RU2616342C1 - Passive anti-collision radio frequency identification label on surface acoustic waves with frequency-time code difference - Google Patents

Passive anti-collision radio frequency identification label on surface acoustic waves with frequency-time code difference Download PDF

Info

Publication number
RU2616342C1
RU2616342C1 RU2015147819A RU2015147819A RU2616342C1 RU 2616342 C1 RU2616342 C1 RU 2616342C1 RU 2015147819 A RU2015147819 A RU 2015147819A RU 2015147819 A RU2015147819 A RU 2015147819A RU 2616342 C1 RU2616342 C1 RU 2616342C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
surface acoustic
slot
acoustic waves
pulse
Prior art date
Application number
RU2015147819A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Сорокин
Александр Павлович Шепета
Юрий Геннадьевич Смирнов
Original Assignee
Александр Васильевич Сорокин
Александр Павлович Шепета
Юрий Геннадьевич Смирнов
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 Александр Васильевич Сорокин, Александр Павлович Шепета, Юрий Геннадьевич Смирнов filed Critical Александр Васильевич Сорокин
Priority to RU2015147819A priority Critical patent/RU2616342C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616342C1 publication Critical patent/RU2616342C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: passive anticollision radiofrequency identification label surface acoustic wave with a frequency-time code difference, characterized in that it comprises a topology comprising a reflective structure, the reflection coefficient which is determined by the corresponding frequency N-th pulse of the interrogation signal, which makes possible the separation and identification zone reader identification codes of several labels for the two information signs - the timing and frequency, thereby solving the conflict that has arisen between passive SAW tags.
EFFECT: separation of signals from multiple tags in the frequency domain, if in the time domain when reading transceiver antenna reader response signals from several pulses marks coincide, thereby solves the problem of collisions.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для идентификации подвижных и неподвижных объектов, например, в железнодорожном и автомобильном транспорте.The invention relates to the field of radio engineering and can be used to identify moving and stationary objects, for example, in rail and road transport.

Известны радиочастотные устройства идентификации объектов на поверхностных акустических волнах (А.с. СССР №№1.773.191, 1.832.318; патенты РФ №№2.095.825, 2.126.165, 2.158.936, 2.176.092, 2.276.406, 2.276.796, 2.333.512, 2.334.440; патенты США №№4.068.232, 4.392.102, 4.620.191, 4.724.427, 4.857.893, 6.061.614; патент Великобритании №2.289.602; патенты WO №№93/13.495, 96/33.423, 98/41.829; патент ЕР №0.585.132; Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1990, с. 12, рис. 1, 2, «Идентификационная метка, работающая с поверхностными акустическими волнами» (патент РФ №2.158.936, G01S 13/02, 1995), электронный паспорт изделия РФ №2468386, RU 125535 U1; B61L 25/00 Устройство радиочастотной идентификации и позиционирования железнодорожного транспорта, антиколлизионная система радиочастотной идентификации (№2333512), устройство радиочастотной идентификации на поверхностных акустических волнах (№2344440).Known radio-frequency devices for identifying objects on surface acoustic waves (A.S. USSR No. 1,773.191, 1.832.318; RF patents No. 2.095.825, 2.126.165, 2.158.936, 2.176.092, 2.276.406, 2.276 .796, 2.333.512, 2.334.440; US patents Nos. 4,068.232, 4.392.102, 4.620.191, 4.724.427, 4.857.893, 6.061.614; UK patent No. 2.289.602; WO patents No. 93 / 13.495, 96 / 33.423, 98 / 41.829; patent EP No. 0.585.132; Morgan D. Signal Processing Devices on Surface Acoustic Waves, Translated from English - Moscow: Radio and Communications, 1990, p. 12, Fig. . 1, 2, “Identification tag working with surface acoustic waves” (RF patent No. 2.158.936, G01S 13/02, 199 5), electronic passport of the product of the Russian Federation No. 2468386, RU 125535 U1; B61L 25/00 Device for radio-frequency identification and positioning of railway vehicles, anti-collision radio-frequency identification system (No. 2333512), radio-frequency identification device for surface acoustic waves (No. 2344440).

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство идентификационной ПАВ-метки, имеющее встречно-штыревой преобразователь, делающий возможным кодовое различение, и способы ее использования и изготовления (ЕА 007777 В1, H01L 41/08 (2006.01)). В известном устройстве предложена идентификационная метка на поверхностных акустических волнах (ПАВ), имеющая кодированный преобразователь, а также способы использования и изготовления такой метки. Известная метка содержит: пьезоэлектрическую подложку, имеющую некоторое количество отражателей, распределенных по группе слотов, размещенных на этой подложке в соответствии с импульсными и фазовыми характеристиками, для кодирования числа в соответствии с импульсными и фазовыми характеристиками; а также ПАВ-преобразователь, размещенный на этой подложке для генерирования кодированного импульса опроса.The closest analogue to the claimed technical solution is a SAW tag identification device having an interdigital transducer making code discrimination possible, and methods for its use and manufacture (EA 007777 B1, H01L 41/08 (2006.01)). In the known device, an identification tag on surface acoustic waves (SAW) is proposed having an encoded transducer, as well as methods for using and manufacturing such a tag. The known label contains: a piezoelectric substrate having a number of reflectors distributed over a group of slots located on this substrate in accordance with the pulse and phase characteristics, for encoding a number in accordance with the pulse and phase characteristics; as well as a SAW converter located on this substrate to generate an encoded polling pulse.

Недостатком известной ПАВ метки является ограниченная возможность кодового различия нескольких меток только во временной области. Явление наложение откликов от нескольких пассивных радиочастотных идентификационных меток во временной области носит название коллизии.A disadvantage of the known SAW tag is the limited ability to code distinguish several tags only in the time domain. The phenomenon of overlapping responses from several passive RFID tags in the time domain is called a collision.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение пассивной антиколлизионной радиочастотной идентификационной метки на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с функцией, является разделение откликов от M пассивных меток на ПАВ во временной и в частотной области. Проблема коллизии является наиболее острой в промышленности, в железнодорожном и автомобильном транспорте, где радиочастотные идентификационные метки применяются для учета, идентификации, контроля позиционирования, для оптимизации логистики и трафика.The main task, the invention of which is directed to the invention of a passive anti-collision radio frequency identification tag on surface acoustic waves (SAWs) with a function, is to separate the responses from M passive tags on SAWs in the time and frequency domain. The problem of collision is the most acute in the industry, in rail and road transport, where radio frequency identification tags are used for accounting, identification, positioning control, and to optimize logistics and traffic.

Технический результат заключается в разделении сигналов от нескольких меток в частотной области, в случае, если в области считывания приемо-передающей антенны считывающего устройства ответные импульсы сигналов от нескольких меток совпали во временной области. Таким образом, решается проблема коллизии нескольких меток. Результат достигается благодаря определенной топологии пассивных меток, которая должна содержать однонаправленный встречно-штыревой преобразователь (ВШП) с антенной и отражательные структуры, последовательно расположенные в слотах, по одной в каждом и согласованные со своей определенной частотой. Так, ответный отклик пассивной метки должен представлять собой задержанные на определенные интервалы времени τi импульсы, каждый из которых имеет свою частоту f0i из всех значений частот приходящего на метку сигнала.The technical result consists in the separation of signals from several tags in the frequency domain, if in the reading area of the transmitter-receiver antenna of the reader, the response pulses of the signals from several tags coincided in the time domain. Thus, the problem of collision of several labels is solved. The result is achieved thanks to a certain topology of passive tags, which should contain a unidirectional interdigital transducer (IDT) with an antenna and reflective structures sequentially located in the slots, one in each and matched with its specific frequency. So, the response of the passive label should be pulses delayed at certain time intervals τ i , each of which has its own frequency f 0i from all the frequency values of the signal arriving at the label.

Технический результат достигается тем, что первый слот является опорным, а в каждом из N слотов отражающие структуры имеют максимальный коэффициент отражения, согласованный с частотой fi i-ого импульса опросного сигнала, расстояние между отражающими структурами пропорционально R+X*(ni-ki)+X*(ni+1-ki+1), где R - расстояние между слотами, ni - количество возможных позиций в i-ом слоте, X - длина одной позиции в слоте, ki - порядковый номер позиции i-ого слота, в которой расположена i-ая отражающая структура.The technical result is achieved by the fact that the first slot is a reference one, and in each of the N slots the reflecting structures have a maximum reflection coefficient consistent with the frequency f i of the i-th pulse of the interrogation signal, the distance between the reflecting structures is proportional to R + X * (n i -k i ) + X * (n i + 1-k i +1), where R is the distance between the slots, n i is the number of possible positions in the i-th slot, X is the length of one position in the slot, k i is the position serial number the i-th slot in which the i-th reflecting structure is located.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг. 1 - пассивная метка антиколлизионная на ПАВ;In FIG. 1 - passive anti-collision label on a surfactant;

На фиг. 2 - ответный сигнал - отклик метки;In FIG. 2 - response signal - label response;

И введены следующие обозначения:And the following notation is introduced:

1. Антенна.1. Antenna.

2. Встречно-штыревой преобразователь.2. Interdigital transducer.

3. Отражающие структуры.3. Reflective structures.

4. Слоты.4. Slots.

Предлагаемое изобретение функционирует следующим образом. Считывающее устройство (на чертежах не показано) излучает сигнал вида:The present invention operates as follows. A reader (not shown in the drawings) emits a signal of the form:

Figure 00000001
Figure 00000001

Где:

Figure 00000002
и
Figure 00000003
- начальное и конечное время опросного импульса соответственно,Where:
Figure 00000002
and
Figure 00000003
- the initial and final time of the interrogation pulse, respectively,

А - амплитуда импульса,A is the amplitude of the pulse,

fi - частота i-ого импульса,f i is the frequency of the i-th pulse,

ϕi - фаза i-ого импульса,ϕ i is the phase of the i-th pulse,

N - количество опросных импульсов за период длительности опросного сигнала.N is the number of interrogation pulses for the duration of the interrogation signal.

Пассивная антиколлизионная радиочастотная идентификационная метка на поверхностных акустических волнах с частотно-временным кодовым различием, представленная на фигуре 1, состоит из однонаправленного встречно-штыревого преобразователя (2) с антенной (1) и отражающих структур (3), коэффициент отражения которых определен соответствующими частотами импульсов опросного сигнала и последовательно расположенных по поверхности подложки из пьезоэлектрического материала в слотах. Слоты (4), расположенные на определенном расстоянии R, должны быть разделены на n частей. Количество слотов на всей метке N. Первый слот с отражательной структурой должен быть опорным. Все отражательные структуры, согласованные с определенной частотой, могут располагаться в любой из n частей каждого слота.A passive anti-collision radio frequency identification tag on surface acoustic waves with a time-frequency code difference shown in FIG. 1 consists of a unidirectional interdigital transducer (2) with an antenna (1) and reflective structures (3), the reflection coefficient of which is determined by the corresponding pulse frequencies interrogation signal and sequentially located on the surface of the substrate of piezoelectric material in the slots. Slots (4) located at a certain distance R must be divided into n parts. The number of slots on the entire label N. The first slot with a reflective structure should be a reference. All reflective structures matched to a specific frequency can be located in any of the n parts of each slot.

Приходящий опросный сигнал преобразуется с помощью ВШП в сигнал в виде поверхностных акустических волн. Акустические импульсы распространяются по поверхности пьезоэлектрической подложки. В случае, если частота i-ого импульса совпадает с частотой, с которой согласована отражающая структура - этот импульс отражается обратно в ВШП. Остальные импульсы продолжают свое распространение до тех пор, пока не достигнут соответствующих отражающих структур. Отраженные импульсы приходят обратно в ВШП, и таким образом формируется ответный отклик идентификационной метки в виде последовательных импульсов:The incoming interrogation signal is converted by IDT into a signal in the form of surface acoustic waves. Acoustic pulses propagate over the surface of a piezoelectric substrate. If the frequency of the i-th pulse coincides with the frequency with which the reflecting structure is matched, this pulse is reflected back into the IDT. The remaining pulses continue to propagate until they reach the corresponding reflective structures. The reflected pulses come back to the IDT, and in this way the response of the identification mark is formed in the form of successive pulses:

Figure 00000004
Figure 00000004

Где:

Figure 00000005
и
Figure 00000006
- начальное и конечное время каждого импульса в отклике метки,Where:
Figure 00000005
and
Figure 00000006
- the initial and final time of each pulse in the response label,

А - амплитуда отраженного i-ого амплитуда импульса,A is the amplitude of the reflected i-th amplitude of the pulse,

fi - частота i-ого импульса,f i is the frequency of the i-th pulse,

ϕi - фаза i-ого отраженного импульса,ϕ i - phase of the i-th reflected pulse,

N - количество ответных импульсов от одной ПАВ метки.N is the number of response pulses from one SAW label.

Отраженные импульсы представлены на фигуре 2.Reflected pulses are presented in figure 2.

Частота, с которой согласована опорная отражающая структура (опорная частота), выбирается из спектра частот сигнала приходящего от считывающего устройства, т.е. от f1 до fN. Значение частот для последующих отражающих структур выбирается циклическим сдвигом частоты относительно заранее выбранной опорной частоты. Таким образом, с ВШП в устройство считывателя излучается сигнал в виде последовательности задержанных во времени импульсов, причем каждый со своей частотой.The frequency with which the reference reflective structure (reference frequency) is matched is selected from the frequency spectrum of the signal coming from the reader, i.e. from f 1 to f N. The frequency value for subsequent reflective structures is selected by cyclic frequency shift relative to a pre-selected reference frequency. Thus, a signal is emitted from the IDT to the reader device as a sequence of time-delayed pulses, each with its own frequency.

Импульсы задержаны относительно друг друга во времени, пропорциональном расстоянию, определяемому топологией метки: R+X*(ni-ki)+X*(ni+1-ki+1), где R - расстояние между слотами, ni - количество возможных позиций в i-ом слоте, X - длина одной позиции в слоте, ki - порядковый номер позиции i-ого слота, в которой расположена i-ая отражающая структура.The pulses are delayed relative to each other in time proportional to the distance determined by the label topology: R + X * (n i -k i ) + X * (n i + 1 -k i + 1 ), where R is the distance between the slots, n i is the number of possible positions in the i-th slot, X is the length of one position in the slot, k i is the serial number of the position of the i-th slot in which the i-th reflecting structure is located.

Таким образом, топология описанной пассивной метки на ПАВ позволяет получить временной и частотный информационный признак для дальнейшего частотно-временного кодирования каждой метки и ее идентификации в случае коллизии нескольких меток.Thus, the topology of the described passive tags on the surfactant allows you to get the time and frequency information feature for further time-frequency coding of each tag and its identification in the event of a collision of several tags.

Источники информацииInformation sources

1. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1990. - 416 с.1. Morgan D. Signal processing devices on surface acoustic waves. Per. from English - M.: Radio and Communications, 1990. - 416 p.

2. Alien Technology Corporation, http://www.alientechnology.com/rfid/ J. Sanford, "Antenna Polarization Considerations in Wireless; Communications Systems", Cushcraft Corporation, http://www.cushcraft.com; Symbol Technologies Inc., "Two RF inputs makes a better RFID tag", http://www.symbol.com/products/rfid.2. Alien Technology Corporation, http://www.alientechnology.com/rfid/ J. Sanford, "Antenna Polarization Considerations in Wireless; Communications Systems", Cushcraft Corporation, http://www.cushcraft.com; Symbol Technologies Inc., "Two RF inputs makes a better RFID tag", http://www.symbol.com/products/rfid.

Claims (1)

Пассивная антиколлизионная радиочастотная идентификационная метка на поверхностных акустических волнах с частотно-временным кодовым различием, состоящая из последовательно расположенных на пьезоэлектрической подложке антенны, однонаправленного широкополосного встречно-штыревого преобразователя и последовательно расположенных слотов, в каждом из которых располагается по одной отражающей структуре в одном из n возможных положений, расстояние между структурами пропорционально времени задержки между отраженными импульсами, отличающаяся тем, что первый слот является опорным, а в каждом из N слотов отражающие структуры имеют максимальный коэффициент отражения, согласованный с частотой fi i-ого импульса опросного сигнала, расстояние между отражающими структурами пропорционально R+X*(ni-ki)+X*(ni+1-ki+1), где R - расстояние между слотами, ni - количество возможных позиций в i-ом слоте, X - длина одной позиции в слоте, ki - порядковый номер позиции i-ого слота, в которой расположена i-ая отражающая структура.A passive anti-collision radio frequency identification tag on surface acoustic waves with a time-frequency code difference, consisting of sequentially arranged on a piezoelectric substrate antenna, a unidirectional broadband interdigital transducer and sequentially located slots, each of which has one reflective structure in one of n possible positions, the distance between the structures is proportional to the delay time between the reflected pulses, different yuschayasya in that the first slot is a support, and in each of N slots reflecting structures have a maximum reflection coefficient, compatible with the frequency f i i-th pulse of the interrogation signal, the distance between the reflecting structures proportionally R + X * (n i -k i) + X * (n i + 1-k i +1), where R is the distance between slots, n i is the number of possible positions in the i-th slot, X is the length of one position in the slot, k i is the serial number of the i- ith slot in which the i-th reflecting structure is located.
RU2015147819A 2015-11-06 2015-11-06 Passive anti-collision radio frequency identification label on surface acoustic waves with frequency-time code difference RU2616342C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147819A RU2616342C1 (en) 2015-11-06 2015-11-06 Passive anti-collision radio frequency identification label on surface acoustic waves with frequency-time code difference

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147819A RU2616342C1 (en) 2015-11-06 2015-11-06 Passive anti-collision radio frequency identification label on surface acoustic waves with frequency-time code difference

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616342C1 true RU2616342C1 (en) 2017-04-14

Family

ID=58642987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147819A RU2616342C1 (en) 2015-11-06 2015-11-06 Passive anti-collision radio frequency identification label on surface acoustic waves with frequency-time code difference

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616342C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857893A (en) * 1986-07-18 1989-08-15 Bi Inc. Single chip transponder device
EA007777B1 (en) * 2002-10-18 2007-02-27 ЭрЭф СО КОМПОНЕНТС, ИНКОРПОРЕЙТЕД Surface acoustic wave identification tag having an interdigital transducer adapted for code discrimination and methods of operation and manufacture thereof
RU2333512C1 (en) * 2006-10-30 2008-09-10 ООО "Научно-производственное предприятие "Технологии радиочастотной индентификации и связи" (НПП "ТРИиС") Radio frequency identification anti-collision system
RU2344440C2 (en) * 2006-10-30 2009-01-20 ООО "Научно-производственное предприятие "Технологии радиочастотной идентификации и связи" (НПП "ТРИиС") Device for radio frequency identification on surface acoustic waves

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857893A (en) * 1986-07-18 1989-08-15 Bi Inc. Single chip transponder device
EA007777B1 (en) * 2002-10-18 2007-02-27 ЭрЭф СО КОМПОНЕНТС, ИНКОРПОРЕЙТЕД Surface acoustic wave identification tag having an interdigital transducer adapted for code discrimination and methods of operation and manufacture thereof
RU2333512C1 (en) * 2006-10-30 2008-09-10 ООО "Научно-производственное предприятие "Технологии радиочастотной индентификации и связи" (НПП "ТРИиС") Radio frequency identification anti-collision system
RU2344440C2 (en) * 2006-10-30 2009-01-20 ООО "Научно-производственное предприятие "Технологии радиочастотной идентификации и связи" (НПП "ТРИиС") Device for radio frequency identification on surface acoustic waves

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2739989B1 (en) Method and system for locating rfid tags
US6958696B2 (en) Transfer function system for determining an identifier on a surface acoustic wave identification tag and method of operating the same
US7777625B1 (en) Weighted saw reflector gratings for orthogonal frequency coded SAW ID tags and sensors
CN108020344B (en) Surface acoustic wave label temperature measurement system and method combining time division, time division and frequency division, time division and code division, and time division and code division
ATE368908T1 (en) SAW IDENTIFICATION MARK READERS AND METHOD
US9904824B2 (en) Millimetre-wave image-based chipless RFID system
JP2008236810A (en) Surface acoustic wave identification tag having an interdigital transducer adapted for code discrimination and methods of operation and manufacture thereof
CN105117764B (en) A kind of high-performance anticollision SAW delay line type wireless sensor system
US8907769B2 (en) Maximally flat frequency coded (MFFC) passive wireless saw RFID tags and sensors
RU2344437C2 (en) System of radio-frequency identification on surface acoustic waves
Azim et al. A collision avoidance methodology for chipless RFID tags
CN105180982B (en) Saw delay reflection-type wireless sensor system with anti-collision
Sorokin et al. Wireless SAW passive tag temperature measurement in the collision case
RU2616342C1 (en) Passive anti-collision radio frequency identification label on surface acoustic waves with frequency-time code difference
RU160481U1 (en) PASSIVE ANTI-COLLISION RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION LABEL ON SURFACE ACOUSTIC WAVES WITH FREQUENCY-TIME CODE DIFFERENCE
CN106687986B (en) Read cycle method for identifying RFID tag and tag reading apparatus
RU2454717C1 (en) Object identification system
RU2634308C2 (en) Method of anti-collision radio frequency identification on acoustic waves surface and the system of its implementation
RU168220U1 (en) ANTI-COLLISION RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION LABEL ON SURFACE ACOUSTIC WAVES
Karmakar Anti-collision methods for chipless RFID systems
US9435768B2 (en) Method of interrogating a sensor of surface acoustic wave type
RU2665496C1 (en) Passive anti-collision temperature sensor on the surface acoustic waves with the frequency-time coding distinction
Sorokin Identification of Orthogonal frequency coded SAW RFID tags in collision case
RU2661288C1 (en) Method of the objects radio-frequency identification and system for its implementation
WO2010102270A1 (en) Radio-frequency surface-acoustic-wave identification tag and system

Legal Events

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

Effective date: 20191107