NO310261B1

NO310261B1 - Identifikasjonssystem

Info

Publication number: NO310261B1
Application number: NO19993091A
Authority: NO
Inventors: Michael John Camille Marsh; Anddrzej Lenarcik; Clinton Aiden Van Zyl; Andries Christoffel Schalkwyk; Marthinus Jacobus R Oosthuizen
Original assignee: Btg Int Ltd
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-06-11
Also published as: IL107636A; US5726630A; JP3936404B2; DE69329835T2; AU676853B2; US5519381A; EP0789253B1; GR3035513T3; EP0789254A3; JP2003318776A; HK1009295A1; NO993092L; CN1061143C; DE69331556D1; NZ314269A; NZ250219A; EP0598624B1; EP0789254A2; CA2103288C; DE69321073D1

Abstract

Identifikasjonssystem omfattende en spørresender og flere transpondere der spørresenderen innbefatter senderanordning for sending av et spørresignal til transpondeme, mottageranordning for å motta svarsignaler fra transpondeme, og prosessoranordning for identifisering av transpondeme ut fra data i svarsignalene, idet hver transponder innbefatter en mottakeranordning, en kodegenerator, og senderanordninger forbundet med kodegeneratoren slik at ved mottakelse av sendt spørresignal sender transponderen et svarsignal som inneholder data som identifiserer transponderen. Spørresenderen sender en flerhet av samtidige spørresignaler ved en flerhet av frekvenser, idet hver transponder sender et svarsignal på mottakelse av i det minste ett av spørresigoalene og spørresenderen identifiserer reaksjonssignalene fra samme transponder som er sendt ved noen eller alle frekvensene.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører identifikasjonssystem som omfatter en spørresender og et flertall av transpondere, der spørresenderen innbefatter senderanordning for å sende et spørresignal til transpondeme, mottageranordning for å motta svarsignaler fra transpondeme, og prosessoranordning for å identifisere transpondeme ut fra data i svarsignalene, idet hver transponder omfatter mottakeranordning, en kodegenerator, og senderanordninger koblet til kodegeneratoren, slik at ved mottakelse av sendt spørresignal sender transponderen et svarsignal som inneholder data som identifiserer transponderen.

GB publ. patentsøknad 2 152 335 beskriver et identifikasjonssystem hovedsakelig i samsvar med det ovenstående, hvor spørresenderen sender et flertall av spørresignaler, der hvert spørresignal omfatter to samtidige frekvenser, idet hver transponder sender et svarsignal ved mottagelse av i det minste ett av spørresignalene, og spørresenderen identifiserer reaksjonssignalene fra samme transponder som er sendt ved noen av frekvensene.

Dessuten beskriver sydafrikansk patentsøknad nr. 92/0039 et identifikasjonssystem som omfatter en spørresender og et antall enkeltstående transpondere som kan være festet på eller knyttet til gjenstander som skal identifiseres. Gjenstandene som skal identifiseres kan for eksempel være varer på lager i et supermarked eller varehus.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å øke påliteligheten ved transponderidentifikasjon i et system av den art som er antydet ovenfor.

I henhold til oppfinnelsen kjennetegnes identifikasjonssystemet ved at spørresenderen sender et flertall av samtidige spørresignaler som har respektive forskjellige frekvenser som er valgt til å falle innenfor mottaksbåndbredden for mottaksanordningen i transpondeme, idet hver transponder sender et svarsignal ved mottakelse av minst ett av spørresignalene og spørresenderen identifiserer spørresignaler fra samme transponder som sendes på noen eller samtlige av frekvensene.

Ytterligere utførelsesformer av identifikasjonssystemet fremgår av patentkravene, samt av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de vedlagte tegninger.

Fig. 1 viser skjematisk viser dannelsen av et null i en spørresone som resultatet av et

reflektert signal.

Fig. 2 viser skjematisk en første utførelse av oppfinnelsen.

Fig. 3 viser skjematisk virkningen av bruken av forskjellige frekvenser for

spørresignalet.

Fig. 4 viser skjematisk en andre utførelse av oppfinnelsen.

Fig. 5 viser en praktisk utførelse av oppfinnelsen ved kassen i et supermarked.

Fig. 6 viser billedmessig antenneanordningen for systemet på fig. 5.

Fig. 7 viser i perspektiv en antenneenhet for antenneanordningen på fig. 6.

Fig. 8 er en graf som viser strålingsmønsteret for et antenneelement i antenneenheten på

fig. 7.

Fig. 9 er et blokkskjema som viser de samlede elektroniske kretser i systemet på fig. 5

og 6.

Fig. 10 viser mer detaljert et blokkskjema for en kvadratur mottager/forsterker på fig. 9. Fig. 11 viser skjematisk bølgeformer ved forskjellige punkter på fig. 10, fig. 12 er en

prøve på en kundekvittering som er skrevet ut i systemet på fig. 5 og 6.

Fig. 13 er en skjematisk gjengivelse av en alternativ utførelse av oppfinnelsen.

Fig. 14 er et blokkskjema som viser driften av utførelsen på fig. 13.

Fig. 1 viser det problem som oppstår i identifikasjonssystemer av den art som her er omhandlet når det finnes en reflekterende flate i nærheten av spørresenderen 10 og/eller den spørresonen hvori man ønsker å påvise transpondere. Et primært spørresignal 12 blir sendt direkte fra antennen 14 på spørresenderen 10 til spørresonen, mens et sekundært spørresignal 16 blir reflektert fra den reflekterende flate. Ved visse avstander fra spørresenderen vil de direkte og reflekterte signaler 12 og 16 være en halv bølgelengde ute av fase slik at det oppstår nullverdier i det elektriske felt for spørresignalet. I soner 20 resulterer dette i spørresoner med et svakt spørresignal med utilstrekkelig RF-energi til å drive transpondeme. Som et resultat av dette kan enkelte transpondere passere uten å bli påvist av spørresenderen. Fig. 2 viser skjematisk en første løsning av problemet. På fig. 2 er spørresenderen 10 utstyrt med første og andre antenner 22 og 24 som står en halv bølgelengde fra hverandre og som kan velges ved hjelp av en vekslingsanordning 26. På grunn av avstanden mellom antennene oppstår nullverdiene eller sonene 20 med lav effekt på forskjellige steder. Under bruk blir spørresenderen 10 først forbundet med antennen 22 og avsøker gjenstandene i spørresonen med registrering av de identitetskoder som mottas fra de forskjellige transpondere som er festet til gjenstandene. Vekslingsanordningen vil så koble spørresenderen 10 til antennen 24 og prosessen blir gjentatt. Identifikasjonskoder som registreres under begge spørreprosedyrer blir sammenlignet og dupliserte koder blir forkastet. På denne måten kan alle gjenstander i spørresonen bli identifisert på tross av at noen av dem ligger i områder av spørresonen der en av antennene 22 eller 24 har en nullverdi for radiofrekvensen (RF).

Det ovennevnte system er tilstrekkelig til identifikasjon av gjenstander som har hver sin transponder med en egen identifikasjonskode. Der et antall gjenstander er forsynt med transpondere som alle har samme identifikasjonskode, er det imidlertid ikke mulig å telle antall gjenstander nøyaktig ved bruk av systemet på fig. 2 siden det ikke er mulig å sammenligne resultatene fra den første og andre spørreprosedyre på en slik måte at dupliserte avlesninger forkastes.

Det system som er beskrevet i sydafrikansk patentsøknad nr. 92/0039, hvis innhold det her vises til, innbefatter et antall identiske transpondere som er festet til artikler av samme art for å muliggjøre automatisk opptelling av lagerbeholdningen. Hver transponder blir sperret etter at den på en tilfredsstillende måte har meddelt sitt nærvær til spørreren og forblir i sperret tilstand inntil RF-feltet som ble dannet av spørresignalet er blitt fullstendig opphevet. Det er klart at et system som har dype RF-nullverdier i sin spørresone ikke ville være egnet til bruk med denne type merkelapp siden enkeltvise merkelapper kan oppfatte mangel på RF-effekt ved en nullverdi som om spørresenderen blir koblet ut. Som et resultat, kan en transponder som er blitt sperret etter tilfredsstillende identifikasjon bli åpnet igjen når posisjonen for nullverdien forflytter seg og dermed gi et ekstrasignal som fører til en uriktig telling.

For å overvinne dette problem anvendes en spørresender som sender spørresignaler ved minst to forskjellige frekvenser, enten samtidig eller intermittent. For eksempel kan det anvendes frekvenser på 750 MHz og 915 MHz. Disse frekvenser er valgt slik at det ikke finnes noe sted innenfor spørresonen der det er en RF-verdi på null ved begge frekvenser, som angitt på fig. 3. Siden transponderene drives ved likeretting av mottatt RF-effekt fra spørresignalene, og da RF-effekten vil være tilstede på ethvert punkt i spørresonen fra minst et av spørresignalene, vil transpondeme forbli drevet sammenhengende og vil være i stand til å huske en "sperreinstruksjon" som blir mottatt fra spørresenderen etter vellykket identifisering.

I det eksempel der de forskjellige spørresignaler ikke blir utsendt sammenhengende og samtidig, må intervallet mellom på hverandre følgende sendinger være mindre enn den minste perioden innenfor hvilke utkoblede transpondere automatisk tilbakestiller seg selv. Siden transpondeme modulerer sine identitetskoder enten med å forandre refleksjonsevnen for sin mottagerantenne eller ved tilbakestråling av en prosentandel av den mottatte effekt i spørresignalet, modulert med identifiseirngskoden, vil disse data bli overført på begge frekvenser for de etiketter som blir bestrålt av begge spørresignaler samtidig og bare på en frekvens når det gjelder de transpondere som befinner seg i nullpunktet for det ene eller andre spørresignal. Ut fra dette kan spørresenderen gjenkjenne transpondere som svarer på en eller begge frekvenser.

Et system til implementering av denne utførelse av oppfinnelsen er vist skjematisk på fig. 4. I dette system omfatter spørresenderen en spørre-/styreenhet 28, en første sender 30 med tilhørende antenne 32 og en andre sender med en tilhørende antenne 36. Etiketter eller transpondere 38 er vist fordelt omkring i en spørresone som ligger inntil en reflekterende flate 40. Nullpunkter eller områder med svak RF-feltstyrke 42 og 44 som ligger i avstand fra hverandre og ikke overlapper, er vist skjematisk.

En rekke praktiske anvendelser av foreliggende oppfinnelse gir seg selv. Ved en anvendelse blir systemet benyttet på et supermarked for å automatisere utgangstrafikken slik at man unngår behovet for manuell avsøkning eller innføring av priser i et kassaapparat. Ved en annen anvendelse kan for eksempel innholdet i et lagerrom, varehus eller varebil for eksempel bestemmes uten lossing eller utpakking. Ved enda en anvendelse kan gjenstander, så som bøker i en bokhandel eller bibliotek, eller grammofonplater i en musikkforretning, identifiseres og telles ved en automatisert prosess for vareopptelling.

Det skal påpekes at disse utførelser bare er å betrakte som eksempler og at mange andre anvendelser av oppfinnelsen er mulige.

En praktisk utførelse av oppfinnelsen for kontroll ved utgangen fra et supermarked som nevnt ovenfor, vil nå bli beskrevet mer i detalj.

Fig. 5 viser en spørresender i henhold til oppfinnelsen, satt opp ved utgangskontrollen i et supermarked, og den er beregnet på å avsøke innholdet i en trillevogn 46, som tilhører supermarkedet og som føres gjennom en antenneenhet 48 for spørresenderen. Spørresenderen vil innbefatte en kasse eller styreenhet 50 som har et tastatur eller sett med knapper 52, en skjerm 54 og en skriveanordning 56 som skriver ut regninger. Spørre-/styreenheten 50 betjenes av en kasserer eller en medhjelper for kontroll, slik det er vanlig på et supermarked.

Antenneanordningen 48 for spørresenderen er vist i perspektiv på fig. 6, og den er vist med en ramme av sammensveisede rørseksjoner som bærer tre adskilte antenneenheter 58, 60 og 62.

Rammen som bærer antenneenhetene er dimensjonert slik at vognen 46 passerer under den øvre antenneenhet 60 og mellom de venstre og høyre antenneenheter 58 og 62, som er orientert for å danne en spørresone som er tilstrekkelig stor til å dekke det indre av trillevognen, idet denne skyves forbi antenneenhetene. Antennene for de forskjellige antenneenheter er polarisert forskjellig fra hverandre for å ta hensyn til det faktum at gjenstandene i spørresonen kan være tilfeldig orientert slik at deres transponderantenner også vil bli polarisert tilfeldig.

Inne i trillevognen finnes forskjellige varer 64 som kan være kolonialvarer innbefattende flasker, bokser eller andre beholdere, så vel som store gjenstander som ikke kan inneholdes i en boks eller beholder, men som blir identifisert ved hjelp av en etikett, klebeetikett eller en annen etikett, som eksempler.

Hver vare 64 i vognen 46 har en transponder innleiret eller som er festet til varen og som er en identifikasjonskode som på en unik måte identifiserer den type vare som den er festet til. Gjenstander av samme type er forsynt med transpondere som har identiske koder. Et antall gjenstander i trillevognen kan være identiske og vil derfor ha transpondere med identiske koder.

De tre antenneenheter 58, 60 og 62 arbeider ved forskjellige frekvenser. Den venstre antenneenhet 58 arbeider ved 915 MHz, den høyre antenneenhet 62 arbeider ved 910 MHz og den øvre antenneenhet 60 arbeider ved 920 MHz.

Hver antenneenhet 58, 60, 62 omfatter en senderantenne og en mottagerantenne. Sender- og mottagerantennene er identiske. Hver antenne er en oppstilling av mikroremsefelt (se fig. 7) som omfatter fire sammenkoblede firkantede felt 66. Sender-og mottagerantennene er polarisert i E-planet og prototypanlegget ble bygget opp med trykt kretskortmateriale av typen Diclad GY870 som har et kobberbelegg med en tykkelse på 3,2 mm og et substrat med en dielektrisitetskonstant på 2,33 og en utledningsfaktor på 0,0012. Antennefeltene 66 var 104 mm<2>, og hver feltoppstilling var 406 mm<2>. Fig. 8 viser et strålingsmønster i E-planet for mikrostrip feltoppstillingen ved 915 MHz og gjengir de relative retningsegenskaper.

Fig. 9 er et blokkskjema for spørresenderen i systemet og viser antenneenhetene 58, 60 og 62 og deres tilhørende elektroniske kretser. Senderantennene i hver antenneenhet 58, 60 og 62 blir drevet av de tilhørende sendere 68, 70 og 72 som arbeider med sentrumsfrekvenser på 910 MHz, 915 MHz og 920 MHz (dvs. 5 MHz fra hverandre). Senderene 68, 70 og 72 blir styrt av senderstyresignaler frembragt av en mikroprosessorbasert styreenhet 74 som er knyttet til en sentralt datasystem eller, i det foreliggende eksempel, til kassa-apparatet 50. Spørresignalene som sendes ut av hver sender omfatter et bæresignal (ved den arbeidsfrekvens som hører til senderen) modulert med signaler som adresserer bestemte transpondere, spesielle grupper eller typer av transpondere eller alle transpondere.

Mottagerantennene for hver antenneenhet 58, 60 og 62 er koblet til et tilhørende avstemt hulromsfilter 76, 78, 80 som er avstemt på samme frekvens som den tilhørende sender (dvs. 910 MHz, 915 MHz eller 920 MHz). Utmatningene fra filtrene 76, 78 og 80 blir matet til respektive kvadraturmottagere og -forsterkere 82, 84, 86 sammen med signaler fra den tilhørende sender, avledet fra den lokale oscillator i senderen, og en 90° faseforskjøvet versjon av det lokale oscillatorsignal. De respektive kvadratur mottager/- forsterkere frembringer datautgangssignaler som mates til en kombinasjonskrets 88 som kombinerer datasignalene på en synkronisert måte og som mater et sammensatt datasignal til en faselåst sløyfe og en krets 90 for å trekke ut de koder som inneholdes i de mottatte transpondersignaler hvoretter signalene mates til mikroprosessoren 74.

Virkemåten for kvadratur mottager/-forsterkerene 82, 84 og 86 blir beskrevet mer i detalj i det følgende under henvisning til fig. 10 som er et blokkskjema for en kvadratur mottager/-forsterker, og fig. 11 som er et bølgeformdiagram som viser de bølgeformer som finnes på forskjellige punkter i kretsen på fig. 10.

Senderene 68, 70 og 72, de avstemte hulromsfiltre 76, 78 og 80, kvadratur mottagerene/-forsterkerene 82, 84 og 86 og andre tilknyttede RF-komponenter er anbragt i husene for de respektive antenneenheter 58, 60 og 62. Antenneenhetene er forbundet med kombinasjonskretsen 88 og mikroprosessoren 74 i huset for kassaapparatet 50 ved hjelp av kabler 64. Kabler fører data mellom antenneenhetene og styre- og prosesskretsene i spørresenderen og tilfører også elektrisk strøm til antenneenhetene.

Etter å ha bli satt i virksomhet av de mottatte spørresignaler begynner transpondeme som er festet til varene 64 i trillevognen 46 å svare ved å sende deres egne identifikasjonskoder tilbake til spørreren ved modulering av den mottatte bærerfrekvens for spørringen som beskrevet i sydafrikansk patentsøknad nr. 92/0039. Fordi hver transponder er en forholdsvis bredbåndet anordning og har en antenne som i alminnelighet er beregnet på å motta signaler fra 800 MHz til 1 GHz, kan transpondeme svare på en eller flere av de signaler som blir sendt av de respektive antenneenheter ved deres forskjellige frekvenser. Senderene i spørresenderen må naturligvis sende på frekvenser innenfor båndbredden av transponderens mottagning (i dette tilfellet ved frekvenser mellom 800 MHz og 1 GHz).

Kretsene i transponderen er beregnet på å forandre den effektive inngangsimpedans i transponderkretsen når transponderen sender sin identifikasjonskode med takthastigheten (vanligvis 10 kHz) for den innbygde oscillator for derved å forandre avslutningen og refleksjonsevnen for transponderantennen på tilsvarende måte. Dermed vil en del av det mottatte spørresignal bli reflektert tilbake til spørreantennen, modulert med transponderens eget utgangssignal. Med denne virkemåte er det mulig at spørresignalet fra spørresenderen kan bli mottatt av transponderen ved en, to eller alle tre forskjellige frekvenser som benyttes av de respektive antenneenheter 58, 60 og 62, og transponderen vil reflektere et modulert signal tilbake til hver antenneenhet ved de forskjellige respektive frekvenser. Det gjør ingen forskjell for transponderens virkemåte om den blir bestrålt med en eller flere forskjellige frekvenser, og de reflekterte signaler ved de respektive forskjellige frekvenser forstyrrer ikke hverandre på grunn av den forholdsvis smale båndbredde for antenneenhetene 58, 60 og 62 og deres tilhørende kretser, og fordi datamodulasjonens båndbredde for spørresignalene vanligvis er valgt å ligge mellom 10 kHz og 100 kHz, noe som er betydelig mindre enn avstanden mellom de forskjellige spørrefrekvenser.

Et svarsignal fra transponderen som mottas av en hvilken som helst av antenneenhetene mates via den respektive mottagerantenne og dennes tilhørende avstemte hulromsfilter til en blander-/iflterkrets 92 der det mottatte signal blir blandet med et lokalt oscillatorsignal som fåes fra den tilhørende sender for å trekke ut transponderens svarsignal i basisbåndet. Blander-/filterkretsen 92 innbefatter et lavpassfilter for å eliminere høyfrekvensprodukter som skyldes forskjellige frekvenser ved sammenstående sendere i spørresenderen. Utmatningen fra blander-/filterkretsen 92 er et signal A (se fig. 11) som mates til et høypassfilter 94, der kodeovergangene i transponderens svarsignal blir trukket ut ved hjelp av pseudodifferensiering. Svarsignalet er angitt ved B på fig. 11. Det demodulerte svarsignal A i basisbåndet fra transponderen varierer i styrke så vel som når det gjelder innholdet av iboende lavfrekvent støy på grunn av dopplerforskyvningen av spørresignalets bærerfrekvenser når gjenstander beveger seg i spørresonen. Høypassfilteret 94 filtrerer ut den lavfrekvente støy og slipper bare gjennom de forholdsvis høyfrekvente overganger for koden og vil på en effektiv måte forsterke de resulterende "topper". Disse overgangs "topper" blir videre forsterket i en forsterkerkrets 96 og resulterer i det forsterkede signal C på fig. 11. Signalet C blir så ført til en helbølgelikeretter 98. Det resulterende helbølgelikerettede signal er betegnet med Dl. Det mottatte svarsignal fra transponderen blir ført gjennom en identisk mottagerkrets, men blander-/filterkretsen 92' blir tilført en faseforskjøvet versjon av det lokale oscillatorsignal som er 90° ute av fase med det lokaloscillatorsignal som tilføres blander-/filterkretsen 92. Utgangen fra den dupliserte mottagerkrets er et helbølgelikerettet signal D2.

Utmatningene fra helbølgelikeretterkretsene 98 og 98' blir summert i en summeringskrets 100 for å frembringe en sammensatt bølgeform E. Der overganger eller "topper" opptrer sammen, blir den summerte utmatning forholdsvis stor, mens utmatningen blir forholdsvis liten der bare et svakt signal opptrer i den summerte utmatning. Formålet med denne dobbelte mottageranordning er å ta hensyn til den situasjon der et mottatt signal ikke blir påvist fordi det mottatte signal er i nøyaktig fase med referansesignalet fra senderens lokaloscillator. Ved bruk av et ytterligere faseforskjøvet signal fra lokaloscillatoren i en duplisert mottagerkanal vil minst ett av signalene Dl eller D2 frembringe en sterk utmatning på grunnlag av det mottatte signal.

Utmatningen fra summeringskretsen 100 blir matet til en forsterker 102 som igjen mater det forsterkede kombinerte signal til en støybegrenserkrets 104 og denne er stilt inn til å frembringe utmatningstaktpulser når den mottar innmatningspulser over en referanseterskel. Disse taktpulser blir matet til en D-type vippekrets 106 som frembringer en utmatning F, og denne er det signal som mottas fra transponderen i Manchester-kodeformat. Kodene for transpondernes svarsignaler er også innrettet slik at den første bit av en transpondermelding alltid er en Manchester " 1" som tilsvarer formatet for de koder som blir regenerert av vippekretsen 106.

I bølgeformdiagrammet på fig. 11 svarer bølgeformene Dl og D2 til signaler mottatt fra en transponder der signalene er noe forskjellige i amplitude. Når de summeres sammen for å frembringe signalet E, vil "toppene" av signalene Dl og D2 bli lagt sammen for å bli forholdsvis kraftige signaler. Hvis signalene har tilstrekkelig høy amplitude til å overskride en terskel 108 i støybegrenserkretsen 104, frembringes det en utmatningsovergang F i Manchester-kode.

Hver av antenneenhetene og deres tilhørende sender- og mottagerkretser arbeider samtidig slik at hver av kvadraturmottager/-forsterkerene 82, 84 og 84 kan ta opp et svarsignal fra en transponder ved bruk av sin egen spørrefrekvens og sine egne antennepolariseringer.

I denne forbindelse kan det oppstå situasjoner der varer som er anbragt i trillevognen 46 har transpondere med antenner som er polarisert annerledes fordi varene er kastet i trillevognen på en tilfeldig måte. Når det gjelder gjenstander som er pakket i en lastebil eller et lagerrom, kan gjenstandene være pakket på en samsvarende måte, men antennene for transpondeme på gjenstandene kan bli horisontalt polarisert, mens en enkel antenne på en spørresender kan være vertikalt polarisert, og den vil derfor ikke "se" transpondeme. I den viste utførelse vil imidlertid bruk av tre forskjellige arbeidssekvenser sammen med forskjellig polariserte antenner sikre at transpondeme i trillevognen blir generelt bestrålt med minst to forskjellige spørresekvenser samtidig hvis bestrålingen ikke inneholder alle tre frekvenser.

Metallgjenstander så som blikkbokser i trillevognen kan delvis skjerme innholdet i trillevognen mot en av antenneenhetene. I de fleste tilfeller vil imidlertid de andre to antenneenheter vanligvis bestråle de transpondere det gjelder. Hvis polariseringen av en av disse antenneenheter er uriktig for den transponder det gjelder, vil de gjenværende antenneenheter kunne påvise transponderen. Naturligvis kan det tenkes at det oppstår en situasjon der transponderen var fullstendig avskjermet mot alle tre antenneenheter. Dette er imidlertid høyst usannsynlig i praksis. I situasjoner der det er av viktighet å identifisere alle gjenstandene i en spørresone, kan det tas i bruk ytterligere antenneenheter.

I det eksempel som er beskrevet ovenfor kan for eksempel en ytterligere antenneenhet være anordnet under trillevognen enten i tillegg til eller i stedet for den øvre antenneenhet. Antenneanordningen kan danne en bås der trillevognen midlertidig "parkeres" i stedet for en "tunnel" som trillevognen skyves gjennom. Dette ville forenkle anbringelse av en ytterligere antenneenhet ved den indre ende av båsen. Manchester-kodedata som frembringes av hver kvadraturmottager/-forsterker 82, 84 og 86 mates til en kombineringskrets 88 som omfatter en krets som summerer de tre innkommende bølgeformer på en analog måte for å danne et enkelt sammensatt svarsignal. Kretsen etterfølges av en sammenligner og en enkel vippe til regenerering av en enkel Manchester-kode som beskrevet tidligere. Utgangen fra kombineringskretsen 88 er derfor en Manchester-kode som inneholder 64 biter av informasjon og som alltid starter med et "1".

Utgangen fra kombineringskretsen blir matet til den faselåste sløyfekrets 90 og til mikroprosessoren 74 som trekker ut informasjonen fra den mottatte kode som beskrevet i sydafrikansk patentsøknad nr. 93/6267. Mikroprosessoren trekker ut transponderens identifikasjonskode fra det mottatte signal, bekrefter at koden er et gyldig tall ved hjelp av paritetskontroll eller CRC-kontroll og behandler tallet i henhold til den anvendelse det her gjelder.

Hvis mikroprosessoren 74 bestemmer at en transponder er blitt gyldig identifisert på grunnlag enten av bare en eller to eller flere spørrefrekvenser, blir senderene 68, 70 og 72 instruert synkront til å modifisere sine respektive spørresignaler, for eksempel ved å avbryte deres utgangssignaler fullstendig eller ved å redusere utgangseffekten med en på forhånd bestemt verdi en viss tid etter vellykket mottagning av transponderens svarsignal. Denne prosess blir utført i overensstemmelse med det system som er beskrevet i sydafrikansk patentsøknad nr. 93/6267, og det vises her til innholdet i denne.

I den situasjon der en av mottagerkretsene mottar et svarsignal fra en transponder som ikke "høres" av de andre to antenner, mens disse antenner samtidig mottar signaler fra andre transpondere, vil de signaler som summeres sammen i sammensetningskretsen ikke ha den riktige bitlengde eller inneholde den riktige gyldige kode, og signalene vil som resultat av dette bli forkastet. Ofte vil sendinger fra enkeltstående transpondere bli "forvrengt" ved overlappende sendinger fra andre transpondere slik at de mottatte signaler ikke vil slippe gjennom det ene eller annet av kontroll/bekreftelsestrinnene. Når et transpondersignal blir mottatt under en "stille" periode, da andre transpondere ikke sender samtidig, vil dette imidlertid bli bekreftet, og de resulterende data blir matet til mikroprosessoren 74 for identifikasjon og telling av den gjenstanden som transponderen er festet til.

Det ovenfor beskrevne system utnytter det forhold at billige transpondere av den type det her gjelder har komponenter med brede toleranser, noe som muliggjør god økonomisk fremstilling. Transpondeme innbefatter ikke avstemte kretser og er dannet av en enkelt integrert krets som fremstilles på vanlig metode for integrerte kretser. Antennen til transponderen bestemmer dens frekvenskarakteristikk når det gjelder svar og kan utføres for en forholdsvis bred båndbredde. Disse transpondere kan så spørres med flere forskjellige frekvenser samtidig ved at spørresenderen har sender-Anottagerantenner med forholdsvis snever båndbredde slik at transponderene modulerer et eller flere spørresignaler samtidig ved sending av et svar.

Når alle transpondeme i trillevognen 46 er blitt tilfredsstillende identifisert, noe som i typiske tilfeller tar mindre enn et sekund, fører mikroprosessoren 74 data til kassaapparatet 50 som skriver ut en regning i den form som, som eksempel, er vist på fig. 12, ved å knytte de mottatte transponderkoder med informasjon til en prisliste. Varens art i trillevognen blir angitt så vel som pris pr. gjenstand, antall gjenstander, mellomsum og den samlede sum på alle gjenstander i trillevognen. Mikroprosessoren 74 eller selve kassaapparatet 50 kan ha lagret prislistedata som kan oppdateres periodisk, for eksempel hver dag. Som et alternativ kan mikroprosessoren 74 eller kassaapparatet 50 være direkte koblet til en sentral datamaskin som sørger for fortløpende oppdatering av prislisten.

Opplysningene på den utskrift som er vist på fig. 12 kan gjengis på skjermen 54 ved kassaapparatet 50, og finnes på en utskrift fra skriveren 56. Denne utskrift tjener som kundens kvittering. Betaling kan gjøres av kunden på vanlig måte. Den automatiske oppstilling av en kvittering i det beskrevne system passer imidlertid også godt til automatisk debitering av klienter som har en konto i den forretning det gjelder.

En videre anvendelse av foreliggende oppfinnelse er vist på fig. 13 og 14. Denne utførelse av oppfinnelsen kan anvendes ved vareopptelling, for eksempel i en bokhandel eller en forretning som selger grammofonplater og kassetter. Brukt på denne måte vil hver gjenstand på lageret i forretningen, enten den er en bok, en grammofonplate eller en kassett, være forsynt med en transponder som identifiserer den gjenstand det gjelder. Ved bruk av det identifikasjonssystem som er beskrevet i de sydafrikanske patentsøknader nr. 92/0039 og 93/6267 og anvendelse av en spørresenderenhet eller en avsøker som holdes i hånden, kan gjenstandene spørres, og vil bli identifisert og tellet.

Da transponderen på hver gjenstand med hell står i forbindelse med spørresenderen, mottar den også instruksjon om å sperre og stenge av. Etter en stund vil de sperrede transpondere tilbakestille seg selv og være klar til å svare på nytt på et spørresignal. Det kan oppstå et problem ved at transponderen som allerede er blitt spurt og deretter sperret, blir tilbakestilt på denne måte og deretter utilsiktet bli bestrålt på nytt av spørresenderen slik at de blir tellet en gang til, noe som resulterer i uriktig vareopptelling. For å overkomme dette mulige problem er en spørresender 108 som holdes i hånden forsynt med en sender som sender ut en første, smal spørrestråle (stråle 1) og en andre vidvinklet sperrestråle (stråle 2) samtidig ved forskjellige frekvenser. Spørrestrålen (stråle 1) har vanligvis en båndbredde på omtrent 15 cm ved sin maksimale rekkevidde på 4 m, og blir sendt med en frekvens på 915 MHz og en effekt på 6 watt. Sperrestrålen (stråle 2) er meget bredere og videre fordelt samt har en strålebredde på omtrent 4 m ved samme rekkevidde. Forholdet mellom bredden på sperrestrålen og spørrestrålen er minst 5 til 1, og fortrinnsvis mer enn 10 til 1. I eksempelet ovenfor er forholdet større enn 20 til 1. Sperrestrålen blir sendt med en lavere effekt, vanligvis 3 watt, og på en annen frekvens (i prototypen på systemet var denne frekvens 900 MHz).

Fig. 14 viser et forenklet blokkskjema som er en del av kretsen som anvendes i spørresenderen 8 som holdes i hånden. Kretsen innbefatter en 915 MHz sender 110 med en sendende retningsantenne 112 som sender ut spørrestrålen (stråle 1). Spørresenderen innbefatter en mottagende retningsantenne 114 (som kan være adskilt fra eller som kan være den samme som antennen 112) som mater en mottager 116 med mottatte svarsignaler fra transponderen, hvilke signaler føres til dekode og styrekretsen 118 i spørresenderen. Denne krets styrer også en andre sender 120 med tilhørende antenne 122 som er mindre retningsbestemt enn antennen 112 for å sende sperrestrålen (stråle 2).

På grunn av den høyere effekt og den smalere båndbredde for spørrestrålen (stråle 1) gir denne stråle tilstrekkelig effekt til de transpondere som blir bestrålt for å drive disse og for å få dem til å sende svarsignaler. Sperrestrålen (stråle 2) har en lavere effekt og sendes over et meget større volum slik at dens effekt normalt er utilstrekkelig til å aktivisere transpondere som i øyeblikket er aktive. Den sender imidlertid tilstrekkelig effekt til å hindre riktig påviste sperrede transpondere i å bli stengt fullstendig av og dermed hindres de i å tilbakestille seg når spørrestrålen (stråle 1) beveger seg bort fra dem.

Transpondere som står meget tett opp til spørresenderenheten 108 kan fa tilstrekkelig effekt fra sperrestrålen til å bli drevet i gang og til å sende svarsignaler som et resultat. Disse svarsignaler vil imidlertid omfatte sperrestrålens bærer på 900 MHz, modulert med transponderens svarkode, og dette vil ikke bli påvist av mottagerantennen 114 med det smale bånd for 915 MHz.

Når en transponder blir vellykket påvist, frembringer styrekretsen 118 et "gap" eller avstengningssignal som påtrykkes både senderen 110 og sperresenderen 120, slik at utmatningene fra begge sendere blir kort avbrutt for å stenge av den transponder det gjelder. Avstengningssignalet påtrykkes også senderen 120 for å ta hensyn til den mulighet at sperrestrålen (stråle 2) er tilstrekkelig sterk på grunn av transponderens nærhet til spørresenderen 108 til å hindre transponderen i å stenge seg av slik hensikten er.

Det skulle være klart at det ovenfor beskrevne system også utnytter den relative ufølsomhet transpondeme har overfor frekvens til å gi mer nøyaktig avlesning eller spørreoperasjon.

Det er ikke nødvendig at sperrestrålen eller signalet sendes fra den bærbare spørresender 108. I noen anlegg kan det være hensiktsmessig å ha et fullstendig adskilt sendersystem for sperresignalet.

Claims

1. Identifikasjonssystem som omfatter en spørresender og et flertall av transpondere, der spørresenderen innbefatter senderanordning for å sende et spørresignal til transpondeme, mottageranordning for å motta svarsignaler fra transpondeme, og prosessoranordning for å identifisere transpondeme ut fra data i svarsignalene, idet hver transponder omfatter mottakeranordning, en kodegenerator, og senderanordninger koblet til kodegeneratoren, slik at ved mottakelse av sendt spørresignal sender transponderen et svarsignal som inneholder data som identifiserer transponderen, karakterisert ved at spørresenderen sender et flertall av samtidige spørresignaler som har respektive forskjellige frekvenser som er valgt til å falle innenfor mottaksbåndbredden for mottaksanordningen i transpondeme, idet hver transponder sender et svarsignal ved mottakelse av minst ett av spørresignalene og spørresenderen identifiserer spørresignaler fra samme transponder som sendes på noen eller samtlige av frekvensene.

2. Identifikasjonssystem som angitt i krav 1, karakterisert v e d at senderanordningen i spørresenderen er tilpasset til å sende flertallet av spørresignaler kontinuerlig.

3. Identifikasjonssystem som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at spørresignalene er signaler med relativt smal båndbredde, idet mottakeranordningene i hver transponder har en relativt bred mottaksbåndbredde innenfor hvilken de respektive forskjellige frekvenser av spørresignalene faller, slik at transponderen reagerer på et hvilket som helst eller flere av spørresignalene.

4. Identifikasjonssystem som angitt i krav 3, karakterisert v e d at hvert spørresignal moduleres med data, idet modulasjonsbåndbredden for hvert spørresignal er mindre enn avstanden mellom de respektive forskjellige frekvenser til spørresignalene.

5. Identifikasjonssystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at sendeanordningene for transpondeme omfatter en antenne og en innretning for å modulere refleksjonsevnen hos antennen, slik at svarsignalet fra transponderen omfatter ett eller flere spørresignalbærere som er modulert med data som identifiserer transponderen.

6. Identifikasjonssystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at senderanordningen i spørresenderen omfatter minst to adskilte senderantenneelementer og mottakeranordningen omfatter minst to adskilte mottaksantenneelementer.

7. Identifikasjonssystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at senderanordningen og mottakeranordningen omfatter minst to adskilte antenneenheter, der hver antenneenhet omfatter et sendeantenneelement og et tilliggende mottaksantenneelement.

8. Identifikasjonssystem som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at hvert antenneelement omfatter en banerekke utformet til å operere på en frekvens mellom 800 MHz og 1 GHz.

9. Identifikasjonssystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 6-8, karakterisert ved at minst to av de respektive sende- og mottaksantenneelementer er polarisert forskjellig i forhold til hverandre.

10. Identifikasjonssystem som angitt i krav 6, karakterisert v e d at mottakeranordningen og prosessoranordningen til spørresenderen er tilpasset for å skille svarsignaler fra transpoderne som reaksjon på spørresignaler sendt på respektive forskjellige frekvenser for de minst første og andre sendere.

11. Identifikasjonssystem som angitt i krav 10, karakterisert v e d at prosessoranordningen er tilpasset til å detektere duplikate transpondersvarsignaler som sendes på to eller flere av de respektive forskjellige frekvenser.

12. Identifikasjonssystem som angitt i krav 10, karakterisert v e d at prosessoranordningen er tilpasset til å avvise transpondersvarsignaler som sendes på to eller flere av de respektive forskjellige frekvenser.

13. Identifikasjonssystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-12, karakterisert ved at senderanordningen og mottakeranordningen til spørresenderen er montert på eller er tilliggende en konstruksjon som definerer en spørresone gjennom hvilken transpondeme som skal identifiseres kan føres.

14. Identifikasjonssystem som angitt i krav 13, karakterisert v e d at senderanordningen og mottakeranordningen til spørresenderen er understøttet av en ramme som definerer en passasje gjennom hvilken en transport-anordning, som inneholder gjenstander til hvilke respektive transpondere er festet, kan passere

15. Identifikasjonssystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-12, karakterisert ved at spørresignalene har respektive forskjellige frekvenser som velges slik at det ikke er noen overlappende nullområder i de elektriske felt til spørresignalene innenfor en forutbestemt avstand fra senderanordningen i spørresenderen.

16. Identifikasjonssystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-15, karakterisert ved prosessoranordningen er tilpasset for registrering av data som mottas fra hver identifisert transponder.

17. Identifikasjonssystem som angitt i krav 16, karakterisert v e d at prosessanordningen er tilpasset til å lagre pris- eller identifikasjonsdata for gjenstander til hvilke forskjellige transpondere er festet og å relatere identifikasjons-kodene for identifiserte transpondere til disse.

18. Identifikasjonssystem som angitt i krav 17, karakterisert ved at det innbefatter fremvisningsinnretning for å generere en fremvisning der beskrivelser av gjenstandene til hvilke respektive transpondere er festet, tilknyttes prisdata.