PL235230B1

PL235230B1 - Selective RFID gate

Info

Publication number: PL235230B1
Application number: PL424289A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Pytel; Rys Zard Pytel; Lukas Greguska; Uska Lukas Greg; Radosław Bereś; Radosła W Bereś; Paweł Bukowiec; Marek Jakimowicz; Zbigniew Architekt; Zbign Iew Architekt; Andrzej Figlewicz; Wicz An Drzej Figle; Grzegorz Raczek; Grzeg Orz Raczek; Monika Łobaziewicz; Maciej Śledziona
Original assignee: Dataconsult Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2020-06-15
Also published as: PL424289A1

Abstract

Selektywna bramka RFID składająca się z zasadniczo prostopadłościennej obudowy z otwartą płaszczyzną boczną posiadająca osłonę, wewnętrzną powłokę absorbującą fale radiowe oraz antenę umieszczoną na wewnętrznej przeciwległej do otwartej płaszczyzny ścianie obudowy bramki charakteryzuje się tym, że wewnętrzna powłoka absorbująca (4) bramki charakteryzuje się współczynnikiem tłumienia nie mniejszym niż -20dB dla częstotliwości UHF RFID w standardzie 865-868 MHz, minimalna szerokość (Y) bramki równa jest sumie długości emitowanej przez antenę (3) fali podwójnej grubości powłoki absorbującej (4), zaś minimalna głębokość (X) bramki równa jest sumie długości emitowanej przez antenę (3) fali i odległości (h) czoła anteny (3) od ściany tylnej (2) bramki, przy czym jednocześnie wartość kąta (φ) emisji poziomej anteny (3) wynosi od 75 do 170 stopni, a wartość kąta ψ emisji pionowej anteny (3) wynosi od 45 do 110 stopni.A selective RFID gate consisting of a substantially cuboid housing with an open side plane having a cover, an internal radio wave absorbing coating and an antenna located on the inner wall of the gate housing opposite the open plane, characterized in that the internal absorbing coating (4) of the gate has an attenuation factor not less than -20dB for the UHF RFID frequency in the 865-868 MHz standard, the minimum width (Y) of the gate is equal to the sum of the length of the wave emitted by the antenna (3) of the double thickness of the absorbing coating (4), and the minimum depth (X) of the gate is equal to the sum the length of the wave emitted by the antenna (3) and the distance (h) of the front of the antenna (3) from the back wall (2) of the gate, while at the same time the value of the angle (φ) of the horizontal emission of the antenna (3) ranges from 75 to 170 degrees, and the angle the vertical emission ψ of the antenna (3) is between 45 and 110 degrees.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Wynalazek dotyczy selektywnej bramki RIFD służącej do automatycznej identyfikacji obiektów.The invention relates to a selective RIFD gate for the automatic identification of objects.

Technika RFID (ang. radio frequency Identification), jest ogólnie znana i używana do wielu zastosowań. Wykorzystuje ona fale radiowe w celu komunikacji z etykietami RFID (tzw. znacznikami) oraz zasilania zawartych w znacznikach RFID układów elektronicznych, w wyniku czego następuje odczyt danych zapisanych na znacznikach. Bramki RFID stosowane są powszechnie w celach identyfikacji przemieszczających się obiektów, m.in. w sortowniach lub na liniach produkcji przemysłowej, identyfikacji pojazdów lub osób. Z polskiego opisu patentowego P.395771 pt. „Selektywna, uniwersalna bramka RFID ” znane jest rozwiązanie modułowe, składające się z co najmniej jednego modułu o kształcie zbliżonym do prostopadłościanu, który w zestawieniu z innymi modułami tworzy bramkę. Wewnątrz modułu może być zainstalowana antena RFID, natomiast ściany boczne i tylna ściana modułu wyłożone są materiałem absorbcyjnym, służącym do tłumienia oraz kształtowania wiązki fal radiowych. Moduły ustawione jeden na drugim tworzą kolumnę bramki, zaś dwie kolumny bramki mogą być połączone elementem stabilizującym.The RFID technique (radio frequency identification) is generally known and used for many applications. It uses radio waves to communicate with RFID tags (so-called tags) and to supply electronic circuits contained in RFID tags, as a result of which the data stored on the tags is read. RFID gates are commonly used to identify moving objects, e.g. in sorting plants or on industrial production lines, vehicle or person identification. From the Polish patent description P.395771 entitled A "selective, universal RFID gate" is known as a modular solution consisting of at least one cuboid-shaped module which, in combination with other modules, forms a gate. An RFID antenna can be installed inside the module, while the side walls and the back wall of the module are lined with absorbent material, used to suppress and shape the beam of radio waves. Stacked modules form the goal column, and the two goal columns may be connected by a stabilizing element.

Istotne jest aby identyfikacja znaczników RFID odbywała się w sposób wolny od zakłóceń elektromagnetycznych emitowanych przez urządzenia przemysłowe, w tym inne bramki RFID oraz na stosunkowo niewielkim i precyzyjnie wyznaczonym obszarze. Ma to znaczenie zwłaszcza w przypadku umieszczenia wielu bramek RFID w bezpośrednim sąsiedztwie komunikacji, którą przemieszczają się identyfikowane obiekty. Efekt ten udało się uzyskać dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu obudowy oraz konstrukcji bramki RFID według wynalazku.It is important that the identification of RFID tags takes place in a manner free from electromagnetic interference emitted by industrial devices, including other RFID gates, and in a relatively small and precisely defined area. This is especially important in the case of placing many RFID gates in the immediate vicinity of the communication carried by the identified objects. This effect was achieved thanks to the appropriate shape of the housing and the structure of the RFID gate according to the invention.

Istota rozwiązania według wynalazku obejmuje konstrukcję selektywnej bramki RFID, składającej się z zasadniczo prostopadłościennej obudowy z otwartą jedną płaszczyzną boczną (front bramki), w której na przeciwległej do frontu bramki ścianie umieszczona jest centralnie antena z odbiornikiem RFID, zaś od wewnątrz bramka wyłożona jest absorberem fal radiowych o minimalnym współczynniku tłumienia -20dB dla częstotliwości UFIF RFID λ (lambda) (dla standardu UFIF RFID 865-868 MHz). Minimalna szerokość bramki (Y) równa jest sumie długości fali λ oraz dwukrotności grubości (b) powłoki absorbującej, co można opisać wzorem Ymin. = λ + 2*b. Minimalna głębokość bramki (X) równa jest sumie długości fali λ oraz odległości (h) czoła anteny od ściany tylnej bramki, co można wyrazić wzorem Xmin. = λ + h. Wartość kąta φ (phi) emisji poziomej (horyzontalnej) fal anteny wynosi od 75 do 170 stopni, natomiast wartość kąta ψ (psi) emisji pionowej (wertykalnej) wynosi od 45 do 110 stopni.The essence of the solution according to the invention includes the construction of a selective RFID gate, consisting of a substantially rectangular housing with one side plane open (gate front), in which, on the wall opposite to the front of the gate, an antenna with an RFID receiver is centrally located, and the gate is lined with a wave absorber on the inside. radio with a minimum attenuation factor of -20dB for the UFIF RFID frequency λ (lambda) (for the UFIF RFID standard 865-868 MHz). The minimum gate width (Y) is equal to the sum of the wavelength λ and twice the thickness (b) of the absorbing coating, which can be described by the formula Ymin. = λ + 2 * b. The minimum gate depth (X) is equal to the sum of the wavelength λ and the distance (h) from the antenna front to the gate rear face, which can be expressed by the formula Xmin. = λ + h. The angle φ (phi) of the horizontal (horizontal) emission of the antenna is from 75 to 170 degrees, while the value of the angle emisji (psi) of the vertical (vertical) emission is 45 to 110 degrees.

Korzystnie wysokość bramki (H) wynosi pomiędzy 90% a 110% wartości kąta emisji pionowej ψ. Absorber umieszczony wewnątrz bramki RFID korzystnie pokryty jest powłoką z diamagnetyku.Preferably, the gate height (H) is between 90% and 110% of the value of the vertical emission angle ψ. The absorber located inside the RFID gate is preferably covered with a diamagnetic coating.

Bramka RFID według opisanego rozwiązania została przedstawiona na rysunkach, gdzie Fig. 1 przedstawia widok bramki od frontu; Fig. 2 - przekrój podłużny bramki; Fig. 3 - przekrój poprzeczny bramki.An RFID gate according to the described solution has been shown in the drawings, where Fig. 1 shows a front view of the gate; Fig. 2 - a longitudinal section of the goal; Fig. 3 - a cross section of the goal.

W przykładzie wykonania bramki RFID według wynalazku, bramkę 1 stanowi prostopadłościenna skrzynka wykonana z szkła akrylowego. Wewnątrz bramki 1, w centralnym położeniu na ścianie tylnej 2 umieszczona jest antena 3 emitująca fale radiowe o częstotliwości UHF RFID λ » 35 cm (dla standardu UHF RFID 865-868 MHz). Antena 3 zamocowana jest w odległości h czoła anteny 3 od ściany tylnej 2 wynoszącej 2 cm. W przedstawionym przykładzie zastosowana została antena Motorola AN700x. O d wewnątrz bramka 1 wyłożona jest absorberem 4 stanowiącym powłokę o współczynniku tłumienia -20 dB (w przykładzie wykorzystano absorber ECCOSORB VHP-4 o grubości całkowitej b wnoszącej 10,2 cm). Absorber pokryty jest diamagnetykiem, stanowiącym warstwę miedzi o grubości 4,25 μm. Szerokość y bramki 1 wynosi 55,4 cm, co stanowi sumę długość fali λ oraz podwójnej grubości absorbera b. Jednocześnie głębokość x bramki 1 wynosi 37 cm, co stanowi sumę długość fali λ oraz odległości h czoła anteny 3 od ściany tylnej 2 bramki 1. Wartość kąta emisji poziomej fal anteny φ (phi) wynosi 141°. Analogicznie wartość kąta emisji pionowej ψ (psi) wynosi 109°.In an embodiment of the RFID gate according to the invention, the gate 1 is a rectangular box made of acrylic glass. Inside the gate 1, in a central position on the rear wall 2, there is an antenna 3 emitting radio waves with the frequency UHF RFID λ »35 cm (for the UHF RFID standard 865-868 MHz). The antenna 3 is mounted at a distance h of the antenna front 3 from the rear wall 2 of 2 cm. In the presented example, the Motorola AN700x antenna was used. On the inside, the gate 1 is lined with an absorber 4, which constitutes a coating with an attenuation coefficient of -20 dB (the example uses an ECCOSORB VHP-4 absorber with a total thickness b of 10.2 cm). The absorber is covered with diamagnet, which is a copper layer with a thickness of 4.25 μm. The width y of the gate 1 is 55.4 cm, which is the sum of the wavelength λ and the double thickness of the absorber b. At the same time, the depth x of the gate 1 is 37 cm, which is the sum of the wavelength λ and the distance h of the antenna front 3 from the back wall 2 of the gate 1. The value of the antenna's horizontal wave emission angle φ (phi) is 141 °. Similarly, the value of the vertical emission angle ψ (psi) is 109 °.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, uzyskuje się korzystny efekt w postaci precyzyjnie wyznaczonego pola emisji fal anteny bramki, w którym następuje odczyt (ewentualnie zapis) danych ze znaczników RFID obiektów przemieszczających się od strony frontowej anteny. W przypadku zastosowanego rozwiązania, fale radiowe nie rozchodzą się w sposób niekontrolowany poza wyznaczonym polem emisji, dzięki czemu unika się zakłóceń w pracy innych urządzeń. Jednocześnie antena odseparowana jest od tego rodzaju zakłóceń precyzyjnie odczytując informacje ze znaczników przemieszczających się obiektów.Thanks to the solution according to the invention, the advantageous effect is obtained in the form of a precisely determined wave emission field of the gate antenna, in which data is read (or possibly written) from RFID tags of objects moving from the front side of the antenna. In the case of the applied solution, radio waves do not propagate in an uncontrolled way beyond the designated emission field, thus avoiding interference with the operation of other devices. At the same time, the antenna is separated from this type of interference by precisely reading information from the tags of moving objects.

PL 235 230 B1PL 235 230 B1

Wynalazek ma zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu i komunikacji, przede wszystkim w logistyce, magazynowaniu, różnego rodzaju sortowniach, a także na liniach produkcyjnych w zakładach przemysłowych.The invention is used in many branches of industry and communication, primarily in logistics, warehousing, various sorting plants, as well as on production lines in industrial plants.

Claims

1. A selective RFID gate consisting of a substantially rectangular housing with an open side plane having a cover, an inner radio-absorbing coating and an antenna placed on the inner wall of the gate housing opposite to the open plane, characterized in that the inner absorbing coating (4) of the gate (1) is characterized by has an attenuation coefficient of at least -20 dB for UHF RFID frequency in the 865-868 MHz standard, the minimum gate width (Y) (1) is equal to the sum of the wave length (λ) emitted by the antenna (3) and double the thickness of the absorbing film (4 ), and the minimum depth (X) of the gate (1) is equal to the sum of the wave length (λ) emitted by the antenna (3) and the distance (h) of the antenna front (3) from the rear wall (2) of the gate (1), while at the same time the emission angle (φ) of the horizontal antenna (3) is between 75 and 170 degrees, and the emission angle (ψ) of the vertical antenna (3) is between 45 and 110 degrees.

2. A selective RFID gateway according to claim 1. 3. The absorbent coating (4) is covered with a diamagnetic coating, preferably copper, the thickness of the diamagnetic coating being between 4.25 and 10.75 µm.

A selective RFID gate according to one of the preceding claims, characterized in that the height (H) of the gate (1), expressed in centimeters, is between 90% and 110% degrees of the vertical emission angle a (ψ).