NO20140060A1

NO20140060A1 - Antenne for deteksjon av RFID-brikker

Info

Publication number: NO20140060A1
Application number: NO20140060A
Authority: NO
Inventors: Halvor Halvorsen; Christophe Taraye
Original assignee: Trac Id Systems As
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2015-07-20
Also published as: WO2015108426A1

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en antenne beregnet på bruk i en lesestasjon for RFID-brikker (transpondere).

Bakgrunn

Når RFID-brikker passerer en leser- eller detektorstasjon med en tilfeldig orientering, blir korrekt identifikasjon usikker. Dette kan for eksempel skje hvis RFID-brikkene er installert i objekter som passerer lesestasjonen på et transportbelte, eller om RFID-brikkene er installer i levende dyr. Det kan være vanskelig å oppnå pålitelig lesing hvis RFID-brikkens signal er perpendikulært på orienteringen av leseantennen.

Leseantennen er ofte en sløyfeantenne (loop antenna) med en enkelt lineær følsomhetsakse.

I det senere har det blitt aktuelt å installere RFID-brikker i levende fisk, både fisk som oppdrettes i fireoppdrettsanlegg, og i vill fisk for vitenskapelige formål. I fiskeforedlingsanlegg vil fisken ankomme på transportbeltet i en tilfeldig posisjon, og kanskje ligge i flere lag. Det kan da være utfordrende å oppnå en pålitelig avlesning. Fiskeindustrien krever tapsfri RFID-lesing.

I dag blir dette problemet løst ved enten å introdusere fysiske begrensninger som kontrollerer orienteringen av objektene, eller ved å bruke flere lesere med antenner med forskjellig orientering, eller begge deler. Bruk av flere lesere vil imidlertid gjøre installasjonen mer komplisert, og kan introdusere andre problemer, etter som det kan være vanskelig å finne den kombinerte dekningen til antennene, og slik skape blindsoner.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en antenne for en RFID-leser som er effektiv uavhengig av orienteringen til RFID-brikkene. Dette oppnås i en antenne som angitt i de vedføyde patentkravene.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Ytterligere egenskaper og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av den etterfølgende detaljerte beskrivelse, hvor oppfinnelsen beskrives med henvisning til de vedføyde tegninger, og hvor:

Fig. 1 viser antennen sett fra oven,

Fig. 2 viser grensesnittet mellom antennen og RFID-lese ren, og

Fig. 3 viser antennen installert i en lesestasjon.

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 viser antennen 1 sett fra oven. Antennen er innrettet til å monteres innen området for RFID-enhetene som skal detekteres, for eksempel over og parallelt med et transportbelte. Den er konstruert til å frembringe et elektromagnetisk signal som aktiverer RFID-enhetene som passerer på transportbeltet, og motta svarsignalene returnert av RFID-transponderne. Selve antennen består av en sløyfe formet som en pil med to armer, idet den første armen er dannet av segmentene Sl, S6, S5, mens den andre armen er dannet av segmentene S2, S3, S4. Delene er orientert i en vinkel til hverandre. Vinkelen kan fortrinnsvis være 90°. Hver arm definerer en følsomhetsakse. Ettersom armene er vinklet i forhold til hverandre, er følsomhetsaksene tilsvarende vinklet.

Sløyfen fødes symmetrisk i fødepunktet 3 gjennom en balansert åpen tråd fødeledning F med to parallelle tråder Fl og F2. Fødeledningen F er terminert i en skjermet boks 5. Boksen 5 inkluderer første og andre termineringspunkter Pl og P2. Over termineringspunktene er det koblet en kondensator / som avstemmer antennen til en frekvens i et LF eller VLF ulisensiert frekvensbånd. Kondensatoren kan være supplementert med eller erstattet av en spole for å avstemme antennen til en ønsket operasjonsfrekvens. Antennen fremstår som en parallellkrets.

Antennen 1 er koblet til lesekretsen, Fig. 3, gjennom en skjermet kabel 6. I

Fig. 2 er antennen representert av en parallellresonanskrets. Lesekretsen inkluderer et antall avstemmingskondensatorer 7 som svitsjes inn i kretsen med svitsjer 8 kontrollert av en mikroprosessor 10. Signalet demoduleres i demodulatoren 8 og filtreres i filteret 9 før det ledes til mikroprosessoren 10. Mikroprosessoren konverterer informasjonen i signalet til standard serielt

datakommunikasjonsformat, her RS232/RS485, som leveres på utgangsgrensesnittet 11. De digitale signalene kan deretter prosesseres i nedstrøms utstyr for indentifisering av RFID-brikkene. Mikroprosessoren 10 er også koblet til en signalgenerator 12 som tilveiebringer spørresignalet for RFID-brikken.

Når brikkene passerer leseantennen må de være orientert i en retning som sikrer at de blir lest. Hvis en brikke er orientert perpendikulært på antenneseksjonen som den passerer, vil signalet være på et minimum og ofte ikke detekterbart. Brikken vil bevege seg videre inn i feltet til antennen inntil den krysser en seksjon av antennen som er orientert med en vinkel, her 90°, på den første seksjonen og avlesningen vil bli vellykket. Nærmere bestemt er fødeledningen F 90° på transportretningen og vil detektere brikker orientert 45° til 135°, segmentene S6, S2 og S4 er orientert 45° på transportretningen og vil detektere brikker orientert fra 0° til 90°, og segmentene Sl, S5 og S3 er orientert 135° på transportretningen og vil detektere brikker mellom 90° og 180°. Samlet vil antennen detektere brikker i alle vinkler mellom 0° og 180° over hele bredden av transportbeltet og med bare en antenne. Legg også merke til at hver brikke leses to ganger i ikke sammenfallende tid. Det vil derfor ikke være noen lesekollisjoner for enhver to brikker.

Antennen kan monteres over eller under et transportbelte, som vist, men kan også ha andre anvendelsesområder. Den kan monteres i en port eller smal passasje for å identifisere eller lese bevegelige RFID-merkede objekter, for eksempel dyr, personer eller maskiner. Den kan monteres i et gulv for identifikasjoner med RFID-merkede sko, for telling, identifikasjon eller adgangskontroll.

Antennens geometri betyr at alle brikkene leses når de passerer antennen, uavhengig av orienteringen til brikkene. Brikkene vil passere feltet to ganger, hvilket betyr at horisontalt adskilte brikker som passerer det første feltet samtidig vil passere det andre feltet på forskjellige tidspunkt. Dette vil sikre at alle brikkene leses.

Mens antennen vist i Fig. 1 har fødeledningen tilkoblet i spissen mellom segmentene S5 og S4, kan den tilkoblet i ethvert egnet punkt som gir korrekt polarisasjon. En alternativ konfigurasjon er å koble fødeledningen til antennen i spissen mellom segmentene Sl og S2.

Antennen vist i illustrasjonene inkluderer en enkelt vinding. I noen tilfeller kan det imidlertid være en fordel å bruke en antenne med flere vindinger. Den generelle konfigurasjonen er identisk med utførelsene vist i figurene, med den samme orienteringen og segmenter osv. Antennen inkluderer en kontinuerlig tråd viklet flere ganger rundt omkretsen av antennen, idet endene av tråden er terminert i fødeledningen.

I noen tilfeller vil det være fordelaktig å bruke antennen uavstemt. Båndbredden vil bli sterkt utøket, men følsomheten vil bli dårligere.

Claims

1. Antenne for deteksjon av RFID-brikker lokalisert nær antennen,karakterisert vedat antennen inkluderer flere ikke parallelle følsom hetsa kser.

2. Antenne ifølge krav 1, hvor antennen inkluderer en første arm med første og tredje parallelle segmenter (S5, Sl) koblet sammen av et andre segment (S6), en andre arm med fjerde og sjette parallelle segmenter (S2, S4) koblet sammen av et femte segment (S3), hvor den første armen er tilknyttet den andre armen.

3. Antenne ifølge krav 2, hvor den første armen er knyttet til den andre armen ved at det tredje segmentet (Sl) er koblet det fjerde segmentet (S2), idet en fødeledning (Fl, F2) er koblet mellom de første (S5) og fjerde (S2) segmentene.

4. Antenne ifølge krav 2, hvor den første armen er knyttet til den andre armen ved at det sjette segmentet (S4) er koblet til det første segmentet (55) , idet en fødeledning (Fl, F2) er koblet mellom de tredje (Sl) og fjerde (S2) segmentene.

5. Antenne ifølge krav 2, hvor vinkelen mellom det første (S5) og det andre (56) segmentet er 90°, vinkelen mellom det tredje (Sl) og fjerde (S2) segmentet er 90°, vinkelen mellom det fjerde (S2) og femte (S3) segmentet er 90°, og vinkelen mellom det femte (S3) og sjette (S4) segmentet er 90°. Og vinkelen mellom det femte (S3) og sjette (S4) segmentet er 90°.

6. Antenne ifølge krav 5, hvor fødeledningen (Fl, F2) halverer vinkelen mellom de første og sjette segmentene (S5, S4) eller mellom de tredje og fjerde segmentene (Sl, S2).

7. Antenne ifølge krav 3, hvor antenne er avstemt med en kondensator (7) og/eller en spole.

8. Antenne ifølge krav 7, hvor antennen avstemmes ved hjelp av avstemmingskondensatorer (7) som svitsjes inn i kretsen med svitsjer (8) kontrollert av en mikroprosessor (10).

9. Antenne ifølge et av de foregående kravene, hvor antennen er montert parallelt med et transportbånd som transporterer objekter på hvilke det er montert RFID-brikker.