RU2461018C2 - Method for detection and remote identification of objects, system for realising said method and transponder - Google Patents

Method for detection and remote identification of objects, system for realising said method and transponder Download PDF

Info

Publication number
RU2461018C2
RU2461018C2 RU2006128774/07A RU2006128774A RU2461018C2 RU 2461018 C2 RU2461018 C2 RU 2461018C2 RU 2006128774/07 A RU2006128774/07 A RU 2006128774/07A RU 2006128774 A RU2006128774 A RU 2006128774A RU 2461018 C2 RU2461018 C2 RU 2461018C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transponder
transmitter
base unit
controller
antenna
Prior art date
Application number
RU2006128774/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006128774A (en
Inventor
Кирилл Олегович Отраднов (UA)
Кирилл Олегович Отраднов
Вадим Евгеньевич Подхалюзин (UA)
Вадим Евгеньевич Подхалюзин
Владимир Гаврилович Коваленко (UA)
Владимир Гаврилович Коваленко
Original Assignee
Общество с Ограниченной Ответственностью (ООО) Научно-технический Центр "Транскор-К"
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 Общество с Ограниченной Ответственностью (ООО) Научно-технический Центр "Транскор-К" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью (ООО) Научно-технический Центр "Транскор-К"
Priority to RU2006128774/07A priority Critical patent/RU2461018C2/en
Publication of RU2006128774A publication Critical patent/RU2006128774A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2461018C2 publication Critical patent/RU2461018C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves emission of a request signal with constant carrier frequency by the transmitter of a base unit through a transmitting antenna, guiding voltage in the receiving antenna of a transponder which powers the entire circuit of the transponder through a rectifier, wherein the transmitter of the base unit operates at a fixed frequency in continuous mode when searching for and identifying an object and in amplitude modulation mode when decoding the controller of the transponder; the transmitter of the transponder operates at a frequency different from that of the transmitter of the base unit; and the distance between the antenna of the base unit and the transponder is estimated from the sampling frequency of response pulses of the transponder. Disclosed also is a system for detection and remote identification of objects which realises the disclosed method. Said system consists of a base unit, having an electric power supply, a radio transmitter with an emitting antenna, a transmitter signal modulator and a modulator control unit, a receiver for signals from transponder which do not have a self-contained power supply, mounted on the identified objects. The transponder signal receiver is provided with a separate tuned receiving antenna, and the transmitter modulator is provided with a switch for switching continuous generation and pulse modulation modes. The transmitting antenna of the base unit is in form of a separate unit which can move in space relative the base unit. The transponder has a receiving antenna connected to a rectifier which is loaded on a storage capacitor, a controller in form of a large-scale IC, which is connected as a load to the storage capacitor, and response radio pulse transmitter which is connected as a load to the storage capacitor. A unit for activating the program for transmitting a response pulse is connected as a load to the storage capacitor, said unit having not less than two outputs, one of which is connected to one of the inputs of the controller. One input of the radio pulse transmitter is connected to one of the outputs of the controller, and the second input of the transmitter is connected to one of the outputs of the unit for activating the program for transmitting a response pulse. The tuned transmitting antenna of the transponder is connected to the output of the transmitter, and the receiving antenna is connected to an amplitude detector whose output is connected to another input of the controller.
EFFECT: high noise immunity of the system, longer range of action, simple transponder circuit, faster data exchange and possibility of accurate location of a hidden object.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам и системам обнаружения и дистанционной бесконтактной идентификации подвижных и неподвижных объектов, а также скрытых объектов (трубопроводов, кабелей и пр.), снабженных транспондером (реперной меткой).The invention relates to methods and systems for detecting and remote non-contact identification of moving and stationary objects, as well as hidden objects (pipelines, cables, etc.) equipped with a transponder (reference mark).

Широко известны способы и системы дистанционной идентификации объектов TIRIS фирм Texas Instruments (США) и Dallas Semiconduktor (США), представляющие собой электронные идентификаторы в системах ограниченного доступа. Эти системы основаны на связи по радиоканалу (приемно-передающее устройство и антенно-фидерные системы) между базовым блоком (блоком считывания, запросчиком) и транспондером (ответчиком, реперной меткой) без автономного источника электропитания, установленным на идентифицируемом объекте.Widely known are the methods and systems for remote identification of TIRIS objects from Texas Instruments (USA) and Dallas Semiconduktor (USA), which are electronic identifiers in restricted access systems. These systems are based on communication via a radio channel (receiving-transmitting device and antenna-feeder systems) between the base unit (reader, interrogator) and a transponder (transponder, reference mark) without an autonomous power supply installed on the identified object.

Эти системы, однако, обладают относительно высокой чувствительностью к внешним электромагнитным помехам и позволяют определять только наличие объекта, снабженного транспондером, вблизи базового блока, но не точное местонахождение скрытых объектов, снабженных транспондером.These systems, however, have a relatively high sensitivity to external electromagnetic interference and can only determine the presence of an object equipped with a transponder near the base unit, but not the exact location of hidden objects equipped with a transponder.

Известна также система идентификации по патенту RU №2260848, МПК 7 G06K 19/00, H04B 15/00, приоритет от 04.02.2000 г. (прототип), в которой передатчик базового блока (ББ) через антенну излучает кратковременные запросные импульсы с постоянной несущей частотой, например 13,56 МГц. Наведенное в приемной антенне транспондера напряжение через выпрямитель питает всю схему транспондера, в том числе генератор тактовой частоты и микросхему (контроллер), формирующую кодовый импульс ответа. Поэтому передатчик ББ излучает запросный импульс повышенной длительности, причем, первая половина импульса немодулирована и предназначена для передачи в транспондер некоторого количества энергии, необходимого для работы схемы транспондера, а вторая половина импульса передатчика ББ модулирована (любым известным способом) кодом запроса. После получения кода запроса микросхема транспондера вырабатывает модулированный ответный радиоимпульс, который излучается передатчиком транспондера через приемопередающую антенну транспондера, но уже на частоте, отличной от несущей частоты запросного импульса ББ. Приемник ББ настраивается на частоту ответного импульса транспондера, и электронная схема ББ производит оценку расстояния от ББ до транспондера по разности этих частот.The identification system according to patent RU No. 2260848, IPC 7 G06K 19/00, H04B 15/00, priority dated 02/02/2000 (prototype), in which the base unit transmitter (WB) emits short-term intermittent carrier pulses through the antenna, is also known frequency, for example 13.56 MHz. The voltage induced in the transponder receiving antenna through the rectifier feeds the entire transponder circuit, including a clock generator and a microcircuit (controller), which forms a response code pulse. Therefore, the WB transmitter emits a request pulse of increased duration, moreover, the first half of the pulse is unmodulated and is intended to transmit to the transponder a certain amount of energy necessary for the operation of the transponder circuit, and the second half of the pulse of the WB transmitter is modulated (by any known method) with the request code. After receiving the request code, the transponder chip produces a modulated response radio pulse, which is emitted by the transponder transmitter through the transponder’s transceiver antenna, but at a frequency different from the carrier frequency of the BB request pulse. The BB receiver tunes to the frequency of the transponder response pulse, and the BB electronic circuit estimates the distance from the BB to the transponder based on the difference of these frequencies.

Известный транспондер, а также содержащая его чип-карта и средство идентификации по прототипу, содержит в том числе приемную антенну, к которой подключен выпрямитель с накопительной емкостью, являющейся источником электропитания всей схемы транспондера, напряжение с которой подается на аналогово-цифровой преобразователь, управляющий частотой тактового генератора. Таким образом, частота тактового генератора определяется величиной напряжения на накопительной емкости, которая, в свою очередь, зависит от расстояния между антенной ББ и приемной антенной транспондера.The known transponder, as well as the chip card containing it and the prototype identification means, includes, among other things, a receiving antenna, to which a rectifier with a storage capacitor is connected, which is the power source of the entire transponder circuit, the voltage of which is supplied to an analog-to-digital converter controlling the frequency clock generator. Thus, the frequency of the clock generator is determined by the voltage across the storage capacitance, which, in turn, depends on the distance between the BB antenna and the receiving antenna of the transponder.

Недостатком известных технических решений, описанных в прототипе, является то, что приемник ББ должен постоянно принимать довольно широкий диапазон частот (до мегагерц), что существенно снижает помехоустойчивость всей системы идентификации.A disadvantage of the known technical solutions described in the prototype is that the BB receiver must constantly receive a fairly wide frequency range (up to megahertz), which significantly reduces the noise immunity of the entire identification system.

Другим недостатком является то, что существенно усложнены электронные схемы ББ и транспондера, так как первая должна содержать устройство типа анализатора спектра, а вторая - генератор переменной частоты, управляемый напряжением, с введенным для соответствия этой цели аналогово-цифровым преобразователем.Another disadvantage is that the electronic circuits of the BB and the transponder are significantly complicated, since the first must contain a device such as a spectrum analyzer, and the second is a variable frequency generator controlled by voltage, with an analog-to-digital converter introduced for this purpose.

Общим недостатком вышеназванных систем является то, что передатчик ББ и передатчик транспондера работают на одной частоте, из-за чего либо часть (в прототипе - половина длительности) запросного радиоимпульса вынужденно не несет полезного сигнала, так как используется для снабжения электронной схемы транспондера энергией, либо на целый ряд запросных импульсов не поступает ответного сигнала транспондера, так как снабжение энергией транспондера осуществляется за счет энергии принимаемых запросных радиоимпульсов, в результате чего снижается оперативность идентификации объектов, снабженных транспондерами. Из-за того что накопительная емкость транспондера постоянно нагружена на потребители энергии - элементы схемы транспондера - эта емкость разряжается во время пауз между запросными импульсами, что приводит как к увеличению времени заряда накопительной емкости до рабочего напряжения схемы транспондера, так и к уменьшению дальнодействия системы, поскольку величина наведенного в приемной антенне транспондера напряжения быстро снижается с увеличением расстояния между ББ и идентифицируемым объектом.A common drawback of the above systems is that the BB transmitter and the transponder transmitter operate at the same frequency, because of which either part (in the prototype is half the duration) of the interrogated radio pulse does not necessarily carry a useful signal, as it is used to supply the transponder’s electronic circuit with energy, or the response signal of the transponder is not received for a number of interrogation pulses, since the transponder is supplied with energy due to the energy of the received interrogation radio pulses, as a result of which tsya prompt identification of objects equipped with transponders. Due to the fact that the storage capacity of the transponder is constantly loaded on energy consumers - elements of the transponder circuit - this capacity is discharged during pauses between request pulses, which leads to an increase in the charge time of the storage capacity to the operating voltage of the transponder circuit and to a decrease in the range of the system, since the magnitude of the voltage induced in the receiving antenna of the transponder decreases rapidly with increasing distance between the BB and the identified object.

Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является повышение помехозащищенности системы идентификации объектов, увеличение дальнодействия, упрощение схемы транспондера и повышение оперативности обмена данными ББ и транспондера, а также достижения возможности точного определения места нахождения скрытого объекта, снабженного транспондером.The problem solved by the proposed technical solution is to increase the noise immunity of the object identification system, increase long-range, simplify the transponder circuit and increase the efficiency of data exchange between the BB and the transponder, as well as achieve the ability to accurately determine the location of a hidden object equipped with a transponder.

Для решения поставленной задачи предложен способ обнаружения и дистанционной идентификации объектов, включающий излучение запросного сигнала с постоянной несущей частотой передатчиком базового блока через передающую антенну, наведение в приемной антенне транспондера напряжения, через выпрямитель питающего всю схему транспондера, в том числе микросхему или контроллер, формирующую кодовый импульс ответа. При этом передатчик базового блока работает на фиксированной частоте в непрерывном режиме во время поиска и идентификации объекта и в режиме амплитудной модуляции во время перекодировки контроллера транспондера, передатчик транспондера работает на частоте, отличной от частоты передатчика ББ, а расстояние между антенной ББ и транспондером оценивают по частоте посылок ответных импульсов транспондера.To solve this problem, a method for the detection and remote identification of objects is proposed, which includes emitting a request signal with a constant carrier frequency by the transmitter of the base unit through a transmitting antenna, pointing a voltage transponder in a receiving antenna, through a rectifier supplying the entire transponder circuit, including a chip or a controller that forms a code impulse of response. In this case, the base unit transmitter operates at a fixed frequency in continuous mode during search and identification of the object and in the amplitude modulation mode during transcoding of the transponder controller, the transponder transmitter operates at a frequency different from the frequency of the BB transmitter, and the distance between the BB antenna and the transponder is estimated by the frequency of the transponder response pulses.

Способ реализуется посредством системы обнаружения и дистанционной идентификации объектов, состоящей из базового блока, содержащего источник электропитания, радиопередатчик с излучающей антенной, модулятор сигналов передатчика и блок оперативного управления, приемник сигналов транспондеров, не имеющих автономного источника питания, установленных на идентифицируемых объектах, при этом приемник сигналов транспондеров снабжен отдельной настроенной приемной антенной, а модулятор передатчика снабжен переключателем режимов непрерывной генерации и импульсной модуляции. Передающая антенна базового блока выполнена в виде отдельного узла, имеющего возможность перемещения в пространстве относительно базового блока.The method is implemented by means of a system for detecting and remote identification of objects, consisting of a base unit containing a power source, a radio transmitter with a radiating antenna, a signal modulator of the transmitter and an operational control unit, a signal receiver of transponders that do not have an autonomous power source installed on identifiable objects, while the receiver transponder signals are equipped with a separate tuned receiving antenna, and the transmitter modulator is equipped with a continuous mode switch oh generation and pulse modulation. The transmitting antenna of the base unit is made in the form of a separate unit having the ability to move in space relative to the base unit.

Транспондер содержит приемную антенну с подключенным к ней выпрямителем, нагруженным на накопительную емкость, контроллер в виде большой интегральной схемы (БИС), присоединенный в качестве нагрузки к накопительной емкости, и передатчик ответных радиоимпульсов, присоединенный в качестве нагрузки к накопительной емкости, при этом к накопительной емкости в качестве нагрузки присоединен блок включения программы передачи ответного импульса, имеющий не менее двух выходов, один из которых соединен с одним из входов контроллера. Один вход передатчика радиоимпульсов соединен с одним из выходов контроллера, а второй вход передатчика соединен с одним из выходов блока включения программы передачи ответного импульса. Настроенная передающая антенна транспондера соединена с выходом передатчика, а к приемной антенне подключен амплитудный детектор, выход которого соединен с другим входом контроллера.The transponder contains a receiving antenna with a rectifier connected to it, loaded on the storage capacitor, a controller in the form of a large integrated circuit (LSI), connected as a load to the storage capacitance, and a response pulse transmitter connected as a load to the storage capacitance, while the capacitance as a load is connected to the response pulse transmission program switching unit, which has at least two outputs, one of which is connected to one of the controller inputs. One input of the transmitter of the radio pulses is connected to one of the outputs of the controller, and the second input of the transmitter is connected to one of the outputs of the unit for switching on the response pulse transmission program. The tuned transmitting antenna of the transponder is connected to the output of the transmitter, and an amplitude detector is connected to the receiving antenna, the output of which is connected to another input of the controller.

Блок включения программы передачи ответного импульса представляет собой одно из известных импульсных устройств, например заторможенный мультивибратор.The enable block of the response pulse transmission program is one of the known pulse devices, for example, a braked multivibrator.

Работа передатчика ББ на фиксированной частоте в непрерывном режиме во время поиска и идентификации объекта и в режиме амплитудной модуляции во время перекодировки контроллера транспондера, работа передатчика транспондера на частоте, отличной от частоты передатчика ББ и применение нового способа оценки расстояния между антенной ББ и транспондером по частоте посылок ответных импульсов транспондера позволяет повысить помехозащищенность системы идентификации объектов, что повышает надежность работы системы, увеличить дальнодействие, упростить схему транспондера и повысить оперативность обмена данными ББ и транспондера, а также повысить точность определения места нахождения скрытого объекта, снабженного транспондером.Operation of the WB transmitter at a fixed frequency in continuous mode during search and identification of the object and in the amplitude modulation mode during transcoding of the transponder controller, the operation of the transponder transmitter at a frequency other than the frequency of the WB transmitter and the use of a new method for estimating the distance between the WB antenna and the transponder in frequency transponder response pulses allows to increase the noise immunity of the object identification system, which increases the reliability of the system, increase long-range simplify the transponder scheme and increase the efficiency of data exchange between the BB and the transponder, as well as increase the accuracy of determining the location of a hidden object equipped with a transponder.

Определение места нахождения скрытого объекта, снабженного транспондером (реперной меткой), достигается за счет выполнения антенны передатчика ББ в виде отдельного элемента с возможностью перемещения антенны передатчика ББ в пространстве.The location of a hidden object equipped with a transponder (reference mark) is determined by performing the antenna of the BB transmitter as a separate element with the ability to move the antenna of the BB transmitter in space.

Работа системы поясняется чертежами.The operation of the system is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена общая схема системы обнаружения и дистанционной идентификации объектов; на фиг.2 - блок-схема базового блока системы; на фиг.3 - блок-схема транспондера системы.Figure 1 presents a General diagram of a system for detecting and remote identification of objects; figure 2 is a block diagram of a base unit of the system; figure 3 is a block diagram of a transponder system.

Система обнаружения и дистанционной идентификации объектов состоит из базового блока 1 с выносной передающей антенной 2 и транспондера 3. Базовый блок 1 содержит источник электропитания 4, радиопередатчик 5 с излучающей антенной 2, модулятор сигналов передатчика 6, микропроцессор 7 и блок оперативного управления 8, приемник сигналов транспондеров 9, установленных на идентифицируемом объекте, не имеющих автономного источника питания. Приемник сигналов транспондеров 9 снабжен отдельной настроенной приемной антенной 10, а модулятор сигналов передатчика 6 соединен с переключателем режимов 11 непрерывной генерации и импульсной модуляции. Вход переключателя режимов модулятора 11 соединен с управляющим выходом блока оперативного управления. Передающая антенна 2 базового блока 1 выполнена в виде отдельного блока, имеющего возможность перемещения в пространстве относительно базового блока.The system for detection and remote identification of objects consists of a base unit 1 with a remote transmitting antenna 2 and a transponder 3. Base unit 1 contains a power supply 4, a radio transmitter 5 with a radiating antenna 2, a signal modulator of the transmitter 6, a microprocessor 7 and an operational control unit 8, a signal receiver transponders 9 installed on an identifiable object that do not have an autonomous power source. The transponder signal receiver 9 is equipped with a separate tuned receiving antenna 10, and the signal modulator of the transmitter 6 is connected to a mode switch 11 of continuous generation and pulse modulation. The input of the mode switch of the modulator 11 is connected to the control output of the operational control unit. The transmitting antenna 2 of the base unit 1 is made in the form of a separate unit having the ability to move in space relative to the base unit.

Транспондер 3 содержит приемную антенну 12 с подключенным к ней выпрямителем 13, нагруженным на накопительную емкость 14, контроллер 15 в виде, например, большой интегральной схемы (БИС), присоединенный в качестве нагрузки к накопительной емкости 14, и передатчик ответных радиоимпульсов 16, присоединенный в качестве нагрузки к накопительной емкости 14. К накопительной емкости 14 в качестве нагрузки присоединен также блок включения программы передачи ответного импульса 17, имеющий не менее двух выходов, один из которых соединен с одним из входов контроллера. Один вход передатчика радиоимпульсов 16 соединен с одним из выходов контроллера 15, а второй вход передатчика 16 соединен с одним из выходов блока включения программы передачи ответного импульса 17. Настроенная передающая антенна транспондера 18 соединена с выходом передатчика 16, а к приемной антенне транспондера подключен амплитудный детектор 19, выход которого соединен с другим входом контроллера 15.The transponder 3 includes a receiving antenna 12 with a rectifier 13 connected to it, loaded onto the storage capacitor 14, a controller 15 in the form of, for example, a large integrated circuit (LSI) connected as a load to the storage capacitance 14, and a response pulse transmitter 16 connected to as the load to the storage tank 14. To the storage tank 14 as a load is also connected a block for activating the response pulse transmission program 17 having at least two outputs, one of which is connected to one of the inputs to the controller. One input of the transmitter of the radio pulses 16 is connected to one of the outputs of the controller 15, and the second input of the transmitter 16 is connected to one of the outputs of the switching unit of the response pulse transmission program 17. The tuned transmit antenna of the transponder 18 is connected to the output of the transmitter 16, and an amplitude detector is connected to the receiving antenna of the transponder 19, the output of which is connected to another input of the controller 15.

Пример реализации способа обнаружения и дистанционной бесконтактной идентификации объектов и системы для его осуществления.An example implementation of the detection method and remote non-contact identification of objects and systems for its implementation.

Сигналом передатчика ББ, который представляет собой непрерывное немодулированное излучение на частоте, например, порядка сотен килогерц, в приемной антенне 12 транспондера наводится напряжение, которое выпрямляется выпрямителем 13, нагруженным на накопительную емкость 14. Напряжение от заряженной накопительной емкости 14 поступает на блок запуска программы передачи ответного импульса 17, который имеет два выхода, один из которых соединен с одним из входов контроллера 15, а ко второму выходу подсоединен передатчик 16. Кроме того, напряжение с накопительной емкости 14 поступает для питания цепей контроллера 15 и передатчика 16. Когда напряжение на накопительной емкости 14 достигнет заранее заданного при изготовлении транспондера уровня срабатывания блока запуска программы передачи ответного импульса 17, импульс с одного выхода блока 17 запускает схему выработки ответного кода, находящуюся в контроллере 15, а импульс со второго выхода переводит запертый до этого момента автогенератор передатчика 16 в режим генерации. Модулирующий кодовый импульс с выхода контроллера 15 поступает на вход передатчика 16 транспондера, и модулированный радиоимпульс ответа излучается настроенной передающей антенной 18. Во время излучения импульса ответа накопительная емкость разряжается до напряжения ниже установленного напряжения срабатывания блока запуска программы передачи ответного импульса 17. Электронная схема транспондера этим блоком переводится в режим молчания (контроллер в режим пониженного энергопотребления, передатчик транспондера отключается) до тех пор, пока напряжение на накопительной емкости снова не достигнет величины установленного напряжения срабатывания блока запуска программы передачи ответного импульса, после чего процесс выработки ответного модулированного радиоимпульса повторится снова. В режиме молчания электронная схема транспондера практически не потребляет тока, поэтому заряд накопительной емкости происходит значительно быстрее.The signal of the BB transmitter, which is continuous unmodulated radiation at a frequency, for example, of the order of hundreds of kilohertz, in the receiving antenna 12 of the transponder induces a voltage that is rectified by a rectifier 13 loaded on the storage capacitor 14. The voltage from the charged storage capacitor 14 is supplied to the transmission program start block a response pulse 17, which has two outputs, one of which is connected to one of the inputs of the controller 15, and a transmitter 16 is connected to the second output. In addition, the voltage the storage capacitor 14 is supplied to power the circuits of the controller 15 and the transmitter 16. When the voltage at the storage capacitor 14 reaches the trigger level of the response pulse transfer program start block 17 set at the time of manufacture of the transponder, the pulse from one output of the block 17 starts the response code generation circuit located in the controller 15, and the pulse from the second output puts the transmitter oscillator 16 locked up to this moment into the generation mode. The modulating code pulse from the output of the controller 15 is fed to the input of the transmitter 16 of the transponder, and the modulated response radio pulse is emitted by the tuned transmit antenna 18. During the emission of the response pulse, the storage capacitance is discharged to a voltage below the set voltage of the response block of the response pulse transmission program start unit 17. the unit goes into silent mode (the controller is in low power mode, the transponder transmitter is turned off) until until the voltage at the storage capacitance again reaches the value of the set operating voltage of the start block of the response pulse transmission program, after which the process of generating the response modulated radio pulse will be repeated again. In silent mode, the electronic circuit of the transponder practically does not consume current, therefore, the charge of the storage capacity occurs much faster.

Частота повторения ответных импульсов зависит от времени заряда накопительной емкости напряжением, возбуждаемым в приемной антенне транспондера 12 непрерывным немодулированным сигналом ББ. Чем меньше расстояние между передающей антенной ББ и транспондером, тем выше напряжение, возбуждаемое в приемной антенне транспондера, тем меньше время заряда накопительной емкости и тем выше, следовательно, частота посылок ответного импульса транспондера. При поиске скрытого объекта, снабженного реперной меткой, осуществляют сканирование передающей антенной антенной ББ предполагаемой области пространства и определяют место расположения объекта по максимальной частоте посылок ответных импульсов транспондера. Частота посылок ответного импульса транспондера индицируется на дисплее блока оперативного управления 8. Передающую антенну 2 перемещают в пространстве до тех пор, пока частота посылок ответного импульса транспондера не станет максимальной, что свидетельствует о минимальном расстоянии между передающей антенной 2 и транспондером 3.The repetition frequency of the response pulses depends on the charge time of the storage capacitance by the voltage excited in the receiving antenna of the transponder 12 by a continuous unmodulated BB signal. The smaller the distance between the transmitting antenna of the BB and the transponder, the higher the voltage excited in the receiving antenna of the transponder, the shorter the charge time of the storage capacitance and the higher, therefore, the frequency of sending the response pulse of the transponder. When searching for a hidden object equipped with a reference mark, they scan the transmitting antenna of the BB antenna for the estimated area of space and determine the location of the object by the maximum frequency of transponder response pulses. The transponder response pulse frequency is displayed on the operational control unit 8. The transmitting antenna 2 is moved in space until the transponder response pulse frequency is maximum, which indicates the minimum distance between the transmitting antenna 2 and transponder 3.

Время заряда накопительной емкости tз до величины напряжения включения транспондера Uвкл определяется в зависимости от действующего напряжения на выходе выпрямителя Uд, величины накопительной емкости С и эквивалентного внутреннего сопротивления приемной антенны транспондера с выпрямителем Rэ и может быть найдено из уравнения:The charging time of the storage capacitance t s to the transponder on voltage U on is determined depending on the current voltage at the rectifier output U d , the storage capacitance C and the equivalent internal resistance of the transponder receiving antenna with the rectifier R e and can be found from the equation:

Uвкл=Uд*(1-exp(-tз/R/C)).U on = U d * (1-exp (-t s / R / C)).

Минимальную необходимую величину накопительной емкости выбирают в зависимости от величины сопротивления нагрузки Rн, которое определяется как отношение рабочего напряжения электронной схемы транспондера к суммарному потребляемому всеми блоками схемы току, необходимой длительности ответного импульса транспондера tотв и величин напряжения включения и отключения транспондера Uвкл и Uвыкл соответственно. Величины напряжения включения и выключения транспондера задаются при изготовлении транспондера и определяют работу блока запуска программы передачи ответного импульса. Тогда минимальную необходимую величину накопительной емкости можно найти из уравнения:The minimum required value of the storage capacitance is selected depending on the value of the load resistance R n , which is defined as the ratio of the operating voltage of the transponder electronic circuit to the total current consumed by all the circuit blocks, the required transponder response pulse t resp and the transponder on and off voltage U on and U off accordingly. The transponder on and off voltage values are set during the manufacture of the transponder and determine the operation of the response pulse transmission program start block. Then the minimum required value of the storage capacity can be found from the equation:

Uвкл*ехр(-toтв/Rн/С)=Uвыкл.U on * exp (-t off / R n / s) = U off

Передатчик транспондера может работать на согласованную антенну на частоте, например, в области десятков и сотен мегагерц, благодаря чему увеличивается амплитуда излучаемого сигнала и, следовательно, дальность уверенного приема этого сигнала. А поскольку снабжение транспондера энергией осуществляется на частоте, отличной от частоты передатчика ответного импульса и, кроме того, немодулированным непрерывным сигналом, то энергия поступает в накопительную емкость непрерывно, так как отсутствуют паузы между запросными импульсами, во время которых накопительная емкость разряжается, что позволяет дополнительно повысить мощность на выходе передатчика. Поэтому в воздушной среде расстояние между антенной ББ и транспондером реперной метки, на котором происходит уверенная идентификация транспондера, может достигать нескольких десятков метров.The transponder transmitter can operate on a matched antenna at a frequency, for example, in the region of tens and hundreds of megahertz, thereby increasing the amplitude of the emitted signal and, therefore, the range of reliable reception of this signal. And since the transponder is supplied with energy at a frequency different from the frequency of the response pulse transmitter and, in addition, with an unmodulated continuous signal, the energy enters the storage capacitance continuously, since there are no pauses between request pulses during which the storage capacitance is discharged, which allows additional increase the output power of the transmitter. Therefore, in air, the distance between the BB antenna and the reference mark transponder, at which the transponder is confidently identified, can reach several tens of meters.

Для перекодировки контроллера транспондера по команде, набранной на клавиатуре блока оперативного управления 8 (см. фиг.2), модулятор 6 передатчика 5 ББ переключается в режим амплитудной модуляции и на него поступает кодовый сигнал с микропроцессора 7, форма которого задается блоком управления 8. Когда на приемную антенну транспондера 12 (см. фиг.3) поступает сигнал с амплитудной модуляцией, то на выходе амплитудного детектора 19 транспондера появляется соответствующий импульсный сигнал, который поступает на второй (управляющий перекодировкой) вход контроллера 15. Появление сигнала на управляющем входе контроллера 15 транспондера отключает программу передачи ответного импульса и прекращает работу передатчика 16 транспондера, а управляющий сигнал производит перекодировку данного транспондера. Переключение режимов работы базового блока осуществляется оператором с помощью клавиатуры блока управления 8.To transcode the transponder controller according to the command typed on the keyboard of the operational control unit 8 (see Fig. 2), the modulator 6 of the BB transmitter 5 switches to the amplitude modulation mode and a code signal is received from the microprocessor 7, the shape of which is set by the control unit 8. When the receiving antenna of the transponder 12 (see figure 3) receives a signal with amplitude modulation, then at the output of the amplitude detector 19 of the transponder a corresponding pulse signal appears, which is fed to the second (control transcoding ) Input to the controller 15. The appearance of the signal at the control input of the controller 15 disables the transponder reply pulse transmission program and stops operation of the transmitter of the transponder 16, and produces a control signal of the transcoding transponder. The switching modes of the base unit is carried out by the operator using the keyboard of the control unit 8.

Таким образом, изобретение позволяет повысить помехозащищенность системы идентификации объектов, что повышает надежность работы системы, увеличить дальнодействие, упростить схему транспондера и повысить оперативность обмена данными ББ и транспондера, а также повысить точность определения места нахождения скрытого объекта, снабженного транспондером.Thus, the invention allows to increase the noise immunity of the object identification system, which increases the reliability of the system, increase long-range, simplify the transponder circuit and increase the efficiency of data exchange between the BB and the transponder, as well as improve the accuracy of determining the location of a hidden object equipped with a transponder.

Claims (4)

1. Способ обнаружения и дистанционной идентификации объектов, снабженных транспондером, включающий излучение запросного сигнала с постоянной несущей частотой передатчиком базового блока через передающую антенну, наведение в приемной антенне транспондера напряжения, через выпрямитель питающего всю схему транспондера, в том числе контроллер, формирующий кодовый импульс ответа, отличающийся тем, что передатчик базового блока работает на фиксированной частоте в непрерывном режиме во время поиска и идентификации объекта, снабженного транспондером, и в режиме амплитудной модуляции во время перекодировки контроллера транспондера, передатчик транспондера работает на частоте, отличной от частоты передатчика базового блока, а расстояние между антенной базового блока и транспондером оценивают по частоте посылок ответных импульсов транспондера.1. A method for detecting and remote identification of objects equipped with a transponder, which includes emitting a request signal with a constant carrier frequency by the transmitter of the base unit through a transmitting antenna, pointing a voltage in the receiving antenna of the transponder, through a rectifier supplying the entire transponder circuit, including a controller that generates a response code pulse characterized in that the transmitter of the base unit operates at a fixed frequency in continuous mode during the search and identification of an object equipped with a by the transponder, and in the amplitude modulation mode during transcoding of the transponder controller, the transponder transmitter operates at a frequency different from the frequency of the base unit transmitter, and the distance between the base unit antenna and the transponder is estimated from the frequency of the transponder response pulses. 2. Система обнаружения и дистанционной идентификации объектов, состоящая из базового блока, содержащего источник электропитания, радиопередатчик с передающей антенной, модулятор передатчика базового блока, блок оперативного управления и приемник сигналов транспондеров, не имеющих автономного источника питания, установленных на идентифицируемых объектах, отличающаяся тем, что приемник сигналов транспондеров снабжен отдельной настроенной приемной антенной, а модулятор передатчика снабжен переключателем режимов непрерывной генерации и импульсной модуляции, управляемым блоком оперативного управления.2. The system for the detection and remote identification of objects, consisting of a base unit containing a power source, a radio transmitter with a transmitting antenna, a base unit transmitter modulator, an operational control unit and a signal receiver of transponders that do not have an autonomous power source installed on identifiable objects, characterized in that the transponder signal receiver is equipped with a separate tuned receiving antenna, and the transmitter modulator is equipped with a continuous generation mode switch and pulse modulation controlled by the operational control unit. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что передающая антенна радиопередатчика базового блока выполнена в виде отдельного узла, имеющего возможность перемещения в пространстве относительно базового блока.3. The system according to claim 2, characterized in that the transmitting antenna of the radio transmitter of the base unit is made as a separate unit having the ability to move in space relative to the base unit. 4. Транспондер, содержащий приемную антенну с подключенным к ней выпрямителем, нагруженным на накопительную емкость, контроллер, присоединенный в качестве нагрузки к накопительной емкости, и подключенный к выходу контроллера передатчик ответных радиоимпульсов, присоединенный в качестве нагрузки к накопительной емкости, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок включения программы передачи ответного импульса, присоединенный в качестве нагрузки к накопительной емкости и имеющий не менее двух выходов, один из которых соединен с одним из входов контроллера, а второй соединен с передатчиком ответных радиоимпульсов, настроенную передающую антенну, соединенную с выходом передатчика ответных радиоимпульсов, и амплитудный детектор, присоединенный к приемной антенне, выход которого соединен со вторым из входов контроллера. 4. A transponder containing a receiving antenna with a rectifier connected to it, loaded onto the storage capacity, a controller connected as a load to the storage capacity, and a response pulse transmitter connected to the output of the controller, connected as a load to the storage capacity, characterized in that it further comprises a response pulse transmission program switching unit connected as a load to the storage capacity and having at least two outputs, one of which is connected with one of the inputs of the controller, and the second is connected with the transmitter RF pulse response tuned transmitter antenna connected to the transmitter output response radio pulses, and an amplitude detector connected to the receiving antenna, the output of which is connected to a second input of the controller.
RU2006128774/07A 2006-08-08 2006-08-08 Method for detection and remote identification of objects, system for realising said method and transponder RU2461018C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128774/07A RU2461018C2 (en) 2006-08-08 2006-08-08 Method for detection and remote identification of objects, system for realising said method and transponder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128774/07A RU2461018C2 (en) 2006-08-08 2006-08-08 Method for detection and remote identification of objects, system for realising said method and transponder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006128774A RU2006128774A (en) 2008-02-20
RU2461018C2 true RU2461018C2 (en) 2012-09-10

Family

ID=39266722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006128774/07A RU2461018C2 (en) 2006-08-08 2006-08-08 Method for detection and remote identification of objects, system for realising said method and transponder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2461018C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018169773A1 (en) * 2017-03-15 2018-09-20 Texas Instruments Incorporated Integrated circuits and transponder circuitry with shared modulation capacitor
RU2669203C1 (en) * 2017-08-14 2018-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Energy-independent transponder
US10224757B2 (en) 2016-12-28 2019-03-05 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for antenna signal limiter for radio frequency identification transponder

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984000869A1 (en) * 1982-08-09 1984-03-01 Cornell Res Foundation Inc Remote passive identification system
EP1372103A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-17 Christopher Gordon Gervase Turner Electronic identification system
RU2225302C1 (en) * 2003-06-09 2004-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Альтоника" Information-and-security complex for monitoring and protection of vehicles and immovable property objects against unauthorized use
US20040201455A1 (en) * 2001-03-16 2004-10-14 Robert Hulvey Method and apparatus for efficiently querying and identifying multiple items on a communication channel
RU2260848C2 (en) * 2000-02-04 2005-09-20 Гизеке Унд Девриент Гмбх Transponder, and also non-contact card containing it, and identification means
RU2344437C2 (en) * 2006-09-28 2009-01-20 ООО "Научно-производственное предприятие "Технологии радиочастотной идентификации и связи" (НПП "ТРИиС") System of radio-frequency identification on surface acoustic waves
RU83643U1 (en) * 2008-11-19 2009-06-10 Адылбек Кадырханович Толстунов ELECTRONIC SECURITY AND REMOTE CONTROL SYSTEM OF REMOTE OBJECTS ON WIRELESS NETWORKS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984000869A1 (en) * 1982-08-09 1984-03-01 Cornell Res Foundation Inc Remote passive identification system
RU2260848C2 (en) * 2000-02-04 2005-09-20 Гизеке Унд Девриент Гмбх Transponder, and also non-contact card containing it, and identification means
US20040201455A1 (en) * 2001-03-16 2004-10-14 Robert Hulvey Method and apparatus for efficiently querying and identifying multiple items on a communication channel
EP1372103A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-17 Christopher Gordon Gervase Turner Electronic identification system
RU2225302C1 (en) * 2003-06-09 2004-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Альтоника" Information-and-security complex for monitoring and protection of vehicles and immovable property objects against unauthorized use
RU2344437C2 (en) * 2006-09-28 2009-01-20 ООО "Научно-производственное предприятие "Технологии радиочастотной идентификации и связи" (НПП "ТРИиС") System of radio-frequency identification on surface acoustic waves
RU83643U1 (en) * 2008-11-19 2009-06-10 Адылбек Кадырханович Толстунов ELECTRONIC SECURITY AND REMOTE CONTROL SYSTEM OF REMOTE OBJECTS ON WIRELESS NETWORKS

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10224757B2 (en) 2016-12-28 2019-03-05 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for antenna signal limiter for radio frequency identification transponder
US10720796B2 (en) 2016-12-28 2020-07-21 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for antenna signal limiter for radio frequency identification transponder
US11316374B2 (en) 2016-12-28 2022-04-26 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for antenna signal limiter for radio frequency identification transponder
WO2018169773A1 (en) * 2017-03-15 2018-09-20 Texas Instruments Incorporated Integrated circuits and transponder circuitry with shared modulation capacitor
US10652058B2 (en) 2017-03-15 2020-05-12 Texas Instruments Incorporated Integrated circuits and transponder circuitry with shared modulation capacitor for 3D transponder uplink modulation
RU2669203C1 (en) * 2017-08-14 2018-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Energy-independent transponder

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006128774A (en) 2008-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7408456B2 (en) Wireless communication system
EP3278138B1 (en) Radar interference mitigation method and apparatus
US6476719B2 (en) Ultra-sensitive magnetic field receiver capable of operating in high noise environments
US5850181A (en) Method of transporting radio frequency power to energize radio frequency identification transponders
JP3138564B2 (en) Method for interrogating multiple battery restaurant spawners and transponder for use in a remote identification system
US7023342B2 (en) Continuous wave (CW)—fixed multiple frequency triggered, radio frequency identification (RFID) tag and system and method employing same
US6429775B1 (en) Apparatus for transporting radio frequency power to energize radio frequency identification transponders
US6483427B1 (en) Article tracking system
US7385511B2 (en) Carrierless RFID system
US20090215408A1 (en) Locatable and Autonomously Powered Backscatter Transponder for Registering Measured Variables
US8013716B2 (en) Method for wireless data transmission
US20090058614A1 (en) Electronic identification device or transponder fitted with two antennae tuned to different frequencies
US20140253296A1 (en) Method and system for locating objects
US6731199B1 (en) Non-contact communication system
EP1290619A2 (en) Multi-frequency communication system and method
US20020094012A1 (en) Geolocation system with controllable tags enabled by wireless communications to the tags
RU2461018C2 (en) Method for detection and remote identification of objects, system for realising said method and transponder
GB2509562A (en) An NFC reader transmits a frequency modulated signal and determines that a tag has been detected if a higher harmonic of the modulation frequency is detected
Brandl et al. Position estimation of RFID-based sensors using SAW compressive receivers
EP2171637B1 (en) Radio frequency identification system provided for access control
US20230385594A1 (en) System for pairing an item of data of a uwb transmitter device and a tag comprising a graphic code
KR100666308B1 (en) Dual band Radio Frequency IDentification tag
KR20060112977A (en) Rfid system having security apparatus and controlling method thereof
RU2408026C1 (en) Method and mark (versions) for remote radio frequency identification of objects
WO2001067043A9 (en) Ultra-sensitive magnetic field receiver capable of operating in high noise environments

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140809

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150920

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200809

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20220401