeseenheid met de buitenwereld, bijvoorbeeld een centrale computer of een alarmsignalering.Figure 2 shows the block diagram of a reading unit 9. The read-out unit also contains a microcontroller 10, a radio module 11 and antenna 12. In addition, there is an activation transmitter 13 and loop antenna 14. Communication circuit 15 connects the read-out unit to the outside world, for example a central computer or an alarm signal.

De activeringszender 13 zendt constant een activeringssignaal uit. Dat kan zijn een ongemoduleerde 20 draaggolf, een continue opeenvolging van pulsen, gemoduleerd op een draaggolf, of een draaggolf met een andere modulatie. Ook is het mogelijk dat het activeringssignaal bestaat uit een draaggolf, die gemoduleerd is met een signaal dat aan de tijd gerelateerd is. Een toepassing hiervan zal naderhand besproken worden. Deze modulatie van het activeringssignaal kan gestuurd worden vanuit microcontroller 10. Zodra het label in het magnetische veld van de antennelus van de uitleeseenheid 25 komt, zal radiomodule 5 van het label gaan zenden en contact maken met de radiomodule 11 van de uitleeseenheid 9.The activation transmitter 13 constantly sends an activation signal. This may be an unmodulated carrier wave, a continuous sequence of pulses modulated on a carrier wave, or a carrier with another modulation. It is also possible that the activation signal consists of a carrier wave, which is modulated with a signal related to time. An application of this will be discussed later. This modulation of the activation signal can be controlled from microcontroller 10. As soon as the label enters the magnetic field of the antenna loop of the reader 25, radio module 5 will transmit from the label and make contact with the radio module 11 of the reader 9.

De draaggolfftequentie van het activeringssignaal is betrekkelijk laag; in het algemeen lager dan 30 MHz. In principe kunnen dezelfde frequenties gekozen worden als die voor identificatiesystemen gebruikelijk zijn, zoals bijvoorbeeld 120 kHz en 13,56 MHz.The carrier sequence of the activation signal is relatively low; generally less than 30 MHz. In principle, the same frequencies can be chosen as are usual for identification systems, such as, for example, 120 kHz and 13.56 MHz.

3030

Figuur 3 laat de samenstelling zien met label 1, uitleeseenheid 9, bisantenne 14 voor het activeringsveld 16, en antenne 12 voor de radiocommunicatie 17 met label 1. Als voorbeeld voor antenne 12 is in figuur 3 een elektrische dipoolantenne getekend. Voor de vakman zal duidelijk zijn dat alle, voor deze frequentieband gebruikelijke, antennetypen gebruikt kunnen worden.Figure 3 shows the assembly with label 1, reading unit 9, bisantenna 14 for the activation field 16, and antenna 12 for the radio communication 17 with label 1. As an example for antenna 12, an electric dipole antenna is shown in figure 3. It will be clear to the skilled person that all antenna types customary for this frequency band can be used.

35 Pijl 18 geeft de passagerichting van het label aan.35 Arrow 18 indicates the passage direction of the label.

In principe kan de uitzending van radiomodule 5 een eenmalige uitzending van zijn serienummer van het label naar de uitleeseenheid betreffen, maar in meer algemene zin zullen de beide radiomodules een protocol afwerken, waarbij er tweezijdig gecommuniceerd wordt, en waarbij gezorgd wordt voor een -4- foutloze transmissie van data. Ook is het dankzij dit protocol mogelijk dat met meerdere labels, die zich gelijktijdig in het activeringsgebied bevinden en aldus geactiveerd zijn, op een correcte wijze 5 gecommuniceerd kan worden en hun data kan worden uitgelezen. Tevens is het in een dergelijk protocol mogelijk om data vanuit de uitleeseenheid weg te schrijven in de daartoe geselecteerde labels, nadat ze geactiveerd zijn.In principle, the broadcast of radio module 5 may be a one-off transmission of its serial number from the label to the reader, but in a more general sense, the two radio modules will complete a protocol, whereby two-way communication is provided, and a -4- error-free transmission of data. Also, thanks to this protocol, it is possible that with multiple labels, which are simultaneously in the activation area and are thus activated, can be correctly communicated and their data can be read. In such a protocol it is also possible to write data from the reader into the labels selected for this purpose, after they have been activated.

Bovenbedoelde protocollen zijn beschikbaar tezamen met de daarbij behorende digitale en hoogfrequente hardware en worden hier gezamenlijk aangegeven onder de aanduiding radiomodule. Voorbeelden van 10 beschikbare radiomodules zijn o.m. Blue Tooth, SWAP (Shared Wireless Access Protocol), HOP (HomeCast Open Protocol), etc.The above-mentioned protocols are available together with the associated digital and high-frequency hardware and are jointly indicated here under the designation radio module. Examples of 10 available radio modules include Blue Tooth, SWAP (Shared Wireless Access Protocol), HOP (HomeCast Open Protocol), etc.

In deze protocollen is een zogenaamde “anti-collision protocol” opgenomen, waardoor, ondanks de gelijktijdige activatie van meerdere radio modules, gedetecteerd wordt dat er meerdere modules actief zijn en dat de afhandeling van de onderlinge communicatie zodanig geregeld wordt dat geen data verloren gaat als 15 gevolg van het gelijktijdig zenden meerdere radio modules (“botsen”).These protocols include a so-called “anti-collision protocol”, which means that, despite the simultaneous activation of multiple radio modules, it is detected that multiple modules are active and that the handling of the mutual communication is regulated in such a way that no data is lost if 15 as a result of simultaneously transmitting several radio modules (“colliding”).

De meeste van deze radiomodules werken op de frequentie van 2,45 GHz, ofschoon ook andere frequenties mogelijk zijn, met name 5,8 GHz of die in de UHF banden zoals 433 en 868 MHz.Most of these radio modules operate at the frequency of 2.45 GHz, although other frequencies are possible, notably 5.8 GHz or those in the UHF bands such as 433 and 868 MHz.

20 Het communicatiebereik tussen twee radiomodules is ca. 10 meter, waarbij de afstand bij sommige modules uitbreidbaar is tot 100 m (o.m. Blue Tooth).20 The communication range between two radio modules is approx. 10 meters, with the distance for some modules expandable up to 100 m (including Blue Tooth).

De grootte van dit bereik maakt het mogelijk dat, als eenmaal een label op een specifieke plaats geactiveerd is, er met grote zekerheid vanuit gegaan kan worden dat de nodige datacommunicatie 25 tussen label en uitleeseenheid afgewikkeld kan worden.The size of this range makes it possible that, once a label has been activated in a specific location, it can be assumed with great certainty that the necessary data communication between the label and the reading unit can be completed.

De grootte en vorm van het activeringsgebied wordt bepaald door de grootte en vorm van lusantenne 14, en kan de afstand tussen label en lusantenne variëren van 10 cm tot 1 meter.The size and shape of the activation area is determined by the size and shape of loop antenna 14, and the distance between label and loop antenna can range from 10 cm to 1 meter.

Het label, zoals voorgesteld in figuur 1, bevat één spoel 2, zodat de gevoeligheid voor het detecteren 30 van het activeringssignaal maximaal is als de as van de spoel evenwijdig staat aan de richting van het magnetische veld van het activeringssignaal. Indien daarentegen de as loodrecht staat op de richting van het magnetische veld dan is de koppeling van de spoel met het magnetische veld nul, vindt er geen detectie plaats en wordt het label dus niet geactiveerd.The label, as shown in Figure 1, contains one coil 2, so that the sensitivity for detecting the activation signal is maximum when the axis of the coil is parallel to the direction of the magnetic field of the activation signal. If, on the other hand, the axis is perpendicular to the direction of the magnetic field, the coupling of the coil to the magnetic field is zero, no detection takes place and the label is therefore not activated.

Om dit probleem op te lossen, wordt er een tweede spoel 19, en in de meest volledige oplossing een 35 derde spoel 20, toegevoegd, zodanig dat de assen van alle spoelen loodrecht op elkaar staan. Zie figuur 4. Daardoor ontstaat een spoelenconfiguratie, waarvan er in elke oriëntatie van het label tenminste één spoel koppelt met het magnetische veld. Door nu een tweede en een derde detector resp. 21, 22 te koppelen aan respectievelijk de tweede en derde spoel, en de uitgangssignalen van de detectoren te -5- combineren in een schakeling met een OF functie 23 en vandaar uit de microcontroller te sturen, wordt een label verkregen dat met zekerheid geactiveerd wordt door een magnetisch activeringsveld, 5 ongeacht de oriëntatie van het label.To solve this problem, a second coil 19, and in the most complete solution, a third coil 20 is added such that the axes of all coils are perpendicular to each other. See Figure 4. This creates a coil configuration, of which at least one coil couples to the magnetic field in each orientation of the label. By now a second and a third detector resp. 21, 22 to the second and third coils, respectively, and to combine the output signals of the detectors in a circuit with an OR function 23 and from there to be sent out of the microcontroller, a label is obtained which is certainly activated by a magnetic activation field, regardless of the orientation of the label.

In een alternatieve oplossing wordt in plaats van een magnetisch inductieve koppeling tussen de lusantenne van de uitleeseenheid en het label voor het activeringssignaal gebruik gemaakt van een capacitieve koppeling. Daartoe wordt een eerste condensatorplaat 24, zie figuur 5, gevoed met een elektrische wisselspanning (het 10 activeringssignaal) vanuit de uitleeseenheid, waardoor in de omgeving van die condensatorplaat een elektrisch inductieveld wordt opgewekt. Een tweede condensatorplaat 25 in het label is verbonden met detector 3, zie figuur 6. Bij passage door het elektrisch inductieveld wordt op condensatorplaat 25 een spanning geïnduceerd, die in detector 3 gedetecteerd wordt en aldus het label doet activeren.In an alternative solution, instead of a magnetic inductive coupling between the loop antenna of the reader and the label for the activation signal, a capacitive coupling is used. For this purpose, a first capacitor plate 24, see figure 5, is supplied with an alternating electric voltage (the activation signal) from the reading unit, whereby an electric induction field is generated in the vicinity of that capacitor plate. A second capacitor plate 25 in the label is connected to detector 3, see figure 6. When passing through the electric induction field, a voltage is induced on capacitor plate 25, which is detected in detector 3 and thus causes the label to activate.

15 Aan de hand voorbeelden van toepassingen van volgsystemen volgens de uitvinding zal de uitvinding nader worden toegelicht:The invention will be further elucidated on the basis of examples of applications of tracking systems according to the invention:

Personeelsbeveilingssysteem op gevaarlijke terreinen als olieraffinaderijen, boorplatforms, etc.Personnel protection system in hazardous areas such as oil refineries, oil rigs, etc.

Het terrein is verdeeld in gebieden, die alleen bereikt kunnen worden door poortjes te passeren, die een 20 lusantenne bevatten. Deze lusantenne is gekoppeld aan een uitleeseenheid volgens de uitvinding en wordt gevoed met een ongemoduleerde draaggolf met een frequentie van bijvoorbeeld 120 kHz. De personeelsleden dragen elk afzonderlijk een label volgens de uitvinding. Zodra een personeelslid zich beweegt van het ene gebied naar het andere gebied gaat hij door een lusantenne van het volgsysteem, wordt zijn label geactiveerd en geeft daarmee zijn positie door. De uitleesstations zijn gekoppeld aan een centrale computer, die de 25 passagemeldingen voor elk personeelslid verzamelt, en aldus een overzicht bijhoudt van waar elk personeelslid zich op elk willekeurig tijdstip bevindt. In geval van calamiteiten kan deze informatie van levensbelang zijn.The site is divided into areas, which can only be reached by passing through gates, which contain a loop antenna. This loop antenna is coupled to a read-out unit according to the invention and is fed with an unmodulated carrier wave with a frequency of, for example, 120 kHz. The staff members each carry a label according to the invention. As soon as a staff member moves from one area to another, he passes through a loop antenna of the tracking system, his tag is activated and thereby transmits his position. The readout stations are linked to a central computer, which collects the 25 passage reports for each staff member, thus maintaining an overview of where each staff member is at any given time. This information can be vital in the event of an emergency.

Bij de doorgang door een enkele lusantenne kan niet de richting van de passage bepaald worden. Dus blijft er onduidelijkheid of een personeelslid van gebied A naar gebied B gegaan is, of van gebied B naar gebied A.When passing through a single loop antenna, the direction of the passage cannot be determined. So it remains unclear whether a member of staff has moved from area A to area B or from area B to area A.

30 Door echter de achtereenvolgende passagemeldingen van een personeelslid softwarematig te combineren, kan deze onduidelijkheid opgelost worden.However, this ambiguity can be resolved by software combining the successive passage reports of a staff member.

Echter in het volgsysteem volgens de uitvinding is ook een andere oplossing mogelijk nl. door in een poort twee bisantennes achter elkaar te plaatsen. Door de activeringssignalen, waarmee de bisantennes aangestuurd 3 5 worden, te moduleren met twee afzonderlijke modulaties, die dan door een passerend label achtereenvolgend gedetecteerd worden, kan de microcontroller in het label vaststellen in welke richting het label de twee bisantennes passeert. Het label zendt deze informatie vervolgens via de radiomodules door naar de -6- uitleeseenheid, die deze informatie in een passagerapport aan de centrale computer meldt.However, in the tracking system according to the invention, another solution is also possible, namely by placing two bisantennas one behind the other in a gate. By modulating the activation signals with which the bisantennas are driven with two separate modulations, which are then successively detected by a passing label, the microcontroller in the label can determine in which direction the label passes the two bisantennas. The label then transmits this information via the radio modules to the -6-reader, which reports this information to the central computer in a passage report.

Figuur 7 beeldt deze situatie uit. Met 26 en 27 worden respectievelijk de gebieden A en B aangegeven.Figure 7 depicts this situation. Areas A and B are denoted by 26 and 27, respectively.

5 Doorgang 28 verbindt deze gebieden met elkaar. In de doorgang 28 zijn de eerste en de tweede bisantenne, 29 respectievelijk 30, aangegeven.Passage 28 connects these areas. In the passage 28, the first and the second bisantenna, 29 and 30, respectively, are indicated.

Figuur 8 geeft een gedetailleerd beeld van doorgang 28. De eerste en tweede bisantennes 29 en 30 genereren elk een magnetisch veld respectievelijk 31 en 32. Label 1 beweegt zich in de richting 18 door de doorgang en 10 passeert daarbij eerst bisantenne 29 en daarna bisantenne 30.Figure 8 gives a detailed view of passage 28. The first and second bisantennas 29 and 30 each generate a magnetic field 31 and 32, respectively. Label 1 moves in the direction 18 through the passage 10 passing first bisantenna 29 and then bisantennum 30 .

Een voorbeeld van twee modulatievormen, waarmee de activeringssignalen gemoduleerd kunnen zijn, is gegeven in figuur 9. De bovenste regel toont het amplitude gemoduleerde signaal 33, dat 33% van de tijd hoog is en 67% van de tijd laag. De modulatiediepte kan willekeurig gekozen worden en hangt alleen van de 15 technische uitwerking van het systeem af. Hier is een modulatiediepte van 20% getekend.An example of two modulation forms with which the activation signals can be modulated is given in Figure 9. The top line shows the amplitude modulated signal 33, which is high 33% of the time and low 67% of the time. The modulation depth can be chosen arbitrarily and depends only on the technical elaboration of the system. Here a modulation depth of 20% is drawn.

De tweede regel toont signaal 34, wiens modulatie zodanig is dat het 67% hoog en 33% van de tijd laag is. In feite zijn de modulaties op beide activeringssignalen 33 en 34 eikaars complement.The second line shows signal 34, whose modulation is such that it is 67% high and 33% of the time low. In fact, the modulations on both activation signals 33 and 34 are each other's complement.

Signaal 33 wordt toegevoerd aan de eerste bisantenne 29 en signaal 34 aan de tweede bisantenne 30. Indien een label eerst de eerste lusantenne passeert, zal in diens antennespoel 2 een inductiespanning met de 20 modulatievorm 35 opgewekt worden. Zodra het label een positie midden tussen de beide lusantennes in bereikt heeft, tellen beide signalen 33 en 34 bij elkaar op. Daar de modulaties van beide signalen elkaar compenseren, zal de som een ongemoduleerde draaggolf zijn, zoals aangegeven met 36. Tenslotte zal het label de tweede lusantenne 30 passeren. De geïnduceerde spanning zal dan de vorm 37 hebben.Signal 33 is applied to the first bis antenna 29 and signal 34 to the second bis antenna 30. If a tag first passes the first loop antenna, an induction voltage of the modulation form 35 will be generated in its antenna coil 2. As soon as the label has reached a position midway between the two loop antennas, both signals 33 and 34 add together. Since the modulations of both signals compensate each other, the sum will be an unmodulated carrier, as indicated by 36. Finally, the tag will pass the second loop antenna 30. The induced voltage will then have the form 37.

Detector 3 zal naast de aanwezigheid van de draaggolf tevens de modulatievorm detecteren, waarna 25 microcontroller 4 de opeenvolging van de beide modulatievormen zal bepalen, en daaruit de passagerichting zal concluderen. Deze informatie wordt dan tezamen met het identificatienummer door de radiomodule overgezonden naar de uitleeseenheid.In addition to the presence of the carrier wave, detector 3 will also detect the modulation form, after which microcontroller 4 will determine the sequence of the two modulation forms, and will conclude from this the direction of passage. This information, together with the identification number, is then transmitted by the radio module to the readout unit.

Een tweede toepassing van een volgsysteem betreft ‘asset control’. Hierbij gaat het om de beveiliging van 30 waardevolle gereedschappen als laptop computers, etc. Dergelijke apparaten mogen wel door de rechtmatige gebruiker vanuit het kantoor mee naar buiten genomen worden, doch niet door iemand anders, ook niet door collega's.A second application of a tracking system concerns asset control. This concerns the protection of 30 valuable tools such as laptop computers, etc. Such devices may be taken outside the office by the legitimate user, but not by anyone else, not even by colleagues.

Dat houdt in dat aan de uitgang van het kantoorgebouw bij het naar buiten gaan zowel de persoon als het apparaat dat hij bij zich draagt herkend moet worden, en dat geverifieerd moet worden of deze combinatie 35 naar buiten mag.This means that at the exit of the office building when going out, both the person and the device he is carrying must be recognized, and it must be verified whether this combination is allowed to go outside.

Voor de herkenning van de persoon kan de bestaande techniek benut worden, zoals bekend uit het patent no. 176404 van aanvraagster. Wordt voor de identificatie van het apparaat dezelfde techniek gebruikt, dan zal het label, dat de persoon bij zich draagt voor zijn identificatie en toegangsverlening, de detectie en identificatie -7- van het label in het te beschermen apparaat blokkeren. Echter als gevolg van een hoog stoomiveau is het niet zeker dat het label van het apparaat gedetecteerd zal worden.The existing technique can be used for the recognition of the person, as is known from the applicant's patent no. 176404. If the same technique is used for the identification of the device, the label, which the person carries for his identification and access, will block the detection and identification of the label in the device to be protected. However, due to a high steam level, it is not certain that the label of the device will be detected.

5 Wordt voor de detectie en identificatie van het apparaat de techniek volgens de uitvinding gebruikt dan kan het activeringsveld gecombineerd worden met het ondervragingsveld van het personen toegangscontrole systeem volgens de bestaande techniek. De draaggolffrequentie daarvan bedraagt bijvoorbeeld 120 kHz. De radiomodules in het label, dat ingebouwd is in het beveiligde apparaat, en die in de uitleeseenheid brengen het identificatienummer van het apparaat over naar de uitleeseenheid. Vervolgens kan hetzij in een centrale 10 computer hetzij in een lokale processor met gegevens, gedownload vanuit de centrale computer, vastgesteld worden of de geïdentificeerde geautoriseerd is het gedetecteerde apparaat mee naar buiten te nemen.If the technique according to the invention is used for the detection and identification of the device, the activation field can be combined with the interrogation field of the personal access control system according to the existing technique. The carrier frequency thereof is, for example, 120 kHz. The radio modules in the label, which is built into the protected device, and those in the reader, transfer the device identification number to the reader. Subsequently, either in a central computer or in a local processor with data downloaded from the central computer, it can be determined whether the identified person is authorized to take the detected device outside.

Tevens kan dan een registratie bijgehouden worden, die aangeeft dat het betreffende apparaat zich buiten het gebouw bevindt.A registration can also be kept, which indicates that the relevant device is outside the building.

Daar in het volgsysteem volgens de uitvinding meerdere labels gelijktijdig geactiveerd kunnen en mogen 15 worden, is het mogelijk dat de persoon meerdere beveiligde apparaten bij zich draagt, die allen gedetecteerd, gecontroleerd en geregistreerd worden.Since in the tracking system according to the invention several labels can and may be activated simultaneously, it is possible that the person carries several secured devices, all of which are detected, checked and registered.

Een dergelijke toepassing van de techniek volgens de uitvinding voor ‘asset control’ van bijv. laptop computers kan zeer voordelig uitgevoerd worden, wanneer voor de radiomodule gebruik gemaakt kan worden van de Blue Tooth module, die reeds is ingebouwd in de laptop voor communicatie met randapparaten als 20 printers, mobiele telefoons, etc. Een fabrikant van laptop computers zou in dat geval tevens de antennespoel 2, de detector 3 en microcontroller 4 kunnen mee integreren in de laptop en voorzieningen moeten treffen dat deze componenten, evenals de radiomodule, constant van voedingsspanning worden voorzien.Such an application of the technique according to the invention for asset control of, for example, laptop computers can be carried out very advantageously, if the radio module can use the Blue Tooth module, which is already built into the laptop for communication with peripheral devices. as 20 printers, mobile phones, etc. In that case, a manufacturer of laptop computers could also integrate the antenna coil 2, detector 3 and microcontroller 4 in the laptop and make sure that these components, like the radio module, have a constant supply voltage. be provided.

Een derde toepassing betreft dwaalbeveiliging. Het doel is hier om te voorkomen dat beveiligde personen 25 ongemerkt een gebouw of terrein kunnen verlaten. Het gaat in eerste instantie om personen, die niet zonder begeleiding kunnen, zoals aan dementie lijdende bejaarden, maar kan ook toegepast worden voor personen waaraan huisarrest is opgelegd.A third application concerns stray protection. The aim here is to prevent secured persons from leaving a building or site unnoticed. In the first instance, this concerns persons who cannot live unaccompanied, such as elderly people suffering from dementia, but can also be applied to persons on whom house arrest has been imposed.

Dwaalbeveiligingssystemen in de bestaande techniek hebben het euvel dat de detectie van het passeren van beveiligde personen door een uitgang gemakkelijk verstoord kan worden door ruis en andere stoorsignalen.Stray protection systems in the prior art have the drawback that the detection of the passage of protected persons through an output can be easily disturbed by noise and other interference signals.

3 0 Bij een dwaalbeveiligingssysteem, opgebouwd volgens de uitvinding, wordt dit probleem opgelost door het gebruik van de radiomodule, waardoor een ruime communicatieafstand en -tijdvenster beschikbaar zijn, alsmede een laag stoor- en ruisniveau.In the case of a drift protection system, built up according to the invention, this problem is solved by the use of the radio module, so that a wide communication distance and time window are available, as well as a low interference and noise level.

Een vierde toepassing betreft tijdregistratie bij sportwedstrijden. In het verleden is wel eens geprobeerd 3 5 identificatiesystemen volgens de bestaande techniek te gebruiken voor het identificeren van en het moment te bepalen waarop een atleet, schaatser, zeilboot, etc. de finishlijn passeert. De problemen die optreden bij het toepassen van de bestaande techniek hebben te maken met het beperkte bereik waarbinnen het label zijn data naar de ondervraagantenne kan sturen, en de daarmee gepaard gaande beperkte tijdspanne, de relatief lageA fourth application concerns time registration at sports competitions. In the past, attempts have been made to use existing art identification systems to identify and determine the moment when an athlete, skater, sailboat, etc. crosses the finish line. The problems that arise with the application of the existing technique have to do with the limited range within which the label can send its data to the interrogating antenna, and the associated limited time span, the relatively low

Λ > MM> M

-8- datatransmissiesnelheid in de bestaande techniek, en het probleem dat meerdere labels door elkaar praten, omdat er meerdere personen tegelijk of bijna tegelijk de finish passeren.-8- data transfer rate in the existing technique, and the problem of multiple labels talking because multiple people are crossing the finish line at the same time or almost simultaneously.

5 Het toepassen van multilabel-protocollen levert daarbij geen oplossing, omdat de gewenste data in ‘real time’ overgebracht dient te worden om de tijdinformatie niet verloren te doen gaan.5 The application of multilabel protocols does not provide a solution, because the desired data must be transferred in "real time" in order not to lose the time information.

In een oplossing volgens de uitvinding wordt het activeringssignaal gemoduleerd met een signaal dat gerelateerd is aan de tijd. Detector 3 en microcontroller 4 decoderen dit tijdsignaal en de tijdinformatie wordt 10 tezamen met het identificatienummer door de radiomodule 5 uitgezonden naar de uitleeseenheid. Omdat het identificatienummer nu gekoppeld is aan tijdinformatie, behoeft de dataoverdracht niet meer ‘real time’ te gebeuren, en kan een multilabel-protocol afgewerkt worden, zoals dat in het protocol van de radiomodules ingebouwd is. Het ruime zendbereik van de radiomodules geeft voldoende ruimte in afstand en in tijd om de datacommunicatie af te handelen; ook in situaties waarin veel personen tegelijk de finishlijn passeren.In a solution according to the invention, the activation signal is modulated with a signal related to time. Detector 3 and microcontroller 4 decode this time signal and the time information along with the identification number is transmitted by the radio module 5 to the readout unit. Because the identification number is now linked to time information, the data transfer no longer has to be done in real time, and a multilabel protocol can be completed, as built into the protocol of the radio modules. The broad transmission range of the radio modules provides sufficient space in distance and in time to handle the data communication; also in situations where many people pass the finish line at the same time.

1515

Er zijn meer toepassingen mogelijk, waarin door middel van een inductieve koppeling een begrensd activeringsgebied verkregen wordt, eventueel gecombineerd met extra informatieoverdracht over het activeringssignaal, zoals bijvoorbeeld tijd en richting (een zogenaamde bakenfunctie), en waarin door middel van radiogolfpropagatie een betrouwbare datacommunicatie tussen label en uitleeseenheid gerealiseerd wordt. 20 Deze toepassingen worden allen geacht onder de uitvinding te vallen.More applications are possible in which a limited activation area is obtained by means of an inductive coupling, possibly combined with additional information transfer about the activation signal, such as time and direction (a so-called beacon function), and in which reliable data communication between labels is provided by means of radio wave propagation. and reading unit is realized. These applications are all considered to be within the scope of the invention.

A. S Λ / Ü 'i ^ 1 ^ U 1 .1A. S Λ / Ü 'i ^ 1 ^ U 1 .1

Claims

1. A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods, characterized in that inductive coupling by means of magnetic or electric fields is used to activate an electronic label, while for the communication of data from the label to a reading unit and / or from the reading unit to the label uses propagating radio waves.

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claim 1, characterized in that for the communication between the label and the reading unit via radio waves, use is made of such a high carrier wave sequence that the corresponding wavelength is smaller than the distance to be bridged between the label and the antenna of the reader. 15

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claims 1 or 2, characterized in that radio modules using radio modules for communication between the label and the reading unit, in which a communication protocol is integrated with digital and high-frequency hardware. 20

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claims 1,2 or 3, characterized in that the label contains an antenna coil and a detector circuit, with which the passage of the label can be detected by a magnetic activation field generated by a magnetic bisantenna driven by an activation signal generated by the reader.

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claim 4, characterized in that the label contains two or three coils, each coupled to a detector, coupled via an OR function 23 to microcontroller 4, wherein the 3. magnetic axes of the coils are essentially perpendicular to each other so that the label is activated at all orientations relative to the direction of the magnetic field of the activation field. - 10-

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claims 1, 2, or 3, characterized in that the label comprises a capacitor plate 20 and a detector circuit, with which the passage of the label can be detected by an electrostatic activation field generated by a capacitor plate 19 driven by an activation signal generated by the reader.

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claims 4, 5 or 6, characterized in that the detection of the passage of the label through a magnetic or electrostatic induction field radio module establishes a radio connection between the label and the display unit.

8. A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claim 7, characterized in that, depending on the application of the system, data can be read and transmitted from the memory of the label such as a serial or identification number or other information stored in the memory.

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claims 7 or 8, characterized in that, depending on the application of the system, data can be written from the reading unit into the memory of the label.

10. A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claims 7, 8, or 9, characterized in that a plurality of labels can be activated simultaneously in an activation field, and wherein the communication protocol of the radio module ensures an error-free transfer of the data from all activated labels to the reader, and also that any data to be written from the reader is written in the correct label.

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods according to claims 7,8,9, or 10, characterized in that the label is provided by means of detector 3 and microcontroller 4, and by means of of two differently modulated activation signals, is able to determine the direction in which the label passes a passage, and then passes this direction to the reader by means of the data communication via the radio module. - 11 -

A system for detecting, identifying, labeling or tracking persons and / or goods 5 according to claims 7, 8, 9, or 10, characterized in that the label is provided by means of detector 3 and microcontroller 4, and by means of a time signal, modulated on the activation signal, can determine the time at which the label passes a passage, and then passes this on to the reading unit by means of the data communication via the radio module.

A system for protecting against theft or improper use of goods such as computers, mobile phones, etc. according to claims 7, 8, 9 or 10, characterized in that for radio module 5, the radio module already used in the device is present for communication with other devices.