NL2032816B1 - Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method - Google Patents

Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method Download PDF

Info

Publication number
NL2032816B1
NL2032816B1 NL2032816A NL2032816A NL2032816B1 NL 2032816 B1 NL2032816 B1 NL 2032816B1 NL 2032816 A NL2032816 A NL 2032816A NL 2032816 A NL2032816 A NL 2032816A NL 2032816 B1 NL2032816 B1 NL 2032816B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
coil antenna
label
transmitting
signal
coil
Prior art date
Application number
NL2032816A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Hakvoort Vincent
Martin Van Dijk Jeroen
Cornelis Stekelenburg Jan
Original Assignee
Nedap Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nedap Nv filed Critical Nedap Nv
Priority to NL2032816A priority Critical patent/NL2032816B1/en
Priority to PCT/NL2023/050431 priority patent/WO2024043780A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2032816B1 publication Critical patent/NL2032816B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K11/00Marking of animals
    • A01K11/006Automatic identification systems for animals, e.g. electronic devices, transponders for animals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00Other apparatus for animal husbandry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/024Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects
    • G01S7/026Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects involving the transmission of elliptically or circularly polarised waves

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een label voor een positioneringssysteem, voorzien van een zend- en ontvangsteenheid omvattende spoelantennes. Elk van de spoelantennes is zodanig gelegen in het label dat een longitudinale as door de spoelantenne zich, in gebruik, evenwijdig uitstrekt aan een aardoppervlak. Een eerste en een tweede spoelantenne daarvan zijn onderling verschillend georiënteerd. Voor het uitzenden van een positioneringssignaal, omvat de zend- en ontvangsteenheid een bekrachtigingsschakeling voor het opwekken van een eerste magnetisch wisselveld met de eerste spoelantenne en een tweede magnetisch wisselveld met de tweede spoelantenne. Verder is de zend- en ontvangsteenheid voorzien van een uitleesschakeling die is ingericht voor het bep alen van een sp anningspotentiaal van een wisselspanning in zowel de eerste spoelantenne als de tweede spoelantenne, voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal.The invention relates to a label for a positioning system, provided with a transmitting and receiving unit comprising coil antennas. Each of the coil antennas is located in the tag such that a longitudinal axis through the coil antenna, in use, extends parallel to an earth's surface. A first and a second coil antenna thereof are oriented differently. For transmitting a positioning signal, the transmitting and receiving unit comprises an excitation circuit for generating a first alternating magnetic field with the first coil antenna and a second alternating magnetic field with the second coil antenna. The transmitting and receiving unit is further provided with a read circuit that is adapted to determine a voltage potential of an alternating voltage in both the first coil antenna and the second coil antenna, for receiving an incoming positioning signal.

Description

P131524NL00P131524NL00

Titel: Label voor gebruik in een positioneringssysteem, positioneringssysteem, veebeheersysteem en werkwijzeTitle: Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and working method

Gebied van de uitvindingField of the invention

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een label voor gebruik in een positioneringssysteem, waarbij het label is voorzien van een zend- en ontvangsteenheid voor het versturen en ontvangen van positioneringssignalen, de zend- en ontvangsteenheid omvattende een veelheid spoelantennes. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een positioneringssysteem, een veebeheersysteem, en een werkwijze voor het bepalen van een positie van ten minste één eerste label van een veelheid labels.The present invention relates to a label for use in a positioning system, wherein the label is provided with a transmitting and receiving unit for sending and receiving positioning signals, the transmitting and receiving unit comprising a plurality of coil antennas. The invention further relates to a positioning system, a livestock management system, and a method for determining a position of at least one first label of a plurality of labels.

AchtergrondBackground

Een label zoals hierboven beschreven is op zichzelf bekend voor gebruik in de veeteelt, voor het beheren van bijvoorbeeld kuddes dieren. De positie van een individueel dier, zoals een koe in een kudde koeien in een stal, is te bepalen wanneer de afstand tussen de dieren onderling en de afstand tot een klein aantal bakens bekend is. Indien het dier een apparaatje meedraagt waarmee de afstand kan worden gemeten tot naburige dieren, dan kan uiteindelijk de positie van het dier in de kudde worden bepaald. In de praktijk dienen dit meetinstrument en de gebruikte meetmethode bestand te zijn tegen de omstandigheden in een stal, waardoor niet alle meetmethoden bruikbaar zijn. Daarnaast moet het meetinstrument regelmatig een meting uitvoeren, bij voorkeur in de orde van enkele seconden, en vanwege batterij voeding daarom zuinig omgaan met energie.A label as described above is known per se for use in livestock farming, for example for managing herds of animals. The position of an individual animal, such as a cow in a herd of cows in a stable, can be determined when the distance between the animals and the distance to a small number of beacons is known. If the animal carries a device that can measure the distance to neighboring animals, the animal's position in the herd can ultimately be determined. In practice, this measuring instrument and the measuring method used must be able to withstand the conditions in a stable, which means that not all measuring methods are usable. In addition, the measuring instrument must regularly perform measurements, preferably in the order of a few seconds, and must therefore use energy sparingly due to battery power.

Voorts dient in een veebeheersysteem in hoog tempo voor een groot aantal koelen de afstand te worden gemeten tot een aanzienlijk aantal andere koeien.Furthermore, in a livestock management system, the distance to a significant number of other cows must be measured for a large number of cows at a rapid pace.

Afstand meten kan op verschillende manieren. Voor het meten van de afstand tussen twee koeien is een contactloos systeem noodzakelijk.Measuring distance can be done in different ways. A contactless system is necessary to measure the distance between two cows.

Bekende manieren zijn het meten met licht (lidar), met geluid (sonar) of met microgolven (radar). Deze meetmethoden zijn niet of minder geschikt voor het meten van de afstand tussen twee koeien. Vooral het voortplanten van het meetsignaal door het lichaam van een koe maakt deze systemen niet goed bruikbaar. In meer of mindere mate wordt de nauwkeurigheid voor de verschillende technologieën ook beperkt door het zend- en ontvangstbereik, de mate van gevoeligheid voor reflectie van zendsignalen, alsmede signaalverzwakking als gevolg van muren en andere objecten in de binnenruimte van een stal.Well-known methods are measuring with light (lidar), with sound (sonar) or with microwaves (radar). These measuring methods are not or less suitable for measuring the distance between two cows. The propagation of the measuring signal through the body of a cow in particular makes these systems unsuitable for use. To a greater or lesser extent, the accuracy for the different technologies is also limited by the transmission and reception range, the degree of sensitivity to reflection of transmission signals, as well as signal attenuation due to walls and other objects in the interior of a stable.

Samenvatting van de uitvindingSummary of the Invention

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een label zoals hierboven beschreven waarmee een positie, bijvoorbeeld ten opzichte van andere labels, met voldoende nauwkeurigheid kan worden bepaald en dat geschikt is in een binnenruimte zoals een stal en tussen andere dieren.It is an aim of the present invention to provide a label as described above with which a position, for example relative to other labels, can be determined with sufficient accuracy and which is suitable in an indoor space such as a stable and between other animals.

Hiertoe verschaft de uitvinding overeenkomstig een eerste aspect daarvan een label voor gebruik in een positioneringssysteem dat 1s voorzien van een zend- en ontvangsteenheid voor het versturen en ontvangen van positioneringssignalen. De zend- en ontvangsteenheid omvat een veelheid spoelantennes. Elke spoelantenne is zodanig in het label gelegen dat een longitudinale as door de spoelantenne zich, in gebruik, evenwijdig aan een aardoppervlak uitstrekt. De veelheid spoelantennes omvat ten minste één eerste spoelantenne en ten minste één tweede spoelantenne. De ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne zijn onderling verschillend georiënteerd. De zend- en ontvangsteenheid is voorts, voor het uitzenden van een uitgaand positioneringssignaal, voorzien van een bekrachtigingsschakeling. De bekrachtigingsschakeling is ingericht voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid met een elektrisch signaal, voor het opwekken van een eerste magnetisch wisselveld met de eerste spoelantenne en een tweede magnetisch wisselveld met de tweede spoelantenne. De zend- en ontvangsteenheid is verder voorzien van een uitleesschakeling die 1s ingericht voor het bepalen van een spanningspotentiaal van zowel een wisselspanning in de eerste spoelantenne als een wisselspanning in de tweede spoelantenne. De uitleesschakeling is op deze wijze ingericht voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal.To this end, the invention provides, in accordance with a first aspect thereof, a label for use in a positioning system that is provided with a transmitting and receiving unit for sending and receiving positioning signals. The transmitting and receiving unit comprises a plurality of coil antennas. Each coil antenna is located in the tag such that a longitudinal axis through the coil antenna, in use, extends parallel to an earth's surface. The plurality of coil antennas includes at least one first coil antenna and at least one second coil antenna. The at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented differently. The transmitting and receiving unit is furthermore provided with an excitation circuit for transmitting an outgoing positioning signal. The excitation circuit is designed to energize the transmitting and receiving unit with an electric signal, for generating a first alternating magnetic field with the first coil antenna and a second alternating magnetic field with the second coil antenna. The transmitting and receiving unit is further provided with a read circuit that is adapted to determine a voltage potential of both an alternating voltage in the first coil antenna and an alternating voltage in the second coil antenna. The readout circuit is in this manner designed to receive an incoming positioning signal.

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten gronde dat het meten met magnetische velden doorgaans ongehinderd door omgevingsfactoren kan plaatsvinden. Het gebruik van magnetische velden voor de onderhavige toepassing verschaft daardoor een hoge positie-resolutie en een voldoende groot afstandsbereik om de metingen te kunnen doen. Magnetische velden kunnen zich bovendien moeiteloos voortplanten door een groot lichaam zoals dat van een koe, en zijn daardoor veel minder gevoelig voor bijvoorbeeld signaalreflecties.The invention is based on the insight that measuring with magnetic fields can usually take place unhindered by environmental factors. The use of magnetic fields for the present application therefore provides a high position resolution and a sufficiently large distance range to make the measurements. Magnetic fields can also propagate effortlessly through a large body such as that of a cow, and are therefore much less sensitive to signal reflections, for example.

Om gebruik te kunnen maken van magneetvelden voor het nauwkeurig doen van afstandsmetingen, dient een dergelijk label zo te zijn uitgevoerd dat de meting zo min mogelijk wordt verstoord door velden afkomstig van wisselwerking van de omgeving met de opgewekte magnetische wisselvelden. De voornaamste storingsbron in de omgeving wordt gevormd door de aarde: de ondergrond reageert bijvoorbeeld met daarin opgewekte wervelstromen, wanneer veranderende magneetvelden een veldrichting hebben die dwars op de ondergrond/aarde staat. Het label overeenkomstig de uitvinding is ingericht om met behulp van twee spoelen (spoelantennes) een horizontaal magnetisch wisselveld voort te brengen.In order to be able to use magnetic fields for accurate distance measurements, such a label must be designed in such a way that the measurement is disturbed as little as possible by fields resulting from the interaction of the environment with the generated alternating magnetic fields. The main source of interference in the environment is the earth: for example, the subsurface reacts with eddy currents generated in it when changing magnetic fields have a field direction that is transverse to the subsurface/earth. The label according to the invention is designed to produce a horizontal alternating magnetic field with the aid of two coils (coil antennas).

Een wisselveld wordt niet beïnvloed door aanwezige statische magnetische velden. Verder is door de horizontale richting van de opgewekte velden de meting ongevoelig voor de aanwezigheid van de bodem/ondergrond. .An alternating field is not influenced by existing static magnetic fields. Furthermore, due to the horizontal direction of the generated fields, the measurement is insensitive to the presence of the soil/subsoil. .

Bovendien kan met behulp van een magnetisch wisselveld een groot afstandsbereik worden behaald.In addition, a large distance range can be achieved using an alternating magnetic field.

Het label overeenkomstig de uitvinding maakt voorts gebruik van horizontaal gerichte magneetvelden. Hiermee wordt bedoeld dat de magneten worden opgewekt door spoelantennes waarvan de longitudinale as door de windingen van de spoel zich evenwijdig aan het aardoppervlak (in gebruik) uitstrekken. Theoretisch kan er ook gebruik worden gemaakt van verticaal gerichte magneetvelden (velden waarvan de noord-zuid as van het magnetisch veld dwars op het aardoppervlak is gelegen). Voordeel van een verticaal gericht magneetveld is dat een dergelijk veld zich rondom de spoel symmetrisch voortplant en dus voor iedere hoek in het horizontale vlak voor dezelfde afstand dezelfde veldsterkte verschaft. Op een denkbeeldige cirkel rond het label wordt zo overal hetzelfde signaal gemeten, zodat dit theoretisch een geschikte maat voor de afstand tot dit dier is. Toch is deze uitvoering praktisch gezien minder geschikt, omdat de aarde een magnetische kortsluting vormt voor wisselende magneetvelden.The label according to the invention further uses horizontally oriented magnetic fields. This means that the magnets are generated by coil antennas whose longitudinal axis through the windings of the coil extends parallel to the earth's surface (in use). Theoretically, vertically oriented magnetic fields can also be used (fields where the north-south axis of the magnetic field is located perpendicular to the Earth's surface). The advantage of a vertically directed magnetic field is that such a field propagates symmetrically around the coil and therefore provides the same field strength for the same distance for every angle in the horizontal plane. The same signal is measured everywhere on an imaginary circle around the label, so that this is theoretically a suitable measure of the distance to this animal. However, from a practical point of view, this version is less suitable, because the earth forms a magnetic short circuit for changing magnetic fields.

De nabijheid van het aardoppervlak verstoort het opgewekte wisselveld, waardoor al op ruim twee meter afstand de waarde van de gemeten veldsterkte kan gaan afwijken van de theoretisch te verwachten waarde en er een meetfout ontstaat. Het te meten veld zal op afstand snel zwakker worden en van richting wijzigen, hetgeen de meetafstand beperkt. Omdat elke ondergrond wisselend van samenstelling is, kan hier niet bij voorbaat op gecorrigeerd worden. Om die reden verschaft deze meetmethode slechts op grote hoogte boven het aardoppervlak een betrouwbare meting, of nabij het aardoppervlak slechts over korte meetafstanden tot ongeveer 3 meter, zodat de methodiek niet geschikt is voor de onderhavige toepassing in een stal.The proximity of the earth's surface disrupts the generated alternating field, as a result of which the value of the measured field strength can deviate from the theoretically expected value even at a distance of more than two meters, causing a measurement error. The field to be measured will quickly become weaker at a distance and change direction, which limits the measuring distance. Because every surface has a varying composition, this cannot be corrected in advance. For this reason, this measuring method only provides a reliable measurement at a great height above the earth's surface, or near the earth's surface only over short measuring distances of up to approximately 3 meters, so that the methodology is not suitable for the present application in a stable.

De uitvinding maakt om die reden gebruik van een horizontaal gericht wisselend magneetveld, en in het bijzonder een met constante rotatiesnelheid draaiend magneetveld dat wordt opgewekt met twee onder een hoek met elkaar geplaatste horizontaal gerichte spoelantennes. Omdat het label gebruik maakt van deze twee wisselende magneetvelden in het horizontale vlak (het vlak evenwijdig aan het aardoppervlak), ontstaat er een elliptisch of circulair (afhankelijk van de frequentie, richting en onderlinge fase van de magneetvelden) roterend of bewegend magnetisch veld. De magnetische veldsterkte van dit veld kan worden bepaald met één 5 of meer verdere spoelantennes van een ontvangend label — welke ontvangende spoelantennes eveneens horizontaal gericht zijn ten opzichte van het aardoppervlak. De afstand tot het zendende label is te bepalen door de amplitude van het ontvangen magneetveld te bepalen. De magnetische veldsterkte neemt in de buurt van de spoelantennes af met de derde macht van de afstand, en op grotere afstand met het kwadraat van de afstand (de overgang van derde naar tweede macht vindt op relatief grote afstand plaats (ordegrootte 200 meter) in vergelijking met de meetafstand (enkele meters tot enkele tientallen meters)). De amplitude van het voortgebrachte magnetische wisselveld is nauwkeurig te bepalen. Zodoende is het label in staat om de afstand tussen twee individuele dieren te bepalen, onafhankelijk van de hoek waar onder deze twee dieren zijn gepositioneerd, door uit te gaan van de afhankelijkheid van de afnamen van het magnetische veld met de afstand. Op deze manier kan de onderlinge afstand tussen dieren worden bepaald in een stal met willekeurig geplaatste koeien.The invention therefore uses a horizontally oriented alternating magnetic field, and in particular a magnetic field rotating at a constant rotational speed that is generated with two horizontally oriented coil antennas placed at an angle to each other. Because the label uses these two alternating magnetic fields in the horizontal plane (the plane parallel to the Earth's surface), an elliptical or circular (depending on the frequency, direction and mutual phase of the magnetic fields) rotating or moving magnetic field is created. The magnetic field strength of this field can be determined with one or more further coil antennas of a receiving tag - which receiving coil antennas are also horizontally oriented with respect to the earth's surface. The distance to the transmitting label can be determined by determining the amplitude of the received magnetic field. The magnetic field strength decreases near the coil antennas with the cube of the distance, and at greater distances with the square of the distance (the transition from third to second power takes place at a relatively large distance (order of magnitude 200 meters) compared to with the measuring distance (a few meters to a few tens of meters)). The amplitude of the generated magnetic alternating field can be determined accurately. The label is thus able to determine the distance between two individual animals, regardless of the angle at which these two animals are positioned, by assuming the dependence of the decreases in the magnetic field with distance. In this way, the distance between animals can be determined in a stable with randomly placed cows.

In principe is de methodiek toepasbaar met twee op bovenstaande wijze horizontaal georiënteerde magnetische wisselvelden, waarvan enkele parameters bekend zijn of vaststaan. Bijvoorbeeld, overeenkomstig sommige uitvoeringsvormen zijn de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne onder een hoek ten opzichte van elkaar zijn georiënteerd. Een willekeurige hoek tussen de spoelantennes in het horizontale vlak verschaft, wanneer de frequenties van beide velden niet aan elkaar gelijk zijn, een magnetisch veld dat in het horizontale vlak continu van richting en sterkte veranderd. Echter, voor elke richting geld daarbij dat periodiek de som van de beide velden verschaft door de twee spoelantennes, optelt tot een vast maximum dat afhankelijk is van de afstand. Door dus het signaal voldoende lang te ontvangen en de veldsterkte te meten, kan dit maximum worden vastgesteld en is de afstand bekend.In principle, the methodology can be applied with two horizontally oriented alternating magnetic fields as described above, some of the parameters of which are known or fixed. For example, according to some embodiments, the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented at an angle to each other. An arbitrary angle between the coil antennas in the horizontal plane, when the frequencies of both fields are not equal, provides a magnetic field that continuously changes direction and strength in the horizontal plane. However, for each direction, the sum of the two fields provided by the two coil antennas periodically adds up to a fixed maximum that depends on the distance. By receiving the signal for a sufficiently long time and measuring the field strength, this maximum can be determined and the distance is known.

Een zelfde verband zit er ook tussen de gemiddelde magnetische veldsterkte en de afstand, zoals vast te stellen is op basis van statistiek, zodat niet per sé gezocht hoeft te worden naar het maximum. Hoewel dit een mogelijke implementatie van de uitvinding is, is het tevens niet de meest voordelige uitvoeringsvorm ervan omdat. Dit komt door de continu veranderende resultante van het magneetveld. Bij gelijke frequentie van de twee velden wordt het resultaat van een dergelijke meting eenduidiger en dus beter, maar kan de vorm van het draaiende magneetveld als gevolg van de willekeurige (maar wel vaste en bekende) onderlinge hoek tussen de twee velden, een elliptische baan zijn. Als zowel de hoek als de fase tussen de twee velden bekend zijn, ligt de vorm van deze ellips vast en kan de afstand bepaald worden met kennis van de uitgezonden amplitude. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de ten minste ene eerste spoelantenne dwars georiënteerd ten opzichte van de ten minste ene tweede spoelantenne. Door de onderling dwars georiënteerde spoelantennes kunnen aan de ontvangende kant de onderling loodrechte componenten van het veld worden geanalyseerd.There is also a similar relationship between the average magnetic field strength and the distance, as can be determined on the basis of statistics, so that it is not necessary to look for the maximum. Although this is a possible implementation of the invention, it is also not the most advantageous embodiment thereof because. This is due to the continuously changing result of the magnetic field. With the same frequency of the two fields, the result of such a measurement becomes more clear and therefore better, but the shape of the rotating magnetic field can be an elliptical orbit as a result of the arbitrary (but fixed and known) mutual angle between the two fields. . If both the angle and the phase between the two fields are known, the shape of this ellipse is fixed and the distance can be determined knowing the emitted amplitude. In a preferred embodiment, the at least one first coil antenna is oriented transversely with respect to the at least one second coil antenna. The mutually transversely oriented coil antennas allow the mutually perpendicular components of the field to be analyzed at the receiving end.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm zijn de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne in elkaars nabijheid, bij voorkeur aangrenzend aan elkaar, gelegen. In deze uitvoeringsvormen wordt bereikt dat als gevolg van ofwel wederkerige inductie, of capacitieve koppeling (of middels een combinatie van beide) het bekrachtigen van de ene spoelantenne ook zal leiden tot het opwekken van een magnetisch veld met de andere spoelantenne. Met name treedt dit efficiënt op bij een voldoende grote koppelfactor tussen de spoelen, bijvoorbeeld bij een koppelfactor van 2,5% of meer. De wisselende magneetvelden zullen als gevolg van deze wederkerig inductieve of capacitieve koppeling een onderling faseverschil van n/2 radialen hebben, en in loodrechte oriéntering ten opzichte van elkaar een circulair draaiend magneetveld verschaffen. De afstand wordt daarmee 1n alle richtingen eenvoudig bepaalbaar. Overeenkomstig sommige uitvoeringsvormen is daarom de bekrachtigingsschakeling ingericht voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het opwekken van het magnetische wisselveld in de ten minste ene eerste spoelantenne. Uiteraard is dit slechts één van de mogelijkheden, en kan de bekrachtigingsschakeling ook zijn ingericht om in beide spoelen een veld op te wekken, of kunnen er twee bekrachtigingsschakelingen aanwezig zijn.According to a further embodiment, the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are located in each other's vicinity, preferably adjacent to each other. In these embodiments it is achieved that as a result of either reciprocal induction or capacitive coupling (or through a combination of both), energizing one coil antenna will also lead to the generation of a magnetic field with the other coil antenna. This occurs in particular efficiently with a sufficiently large coupling factor between the coils, for example with a coupling factor of 2.5% or more. As a result of this reciprocal inductive or capacitive coupling, the alternating magnetic fields will have a mutual phase difference of n/2 radians, and will provide a circularly rotating magnetic field in perpendicular orientation to each other. This makes the distance easy to determine in all directions. According to some embodiments, the energizing circuit is therefore adapted to energize the transmitting and receiving unit for generating the alternating magnetic field in the at least one first coil antenna. Naturally, this is only one of the possibilities, and the excitation circuit can also be designed to generate a field in both coils, or two excitation circuits can be present.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm zijn het eerste en het tweede magnetische wisselveld in frequentie aan elkaar gelijk. Zoals eerder aangegeven ligt de vorm van het magnetische draaiveld (cirkel of ellips) daarmee vast en 1s deze voorspelbaar wanneer de fase bekend is (uitgaande van bekende amplitude). Verder, overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm hebben het eerste en het tweede magnetische wisselveld een onderling faseverschil van een kwart van hun golflengte (n/2 radialen).According to a further embodiment, the first and the second magnetic alternating fields are equal in frequency. As indicated earlier, the shape of the rotating magnetic field (circle or ellipse) is therefore fixed and is predictable when the phase is known (assuming a known amplitude). Furthermore, according to a further embodiment, the first and the second alternating magnetic fields have a mutual phase difference of a quarter of their wavelength (n/2 radians).

Bij gelijke frequentie en met dit faseverschil, verschaffen onderling loodrechte horizontale magneetvelden een circulair draaiend magnetisch wisselveld, zodat de veldsterkte van het ontvangen magneetveld bij de ontvanger onafhankelijk wordt van de richting tot het zendende label. De afstand 1s dan rechtstreeks bepaalbaar uit de amplitude van het signaal.At the same frequency and with this phase difference, mutually perpendicular horizontal magnetic fields provide a circularly rotating alternating magnetic field, so that the field strength of the received magnetic field at the receiver becomes independent of the direction to the transmitting label. The distance 1s can then be determined directly from the amplitude of the signal.

Omdat de ontvangende label ook twee onderling loodrechte ontvangstantennes heeft, wordt bepaling van de afstand op deze wijze eenvoudig en nauwkeurig.Because the receiving tag also has two mutually perpendicular receiving antennas, determining the distance in this way becomes simple and accurate.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm is de zend- en ontvangsteenheid voorzien van ten minste één eerste resonantieschakeling omvattende de eerste spoelantenne en ten minste één tweede resonantie- schakeling omvattende de tweede spoelantenne, en waarbij de bekrachtigingsschakeling schakelbaar is verbonden met ten minste één van de eerste en de tweede resonantieschakeling voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het uitzenden van het uitgaande positioneringssignaal. In deze uitvoeringsvorm 1s de bekrachtigings- schakeling schakelbaar en selectief te verbinden met de resonantie- schakelingen van de eerste of tweede spoelantenne zodat één van de antennes kan worden bekrachtigd voor het uitzenden van een wisselend magneetveld. De eerste en tweede spoelantenne bevinden zich bij voorkeur voldoende dicht bij elkaar om middels wederkerige inductie, capacitieve koppeling, of beide, gekoppeld te zijn zoals hierboven beschreven. Dit is echter geen vereiste. Alternatief is het ook mogelijk om de bekrachtigings- schakeling selectief — en bijvoorbeeld tijdsafhankelijk met behulp van een controller — in contact te brengen met beide resonantieschakelingen, bijvoorbeeld als er geen of onvoldoende sprake is van koppeling tussen de spoelantennes.According to a further embodiment, the transmitting and receiving unit is provided with at least one first resonant circuit comprising the first coil antenna and at least one second resonant circuit comprising the second coil antenna, and wherein the excitation circuit is switchably connected to at least one of the first and the second coil antenna. second resonance circuit for energizing the transmitting and receiving unit for transmitting the outgoing positioning signal. In this embodiment the excitation circuit can be connected switchably and selectively to the resonance circuits of the first or second coil antenna so that one of the antennas can be energized to transmit an alternating magnetic field. The first and second coil antennas are preferably located sufficiently close to each other to be coupled by reciprocal induction, capacitive coupling, or both, as described above. However, this is not a requirement. Alternatively, it is also possible to selectively - and for example in a time-dependent manner using a controller - bring the excitation circuit into contact with both resonance circuits, for example if there is no or insufficient coupling between the coil antennas.

Overeenkomstig sommige van bovenstaande uitvoeringsvormen is de ten minste ene eerste resonantieschakeling of tweede resonantie- schakeling een resonantieschakeling met een hoge kwaliteitswaarde, zoals een kwaliteitswaarde van ten minste 100, bij voorkeur ten minste 200; zoals bijvoorbeeld een kwaliteitswaarde van 300 of 400. Op deze wijze kan de resonator vele tientallen perioden zelfstandig kan trillen terwijl slechts een klein deel van de energie in de resonator verloren gaat. De twee haaks gemonteerde spoelantennes van de resonatoren worden inductief, capacitief of door een combinatie van beide met elkaar gekoppeld.According to some of the above embodiments, the at least one first resonant circuit or second resonant circuit is a resonant circuit with a high quality value, such as a quality value of at least 100, preferably at least 200; such as a quality value of 300 or 400. In this way the resonator can vibrate independently for many tens of periods while only a small part of the energy in the resonator is lost. The two perpendicularly mounted coil antennas of the resonators are coupled together inductively, capacitively or by a combination of both.

Overeenkomstig sommige verdere uitvoeringsvormen is het label voorzien van één enkele eerste spoelantenne en één enkele tweede spoelantenne. Het gebruik van meer dan twee spoelantennes is zondermeer mogelijk, maar een voldoende efficiënte en optimaal werkzame uitvoeringsvorm kan worden verkregen middels het gebruik van twee spoelantennes.According to some further embodiments, the tag is provided with a single first coil antenna and a single second coil antenna. The use of more than two coil antennas is certainly possible, but a sufficiently efficient and optimally effective embodiment can be obtained by using two coil antennas.

Voorts omvat overeenkomstig sommige uitvoeringsvormen de uitleesschakeling één of meer schakeleenheden voor het selectief tot stand brengen en verbreken van een verbinding tussen ten minste één van de eerste of de tweede spoelantenne en een aardpotentiaal, voor het selectief ontladen van de ten minste ene spoelantenne bij het tot stand brengen van de verbinding, en voor het selectief bepalen van de spanningspotentiaal van de ten minste ene spoelantenne bij het verbreken van de verbinding. Voor het ontvangen van een verzonden zendsignaal van een zendend label is het gewenst om de in de spoelantenne aanwezige energie te verwijderen, door bijvoorbeeld eventueel opgebouwde lading daarin te ontladen. Door de spoelantennes selectief kortstondig te verbinden met een aardpotentiaal, kan het ontvangende label stroom- en spanningsloos worden gemaakt. Bij het verbreken van de verbinding met de aardpotentiaal zal de opbouw van het signaal hoofdzakelijk worden bepaald door het ontvangen zendsignaal, en kan verstoring door achtergebleven restsignalen voorkomen worden.Furthermore, according to some embodiments, the read circuit comprises one or more switching units for selectively establishing and breaking a connection between at least one of the first or the second coil antenna and a ground potential, for selectively discharging the at least one coil antenna when establishing the connection, and for selectively determining the voltage potential of the at least one coil antenna when the connection is broken. To receive a transmitted transmission signal from a transmitting label, it is desirable to remove the energy present in the coil antenna, for example by discharging any charge that may have built up therein. By selectively connecting the coil antennas to a ground potential for a short time, the receiving label can be de-energized. When the connection to the ground potential is broken, the structure of the signal will mainly be determined by the received transmission signal, and disruption by residual signals left behind can be prevented.

Beter nog dan ontlading via een aardpotentiaal, kan de spoelantenne overeenkomstig sommige uitvoeringsvormen kortstondig worden verbonden met een condensator in een voedingsschakeling, waardoor de opgebouwde energie in de spoel weer deels terugvloeit naar de voeding (i.e. naar de accu of batterij).Even better than discharge via a ground potential, according to some embodiments the coil antenna can be briefly connected to a capacitor in a power supply circuit, so that the energy built up in the coil partly flows back to the power supply (i.e. to the accumulator or battery).

In verdere uitvoeringsvormen omvat het label een beheereenheid voor het bedienen van de schakelbare verbinding tussen de bekrachtigings- schakeling en de ten minste ene van de eerste en de tweede resonantie- schakeling, voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het uitzenden van het uitgaande positioneringssignaal. De beheereenheid kan de schakelbare verbindingen in het label bedienen, en zodoende het label in een zendmodus of ontvangstmodus schakelen. In de ontvangstmodus kan met behulp van de beheereenheid optioneel ook de afstand worden bepaald, of kunnen karakteristieke signaalwaarden door de beheereenheid worden bepaald en opgeslagen in bijvoorbeeld een optioneel werkgeheugen van een label. Ook kunnen additionele draadloze communicatiemiddelen optioneel aanwezig zijn voor het wutwisselen van meetgegevens met een datanetwerk. In deze laatste mtvoeringsvorm kan de beheereenheid zijn ingericht om het label periodiek 1n een zendmodus, en vervolgens in een luister- of ontvangstmodus te schakelen.In further embodiments, the tag comprises a management unit for operating the switchable connection between the energizing circuit and the at least one of the first and second resonant circuits, for energizing the transmitting and receiving unit for transmitting the outgoing positioning signal. The management unit can operate the switchable connections in the label, thus switching the label into a transmit mode or receive mode. In reception mode, the distance can optionally also be determined using the management unit, or characteristic signal values can be determined by the management unit and stored in, for example, an optional working memory of a label. Additional wireless communication means can also be optionally available for exchanging measurement data with a data network. In this latter embodiment, the management unit can be designed to periodically switch the label into a transmitting mode and then into a listening or receiving mode.

In sommige van deze uitvoeringsvormen is de beheereenheid voorts ingericht voor het beheren van de schakeleenheden voor het selectief tot stand brengen en verbreken van de verbinding tussen de ten minste ene spoelantenne en de aardpotentiaal/condensator (of andere ontladingsoplossing). Voorts ook kan, overeenkomstig sommige uitvoeringsvormen de beheereenheid ingericht zijn voor het bedienen van de schakeleenheden, voor het bepalen van de spanningspotentiaal van de veelheid spoelantennes na een voorafbepaalde minimale tijdspanne vanaf het tot stand brengen en verbreken van de verbinding tussen de ten minste ene spoelantenne en de aardpotentiaal. Het magnetische wisselveld kan daarbij bijvoorbeeld een periodiek wisselveld zijn en de voorafbepaalde minimale tijdspanne kan in een dergelijke uitvoeringsvorm gelegen zijn tussen de vijftien en vijfentwintig perioden, en bij voorkeur twintig perioden bedragen. Na het weer openen van de verbinding met de aardpotentiaal/condensator (of andere ontladingsoplossing), en gedurende de ontvangst van een zendsignaal van een ander label uit de nabijheid, 1s het gewenst om een aantal perioden te wachten alvorens de spanning over de spoelantennes te meten. De koppeling tussen zender en ontvanger is relatief gering en de wachttijd is gewenst om de spanning over beide spoelantennes bij de ontvanger te laten opbouwen. Het hierboven gegeven bereik van vijftien tot twintig periodes vormt een fraai compromis tussen de bandbreedte, koppeling en verzamelde energie voor een zo groot mogelijke detectie afstand.In some of these embodiments, the management unit is further adapted to manage the switching units for selectively establishing and breaking the connection between the at least one coil antenna and the ground potential/capacitor (or other discharge solution). Furthermore, according to some embodiments, the management unit may be arranged to operate the switching units, to determine the voltage potential of the plurality of coil antennas after a predetermined minimum period of time from the establishment and termination of the connection between the at least one coil antenna and the earth potential. The magnetic alternating field can, for example, be a periodic alternating field and the predetermined minimum time period in such an embodiment can be between fifteen and twenty-five periods, and preferably twenty periods. After re-opening the connection to the ground potential/capacitor (or other discharge solution), and during the reception of a transmission signal from another label in the vicinity, it is desirable to wait a number of periods before measuring the voltage across the coil antennas . The coupling between transmitter and receiver is relatively small and the waiting time is desirable to allow the voltage to build up across both coil antennas at the receiver. The range of fifteen to twenty periods given above represents a nice compromise between bandwidth, coupling and collected energy for the largest possible detection distance.

Overeenkomstig sommige verdere uitvoermgsvormen is de beheereenheid ingericht voor het ontvangen van een synchronisatiesignaal, en voor het op basis van het synchronisatiesignaal vaststellen van tijdsloten voor het bedienen van de bekrachtigingsschakeling en de uitleesschakeling.According to some further embodiments, the management unit is adapted to receive a synchronization signal and, on the basis of the synchronization signal, to determine time slots for operating the excitation circuit and the readout circuit.

Dergelijke uitvoeringsvormen verschaffen een belangrijk voordeel, waarmee het mogelijk wordt om de labels onderling te synchroniseren om deze afhankelijk van de tijdsloten in een gewenste werkingsmodus (zend- of ontvangstmodus) te schakelen. Op deze wijze kunnen bijvoorbeeld in een groep van labels, bijvoorbeeld vijfhonderd labels in een kudde van vijfhonderd koeien, de labels bij toerbeurt in een zendmodus geschakeld worden, zodat in de overige tijdsloten door elk van de labels kan worden geluisterd door ze in de ontvangstmodus te brengen. Tevens is het mogelijk om aan het begin van elk tijdslot, de ontvangende labels (dus de labels die dat tijdslot in de ontvangstmodus zijn geschakeld) kortstondig te ontladen via de eerder genoemde aardpotentiaal om zo in elk tijdslot een nauwkeurige meting te kunnen doen. De meting kan daarna, zoals hierboven besproken, bijvoorbeeld een aantal periodes na het weer openen van de verbinding met de aardpotentiaal worden bepaald door de spanning op beide spoelantennes van het ontvangende label te meten.Such embodiments provide an important advantage, making it possible to synchronize the labels with each other in order to switch them into a desired operating mode (transmit or receive mode) depending on the time slots. In this way, for example, in a group of labels, for example five hundred labels in a herd of five hundred cows, the labels can be switched into a transmit mode in turn, so that each of the labels can be listened to in the remaining time slots by putting them in the receive mode. to take. It is also possible to briefly discharge the receiving labels (i.e. the labels that are switched to receiving mode for that time slot) via the aforementioned ground potential in order to make an accurate measurement in each time slot at the beginning of each time slot. The measurement can then be determined, as discussed above, for example a number of periods after reopening the connection to the earth potential, by measuring the voltage on both coil antennas of the receiving label.

Overeenkomstig sommige van deze uitvoeringsvormen is de beheereenheid ingericht voor het in een voorafbepaald eerste tijdslot bedienen van de bekrachtigingsschakeling voor het doen uitzenden van het uitgaande positioneringssignaal, en voor het in een voorafbepaald tweede tijdslot bedienen van de uitleesschakeling voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal afkomstig van een verder label. In een kudde dieren kan elk label op deze wijze een eigen tijdslot zijn toegewezen om te zenden, waarbij in de overige tijdsloten wordt geluisterd naar overige labels. Als alle labels aan de beurt zijn geweest om een zendsignaal voort te brengen, kan het proces weer opnieuw beginnen, zodat de labels elk periodiek in de zendmodus gebracht worden.According to some of these embodiments, the management unit is arranged for operating the excitation circuit in a predetermined first time slot for transmitting the outgoing positioning signal, and for operating the readout circuit in a predetermined second time slot for receiving an incoming positioning signal originating from a further label. In a herd of animals, each label can be assigned its own time slot for transmission, while other labels are listened to in the other time slots. When all labels have had their turn to generate a transmission signal, the process can start again, so that the labels are each periodically brought into transmission mode.

Overeenkomstig sommige andere of verdere van deze uitvoeringsvormen, is het label voorzien van een kloksysteem voor het vaststellen van de tijdsloten op basis van het synchronisatiesignaal, waarbij het kloksysteem is voorzien van een eerste en een tweede klokeenheid,According to some other or further of these embodiments, the label is provided with a clock system for determining the time slots based on the synchronization signal, the clock system being provided with a first and a second clock unit,

waarbij de eerste klokeenheid is ingericht om een eerste kloksignaal te verschaffen met een eerste tijdsresolutie en waarbij de tweede klokeenheid is ingericht om een tweede kloksignaal te verschaffen met een tweede tijdsresolutie, waarbij de eerste tijdresolutie kleiner is dan de tweede tijdresolutie, en waarbij de beheereenheid is ingericht om de tweede klokeenheid in te schakelen op basis van het kloksignaal van de eerste klokeenheid en op een tijdsmoment afhankelijk van het synchronisatiesignaal. Door op de bovenstaande wijze gebruik te maken van een klok met een lage resolutie en een klok met een hoge resolutie, waarbij de hoge resolutie klok afhankelijk van de lage resolutie klok telkens op een voorafbepaald moment wordt ingeschakeld, kan een nauwkeurige en continu aanpasbare onderlinge synchronisatie worden behaald die zonder dat de hoge resolutie klok continu ingeschakeld dient te blijven. Het energieverbruik kan op deze wijze efficiënt worden beperkt.wherein the first clock unit is arranged to provide a first clock signal with a first time resolution and wherein the second clock unit is arranged to provide a second clock signal with a second time resolution, wherein the first time resolution is smaller than the second time resolution, and wherein the management unit is arranged to switch on the second clock unit on the basis of the clock signal from the first clock unit and at a time depending on the synchronization signal. By using a low-resolution clock and a high-resolution clock in the above manner, whereby the high-resolution clock is switched on at a predetermined time depending on the low-resolution clock, an accurate and continuously adaptable mutual synchronization can be achieved. can be achieved without the high-resolution clock having to remain switched on continuously. Energy consumption can be efficiently limited in this way.

In sommige uitvoeringsvormen omvat het synchronisatiesignaal synchronisatietriggers welke met een vast tijdsinterval worden ontvangen, en waarin de beheereenheid is ingericht om de tweede klokeenheid in te schakelen op basis van het eerste kloksignaal op een vaste tijdsduur voorafgaand aan de ontvangst van een eerste synchronisatietrigger, waarbij de tweede klokeenheid synchroon met de aanvang of afloop van de eerste synchronisatietrigger wordt uitgeschakeld, en waarbij een klokwaarde van de utgeschakelde tweede klokeenheid door de beheereenheid wordt gebruikt voor het ijken van het eerste kloksignaal, voor het nauwkeurig voorspelbaar maken van een ontvangst van een tweede synchronisatie- trigger na de eerste synchronisatietrigger.In some embodiments, the synchronization signal includes synchronization triggers which are received at a fixed time interval, and wherein the control unit is configured to enable the second clock unit based on the first clock signal at a fixed time period prior to receipt of a first synchronization trigger, wherein the second clock unit is switched off synchronously with the start or end of the first synchronization trigger, and wherein a clock value of the switched off second clock unit is used by the management unit for calibrating the first clock signal, to accurately predict a reception of a second synchronization trigger after the first sync trigger.

In de hierboven beschreven uitvoeringsvormen wordt bijvoorbeeld op vaste periodieke tijdstippen een synchronisatiesignaal centraal verzonden, dat door alle labels kan worden ontvangen. De tijdspanne gelegen tussen twee synchronisatiesignalen is daardoor bij de labels bekend.In the embodiments described above, for example, a synchronization signal is sent centrally at fixed periodic times, which can be received by all labels. The time span between two synchronization signals is therefore known to the labels.

Gebruikmakend van het eerste lage resolutie kloksignaal, is daardoor in ieder label de hoge resolutie klokeenheid tijdig voorafgaand aan ontvangst van het synchronisatiesignaal in te schakelen, zodat de hoge resolutie klokeenheid actief is op het moment van ontvangst van het synchronisatiesignaal. Bijvoorbeeld de tijdspanne — welke als referentiewaarde kan worden gebruikt — kan met het lage resolutie kloksignaal worden afgeteld, en op een vast moment voorafgaand aan de verwachte ontvangst kan de tweede klokeenheid worden ingeschakeld. Met het hoge resolutie kloksignaal van de tweede klokeenheid kan nu de eerste klokeenheid worden getuned. Bijvoorbeeld, gerelateerd aan de bovengenoemde tijdspanne, zoals op een vast moment na het inschakelmoment van de tweede klok, kan op basis van het hoge resolutie kloksignaal een teller worden gestart die het aantal verstreken cycli in het hoge resolutie tijdsignaal telt tot de aanvang of afloop van de synchronisatietrigger — dit moment is namelijk een centraal bepaald vast moment dat heel nauwkeurig te synchroniseren is. Het getelde aantal cycli wordt vervolgens gebruikt om het kloksignaal van de eerste klokeenheid te versnellen of vertragen, teneinde deze aan te passen en nauwkeurig af te stemmen ten opzichte van het synchronisatiesignaal. Het aantal getelde cycli kan bijvoorbeeld als waarde enige tijd worden opgeslagen in een buffer of ander geheugen, en als referentiewaarde dienen bij ontvangst van een volgend synchronisatiesignaal. Als er meer cycli worden geteld dan loopt het lage resolutie kloksignaal iets te snel zodat de tweede klok iets te vroeg 1s ingeschakeld, en kan er worden versneld. Andersom, als er minder cycli worden geteld dan loopt het lage resolutie kloksignaal iets te langzaam zodat de tweede klok iets te laat is ingeschakeld, en kan er worden vertraagd.Using the first low-resolution clock signal, the high-resolution clock unit in each label can be switched on in time prior to receipt of the synchronization signal, so that the high-resolution clock unit is active at the moment of receipt of the synchronization signal. For example, the time span — which can be used as a reference value — can be counted down with the low-resolution clock signal, and at a fixed time prior to the expected reception the second clock unit can be switched on. The first clock unit can now be tuned with the high-resolution clock signal from the second clock unit. For example, related to the above-mentioned time period, such as at a fixed moment after the switch-on moment of the second clock, a counter can be started based on the high-resolution clock signal that counts the number of elapsed cycles in the high-resolution time signal until the start or end of the synchronization trigger — this moment is a centrally determined fixed moment that can be synchronized very accurately. The counted number of cycles is then used to speed up or slow down the clock signal of the first clock unit to match and fine-tune it with respect to the synchronization signal. The number of cycles counted can, for example, be stored as a value for some time in a buffer or other memory, and serve as a reference value upon receipt of a next synchronization signal. If more cycles are counted, the low-resolution clock signal runs a little too fast, so that the second clock is switched on a little too early by 1 s, and the speed can be accelerated. Conversely, if fewer cycles are counted, the low-resolution clock signal runs a little too slowly, so that the second clock is switched on a little too late, and a delay can occur.

In sommige van deze uitvoeringsvormen, is de beheereenheid voorts ingericht voor het op basis van het tweede kloksignaal selectief inschakelen van ten minste één van de uitleesschakeling of de bekrachtigingsschakeling. Bijvoorbeeld, de beheereenheid kan gelijktijdig de uitleesschakeling (ontvangerschakeling) activeren en tevens de hierboven genoemde teller starten.In some of these embodiments, the management unit is further adapted to selectively switch on at least one of the read circuit or the excitation circuit on the basis of the second clock signal. For example, the management unit can simultaneously activate the readout circuit (receiver circuit) and also start the counter mentioned above.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is de beheereenheid ingericht voor het bedienen van de uitleesschakeling voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal afkomstig van een verder label, en voor het op basis van de spanningspotentialen van de wisselspanningen van de eerste en tweede spoelantenne voortbrengen van positioneringsgegevens behorend bij het verdere label. In deze uitvoeringsvormen wordt op basis van de bepaalde spanning over de spoelantennes van het label, met de wtleesschakeling en de beheereenheid de positioneringsgegevens ten opzichte van het zendende label bepaald.In some embodiments of the present invention, the management unit is adapted to operate the read circuit for receiving an incoming positioning signal from a further label, and for producing positioning data based on the voltage potentials of the alternating voltages of the first and second coil antennas. belonging to the further label. In these embodiments, the positioning data relative to the transmitting label are determined with the reading circuit and the management unit on the basis of the determined voltage across the coil antennas of the label.

Deze positioneringsgegevens omvatten bijvoorbeeld de afstand tot het zendende label.This positioning data includes, for example, the distance to the transmitting label.

In sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is het label ingericht voor het draadloos versturen van een datasignaal omvattende positioneringsgegevens van het label en/of positionerings- gegevens van één of meer verdere labels aan ten minste één van: een ontvanger van het positioneringssysteem, en de één of meer verdere labels.In some embodiments of the present invention, the label is adapted to wirelessly transmit a data signal comprising positioning data of the label and/or positioning data of one or more further labels to at least one of: a receiver of the positioning system, and the one or more further labels.

Op deze wijze kunnen de positioneringsgegevens worden uitgewisseld, zodat tezamen met positioneringsgegevens van overige labels de onderlinge posities van alle labels kan worden bepaald. De positioneringsgegevens kunnen op deze wijze bijvoorbeeld centraal worden verwerkt door deze naar een ontvanger van een centraal veebeheersysteem te sturen. Tevens is het mogelijk dat de positioneringsgegevens (geheel of gedeeltelijk) decentraal in de labels zelf wordt verwerkt, bijvoorbeeld doordat elk label de afstanden tot een aantal direct naburige (of eventueel zelfs alle) labels bepaalt.In this way, the positioning data can be exchanged, so that the mutual positions of all labels can be determined together with positioning data from other labels. The positioning data can be processed centrally in this way, for example, by sending it to a receiver of a central livestock management system. It is also possible for the positioning data to be processed (in whole or in part) decentrally in the labels themselves, for example because each label determines the distances to a number of immediately adjacent (or possibly even all) labels.

Overeenkomstig een tweede aspect verschaft de uitvinding voorts een positioneringssysteem voor het bepalen van posities van een veelheid labels volgens één der hierboven besproken uitvoeringsvormen, waarbij het systeem is voorzien van ten minste één ontvanger voor het ontvangen van datasignalen omvattende positioneringsgegevens van één of meer van de veelheid labels, verder omvattende een synchronisatie-eenheid ingericht voor het uitzenden van een synchronisatiesignaal aan de veelheid labels.According to a second aspect, the invention further provides a positioning system for determining positions of a plurality of labels according to one of the embodiments discussed above, wherein the system is provided with at least one receiver for receiving data signals comprising positioning data of one or more of the plurality labels, further comprising a synchronization unit configured to transmit a synchronization signal to the plurality of labels.

Overeenkomstig een derde aspect verschaft de uitvinding een veebeheersysteem voorzien van een positioneringssysteem zoals hierboven beschreven, waarbij elk van de labels is ingericht om te worden gedragen door een dier.According to a third aspect, the invention provides a livestock management system provided with a positioning system as described above, wherein each of the labels is adapted to be worn by an animal.

Voorts verschaft de uitvinding, overeenkomstig een vierde aspect daarvan, een werkwijze voor het bepalen van een positie van ten minste één eerste label van een veelheid labels zoals hierboven beschreven, in een positioneringssysteem zoals hierboven beschreven, waarbij elk van de veelheid labels is voorzien van een zend- en ontvangsteenheid omvattende een veelheid spoelantennes, waarbij elk van de spoelantennes zodanig 1s gelegen in het label dat een longitudinale as door de spoelantenne zich, in gebruik, evenwijdig wtstrekt aan een aardoppervlak, waarbij de veelheid spoelantennes van elk label ten minste één eerste spoelantenne en ten minste één tweede spoelantenne omvat, en waarbij de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne onderling verschillend zijn georiënteerd; de werkwijze omvattende de stappen van: het uitzenden, met het eerste label, van een positioneringssignaal middels het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het opwekken van een eerste magnetisch wisselveld met de eerste spoelantenne en een tweede magnetisch wisselveld met de tweede spoelantenne van het eerste label; en het bepalen, met een uitleesschakeling van een tweede label van de veelheid labels, van een spanningspotentiaal van zowel een wisselspanning 1n de eerste spoelantenne van het tweede label als een wisselspanning in de tweede spoelantenne van het tweede label, voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal.Furthermore, according to a fourth aspect thereof, the invention provides a method for determining a position of at least one first label of a plurality of labels as described above, in a positioning system as described above, wherein each of the plurality of labels is provided with a transmitting and receiving unit comprising a plurality of coil antennas, each of the coil antennas being located in the tag such that a longitudinal axis through the coil antenna, in use, extends parallel to an earth's surface, the plurality of coil antennas of each tag having at least one first coil antenna and comprises at least one second coil antenna, and wherein the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented differently from each other; the method comprising the steps of: transmitting, with the first label, a positioning signal by means of energizing the transmitting and receiving unit for generating a first alternating magnetic field with the first coil antenna and a second alternating magnetic field with the second coil antenna of the first tag; and determining, with a read circuit of a second label of the plurality of labels, a voltage potential of both an alternating voltage in the first coil antenna of the second label and an alternating voltage in the second coil antenna of the second label, for receiving an incoming positioning signal .

Overeenkomstig sommige uitvoeringsvormen zijn de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne onder een hoek ten opzichte van elkaar georiënteerd. In een bijzondere utvoeringsvorm hiervan is de ten minste ene eerste spoelantenne dwars (in het bijzonder bijvoorbeeld loodrecht) georiënteerd ten opzichte van de ten minste ene tweede spoelantenne. Voorts kan in sommige uitvoeringsvormen het eerste en het tweede magnetische wisselveld in frequentie aan elkaar gelijk zijn, en kunnen het eerste en het tweede magnetische wisselveld een onderling faseverschil hebben van een kwart van hun golflengte. In een dergelijk geval ontstaat er als gevolg van de spoelantennes cirkelvormig een magnetisch draaiveld, waarmee de afname van de meetbare amplitude bij ontvangst slechts nog afhankelijk is van de afstand. In het bijzonder neemt de amplitude in de buurt van de spoelantennes af met de derde macht van de afstand, en op grotere afstand met de tweede macht van de afstand.According to some embodiments, the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented at an angle to each other. In a special embodiment hereof, the at least one first coil antenna is oriented transversely (in particular, for example perpendicularly) to the at least one second coil antenna. Furthermore, in some embodiments the first and second alternating magnetic fields may be equal in frequency, and the first and second alternating magnetic fields may have a mutual phase difference of a quarter of their wavelength. In such a case, a circular rotating magnetic field is created as a result of the coil antennas, so that the decrease in the measurable amplitude upon reception only depends on the distance. In particular, the amplitude decreases near the coil antennas with the third power of the distance, and at greater distances with the second power of the distance.

Korte omschrijving van de figurenBrief description of the figures

Uitvinding zal hieronder worden besproken aan de hand van niet als beperkend bedoelde specifieke uitvoeringsvormen daarvan, onder verwijzing naar de bijgevoegde figuren, waarin:The invention will be discussed below on the basis of specific embodiments thereof that are not intended to be limiting, with reference to the attached figures, in which:

Figuur 1 toont schematisch het veld van een label voorzien van een spoelantenne georiënteerd in verticale richting (z-richting);Figure 1 schematically shows the field of a label provided with a coil antenna oriented in the vertical direction (z-direction);

Figuur 2 toont schematisch het veld van een label overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding;Figure 2 schematically shows the field of a label according to an embodiment of the invention;

Figuur 3 toont schematisch de opbouw van een magnetisch draaiveld met behulp van een label overeenkomstig een uitvoeringsvorm;Figure 3 schematically shows the construction of a rotating magnetic field using a label according to an embodiment;

Figuur 4 toont schematisch een potentiaalverloop in een spoelantenne waarmee een magnetisch wisselveld wordt ontvangen, zoals voortgebracht met een label overeenkomstig een uitvoeringsvorm;Figure 4 schematically shows a potential profile in a coil antenna with which an alternating magnetic field is received, as produced with a label according to an embodiment;

Figuur 5 toont schematisch een zendschakeling van een label overeenkomstig een uitvoeringsvorm;Figure 5 schematically shows a transmitting circuit of a label according to an embodiment;

Figuur 6 toont schematisch een zend-ontvangstschakeling van een label overeenkomstig een uitvoeringsvorm dat een signaal opvangt van een ander label overeenkomstig een uitvoeringsvorm;Figure 6 schematically shows a transmit-receive circuit of a label according to an embodiment that receives a signal from another label according to an embodiment;

Figuur 7 toont schematisch een synchronisatieproces zoals geïmplementeerd in een label overeenkomstig een uitvoeringsvorm;Figure 7 schematically shows a synchronization process as implemented in a label according to an embodiment;

Figuur 8 toont schematisch een veebeheersysteem op basis van labels overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding;Figure 8 schematically shows a livestock management system based on labels according to an embodiment of the invention;

Figuur 9 toont schematisch een label overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding.Figure 9 schematically shows a label according to an embodiment of the invention.

Gedetailleerde beschrijvingDetailed description

Figuur 8 toont schematisch een veebeheersysteem 2 op basis van labels 4 overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In het systeem 1 worden onder andere de posities koeien 3 bewaakt. Voorts kunnen de labels 4 zijn ingericht om daarin een aantal andere functies te integreren ten behoeve van vee beheer, zoals gezondheidstoestandsbewaking van de dieren 3, het bedienen van boerderij functies zoals bijvoorbeeld: een voederautomaat, een separatiehek, een melkmachine, een weegschaal, et cetera. Het systeem bewaakt een veelheid dieren, waaronder de koeien 3-1, 3-2 en 3-3. Elk dier is voorzien van een label 4, voor de dieren 3-1 tot en met 3-3 zijn dit respectievelijk 4-1, 4-2 en 4- 3. Met elk van de labels 4 kan een wisselend magneetveld worden op opgewekt, zoals hieronder verder zal worden omschreven. Voorts kunnen de labels 4-1 tot en met 4-3 zijn ingericht om data te versturen aan station 8, welke via netwerk 9 verbonden is met veebeheerserver 12. De data kan de afstandsgegevens van elk van de labels 4-1 tot en met 4-3 ten opzichte van elk ander van de labels 4-1 tot en met 4-3 omvatten. De veebeheerserver 12 kan deze gegevens verwerken en de onderlinge posities van alle labels 4 ten opzichte van elkaar bepalen. In een alternatieve uitvoering is het mogelijk dat de labels 4 zelf over een processor en geheugen beschikken en in staat zijn om onderling ten opzichte van elkaar hun onderlinge posities 4-1 tot en ment 4-3 te bepalen. Uiteraard kan er bij de labels 4 ook een gedeeltelijke verwerking van de data plaatsvinden, waarbij de server 12 de resterende analyse en dataverwerking uitvoert.Figure 8 schematically shows a livestock management system 2 based on labels 4 according to an embodiment of the present invention. In system 1, among other things, the positions of cows 3 are monitored. Furthermore, the labels 4 can be designed to integrate a number of other functions for the purpose of livestock management, such as monitoring the health status of the animals 3, operating farm functions such as: an automatic feeder, a separation fence, a milking machine, a scale, etc. . The system monitors a multitude of animals, including cows 3-1, 3-2 and 3-3. Each animal is provided with a label 4, for animals 3-1 to 3-3 these are 4-1, 4-2 and 4-3 respectively. With each of the labels 4 an alternating magnetic field can be generated, as will be further described below. Furthermore, the labels 4-1 to 4-3 can be arranged to send data to station 8, which is connected to livestock management server 12 via network 9. The data can be the distance data of each of the labels 4-1 to 4. -3 to any other of labels 4-1 through 4-3. The livestock management server 12 can process this data and determine the relative positions of all labels 4 relative to each other. In an alternative embodiment it is possible that the labels 4 themselves have a processor and memory and are able to determine their relative positions 4-1 to 4-3 relative to each other. Naturally, partial processing of the data can also take place with the labels 4, with the server 12 carrying out the remaining analysis and data processing.

In het systeem 2 wordt conform de onderhavige uitvinding gebruikt gemaakt van magneetvelden voor het bepalen van de onderlinge afstanden van de labels 4-1 tot en met 4-3. Hiervoor beschikken de labels 4 over spoelantennes 10 en 11 waarmee een horizontaal magnetisch wisselveld kan worden gegenereerd. De labels 4-1 tot en met 4-3 zijn daarmee in staat om de afstand te bepalen tussen de individuele koeien 3-1 tot en met 3-3 onafhankelijk van de onderlinge oriëntatie en positie van de dieren. Door te meten met behulp van wisselende magneetvelden is een goed meetsysteem 2 op te bouwen. Statische magneetvelden zijn om verschillende redenen minder goed toepasbaar, 0.4. als gevolg van het aardmagnetisch veld.In accordance with the present invention, system 2 uses magnetic fields to determine the mutual distances of labels 4-1 to 4-3. For this purpose, labels 4 have coil antennas 10 and 11 with which a horizontal alternating magnetic field can be generated. The labels 4-1 to 4-3 are therefore able to determine the distance between the individual cows 3-1 to 3-3, regardless of the mutual orientation and position of the animals. A good measuring system 2 can be built up by measuring using varying magnetic fields. Static magnetic fields are less applicable for various reasons, 0.4. as a result of the earth's magnetic field.

Hoogfrequente signalen kunnen zich onvoldoende voortplanten in grote waterige objecten, en zijn om die reden minder geschikt. Wisselende magneetvelden met een frequentie kleiner dan 5 megahertz (MHz), bij voorkeur kleiner dan circa 2 MHz, zijn echter zeer geschikt voor dit doel. De golflengten horend bij deze frequenties zijn overigens typisch (veel) langer dan de te overbruggen meetafstand van enkele tot hooguit enkele tientallen meters.High-frequency signals cannot propagate sufficiently in large watery objects and are therefore less suitable. However, alternating magnetic fields with a frequency smaller than 5 megahertz (MHz), preferably smaller than approximately 2 MHz, are very suitable for this purpose. The wavelengths associated with these frequencies are typically (much) longer than the measuring distance to be bridged of a few to a maximum of a few tens of meters.

Figuur 1 toont schematisch een koe 3 voorzien van een label 4 met daarin een verticaal gerichte spoelantenne. De spoelantenne verschaft een verticaal gericht magnetisch veld B, gericht in de richting van de longitudinale as 5, waarbij de verticale richting in de figuur is aangeduid als de z-richting. De veldlijnen 7 strekken zich alzijdig uit van pool tot pool zoals aangegeven in figuur 1, en lopen daarbij deels door de ondergrond onder het dier 3. De meeste veldlijnen bevinden zich derhalve deels in de ondergrond waar het dier 3 op staat. De aarde 1 is echter in staat om als reactie op het wisselveld een nieuw wisselveld op te wekken. Dit veld verstoort het gewenste veldlijnenpatroon, waardoor al op ruim twee meter afstand de waarde van de gemeten veldsterkte hinderlijk kan gaan afwijken van de theoretisch te verwachten waarde en daarmee een meetfout introduceert. Het te meten veld zal op afstand snel zwakker worden en van richting wijzigen, hetgeen de meetafstand beperkt. Omdat elke ondergrond 1 wisselend van samenstelling is, kan hier niet bij voorbaat op gecorrigeerd worden.Figure 1 schematically shows a cow 3 provided with a label 4 containing a vertically oriented coil antenna. The coil antenna provides a vertically directed magnetic field B, directed in the direction of the longitudinal axis 5, the vertical direction being referred to in the figure as the z-direction. The field lines 7 extend on all sides from pole to pole as indicated in figure 1, and partly run through the subsoil under the animal 3. Most of the field lines are therefore partly located in the subsoil on which the animal 3 is standing. However, Earth 1 is able to generate a new alternating field in response to the alternating field. This field disrupts the desired field line pattern, as a result of which the value of the measured field strength can deviate annoyingly from the theoretically expected value even at a distance of more than two meters, thus introducing a measurement error. The field to be measured will quickly become weaker at a distance and change direction, which limits the measuring distance. Because each substrate 1 varies in composition, this cannot be corrected in advance.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding, welke is voorzien van twee horizontaal georiënteerde spoelen 10 en 11. Een willekeurige koe (niet getoond) bevindt zich in het centrum van de afbeelding in figuur 2, op de plaats waar spoelantennes 10 en 11 schematisch zijn weergegeven. Deze koe is voorzien van een label 4 overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Een dergelijk label is schematisch getoond in figuur 9. Het label 4 is voorzien van een zend- en ontvangsteenheid 50 voor het versturen en ontvangen van positioneringssignalen. De zend- en ontvangsteenheid 50 omvat een zendschakeling 40 en een uitleesschakeling of ontvangstschakeling 60, welke beide zijn verbonden met spoelantennes 10 en 11. De spoelantennes 10 en 11 kunnen beschouwd worden als externe onderdelen van de zend- en ontvangsteenheid 50, of als separaat gekoppelde onderdelen; dit is voor de werking van de uitvinding niet relevant. Het label 4 omvat voorts een vermogensvoeding 41, bijvoorbeeld een accu, batterij, fotovoltaïsche cel, of een ander type voeding. De voeding 1s verbonden met een bekrachtigingsschakeling die deel uitmaakt van de zendschakeling 40. Een processor 57 dient als beheereenheid voor het bedienen van de functies van het label 4, en is voorts ingericht om de ontvangen signalen uit de ontvangstschakeling 60 te analyseren. Voorts is het label 4 optioneel voorzien van een communicatie-eenheid 59 waarmee het label 4 bijvoorbeeld kan communiceren met een centrale server 12 via station 8 (zie figuur 8) of met andere labels 4. De communicatie-eenheid 59 is getoond met een eigen antenne, echter deze kan desgewenst ook verbonden zijn met de spoelantennes 10 en 11. Optioneel, doch bij voorkeur, is het label voorts voorzien van een veelheid sensoren 48 waarmee verscheidene parameters, zoals dierparameters of omgevingswaarden, kunnen worden bepaald ten behoeve van het veebeheersysteem.Figure 2 shows an embodiment according to the invention, which is provided with two horizontally oriented coils 10 and 11. A random cow (not shown) is located in the center of the image in Figure 2, at the location where coil antennas 10 and 11 are schematically displayed. This cow is provided with a label 4 according to an embodiment of the invention. Such a label is shown schematically in figure 9. The label 4 is provided with a transmitting and receiving unit 50 for sending and receiving positioning signals. The transmitting and receiving unit 50 comprises a transmitting circuit 40 and a reading circuit or receiving circuit 60, both of which are connected to coil antennas 10 and 11. The coil antennas 10 and 11 can be regarded as external parts of the transmitting and receiving unit 50, or as separately coupled components; this is not relevant to the operation of the invention. The label 4 further comprises a power supply 41, for example an accumulator, battery, photovoltaic cell, or another type of power supply. The power supply 1s is connected to an excitation circuit that forms part of the transmitter circuit 40. A processor 57 serves as a management unit for operating the functions of the label 4, and is further designed to analyze the received signals from the receiver circuit 60. Furthermore, the label 4 is optionally provided with a communication unit 59 with which the label 4 can, for example, communicate with a central server 12 via station 8 (see figure 8) or with other labels 4. The communication unit 59 is shown with its own antenna. However, if desired, this can also be connected to the coil antennas 10 and 11. Optionally, but preferably, the label is further provided with a plurality of sensors 48 with which various parameters, such as animal parameters or environmental values, can be determined for the livestock management system.

In figuur 2 genereert het zendende label 4, teneinde de positie daarvan ten opzichte van andere labels gedragen door andere dieren 3-1 tot en met 3-3 te kunnen bepalen, een magnetisch draaiveld. Het magnetische draaiveld wordt voortgebracht met behulp van een eerste magnetisch wisselveld 15 en een tweede magnetisch wisselveld 16. Het eerste magnetische wisselveld 15 wordt voortgebracht met spoelantenne 10. Het tweede magnetische wisselveld 16 wordt voortgebracht met spoelantenne 11. De wijze waarop overeenkomstig een uitvoeringsvorm het magnetische draaiveld met behulp van de magnetische wisselvelden 15 en 16 wordt opgebouwd, is weergegeven in figuur 3 en zal in het navolgende verder worden besproken. Voor het begrip van figuur 2 is het vooralsnog voldoende om te weten dat de twee velden resulteren in een magnetisch draaiveld (waarvan de richting van het veld om zijn as draait in de tijd). De drie koeien 3-1, 3-2 en 3-3 op de stippellijn hebben allemaal dezelfde afstand tot het zendende label 4 in het centrum. Het door het zendende label 4 voortgebrachte magnetische veld koppelt inductief met de spoelantennes inIn figure 2, the transmitting label 4 generates a rotating magnetic field in order to determine its position relative to other labels worn by other animals 3-1 to 3-3. The rotating magnetic field is produced with the aid of a first alternating magnetic field 15 and a second alternating magnetic field 16. The first alternating magnetic field 15 is produced with coil antenna 10. The second alternating magnetic field 16 is produced with coil antenna 11. The manner in which, according to an embodiment, the magnetic rotating field is built up with the aid of the alternating magnetic fields 15 and 16, is shown in Figure 3 and will be discussed further below. To understand Figure 2, it is sufficient to know that the two fields result in a magnetic rotating field (the direction of the field rotates around its axis in time). The three cows 3-1, 3-2 and 3-3 on the dotted line all have the same distance from the transmitting label 4 in the center. The magnetic field produced by the transmitting label 4 couples inductively with the coil antennas

X en Y richting in de labels van de koeien 3-1 tot en met 3-3. Dit ontvangen veld is meetbaar als wisselspanning op de spoelen van de ontvangende labels. Op deze wijze zijn de ontvangende labels in staat om de afstand tot het zendende label 4 te bepalen. Dit is niet afhankelijk van de oriëntatie van elk dier 3 ten opzichte van de velden 15 en 16.X and Y direction in the labels of cows 3-1 to 3-3. This received field can be measured as alternating voltage on the coils of the receiving labels. In this way the receiving labels are able to determine the distance to the transmitting label 4. This does not depend on the orientation of each animal 3 relative to fields 15 and 16.

Figuur 3 toont het principe van de opbouw van een magnetisch draaiveld met behulp van twee orthogonale, ofwel dwars georiënteerde, magnetische wisselvelden 15 en 16. Het verloop in de tijd t van veld 15 (Bi) in de Y-richting is weergegeven in de horizontale grafiek 20 boven de figuur.Figure 3 shows the principle of building a rotating magnetic field using two orthogonal, or transversely oriented, alternating magnetic fields 15 and 16. The course over time t of field 15 (Bi) in the Y direction is shown in the horizontal graph 20 above the figure.

Het verloop in de tijd t van veld 16 (By) in de X-richting is weergegeven in de verticale grafiek 21 naast de figuur. In elk van de figuren is het tijdstip t=0 weergegeven. Het tijdstip t=t1 (t1:>0) is in de grafiek 20 weergegeven als punt 23, en in de grafiek 21 is dit tijdstip weergegeven als punt 24. De magnetische wisselvelden 15 en 16 hebben dezelfde golfvorm, frequentie en amplitude, maar een onderling faseverschil ¢ van een kwart golflengte: dus het faseverschil is g=+n/2 in radialen. Op tijdstip t=0 is de veldsterkte van veld 15 (Bi) maximaal en positief, en is de veldsterkte van veld 16 (Bg) nihil.The development over time t of field 16 (By) in the X direction is shown in the vertical graph 21 next to the figure. The time t=0 is shown in each of the figures. The time t=t1 (t1:>0) is shown in graph 20 as point 23, and in graph 21 this time is shown as point 24. The alternating magnetic fields 15 and 16 have the same waveform, frequency and amplitude, but a mutual phase difference ¢ of a quarter wavelength: so the phase difference is g=+n/2 in radians. At time t=0, the field strength of field 15 (Bi) is maximum and positive, and the field strength of field 16 (Bg) is zero.

Het midden van figuur 3 toont het resulterende magnetische veld B op tijdstippen t=0 en t=t1. Op tijdstip t=0 is het veld B volledig gericht in de richting van B, zoals weergegeven door vector 27. Op tijdstip t=t; is de veldsterkte van B» inmiddels groter dan de momentane veldsterkte Bi. De momentane grootte van de beide velden 15 en 16, vectoren B; en B», 1s in de linkerbovenhoek weergegeven. Het resulterende magnetische veld B op tijdstip t=t;is in figuur 3 weergegeven met vector 28. Zoals volgt uit de beide grafieken 20 en 21, en het resulterende magnetische veld B, is magnetisch veld B met de klok mee gedraaid, zoals weergegeven door rotatie 29. Bij het verstrijken van een volledige golf zal veld B weer teruggekeerd zijn in de uitgangspositie weergegeven door vector 27. De punt van vector 28 van het resulterende magnetische veld B legt op deze wijze een cirkel af zoals weergegeven in figuur 3.The center of Figure 3 shows the resulting magnetic field B at times t=0 and t=t1. At time t=0, the field B is fully oriented in the direction of B, as shown by vector 27. At time t=t; the field strength of B» is now greater than the instantaneous field strength Bi. The instantaneous magnitude of the two fields 15 and 16, vectors B; and B», 1s shown in the upper left corner. The resulting magnetic field B at time t=t is shown in Figure 3 by vector 28. As can be seen from both graphs 20 and 21, and the resulting magnetic field B, magnetic field B has rotated clockwise, as shown by rotation 29. At the expiration of a complete wave, field B will have returned to the starting position represented by vector 27. The tip of vector 28 of the resulting magnetic field B thus traces a circle as shown in figure 3.

Aan de ontvangende zijde maakt het geen verschil hoe de ontvangende spoelen 10 en 11 van het ontvangende label zijn georiënteerd.On the receiving side it makes no difference how the receiving coils 10 and 11 of the receiving label are oriented.

Bij een nauwkeurig faseverschil van g=+n/2 beschrijft de vector 28 van het draaiveld een perfecte cirkel. De afstand is dan zelfs al met het signaal van één ontvangende spoel nauwkeurig te bepalen, door de amplitude van het ontvangen wisselspanningssignaal in de spoel te bepalen: deze is dan immers voor elke oriëntatie gelijk. Bij een willekeurig faseverschil met g#+n/2 zal de resulterende veldvector van het veld B geen cirkel beschrijven, maar een lijn als de velden 15 en 16 in fase zijn (p=0 of ¢=n) of een ellips bij een willekeurig ander faseverschil. In dat geval is het signaal van één spoel 10 of 11 niet voldoende om de afstand nauwkeurig te bepalen, maar kan dit wel door de amplitudes van de signalen van beide spoelen 10 en 11 te bepalen. Overigens zal er in de voorkeursuitvoeringsvorm, wanneer de spoelen 10 en 11 van het zendende label 4 in elkaars nabijheid liggen en er één van deze spoelen wordt bekrachtigd, automatisch een stabiel evenwicht ontstaan waarbij de beide spoelen 10 en 11 met een faseverschil van p=+n/2 zullen zenden. In dat geval ontstaat het magnetische draaiveld dus automatisch.With an accurate phase difference of g=+n/2, the vector 28 of the rotating field describes a perfect circle. The distance can then be determined accurately even with the signal from one receiving coil, by determining the amplitude of the received alternating voltage signal in the coil: after all, this is the same for every orientation. With an arbitrary phase difference of g#+n/2, the resulting field vector of the field B will not describe a circle, but a line if the fields 15 and 16 are in phase (p=0 or ¢=n) or an ellipse at any different phase difference. In that case, the signal from one coil 10 or 11 is not sufficient to determine the distance accurately, but this can be done by determining the amplitudes of the signals from both coils 10 and 11. Incidentally, in the preferred embodiment, when the coils 10 and 11 of the transmitting label 4 are in each other's vicinity and one of these coils is energized, a stable equilibrium will automatically arise, with both coils 10 and 11 having a phase difference of p=+ n/2 will transmit. In that case, the magnetic rotating field is created automatically.

In figuur 4 is het ontvangstsignaal 33 getoond zoals dat ontvangen wordt op één van de spoelen 10 of 11 van het ontvangende label. Het oorspronkelijk wtgezonden signaal 32 is eveneens weergegeven. De amplitude Vnax van het ontvangen signaal 33 is weergegeven met dubbele pijl 36 en met niveaulijn 37. De amplitude Vo het oorspronkelijk utgezonden signaal 32 is weergegeven met dubbele pijl 35 en met niveaulijn 30. De verhouding tussen de amplitude Vma het ontvangen signaal 33 en de amplitude Vo het uitgezonden signaal 32 is indicatief voor de afstand tussen het zendende label 4 en het ontvangende label.Figure 4 shows the reception signal 33 as received on one of the coils 10 or 11 of the receiving label. The originally transmitted signal 32 is also shown. The amplitude Vnax of the received signal 33 is shown with double arrow 36 and level line 37. The amplitude Vo of the originally transmitted signal 32 is shown with double arrow 35 and level line 30. The ratio between the amplitude Vma of the received signal 33 and the amplitude Vo of the transmitted signal 32 is indicative of the distance between the transmitting label 4 and the receiving label.

De bovenstaande voorbeelduitvoering, afgebeeld in figuren 3 en 4, verschaft slechts één mogelijke uitvoering of klasse van uitvoeringsvormen.The above example embodiment, depicted in Figures 3 and 4, provides only one possible embodiment or class of embodiments.

In een variant van deze uitvoering wordt slechts één spoelantenne 10 van de spoelantennes 10 en 11 van het zendende label 4 bekrachtigd, en vloeit de energie uit de bekrachtigde spoelantenne 10 door koppeling tussen de spoelen 10 en 11 naar de andere spoelantenne 11. De spanningsamplitude over de spoel 11 zal daardoor in de perioden volgend op het bekrachtigen worden opgebouwd tot de maximale waarde. Dit gebeurt — afhankelijk van de koppelfactor — in een aantal perioden, bijvoorbeeld 20 perioden.In a variant of this embodiment, only one coil antenna 10 of the coil antennas 10 and 11 of the transmitting tag 4 is energized, and the energy flows from the energized coil antenna 10 to the other coil antenna 11 through coupling between the coils 10 and 11. the coil 11 will therefore be built up to the maximum value in the periods following energization. This happens — depending on the coupling factor — in a number of periods, for example 20 periods.

Overeenkomstig zal er dan een verloop zijn tussen de amplitudes van het eerste magneetveld 15 en het tweede magneetveld 16. Bijvoorbeeld, het eerste magneetveld 15 start met een maximale amplitude die over de daaropvolgende perioden afneemt (bijvoorbeeld in een tijdspanne gelijk aan 20 perioden); en het tweede magneetveld 16 start met een amplitude die nihil is en die over de daaropvolgende perioden wordt opgebouwd tot het maximum (in dezelfde tijdspanne gelijk aan 20 perioden). Door de bij ontvangst gemeten amplituden over deze tijdspanne (20 perioden) in elke richting te middelen, integreren of cumuleren, wordt voor elke richting uteindelijk dezelfde waarde verkregen, waaruit de amplitude van het ontvangen signaal en daarmee de afstand kan worden bepaald. In figuren 3 en 4 is een dergelijk verloop, dat onder meer optreedt bij bekrachtiging van slechts één van de spoelen 10 of 11, niet getoond.Accordingly, there will then be a variation between the amplitudes of the first magnetic field 15 and the second magnetic field 16. For example, the first magnetic field 15 starts with a maximum amplitude that decreases over the subsequent periods (for example in a time period equal to 20 periods); and the second magnetic field 16 starts with an amplitude that is zero and which is built up over the subsequent periods to the maximum (equal to 20 periods in the same time period). By averaging, integrating or cumulating the amplitudes measured during reception over this time period (20 periods) in each direction, the same value is ultimately obtained for each direction, from which the amplitude of the received signal and thus the distance can be determined. In Figures 3 and 4 such a progression, which occurs, among other things, when only one of the coils 10 or 11 is energized, is not shown.

Figuur 5 toont een zendschakeling 40 van een zend- en ontvangsteenheid 50 in een label 4. De zendschakeling 40 omvat een eerste en een tweede spoelantenne 10 en 11. De eerste spoelantenne 10 is verbonden met een resonantieschakeling 47 omvattende een parallel met de spoel 10 verbonden capaciteit Cy en weerstand Ry. Middels schakelaar Si, die bij voorkeur bedienbaar is middels een controller zoals processor 57 (zie figuur 9), kan de eerste resonantiekring 47 in geleidende verbinding worden gebracht met een bekrachtigingsschakeling die bestaat ut de batterij 41 en de capaciteit 42. De tweede spoelantenne 11 is verbonden met een resonantieschakeling 49 omvattende een parallel met de spoel 11 verbonden capaciteit Cx en weerstand Rx. Middels schakelaar Sg, die bij voorkeur eveneens bedienbaar is middels de controller zoals processor 57 (zie figuur 9), kan de tweede resonantiekring 49 in geleidende verbinding worden gebracht met de bekrachtigingsschakeling die bestaat ut de batterij 41 en de capaciteit 42. In feite kan één van de twee schakelaars S; of Ss ook permanent open staan, of kan één van beide resonantiekringen 47 of 49 zelfs geheel niet zijn verbonden met de bekrachtigingsschakeling. Het ontstaan van het veld in de niet bekrachtigde spoel 10 of 11 wordt veroorzaakt door wederkerige inductie, wanneer de spoelen 10 en 11 zich dicht in elkaars nabijheid bevinden. Door de waarden van de resonantiekringen 47 en 49 (capaciteiten Cy en Cy, weerstanden Ry en Ry, en spoeleigenschappen L, en Ly) zal het signaal met weinig verlies kunnen resoneren tussen de kringen.Figure 5 shows a transmitting circuit 40 of a transmitting and receiving unit 50 in a label 4. The transmitting circuit 40 comprises a first and a second coil antenna 10 and 11. The first coil antenna 10 is connected to a resonant circuit 47 comprising a coil connected in parallel with the coil 10. capacitance Cy and resistance Ry. By means of switch Si, which can preferably be operated by means of a controller such as processor 57 (see figure 9), the first resonant circuit 47 can be brought into conductive connection with an excitation circuit consisting of the battery 41 and the capacity 42. The second coil antenna 11 is connected to a resonant circuit 49 comprising a capacitance Cx and resistance Rx connected in parallel with the coil 11. By means of switch Sg, which can preferably also be operated by means of the controller such as processor 57 (see figure 9), the second resonant circuit 49 can be brought into conductive connection with the excitation circuit consisting of the battery 41 and the capacity 42. In fact, one of the two switches S; or Ss may also be permanently open, or one of the two resonant circuits 47 or 49 may not even be connected to the excitation circuit at all. The development of the field in the unexcited coil 10 or 11 is caused by reciprocal induction when the coils 10 and 11 are in close proximity to each other. The values of the resonant circuits 47 and 49 (capacitors Cy and Cy, resistances Ry and Ry, and coil properties L and Ly) will allow the signal to resonate between the circuits with little loss.

Het idee van de schakeling in figuur 5 is dat via Si de spoel Ly wordt geladen tot een stroom met een vooraf bepaalde maximale waarde. Na openen van S; gaat de Ly dan spontaan trillen met behulp van C,. Een klein deel van de energie gaat verloren in Ry, maar het grootste deel wordt overgedragen naar de gelijkwaardige resonator rond Ly en C via koppeling 52. De schakelaar Sz wordt pas gesloten na ongeveer 20 perioden als de stroom in Ly tot een maximale waarde is opgelopen. Het restant vloeit via Sz dan terug naar de voeding (middels buffer C 42)The idea of the circuit in figure 5 is that the coil Ly is charged via Si to a current with a predetermined maximum value. After opening S; the Ly will then vibrate spontaneously with the help of C,. A small part of the energy is lost in Ry, but most of it is transferred to the equivalent resonator around Ly and C via coupling 52. The switch Sz is only closed after about 20 periods when the current in Ly has increased to a maximum value . The remainder then flows back to the power supply via Sz (via buffer C 42).

Figuur 6 toont de wisselwerking tussen twee labels 4. Het bovenste deel van figuur 6 toont de zendschakeling 40 van figuur 5. Het onderste deel van figuur 6 toont een volledige zend- en ontvangstschakeling, inclusief een uitleesschakeling 60 en een controller 57. De ontvangende spoelen 10 en 11 zijn op afstand inductief gekoppeld met elk van de zendende spoelen 10 en 11 van het zendende label. In de ontvangstmodus zullen schakelaars 44 en 45 tussen de spoelen 10 en 11 en de bekrachtigingsschakeling open blijven.Figure 6 shows the interaction between two labels 4. The upper part of Figure 6 shows the transmitter circuit 40 of Figure 5. The lower part of Figure 6 shows a complete transmitter and receiver circuit, including a readout circuit 60 and a controller 57. The receiving coils 10 and 11 are inductively coupled remotely to each of the transmitting coils 10 and 11 of the transmitting tag. In the receive mode, switches 44 and 45 between coils 10 and 11 and the exciter circuit will remain open.

Wanneer het ontvangende label in de ontvangstmodus wordt geschakeld, zullen schakelaars 52 en 53, nadat deze kortstondig zijn gesloten teneinde de resonantiekringen van spoelen 10 en 11 te ontladen van stoorsignalen, worden geopend door controller 57. Het ontvangen signaal op elk van de spoelen 10 en 11 wordt vervolgens versterkt door versterkers 55 en 56, en de waarde van de amplitudes wordt door controller 57 vastgesteld. Wanneer de oorspronkelijke veldsterkte (amplitude Vo van het zendsignaal) bekend is kan de afstand worden bepaald. Deze amplitude Vo kan ofwel zijn vastgezet op een vaste bekende waarde, of kan bijvoorbeeld op een andere manier worden gecommuniceerd tussen de labels 4 of tussen elk label 4 en de centrale server 12. Verschillende implementaties zijn op dit punt mogelijk.When the receiving label is switched into the receiving mode, switches 52 and 53, after being closed briefly to discharge the resonant circuits of coils 10 and 11 from spurious signals, will be opened by controller 57. The received signal on each of the coils 10 and 11 is then amplified by amplifiers 55 and 56, and the value of the amplitudes is determined by controller 57. When the original field strength (amplitude Vo of the transmission signal) is known, the distance can be determined. This amplitude Vo can either be fixed to a fixed known value, or can for example be communicated in some other way between the labels 4 or between each label 4 and the central server 12. Various implementations are possible at this point.

Om de labels 4 binnen een groep van labels efficiënt elkaars posities te kunnen laten bewaken, is het zinvol om gebruik te maken van een synchronisatiesysteem. Dit kan bijvoorbeeld worden gedaan door via station 8 (guur 8) een synchronisatiesignaal te versturen waarmee de werking van alle labels 4 kan worden gesynchroniseerd. Figuur 7 toont een dergelijk synchronisatiesysteem. Hierin verschaft een synchronizer 65 een periodieke synchronisatiepuls 66, in de figuur in de tijd weergegeven als pulsen 66-1, 66-2 en 66-3. Het label 4 beschikt daarbij over een klokschakeling 70. Deze kan bijvoorbeeld deel uitmaken van de controller 57, maar er kan tevens voorzien zijn in een separate klokschakeling 70. De klokschakeling 70 omvat eer eerste lage resolutie klok 71 en een tweede hoge resolutieklok 72. De lage resolutie klok 71 verbruikt als gevolg van de lagere tijdsresolutie relatief weinig energie. Het kloksignaal 75 van de lage resolutieklok kan echter onnauwkeurigheden bevatten, zodat de klokken van verschillende labels onderling uiteen kunnen gaan lopen. Doordat de synchronisatiepulsen 66 met een vaste periode worden verzonden, is het tijdstip waarop een volgende puls wordt ontvangen bekend. Het kloksignaal 75 van de lage resolutieklok 71 is hierop nauwkeurig te corrigeren door gebruik te maken van de hoge resolutieklok 72. De klokschakeling 70 schakelt de hoge resolutieklok 72 in enige tijd voordat het nieuwe synchronisatiesignaal 66-1 wordt ontvangen op het tijdstip aangeduid met 79-1. De hoge resolutieklok 72 bouwt zijn signaal 76 op, en op een bepaald moment 80-1 schakelt de klokschakeling 70 zijn ontvanger 73 in voor het ontvangen van de synchronisatiepuls 66-1, waarbij gelijktijdig een teller wordt gestart op het hoge resolutie kloksignaal 76. Deze teller telt door tot een universeel vast te stellen moment dat voor alle labels gelijk is, zoals de afloop 81-1 (of juist de aanvang) van de ontvangen synchronisatiepuls 66-1.In order for the labels 4 within a group of labels to efficiently monitor each other's positions, it makes sense to use a synchronization system. This can be done, for example, by sending a synchronization signal via station 8 (figure 8) with which the operation of all labels 4 can be synchronized. Figure 7 shows such a synchronization system. Herein, a synchronizer 65 provides a periodic synchronization pulse 66, shown in time in the figure as pulses 66-1, 66-2 and 66-3. The label 4 has a clock circuit 70. This can, for example, form part of the controller 57, but a separate clock circuit 70 can also be provided. The clock circuit 70 comprises a first low-resolution clock 71 and a second high-resolution clock 72. low resolution clock 71 consumes relatively little energy due to the lower time resolution. However, the clock signal 75 of the low resolution clock may contain inaccuracies, so that the clocks of different labels may diverge. Because the synchronization pulses 66 are sent with a fixed period, the time at which a next pulse is received is known. The clock signal 75 of the low resolution clock 71 can be accurately corrected for this by using the high resolution clock 72. The clock circuit 70 switches the high resolution clock 72 on some time before the new synchronization signal 66-1 is received at the time indicated by 79- 1. The high resolution clock 72 builds up its signal 76, and at some point 80-1 the clock circuit 70 turns on its receiver 73 to receive the synchronization pulse 66-1, simultaneously starting a counter on the high resolution clock signal 76. counter continues to count until a universally determined moment that is the same for all labels, such as the end 81-1 (or precisely the beginning) of the received synchronization pulse 66-1.

Door de waarde van de teller te vergelijken met de voorgaande waarde van de teller (bij de vorige synchronisatiepuls 66) kan het kloksignaal 75 van de lage resolutieklok 71 worden gecorrigeerd door deze bijvoorbeeld te versnellen of vertragen. Zo is met behulp van de tellerwaarde bij puls 66-1, het kloksignaal 75 bij de volgende synchronisatiepuls 66-2 te corrigeren door deze tellerwaarden bij pulsen 66-1 en 66-2 met elkaar te vergelijken.By comparing the value of the counter with the previous value of the counter (at the previous synchronization pulse 66), the clock signal 75 of the low resolution clock 71 can be corrected by, for example, accelerating or slowing it down. For example, with the aid of the counter value at pulse 66-1, the clock signal 75 at the next synchronization pulse 66-2 can be corrected by comparing these counter values at pulses 66-1 and 66-2.

Op deze bovenstaande wijze kan worden bereikt dat de labels 4 werkzaam kunnen zijn op basis van toegewezen tijdsloten, waarbij er bijvoorbeeld telkens één label 4 zendt terwijl de overige labels luisteren. Ook zijn de resonantiekringen op basis van het kloksignaal 75 zodanig te bedienen dat energie ut de zendspoelen 10 en 11 kan worden teruggewonnen in buffercondensator 42 (figuren 5 en 6), door tijdig deIn the above manner it can be achieved that the labels 4 can operate on the basis of assigned time slots, where, for example, one label 4 always transmits while the other labels listen. The resonant circuits can also be operated on the basis of the clock signal 75 in such a way that energy from the transmission coils 10 and 11 can be recovered in buffer capacitor 42 (figures 5 and 6), by

JO schakelaars 44 en 45 te bedienen.JO switches 44 and 45 to operate.

De hierboven beschreven specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn bedoeld ter illustratie van het uitvindingsprincipe.The specific embodiments of the invention described above are intended to illustrate the principle of the invention.

Verondersteld wordt dat de uitvoering en de werking van de uitvinding uit de voorafgaande beschrijving en de bijgaande illustraties duidelijk blijken.It is believed that the embodiment and operation of the invention will be apparent from the foregoing description and the accompanying illustrations.

De uitvinding 1s daarbij niet beperkt tot om het even welke hierin beschreven of getoonde uitvoeringsvorm. Omwille van de duidelijkheid en beknoptheid van de beschrijving zijn hier kenmerken beschreven als onderdeel van dezelfde of van afzonderlijke uitvoeringsvormen, het zal voor de deskundige duidelijk zijn dat binnen de beschermingsomvang van de wtvinding ook utvoeringsvormen vallen die combinaties van alle of sommige van de beschreven kenmerken omvatten. Binnen het vermogen van de deskundige, zijn er veranderingen mogelijk die binnen de omvang van de bescherming geacht worden te liggen. Eveneens zijn alle kinematische omkeringen binnen de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding begrepen. Uitdrukkingen, zoals “bestaand uit”, wanneer gebruikt in deze beschrijving of de bijgaande conclusies, moeten niet als een uitputtende opsomming, maar eerder in een inclusieve betekenis van "ten minste bestaand uit", worden opgevat. Aanduidingen zoals "een" of "één" mogen niet worden opgevat als een beperking tot slechts een enkel exemplaar, maar hebben de betekenis van "minstens een enkel exemplaar" en sluiten een veelvoud niet uit.The invention is not limited to any embodiment described or shown herein. For the sake of clarity and conciseness of the description, features have been described here as part of the same or separate embodiments, it will be clear to the skilled person that the scope of protection of the invention also includes embodiments that include combinations of all or some of the features described. . Within the expert's ability, changes are possible that are considered to be within the scope of protection. Also included within the scope of the present invention are all kinematic reversals. Expressions such as “consisting of,” when used in this specification or the accompanying claims, are not to be construed as an exhaustive list, but rather in an inclusive sense of “consisting at least of.” Indications such as "a" or "one" should not be construed as limiting to a single copy only, but have the meaning of "at least a single copy" and do not exclude multiples.

Uitdrukkingen zoals: “middel voor..." moeten worden gelezen als: "component ingericht voor..." of "element geconstrueerd om..." en dienen te worden opgevat alle equivalenten voor de beschreven constructies mede te omvatten.Expressions such as: “means for…” should be read as: “component designed for…” or “element constructed to…” and should be understood to include all equivalents for the described constructions.

Het gebruik van wtdrukkingen als: kritisch’, "voordelig", "bij voorkeur", "gewenst" enz, is niet bedoeld om de uitvinding te beperken.The use of expressions such as: critical, "advantageous", "preferred", "desirable", etc., is not intended to limit the invention.

Bovendien kunnen ook eigenschappen die niet specifiek of uitdrukkelijk worden beschreven of vereist in de constructie volgens de uitvinding, maar die wel binnen het bereik van de deskundige liggen, mede worden omvat zonder dat wordt afgeweken van de beschermingsomvang, zoals bepaald door de navolgende conclusies.Furthermore, properties that are not specifically or expressly described or required in the construction according to the invention, but which are within the reach of the skilled person, can also be included without deviating from the scope of protection as determined by the following claims.

Claims (25)

CONCLUSIESCONCLUSIONS 1. Label voor gebruik in een positioneringssysteem, waarbij het label is voorzien van een zend- en ontvangsteenheid voor het versturen en ontvangen van positioneringssignalen, de zend- en ontvangsteenheid omvattende een veelheid spoelantennes, waarbij elk van de spoelantennes zodanig is gelegen in het label dat een longitudinale as door de spoelantenne zich, in gebruik, evenwijdig uitstrekt aan een aardoppervlak; waarbij de veelheid spoelantennes ten minste één eerste spoelantenne en ten minste één tweede spoelantenne omvat, waarbij de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne onderling verschillend zijn georiënteerd; en waarbij verder de zend- en ontvangsteenheid, voor het uitzenden van een uitgaand positioneringssignaal, is voorzien van een bekrachtigingsschakeling voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid met een elektrisch signaal, voor het opwekken van een eerste magnetisch wisselveld met de eerste spoelantenne en een tweede magnetisch wisselveld met de tweede spoelantenne; waarbij de zend- en ontvangsteenheid verder 1s voorzien van een uitleesschakeling welke is ingericht voor het bepalen van een spanningspotentiaal van zowel een wisselspanning in de eerste spoelantenne als een wisselspanning in de tweede spoelantenne, voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal.1. Label for use in a positioning system, wherein the label is provided with a transmitting and receiving unit for sending and receiving positioning signals, the transmitting and receiving unit comprising a plurality of coil antennas, each of the coil antennas being located in the label in such a way that a longitudinal axis through the coil antenna extends, in use, parallel to an earth's surface; wherein the plurality of coil antennas comprises at least one first coil antenna and at least one second coil antenna, wherein the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented differently from each other; and wherein the transmitting and receiving unit, for transmitting an outgoing positioning signal, is further provided with an energizing circuit for energizing the transmitting and receiving unit with an electrical signal, for generating a first alternating magnetic field with the first coil antenna and a second alternating magnetic field with the second coil antenna; wherein the transmitting and receiving unit is further provided with a read circuit which is adapted to determine a voltage potential of both an alternating voltage in the first coil antenna and an alternating voltage in the second coil antenna, for receiving an incoming positioning signal. 2. Label volgens conclusie 1, waarbij ten minste één van: de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne onder een hoek ten opzichte van elkaar zijn georiënteerd; of waarbij de ten minste ene eerste spoelantenne dwars 1s georiënteerd ten opzichte van de ten minste ene tweede spoelantenne.The label of claim 1, wherein at least one of: the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented at an angle to each other; or wherein the at least one first coil antenna is oriented transversely to the at least one second coil antenna. 3. Label volgens conclusie 1 of 2, waarbij de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne in elkaars nabijheid, bij voorkeur aangrenzend aan elkaar, zijn gelegen. Beschryving: koppelfactor bijvoorbeeld 2,5%3. Label according to claim 1 or 2, wherein the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are located in each other's vicinity, preferably adjacent to each other. Description: coupling factor for example 2.5% 4. Label volgens conclusie 3, waarbij de bekrachtigingsschakeling is ingericht voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het opwekken van het magnetische wisselveld in de ten minste ene eerste spoelantenne.4. Label according to claim 3, wherein the energizing circuit is designed to energize the transmitting and receiving unit for generating the alternating magnetic field in the at least one first coil antenna. 5. Label volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het eerste en het tweede magnetische wisselveld in frequentie aan elkaar gelijk zijn.5. Label according to any one of the preceding claims, wherein the first and the second magnetic alternating fields are equal in frequency. 6. Label volgens conclusie 5, waarbij het eerste en het tweede magnetische wisselveld een onderling faseverschil hebben van een kwart van hun golflengte.6. Label according to claim 5, wherein the first and the second magnetic alternating fields have a mutual phase difference of a quarter of their wavelength. 7. Label volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de zend- en ontvangsteenheid is voorzien van ten minste één eerste resonantieschakeling omvattende de eerste spoelantenne, en ten minste één tweede resonantieschakeling omvattende de tweede spoelantenne, en waarbij de bekrachtigingsschakeling schakelbaar is verbonden met ten minste één van de eerste en de tweede resonantieschakeling voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het uitzenden van het wtgaande positioneringssignaal.7. Label according to any one of the preceding claims, wherein the transmitting and receiving unit is provided with at least one first resonant circuit comprising the first coil antenna, and at least one second resonant circuit comprising the second coil antenna, and wherein the excitation circuit is switchably connected to at least one of the first and the second resonance circuit for energizing the transmitting and receiving unit for transmitting the forward positioning signal. 8. Label volgens conclusie 7, waarin de ten minste ene eerste resonantieschakeling of tweede resonantieschakeling een resonantieschakeling is met een hoge kwaliteitswaarde, zoals een kwaliteitswaarde van ten minste 100, bij voorkeur ten minste 200, zoals 300 of 400.8. Label according to claim 7, wherein the at least one first resonance circuit or second resonance circuit is a resonance circuit with a high quality value, such as a quality value of at least 100, preferably at least 200, such as 300 or 400. 9. Label volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het label is voorzien van één enkele eerste spoelantenne en één enkele tweede spoelantenne.9. Label according to any one of the preceding claims, wherein the label is provided with a single first coil antenna and a single second coil antenna. 10. Label volgens één de voorgaande conclusies, waarbij de uitleesschakeling één of meer schakeleenheden omvat voor het selectief tot stand brengen en verbreken van een verbinding tussen ten minste één van de eerste of de tweede spoelantenne en een aardpotentiaal, voor het selectief ontladen van de ten minste ene spoelantenne bij het tot stand brengen van de verbinding, en voor het selectief bepalen van de spanningspotentiaal van de ten minste ene spoelantenne na het verbreken van de verbinding.10. Label as claimed in any of the foregoing claims, wherein the readout circuit comprises one or more switching units for selectively establishing and breaking a connection between at least one of the first or the second coil antenna and a ground potential, for selectively discharging the ten at least one coil antenna when establishing the connection, and for selectively determining the voltage potential of the at least one coil antenna after breaking the connection. 11. Label volgens één der conclusies 4-7, verder omvattende een beheereenheid voor het bedienen van de schakelbare verbinding tussen de bekrachtigingsschakeling en de ten minste ene van de eerste en de tweede resonantieschakeling, voor het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het uitzenden van het uitgaande positioneringssignaal.11. Label as claimed in any of the claims 4-7, further comprising a management unit for operating the switchable connection between the energizing circuit and the at least one of the first and the second resonant circuit, for energizing the transmitting and receiving unit for transmitting of the outgoing positioning signal. 12. Label volgens conclusie 10 en 11, waarbij de beheereenheid voorts is ingericht voor het beheren van de schakeleenheden voor het selectief tot stand brengen en verbreken van de verbinding tussen de ten minste ene spoelantenne en de aardpotentiaal.12. Label according to claims 10 and 11, wherein the management unit is further designed to manage the switching units for selectively establishing and breaking the connection between the at least one coil antenna and the ground potential. 13. Label volgens conclusie 12, waarbij de beheereenheid is ingericht voor het bedienen van de schakeleenheden, voor het bepalen van de spanningspotentiaal van de veelheid spoelantennes na een voorafbepaalde minimale tijdspanne vanaf het tot stand brengen en verbreken van de verbinding tussen de ten minste ene spoelantenne en de aardpotentiaal.13. Label according to claim 12, wherein the management unit is adapted to operate the switching units, for determining the voltage potential of the plurality of coil antennas after a predetermined minimum period of time from the establishment and termination of the connection between the at least one coil antenna and the ground potential. 14. Label volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de beheereenheid is ingericht voor het ontvangen van een synchronisatiesignaal, en voor het op basis van het synchronisatiesignaal vaststellen van tijdsloten voor het bedienen van de bekrachtigingsschakeling en de uitleesschakeling.14. Label according to any one of the preceding claims, wherein the management unit is designed to receive a synchronization signal and to determine time slots for operating the excitation circuit and the read circuit on the basis of the synchronization signal. 15. Label volgens conclusie 14, waarbij de beheereenheid is ingericht voor het in een voorafbepaald eerste tijdslot bedienen van de bekrachtigingsschakeling voor het doen uitzenden van het uitgaande positioneringssignaal, en voor het in een voorafbepaald tweede tijdslot bedienen van de uitleesschakeling voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal afkomstig van een verder label.15. Label according to claim 14, wherein the management unit is designed for operating the excitation circuit in a predetermined first time slot for transmitting the outgoing positioning signal, and for operating the readout circuit in a predetermined second time slot for receiving an incoming signal. positioning signal coming from a further label. 16. Label volgens één der conclusies 14 of 15, waarbij het label is voorzien van een kloksysteem voor het vaststellen van de tijdsloten op basis van het synchronisatiesignaal, waarbij het kloksysteem is voorzien van een eerste en een tweede klokeenheid, waarbij de eerste klokeenheid is ingericht om een eerste kloksignaal te verschaffen met een eerste tijdsresolutie en waarbij de tweede klokeenheid is ingericht om een tweede kloksignaal te verschaffen met een tweede tijdsresolutie, waarbij de eerste tijdresolutie kleiner 1s dan de tweede tijdresolutie, en waarbij de beheereenheid is mgericht om de tweede klokeenheid in te schakelen op basis van het kloksignaal van de eerste klokeenheid en op een tijdsmoment afhankelijk van het synchronisatiesignaal.16. Label as claimed in any of the claims 14 or 15, wherein the label is provided with a clock system for determining the time slots on the basis of the synchronization signal, wherein the clock system is provided with a first and a second clock unit, wherein the first clock unit is arranged to provide a first clock signal with a first time resolution and wherein the second clock unit is arranged to provide a second clock signal with a second time resolution, wherein the first time resolution is less 1 s than the second time resolution, and wherein the management unit is adapted to provide the second clock unit in to be switched on the basis of the clock signal of the first clock unit and at a time depending on the synchronization signal. 17. Label volgens conclusie 16, waarin het synchronisatiesignaal synchronisatietriggers omvat welke met een vast tijdsinterval worden ontvangen, en waarin de beheereenheid is ingericht om de tweede klokeenheid in te schakelen op basis van het eerste kloksignaal op een vaste tijdsduur voorafgaand aan de ontvangst van een eerste synchronisatietrigger, waarbij de tweede klokeenheid synchroon met de aanvang of afloop van de eerste synchronisatietrigger wordt uitgeschakeld, en waarbij een klokwaarde van de uitgeschakelde tweede klokeenheid door de beheereenheid wordt gebruikt voor het ijken van het eerste kloksignaal, voor het nauwkeurig voorspelbaar maken van een ontvangst van een tweede synchronisatietrigger na de eerste synchronisatietrigger.17. Label according to claim 16, wherein the synchronization signal comprises synchronization triggers which are received at a fixed time interval, and wherein the management unit is arranged to switch on the second clock unit on the basis of the first clock signal at a fixed period of time prior to the reception of a first synchronization trigger, wherein the second clock unit is switched off synchronously with the start or end of the first synchronization trigger, and wherein a clock value of the switched off second clock unit is used by the management unit for calibrating the first clock signal, for accurately predicting a reception of a second synchronization trigger after the first synchronization trigger. 18. Label volgens één der conclusies 16 of 17, waarin de beheereenheid voorts is ingericht voor het op basis van het tweede kloksignaal selectief inschakelen van ten minste één van de uitleesschakeling of de bekrachtigingsschakeling.18. Label as claimed in any of the claims 16 or 17, wherein the management unit is further designed to selectively switch on at least one of the read circuit or the excitation circuit on the basis of the second clock signal. 19. Label volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de beheereenheid is ingericht voor het bedienen van de uitleesschakeling voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal afkomstig van een verder label, en voor het op basis van de spanningspotentialen van de wisselspanningen van de eerste en tweede spoelantenne voortbrengen van positioneringsgegevens behorend bij het verdere label.19. Label according to any one of the preceding claims, wherein the management unit is designed to operate the readout circuit for receiving an incoming positioning signal from a further label, and for determining the alternating voltages of the first and second coil antenna on the basis of the voltage potentials. producing positioning data associated with the further label. 20. Label volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het label is ingericht voor het draadloos versturen van een datasignaal omvattende positioneringsgegevens van het label en/of positioneringsgegevens van één of meer verdere labels aan ten minste één van: een ontvanger van het positioneringssysteem, en de één of meer verdere labels.20. Label according to any one of the preceding claims, wherein the label is designed to wirelessly send a data signal comprising positioning data of the label and/or positioning data of one or more further labels to at least one of: a receiver of the positioning system, and the one or more further labels. 21. Positioneringssysteem voor het bepalen van posities van een veelheid labels volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het systeem is voorzien van ten minste één ontvanger voor het ontvangen van datasignalen omvattende positioneringsgegevens van één of meer van de veelheid labels, verder omvattende een synchronisatie-eenheid ingericht voor het uitzenden van een synchronisatiesignaal aan de veelheid labels.21. Positioning system for determining positions of a plurality of labels according to any one of the preceding claims, wherein the system is provided with at least one receiver for receiving data signals comprising positioning data of one or more of the plurality of labels, further comprising a synchronization unit arranged to transmit a synchronization signal to the plurality of labels. 22. Veebeheersysteem voorzien van een positioneringssysteem volgens conclusie 21, waarbij elk van de labels is ingericht om te worden gedragen door een dier.22. Livestock management system provided with a positioning system according to claim 21, wherein each of the labels is designed to be worn by an animal. 23. Werkwijze voor het bepalen van een positie van ten minste één eerste label van een veelheid labels volgens één der conclusies 1-20 in een positioneringssysteem volgens conclusie 21 of 22, waarbij elk van de veelheid labels 1s voorzien van een zend- en ontvangsteenheid omvattende een veelheid spoelantennes, waarbij elk van de spoelantennes zodanig is gelegen in het label dat een longitudinale as door de spoelantenne zich, in gebruik, evenwijdig uitstrekt aan een aardoppervlak, waarbij de veelheid spoelantennes van elk label ten minste één eerste spoelantenne en ten minste één tweede spoelantenne omvat, en waarbij de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne onderling verschillend zijn georiënteerd; de werkwijze omvattende de stappen van: het uitzenden, met het eerste label, van een positioneringssignaal middels het bekrachtigen van de zend- en ontvangsteenheid voor het opwekken van een eerste magnetisch wisselveld met de eerste spoelantenne en een tweede magnetisch wisselveld met de tweede spoelantenne van het eerste label; en het bepalen, met een uitleesschakeling van een tweede label van de veelheid labels, van een spanningspotentiaal van zowel een wisselspanning in de eerste spoelantenne van het tweede label als een wisselspanning in de tweede spoelantenne van het tweede label, voor het ontvangen van een inkomend positioneringssignaal.23. Method for determining a position of at least one first label of a plurality of labels according to any one of claims 1-20 in a positioning system according to claim 21 or 22, wherein each of the plurality of labels is provided with a transmitting and receiving unit comprising a plurality of coil antennas, each of the coil antennas being located in the tag such that a longitudinal axis through the coil antenna extends, in use, parallel to an earth's surface, the plurality of coil antennas of each tag having at least one first coil antenna and at least one second coil antenna, and wherein the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented differently; the method comprising the steps of: transmitting, with the first label, a positioning signal by means of energizing the transmitting and receiving unit for generating a first alternating magnetic field with the first coil antenna and a second alternating magnetic field with the second coil antenna of the first tag; and determining, with a read circuit of a second label of the plurality of labels, a voltage potential of both an alternating voltage in the first coil antenna of the second label and an alternating voltage in the second coil antenna of the second label, for receiving an incoming positioning signal . 24. Werkwijze volgens conclusie 23, waarbij ten minste één van: de ten minste ene eerste spoelantenne en de ten minste ene tweede spoelantenne onder een hoek ten opzichte van elkaar zijn georiënteerd; of waarbij de ten minste ene eerste spoelantenne dwars is georiënteerd ten opzichte van de ten minste ene tweede spoelantenne.The method of claim 23, wherein at least one of: the at least one first coil antenna and the at least one second coil antenna are oriented at an angle to each other; or wherein the at least one first coil antenna is oriented transversely to the at least one second coil antenna. 25. Werkwijze volgens conclusie 24, waarbij ten minste één van: het eerste en het tweede magnetische wisselveld in frequentie aan elkaar gelijk zijn; en het eerste en het tweede magnetische wisselveld een onderling faseverschil hebben van een kwart van hun golflengte.25. Method according to claim 24, wherein at least one of: the first and the second magnetic alternating field are equal in frequency; and the first and the second magnetic alternating fields have a mutual phase difference of one quarter of their wavelength.
NL2032816A 2022-08-23 2022-08-23 Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method NL2032816B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2032816A NL2032816B1 (en) 2022-08-23 2022-08-23 Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method
PCT/NL2023/050431 WO2024043780A1 (en) 2022-08-23 2023-08-23 Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2032816A NL2032816B1 (en) 2022-08-23 2022-08-23 Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2032816B1 true NL2032816B1 (en) 2024-03-04

Family

ID=83438361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2032816A NL2032816B1 (en) 2022-08-23 2022-08-23 Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL2032816B1 (en)
WO (1) WO2024043780A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050242959A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Fuji Xerox Co., Ltd IC tag provided with three-dimensional antenna and pallet provided with the IC tag
US20090309803A1 (en) * 2006-04-10 2009-12-17 Sumida Corporation Coil parts
US20100271012A1 (en) * 2009-04-28 2010-10-28 Patterson William R Electromagnetic position and orientation sensing system
US20150179332A1 (en) * 2012-09-01 2015-06-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Coil arrangement for generating a rotating electromagnetic field and positioning system for determining a position of an identification transmitter
EP4001951A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-25 Nedap N.V. Method of operating a positioning tag, positioning tag and computer program product

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050242959A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 Fuji Xerox Co., Ltd IC tag provided with three-dimensional antenna and pallet provided with the IC tag
US20090309803A1 (en) * 2006-04-10 2009-12-17 Sumida Corporation Coil parts
US20100271012A1 (en) * 2009-04-28 2010-10-28 Patterson William R Electromagnetic position and orientation sensing system
US20150179332A1 (en) * 2012-09-01 2015-06-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Coil arrangement for generating a rotating electromagnetic field and positioning system for determining a position of an identification transmitter
EP4001951A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-25 Nedap N.V. Method of operating a positioning tag, positioning tag and computer program product

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024043780A1 (en) 2024-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101919696B (en) System, method, and apparatus for magnetic resonance RF-field measurement
RU2578022C2 (en) Method to detect reservoir filling level
AU2018211289A1 (en) Distributed remote sensing system sensing device
CN101387709B (en) Inductive proximity detector with switched windings
EP2751532B1 (en) Calibration of a level gauge system
CN203249671U (en) Level gauge system
US20120010838A1 (en) Calibration of a distance measuring device
EP2426507B1 (en) Radio terminal device, radio base station device, radio ranging system, and ratio ranging method
NL2032816B1 (en) Label for use in a positioning system, positioning system, livestock management system and method
US10505592B2 (en) Detection of a NFC device
EP1946147B1 (en) Short-distance ranging system
EP0919974B1 (en) Method and apparatus for detecting magnetostrictive resonator and traffic system
US20220069637A1 (en) Load localisation
US5218289A (en) Electronic device for the measurement of time lags
RU2335780C1 (en) Method of substance remote sensing and identification
US20170012680A1 (en) Instantaneous Communications Systems
JP2000266730A (en) Method and device for electromagnetic ultrasonic measurement
Van der Wielen et al. Synchronization of on-line PD detection and localization setups using pulse injection
RU2629705C1 (en) Method of high-precise electromagnetic sensings and device for its implementation
CN110345973B (en) Eddy current sensor and detection method
US3371270A (en) Devices for the measurement of weak magnetic fields by nuclear induction
RU2629706C1 (en) Method of measuring level of substance in capacity
RU2244942C2 (en) Method of remote detecting material
SU1140078A1 (en) Device for geoelectric prospecting
SU591711A1 (en) Resonance level indicator