SE534420C2 - An apparatus for identification purposes - Google Patents

An apparatus for identification purposes Download PDF

Info

Publication number
SE534420C2
SE534420C2 SE0901082A SE0901082A SE534420C2 SE 534420 C2 SE534420 C2 SE 534420C2 SE 0901082 A SE0901082 A SE 0901082A SE 0901082 A SE0901082 A SE 0901082A SE 534420 C2 SE534420 C2 SE 534420C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
magnetic
magnetic element
source
magnetic field
altemating
Prior art date
Application number
SE0901082A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0901082A1 (en
Inventor
Carl Tyren
Original Assignee
Sarci Ag
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 Sarci Ag filed Critical Sarci Ag
Priority to SE0901082A priority Critical patent/SE534420C2/en
Priority to EP10808422A priority patent/EP2465103A1/en
Priority to PCT/SE2010/000203 priority patent/WO2011019311A1/en
Publication of SE0901082A1 publication Critical patent/SE0901082A1/en
Publication of SE534420C2 publication Critical patent/SE534420C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/753Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using frequency selective elements, e.g. resonator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G01S13/756Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal using a signal generator for modifying the reflectivity of the reflector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V15/00Tags attached to, or associated with, an object, in order to enable detection of the object
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2405Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used
    • G08B13/2408Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used using ferromagnetic tags
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2405Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used
    • G08B13/2414Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used using inductive tags
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2428Tag details
    • G08B13/2431Tag circuit details
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2428Tag details
    • G08B13/2437Tag layered structure, processes for making layered tags
    • G08B13/2442Tag materials and material properties thereof, e.g. magnetic material details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

En anordning för indentifikation av ett föremål, innefattande ett magnetiskt element(12, 22, 32) fäst vid föremålet. Det magnetiska elementet har en permeabilitet, som ärberoende av ett magnetfält exponerat på det magnetiska elementet. Dessutom finns enoscillator, vars utgång är ansluten till ändama av det magnetiska elementet för att passera enväxelström genom det magnetiska elementet. En mikrovågssändare (16) exponerar detmagnetiska elementet för mikrovågor och en mikrovågsmottagare (17) mottar de mikrovågor,som reflekteras och/eller återsänds från det magnetiska elementet och som är modulerade avväxelströmmen. Det magnetiska elementet består av ett magnetiskt material, såsom en amorfeller nano-kristallin tråd, vars längd motsvarar halva våglängden för mikrovågorna. (Fig 1 skall publiceras med sammandraget) A device for identifying an object, comprising a magnetic element (12, 22, 32) attached to the object. The magnetic element has a permeability which is dependent on a magnetic field exposed on the magnetic element. In addition, there is an enoscillator, the output of which is connected to the ends of the magnetic element to pass a single-current current through the magnetic element. A microwave transmitter (16) exposes the magnetic element to microwaves and a microwave receiver (17) receives the microwaves, which are reflected and / or retransmitted from the magnetic element and which are modulated alternating current. The magnetic element consists of a magnetic material, such as an amorphous nanocrystalline wire, the length of which corresponds to half the wavelength of the microwaves. (Fig. 1 must be published with the summary)

Description

20 25 30 35 534 420 Resonansfrekvensen hos nänmda resonanskrets är påverkad av penneabiliteten hos nämnda element av magnetiskt material. Dessutom är elementet av magnetiskt material exponerat för ett yttre och spatialt heterogent magnetiskt förspänníngsfält genom vilket permeabiliteten för nämnda element av magnetiskt material styrs. 534 420 The resonant frequency of said resonant circuit is affected by the peneability of said element of magnetic material. In addition, the element of magnetic material is exposed to an outer and spatially heterogeneous magnetic bias field through which the permeability of said element of magnetic material is controlled.

Dokumentet WO 99/66466A2 beskriver ett förfarande för fjärrdetektering av föremål, där varje föremål är försett med en sensor innefattande åtminstone två magnetiska element anordnade i ett förutbestämt inbördes förhållande som representerar en identitet hos sensom. Elektromagnetiska signaler genereras för att excitera sensorelementen för att alstra elektromagnetiska svarssignalen”. En amplitud hos den elektromagnetiska svarssignalen från varje sensorelement är modulerad med ett första magnetfält, som har en magnitud-variant och en magnitud-invariant komponent. Ett andra magnetfält genereras med en roterande fältvektor. En fi-ekvens-skiftning detekteras i en komponent hos nämnda svarssignal, när en magnitud-invariant komponent hos nämnda andra magnetfält balanserar den magnitud- invarianta komponenten hos närrmda första magnetfält, varvid respektive sensorelement momentant exponeras för en resulterande magnetfält med huvudsakligen ingen magnitud- invariant komponent. En orientering hos respektive sensorelement bestäms från orienteringen av den magnitud-invarianta komponenten hos nämnda andra magnetfält, när nämnda frekvens-skifte sker.Document WO 99 / 66466A2 describes a method for remote detection of objects, each object being provided with a sensor comprising at least two magnetic elements arranged in a predetermined mutual relationship representing an identity of the sensor. Electromagnetic signals are generated to excite the sensor elements to generate the electromagnetic response signal ”. An amplitude of the electromagnetic response signal from each sensor element is modulated with a first magnetic field, which has a magnitude variant and a magnitude invariant component. A second magnetic field is generated with a rotating field vector. A fi-sequence shift is detected in a component of said response signal, when a magnitude-invariant component of said second magnetic field balances the magnitude-invariant component of said first magnetic field, each sensor element being momentarily exposed to a resulting magnetic field with substantially no magnitude invariant. component. An orientation of the respective sensor element is determined from the orientation of the magnitude-invariant component of said second magnetic field, when said frequency shift takes place.

Alla ovannämnda system erfordra att taggen inkommer i ett magnetfält med vissa egenskaper. Inverkan av magnetfältet på ett magnetiskt element i taggen övervakas, till exempel med ett mikrovågssystem. Övervakningen kan ske på ett långt avstånd på flera tiotals meter och även 100 meter, men magnetfältet kan inte generaras på ett sådant avstånd. Om systemet skall göras funktionellt på större avstånd erfordras stora magneter.All of the above systems require the tag to enter a magnetic field with certain properties. The effect of the magnetic field on a magnetic element in the tag is monitored, for example with a microwave system. The monitoring can take place at a long distance of fl tens of meters and even 100 meters, but the magnetic field cannot be generated at such a distance. If the system is to be made functional at a greater distance, large magnets are required.

Det finns ett behov inom området för ett system som kan detektera en tagg på ett stort avstånd. Dessutom skall systemet kunna detektera taggar som är kodade med information så att ett stort antal olika artiklar kan förses med taggar med separata identiteter.There is a need in the art for a system that can detect a tag at a great distance. In addition, the system must be able to detect tags that are coded with information so that a large number of different articles can be provided with tags with separate identities.

Taggarna kan vara aktiva, dvs innefatta en strömkälla ombord, eller passiva, dvs fungera utan någon strömkälla ombord.The tags can be active, ie include a power source on board, or passive, ie function without any power source on board.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNING Följaktligen är det ett ändamål med föreliggande uppfinning att åtgärda, undvika eller eliminera en eller flera av ovannämnda tillkortakommanden eller nackdelar, enskilt eller i någon kombination.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to remedy, avoid or eliminate one or more of the above-mentioned shortcomings or disadvantages, alone or in any combination.

Enligt en aspekt av uppfinningen tillhandahålls en anordning för identifikation av ett föremål, innefattande ett magnetiskt element fäst vid föremålet; en källa för ett altemerande magnetfält för exponering av nämnda magnetiska element; och en mikrovågssåndare för exponering av nämnda magnetiska element för mikrovågor och en mikrovågsmottagare för att mottaga mikrovågor reflekterade och/eller återsända från nämnda magnetiska element och 10 15 20 25 30 35 534 420 modulerade med nämnda altemerande magnetfält; varvid nämnda magnetiska element har en permeabilitet, som är beroende av ett magnetfält som exponeras på det magnetiska elementet; och att nämnda källa för ett altemerande magnetfält är anordnat ombord på föremålet; samt att nämnda källa för ett altemerande magnetfält innefattar en oscillatorkrets, var utgång är ansluten till ändarna av det magnetiska elementet för att driva en elektrisk växelström genom det magnetiska elementet.According to one aspect of the invention, there is provided an apparatus for identifying an object, comprising a magnetic element attached to the object; a source of an alternating magnetic field for exposing said magnetic element; and a microwave transmitter for exposing said microwave magnetic elements and a microwave receiver for receiving microwaves re-reflected and / or retransmitted from said magnetic elements and modulated with said alternating magnetic field; said magnetic element having a permeability which is dependent on a magnetic field exposed on the magnetic element; and that said source of an alternating magnetic field is arranged on board the object; and that said source of an alternating magnetic field comprises an oscillator circuit, each output of which is connected to the ends of the magnetic element to drive an electric alternating current through the magnetic element.

Källan för det altemerande magnetfält kan vara drivet av en energikälla, såsom ett batteri. Altemativt kan energin överföras trådlöst till föremålet, och utgöras av elektromagnetisk strålning, ultraljud eller induktion.The source of the alternating magnetic field may be powered by an energy source, such as a battery. Alternatively, the energy can be transmitted wirelessly to the object, and consists of electromagnetic radiation, ultrasound or induction.

Enligt en utföringsfonn kan oscillatorkretsen vara anordnad att alstra flera diskreta frekvenser i en tidsföljd, vilka frekvenser bildar en identitet för föremålet. Det magnetiska element kan vara en amorf eller nano-kristallin magnetisk tråd, varvid den magnetiska tråden kan ha halva våglängden för mikrovågorna.According to one embodiment, the oscillator circuit may be arranged to generate several discrete frequencies in a sequence of times, which frequencies form an identity for the object. The magnetic element may be an amorphous or nanocrystalline magnetic wire, the magnetic wire being half the wavelength of the microwaves.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Ytterligare ändamål, särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av följande detaljerade beskrivning av utföringsformer av uppfinningen under hänvisning till ritningama, där: F ig 1 är ett schematiskt diagram över en utföringsform av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of embodiments of the invention with reference to the drawings, in which: Fig. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the invention.

Fig 2 är ett kretsschema för en oscillator avsedd att användas i utföringsformen enligt fig l.Fig. 2 is a circuit diagram of an oscillator intended for use in the embodiment of Fig. 1.

Fig 3 är ett kretsschema över en oscillator avsedd att användas i utföringsfoimen enligt fig 1.Fig. 3 is a circuit diagram of an oscillator intended for use in the embodiment of Fig. 1.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Nedan kommer flera utföringsformer av uppfinningen att beskrivas under hänvisning till ritningama. Dessa utföringsformer beskrivs i belysande syfte för att möjliggöra för en fackman att genomföra uppfinningen och för att beskriva den bästa utföringsforrnen.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, your embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. These embodiments are described for illustrative purposes in order to enable one skilled in the art to practice the invention and to describe the best mode of operation.

Emellertid begränsar dessa utföringsforrner inte uppfinningen. Dessutom är andra kombinationer av de olika särdragen möjliga inom ramen för uppfinningen.However, these embodiments do not limit the invention. In addition, other combinations of the various features are possible within the scope of the invention.

Dokumentet WO 99/66466A2, som nämnts ovan, beskriver att det magnetiska elementet är mycket känsligt för det påförda magnetfältet. Ett oscillerande magnetfält med en fältstyrka, som är lika med eller mindra än jordens magnetfält, kommer att förorsaka en ändring av permeabiliteten hos det magnetiska elementet, som är möjlig att detektera med mikrovågssystemet.Document WO 99 / 66466A2, as mentioned above, describes that the magnetic element is very sensitive to the applied magnetic field. An oscillating magnetic field with a field strength equal to or less than the earth's magnetic field will cause a change in the permeability of the magnetic element, which is detectable by the microwave system.

Uttrycket “permabilitet” är definierat som graden av magnetisering av materialet som motsvarar ett påfört magnetfält. Magnetisk permeabilitet är vanligen representerat av den grekiska bokstaven u. Perrneabíliteten mäts i Henry per meter (H/m), eller Newton per ainper- 10 15 20 25 30 35 534 420 kvadrat (N /A^2). Perrneabiliteten hos magnetmaterial inverkar direkt på reflektiviteten för magnetmaterialet när det exponeras för elektromagnetisk strålning, såsom mikrovågor.The term "permeability" is defined as the degree of magnetization of the material corresponding to an applied magnetic field. Magnetic permeability is usually represented by the Greek letter u. The permeability of magnetic material directly affects the reactivity of the magnetic material when exposed to electromagnetic radiation, such as microwaves.

Således kommer en variation av permeabiliteten för materialet att förorsaka en amplitudmodulation av mikrovågoma som reflekteras eller återsänds från magnetmaterialet.Thus, a variation in the permeability of the material will cause an amplitude modulation of the microwaves which are reflected or returned from the magnetic material.

Fi g 1 visar en utföringsforrn av uppfinningen, som innefattar en tagg 11 med ett magnetiskt element 12, liknande den tagg som visas i WO 93/ 14478. Dessutom innefattar utföringsforrnen en källa eller oscillator 15 för en växelström eller -spänning, som är elektriskt förbunden med det magnetiska elementets 12 ändar medelst kontakter 33 och 34.Fig. 1 shows an embodiment of the invention, which comprises a tag 11 with a magnetic element 12, similar to the tag shown in WO 93 / 14478. In addition, the embodiment comprises a source or oscillator 15 for an alternating current or voltage, which is electrically connected with the ends of the magnetic element 12 by means of contacts 33 and 34.

Spänningskällan 15 är anordnad att alstra en växelspärming med en låg frekvens. När växelspärming tillförs det magnetiska elementet 12 sker en modulation av permeabiliteten hos det magnetiska elementet med nämnda lågfrekvens.The voltage source 15 is arranged to generate an alternating current with a low frequency. When alternating current is applied to the magnetic element 12, a modulation of the permeability of the magnetic element takes place with said low frequency.

En rnikrovågssändare 16 sänder mikrovågor mot det magnetiska elementet och mottager mikrovågor reflekterade av det magnetiska elementet 12 med en mikrovågsmottagare 17.A microwave transmitter 16 transmits microwaves to the magnetic element and receives microwaves reflected by the magnetic element 12 with a microwave receiver 17.

Istället för att få magnetfältet att variera från ett avstånd, såsom beskrivs i WO 93/ 14478, innefattar själva taggen en krets 15 ombord för att producera ett altemerande magnetfält hos det magnetiska elementet 12. En arman skillnad i förhållande till WO 93/ 14478 är att i föreliggande utföringsforrn är det magnetiska elementet övervakat av en mikrovågssändtagare 16, 17.Instead of causing the magnetic field to vary from a distance, as described in WO 93/14478, the tag itself comprises a circuit 15 on board to produce an alternating magnetic field of the magnetic element 12. Another difference in relation to WO 93/14478 is that in the present embodiment, the magnetic element is monitored by a microwave transceiver 16, 17.

Det har visat sig att utföringsforrnen enligt fig 1 är mycket känslig. En mycket svag spänningskälla 15 räcker för att modulera det magnetiska elementet 12. Mikrovågssändaren 16 och mottagaren 17 kan vara anordnade på ett avstånd av flera tiotals meter, eller även 100 meter from taggen och kommer fortfarande att kunna detektera lågfrekvensmodulationen hos de reflekterade mikrovågorna. Således kan en oscillator 15 med lågt energi-innehåll användas i taggen, vilket gör taggen lätt och billig.It has been found that the embodiment according to fi g 1 is very sensitive. A very weak voltage source 15 is sufficient to modulate the magnetic element 12. The microwave transmitter 16 and the receiver 17 may be arranged at a distance of tens of meters, or even 100 meters from the tag, and will still be able to detect the low frequency modulation of the reflected microwaves. Thus, a low energy oscillator 15 can be used in the tag, making the tag easy and inexpensive.

I utföringsformen enligt ñgl visas en växelspänningskälla 15. En sådan spänningskälla kan vara driven av av ett mycket litet batteri anordnat hos taggen.In the embodiment according to ñgl, an alternating voltage source 15 is shown. Such a voltage source may be driven by a very small battery arranged on the tag.

Växelspänningen kan erhållas med en konventionell oscillatorkrets, såsom en Hartley- oscillator, en Colpitt-oscillator, en Arrnstrong-oscillator, etc.The AC voltage can be obtained with a conventional oscillator circuit, such as a Hartley oscillator, a Colpitt oscillator, a Arnstrong oscillator, etc.

Fig 2 visar en konventionell Hartley-oscillator innefattande en FET-transistor 18 och ett batteri 19. En brytare 28 är anordnad i batterikretsen och förhindrar normalt ström från att passera ut från batteriet 19. Brytaren 28 innefattar ett isolerande material 29 normalt anordnat mellan två kontakter. När det isolerande materialet 29 avlägsnas slutes brytaren och kretsen börjar oscillera vid en frekvens som bestäms av en induktans 13 och en kondensator 14.Fig. 2 shows a conventional Hartley oscillator comprising a FET transistor 18 and a battery 19. A switch 28 is provided in the battery circuit and normally prevents current from passing out of the battery 19. The switch 28 comprises an insulating material 29 normally arranged between two contacts . When the insulating material 29 is removed, the switch is closed and the circuit begins to oscillate at a frequency determined by an inductance 13 and a capacitor 14.

Kretsen oscillerar tills batteriets energi tagit slut eller brytaren öppnas.The circuit oscillates until the battery energy runs out or the switch opens.

Om taggen ll används i en affär för debiteringsändamål, kan materialet 29 avlägsnas, exempelvis manuellt, när varoma tages från hyllan. Om batteritiden är tillräcklig för 6 timmar, finns det gott om tid för köparen att passera kostnadsdebiteringssystemet. 10 l5 20 25 30 35 534 420 Det isolerande materialet 29 kan avlägsnas på många olika sätt. Materialet kan innefatta ett ämne som absorberar energi när det passerar ett induktíonsfält, så att materialet smälter. Materialet kan vara ett optiskt material som leder ström när det exponeras för ljus.If the tag 11 is used in a store for billing purposes, the material 29 can be removed, for example manually, when the goods are taken from the shelf. If the battery life is sufficient for 6 hours, there is plenty of time for the buyer to pass the cost charging system. The insulating material 29 can be removed in many different ways. The material may comprise a substance which absorbs energy as it passes through an induction field, so that the material melts. The material can be an optical material that conducts current when exposed to light.

Materialet kan avlägsnas manuellt, etc.The material can be removed manually, etc.

Det magnetiska elementet 12 bör ha vissa egenskaper.The magnetic element 12 should have certain properties.

Det magnetiska materialet kan vara en amorf eller nano-kristallin magnettråd, som till exempel beskrivs i WO 97/24734Al, vars innehåll införlivas i föreliggande beskrivning genom hänvisning. Detta material kan uppvisa gigantiska magnetoresistiva (Giant Magnetoresistive) egenskaper eller till och med kolossala magnetoresistiva (Colossal Magnetoresistive) egenskaper, vilket kan förklara varför ett sådant litet magnetfält kan förorsaka en sådan stor ändring i permeabiliteten.The magnetic material may be an amorphous or nanocrystalline magnetic wire, as described, for example, in WO 97 / 24734A1, the contents of which are incorporated herein by reference. This material can exhibit Giant Magnetoresistive properties or even Colossal Magnetoresistive properties, which may explain why such a small magnetic field can cause such a large change in permeability.

Materialet kan till exempel vara en amorf magnetisk tråd innefattande en metallisk amorf kärna med en diameter i området mellan 5 och 25 um och med en sammansättning baserad på Co innehållande 20 atom-% eller mindre av Si, 7 upp till 35 atom-% B och 25 atom-% eller mindre av en eller flera metaller valda från gruppen Fe, Ni, Cr, Ta, Nb, V, Cu, Al, Mo, Mn, W, Zr, Hf och ett glashölje med en tjocklek i området mellan l och 15 um, till exempel en legering med sammansättningen Co70Fe5Bl 5Si10.The material may be, for example, an amorphous magnetic wire comprising a metallic amorphous core having a diameter in the range between 5 and 25 μm and having a composition based on Co containing 20 atomic% or less of Si, 7 up to 35 atomic% B and Atomic% or less of one or more metals selected from the group Fe, Ni, Cr, Ta, Nb, V, Cu, Al, Mo, Mn, W, Zr, Hf and a glass shell with a thickness in the range between 1 and 15 μm, for example an alloy with the composition Co70Fe5Bl 5Si10.

Tråden kan vara tunn, såsom mindre än 25 um, och kan ha en längd anpassad till mikrovågsfrekvensen, såsom omkring 49 mm för en mikrovågsfrekvens på 2,45 GHz, vilket motsvarar halva våglängden för mikrovågoma. I en arman utföringsforin kan längden väljas för att motsvara hela våglängden eller någon längd mellan hela våglängden och halva våglängden.The wire may be thin, such as less than 25 microns, and may have a length adapted to the microwave frequency, such as about 49 mm for a microwave frequency of 2.45 GHz, which corresponds to half the wavelength of the microwaves. In another embodiment, the length may be selected to correspond to the entire wavelength or any length between the entire wavelength and half the wavelength.

Oscillatom som genererar växelspänningen kan drivas på andra sätt än med ett batteri. Andra sätt att bilda en växelspänning utan att använda ett batteri ombord, skulle vara att anordna en piezoelektrisk kristall avstämd till en frekvens väl ovanför det hörbara området såsom omkring 100 kHz. En ultraljudskälla med sarnma frekvens riktas mot taggen och uppfångas av den piezoelektriska kristallen som fungerar som en mikrofon. Ljudenergin omvandlas till en elektrisk spänning, som används som växelspäiiningskällan 15 eller som en batterikälla.The oscillator that generates the alternating voltage can be operated in other ways than with a battery. Other ways to generate an AC voltage without using a battery on board would be to arrange a piezoelectric crystal tuned to a frequency well above the audible range such as about 100 kHz. An ultrasonic source with the same frequency is directed at the tag and is captured by the piezoelectric crystal which acts as a microphone. The sound energy is converted into an electrical voltage, which is used as the AC power source 15 or as a battery source.

Likande överföring av energi kan utföras med andra trådlösa metoder, såsom infrarött ljus, induktion, etc. Spänningskällan ombord kan innefatta en kondensator, som laddas från en avstånd och sedan bildar en spänningskälla när den behövs.Similar energy transfer can be performed by other wireless methods, such as infrared light, induction, etc. The on-board voltage source may include a capacitor, which is charged from a distance and then forms a voltage source when needed.

Uppvakningskretsar är kända inom det tekniska området för att alstra en oscillerande signal när de aktiveras av en elektromagnetisk signal.Awakening circuits are known in the art for generating an oscillating signal when activated by an electromagnetic signal.

Utföringsfonnema enligt uppfinningen kan användas i många tillämpningar.The embodiments of the invention can be used in many applications.

Frekvensen för spänningskällan 15 kan inställas till ett fórutbestämt värde, som utgör en indentifikation av taggen. Således kan frekvensen väljas enligt nedanstående formel: 10 15 20 25 30 35 534 420 f=n*1000Hz där n är ett tal mellan 1 och 1000, vilket ger 1000 identiteter. Genom att använda två sådana kretsar på samma tagg, kan 10^6 olika indentiteter kodas.The frequency of the voltage source 15 can be set to a predetermined value, which constitutes an indication of the tag. Thus, the frequency can be selected according to the following formula: 534 420 f = n * 1000Hz where n is a number between 1 and 1000, which gives 1000 identities. By using two such circuits on the same tag, 10 ^ 6 different identities can be coded.

I vissa fall, kan det vara olämpligt att använda lågfrekvenser under 20 kHz, till exempel om en ultraljudssändare används. I ett sådant fall, kan frekvenser i området 100 kHz till 1100 kHz användas.In some cases, it may be inappropriate to use low frequencies below 20 kHz, for example if an ultrasonic transmitter is used. In such a case, frequencies in the range of 100 kHz to 1100 kHz may be used.

Kretsen 15 kan anordnas att alstra en serie med frekvenser, vilka upprepas tills batteriets energi är konsumerad. Dessa frekvenser kan bilda identiteten fór taggen. Taggen kan initieras till att starta alstringen av nämnda serie av frekvenser av en extern signal, till exempel såsom nämns ovan i samband med tig 2.The circuit 15 can be arranged to generate a series of frequencies, which are repeated until the energy of the battery is consumed. These frequencies can form the identity for the tag. The tag may be initiated to start the generation of said series of frequencies of an external signal, for example as mentioned above in connection with Fig. 2.

Oscillatorn kan vara en astabil mulivibrator med flera kondensatorer anslutna den ena efter den andra i tidsföljd lör att alstra flera frekvenser eñer varandra. En sådan krets visas i fig 3.The oscillator can be an unstable multivibrator with several capacitors connected one after the other in sequence in order to generate fl your frequencies one after the other. Such a circuit is shown in Fig. 3.

Kretsen i flg 3 är byggd omkring en krets 61, en så kallas 555-IC, som är välkänd.The circuit in fl g 3 is built around a circuit 61, a so-called 555-IC, which is well known.

Denna 555-IC alstrar en fyrkantvågsutgångssignal med en frekvens som definieras av en kondensator vid dess ingång. I kretsen enligt fig 3, finns det tre kondensatorer 62, 63 och 64, vilka kan vara kopplade till kretsen 61. En första kondensator 62 är alltid kopplad till kretsen 61. När denna kondensator 61 är inkopplad alstrar kretsen en fyrkantvågssignal på en utgång 67, vilken har en hög frekvens, bestämd av kondensatoms värde.This 555-IC generates a square wave output signal with a frequency defined by a capacitor at its input. In the circuit according to fi g 3, there are three capacitors 62, 63 and 64, which can be connected to the circuit 61. A first capacitor 62 is always connected to the circuit 61. When this capacitor 61 is connected, the circuit generates a square wave signal at an output 67, which has a high frequency, determined by the value of the capacitor.

En räknare 68 är anordnad att alstra en binär signal vid två utgângskontakter anslutna till två brytarelement 65, 66 i formen av MOSFET transistorer, fór att lägga till kondensatorer 63, 64 till kretsen 61 . Räknaren är anordnad att alstra följande sekvens av signaler: 00, 01, 10, 11, 00 under till exempel en sekund. När utgångssignalen blir 00, är bägge brytarelementen 65, 66 stängda och endast den första kondensatom bestämmer frekvensen, som blir hög, till exempel 550 kHz. När utgångssignalen blir 01 efier omkring 250 ms, kopplas den andra kondensatom 63 in parallellt med den första kondensatom 62 och frekvensen blir lägre, till exempel 320 kHz. När utgångssignalen blir 10 efter ytterligare 250 ms, kopplas den tredje kondensatom 64 in parallellt med den första kondensatom 62 och frekvensen blir ännu lägre, till exempel 260 kHz. När utgångssignalen blir 1 1 efter ytterligare 250 ms, blir både den andra kondensatom 63 och den tredje kondensatom 64 parallellkopplade med den första kondensatom 62 och frekvensen blir ännu lägre, till exempel 210 kHz. Sedan startar sekvensen om från början. På detta sättet alstras fyra olika frekvenser i följd. Utgångssignalen matas till tråden 12 i tig 1. Dessa fyra frekvenser bildar en identitet för taggen och varorna som taggen är fäst vid. Dessa frekvenser detekteras av mikrovågssändtagaren 16, 17. 10 15 20 25 30 534 420 Stabiliteten hos kretsen 61 är tillräcklig för att definiera till exempel 100 olika frekvenser, varvid antalet kombinationer av fyra frekvenser blir 10^8. Ytterligare frekvenser kan adderas för ökat antal kombinationer, till exempel 6 eller 10 frekvenser.A counter 68 is arranged to generate a binary signal at two output contacts connected to two switching elements 65, 66 in the form of MOSFET transistors, before adding capacitors 63, 64 to the circuit 61. The counter is arranged to generate the following sequence of signals: 00, 01, 10, 11, 00 for, for example, one second. When the output signal becomes 00, both switching elements 65, 66 are closed and only the first capacitor determines the frequency which becomes high, for example 550 kHz. When the output signal becomes 01 or omkring about 250 ms, the second capacitor 63 is connected in parallel with the first capacitor 62 and the frequency becomes lower, for example 320 kHz. When the output signal becomes 10 after another 250 ms, the third capacitor 64 is connected in parallel with the first capacitor 62 and the frequency becomes even lower, for example 260 kHz. When the output signal becomes 1 1 after another 250 ms, both the second capacitor 63 and the third capacitor 64 are connected in parallel with the first capacitor 62 and the frequency becomes even lower, for example 210 kHz. Then the sequence restarts from the beginning. In this way, four different frequencies are generated in succession. The output signal is fed to the wire 12 in Fig. 1. These four frequencies form an identity for the tag and the goods to which the tag is attached. These frequencies are detected by the microwave transceiver 16, 17. 534 420 The stability of the circuit 61 is sufficient to define, for example, 100 different frequencies, the number of combinations of four frequencies being 10 ^ 8. Additional frequencies can be added for increased number of combinations, for example 6 or 10 frequencies.

Om bättre stabilitet önskas kan multivibratorkretsen baseras på en kristalloscillator som oscillerar med en hög frekvens på till exempel 100 MHz och delas ned av en räknare till ett område på 100 kHz till 1100 kHz. En sådan multivibrator är mycket stabil.If better stability is desired, the multivibrator circuit can be based on a crystal oscillator which oscillates with a high frequency of, for example, 100 MHz and is divided by a counter into a range of 100 kHz to 1100 kHz. Such a multivibrator is very stable.

Signalema som matas till det magnetiska elementet 32, tråden 23 eller LC-kretsen 13, 14 kan vara en fyrkantvågssignal eller en sinusfomiad signal eller ha någon annan lämplig vågform, såsom triangulär.The signals supplied to the magnetic element 32, the wire 23 or the LC circuit 13, 14 may be a square wave signal or a sinusoidal signal or have some other suitable waveform, such as triangular.

- Det finns nästan inga gränser fór vilka frekvenser som kan användas. Det magnetiska materialet kommer att ändra sin permeabilitet vid frekvenser upp till flera MHz och ned till noll Hz.- There are almost no limits to which frequencies can be used. The magnetic material will change its permeability at frequencies up to fl era MHz and down to zero Hz.

Såsom nämnts ovan, kan kretsen innefatta anordningar for laddning av en strömkälla belägen ombord. När strömkällan har laddats, exempelvis medelst ultraljudsenergi eller induktion eller på något annat sätt, kommer kretsen att alstra nämnda serie av frekvenser. På detta sättet blir taggen självförsörjande och kan fungera närhelst energi tillföres. Även om uppfinningen har beskrivits ovan under hänvisning till specifika utföringsformer, är avsikten inte att begränsa den till de specifika utföringsformer som anges häri. Snarare är uppfinningen begränsad endast av de följande kraven och andra utföringsformer än de som specificeras ovan är likafullt möjliga inom ramen för dessa vidhäftade krav.As mentioned above, the circuit may comprise devices for charging a power source located on board. When the current source has been charged, for example by means of ultrasonic energy or induction or in some other way, the circuit will generate said series of frequencies. In this way, the tag becomes self-sufficient and can work whenever energy is supplied. Although the invention has been described above with reference to specific embodiments, it is not intended to limit it to the specific embodiments set forth herein. Rather, the invention is limited only by the following claims and embodiments other than those specified above are equally possible within the scope of these appended claims.

I kraven utesluter inte uttrycken “innefattar/innefattande” förekomsten av fler element eller steg. Även om de anges individuellt kan ett flertal anordningar, element eller förfarandesteg utföras av till exempel en enda enhet eller processor. Dessutom, även om individuella särdrag är innefattade i olika krav, kan dessa möjligen med fördel kombineras och innefattandet i olika krav antyder inte att en kombination av särdrag inte är möjlig och/eller fördelaktig. Dessutom utesluter inte en enskild hänvisning ett flertal. Uttrycken “en”, “ett”, “första”, “andra” etc utesluter inte ett flertal. Hänvisningsbeteckningar i kraven är anordnade endast såsom klargörande exempel och skall inte konstrueras såsom begränsande omfattningen av kraven på något sätt.In the claims, the terms "include / include" do not exclude the existence of more elements or steps. Even if they are specified individually, a number of devices, elements or process steps can be performed by, for example, a single unit or processor. In addition, even if individual features are included in different claims, these may possibly be combined to advantage and the inclusion in different claims does not suggest that a combination of features is not possible and / or advantageous. In addition, a single reference does not exclude a number. The expressions “one”, “one”, “first”, “second” etc do not exclude a number. Reference numerals in the claims are provided for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope of the claims in any way.

Claims (7)

1. A device for identification of an object, comprising a magnetic element (12, 22, 32) attached to the object,; a source (13, 14, 15; 25; 35) of an altemating magnetic field for exposure of saidmagnetic element; and a microwave transmitter (16) for exposing said magnetic element for microwavesand a rnicrowave receiver (17) for receiving microwaves reflected and/or retransmitted fromsaid magnetic element and modulated by said altemating magnetic field; characterized in that said magnetic element has a permeability, which is dependent on a magnetic fieldexposed to the magnetic element; said source of an altemating magnetic field is arranged on-board of the object; and said source (3 5) of an altemating magnetic field cornprises an oscillator círcuit (61),the output (67) of which is connected to the ends of the magnetic element in order to pass anelectric altemating current through the magnetic element.
2. The device according to claim 1, wherein said source (3 5) of an altematingmagnetic field is powered by an energy source.
3. The device according to claim 2, wherein said energy source is a battery.
4. The device according to claim 2, wherein said energy source is energy which hasbeen wirelessly transmitted to the object, and being electromagnetic radiation, ultrasound, orinduction.
5. The device according to any one of the previous clairns, wherein said oscillatorcírcuit is arranged to generate several discrete fiequencies in a time sequence, whichfrequencies form an identity of the object.
6. The device according to any one of the previous claims, wherein said magneticelement is an amorphous or nano-crystalline magnetic wire.
7. The device according to claim 6, wherein the length of the magnetic wire is halfthe wavelength of the niicrowaves.
SE0901082A 2009-08-14 2009-08-14 An apparatus for identification purposes SE534420C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0901082A SE534420C2 (en) 2009-08-14 2009-08-14 An apparatus for identification purposes
EP10808422A EP2465103A1 (en) 2009-08-14 2010-08-14 A method and device for identification purpose
PCT/SE2010/000203 WO2011019311A1 (en) 2009-08-14 2010-08-14 A method and device for identification purpose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0901082A SE534420C2 (en) 2009-08-14 2009-08-14 An apparatus for identification purposes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0901082A1 SE0901082A1 (en) 2011-02-15
SE534420C2 true SE534420C2 (en) 2011-08-16

Family

ID=43586312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0901082A SE534420C2 (en) 2009-08-14 2009-08-14 An apparatus for identification purposes

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2465103A1 (en)
SE (1) SE534420C2 (en)
WO (1) WO2011019311A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529867C2 (en) * 2013-01-10 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт" Method of controlling ship movement

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE469673B (en) * 1992-01-20 1993-08-16 Rso Corp SETTING AND DEVICE ON CONTACT-FREE SALE OF OBJECTS
GB0515523D0 (en) * 2005-07-28 2005-12-07 Bae Systems Plc Transponder

Also Published As

Publication number Publication date
SE0901082A1 (en) 2011-02-15
WO2011019311A1 (en) 2011-02-17
EP2465103A1 (en) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101300957B1 (en) Magnetostrictive/piezo remote power generation, battery and method
EP2887488A1 (en) Power transmission apparatus and power reception apparatus for wireless power transfer and wireless power transfer system
WO2015015690A1 (en) Wireless electricity transmission device and wireless power transmission system
US20180090253A1 (en) Integrated gap sensing electromagnetic reluctance actuator
JP2005333426A (en) Device and method for detecting displacement
CN101405751A (en) RFID sensor
CN101019005A (en) Sensing apparatus and method
US7830255B2 (en) Electronic article surveillance activator/deactivator and method therefor
US6922146B2 (en) Radio frequency data carrier and system for reading data stored therein
Record et al. Direct and converse magnetoelectic effect in laminate bonded Terfenol-D–PZT composites
EP1618513B1 (en) Memory devices
SE515182C2 (en) Method and system for remote detection of objects
SE534420C2 (en) An apparatus for identification purposes
CN107239079B (en) Hard tag magnetic inserting device and control method thereof
Cui et al. High-efficiency selective wireless power transfer with a bistable parity-time-symmetric circuit
EP3961899B1 (en) Quality factor estimation of an inductive element
JP4593876B2 (en) Device for accurate measurement of high-frequency magnetic fields with constant amplitude and frequency
US10607464B2 (en) Inductive system for data transmission/reception by means of locking the generation of harmonics on a ferromagnetic core
RU2340866C1 (en) Device for identifying and controlling positions of objects
JP2001141512A (en) Physical quantity sensor
Fiala et al. Mini-and microgenerators magnetic circuits design
CN114023029A (en) Anti-theft monitoring device and method for commodities in box
JP2009146324A (en) Magnetic field generator, article monitoring device and program
JPS6480872A (en) Current distribution detecting device
JPH0678477A (en) Method and apparatus for driving electronic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed