WO2008025779A1 - Rfid-transponder mit sensorelementen - Google Patents

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WO2008025779A1
WO2008025779A1 PCT/EP2007/058956 EP2007058956W WO2008025779A1 WO 2008025779 A1 WO2008025779 A1 WO 2008025779A1 EP 2007058956 W EP2007058956 W EP 2007058956W WO 2008025779 A1 WO2008025779 A1 WO 2008025779A1
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WO
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transponder
rfid
transponders
reading device
sensor element
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/058956
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Bamberger
Daniel Evers
Sebastian Kunkel
Claudio Laloni
Carl Udo Maier
Roland Pohle
Stefan Schwarzer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Filing date
Publication date
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record 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
    • G06K19/067—Record 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
    • G06K19/07—Record 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
    • G06K19/0723—Record 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
    • G—PHYSICS
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    • G06K19/07—Record 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
    • G06K19/0716—Record 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 at least one of the integrated circuit chips comprising a sensor or an interface to a sensor
    • G06K19/0717—Record 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 at least one of the integrated circuit chips comprising a sensor or an interface to a sensor the sensor being capable of sensing environmental conditions such as temperature history or pressure
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10019—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers.

Definitions

  • the present invention relates to an RFID transponder according to the preamble of the main claim.
  • the present invention also relates to ⁇ a method for reading such a RFID transponder.
  • Radio Frequency Identification enables automatic ⁇ tables identification (radio frequency identification) and localization of objects.
  • An RFID system includes
  • Transponders on or in objects store data that can be read without physical or visual contact, depending on the version (for example, with its own Leis ⁇ tung supply), beguideem frequency band and transmission power at distances from a few centimeters to more than one kilometer.
  • the data transmission between the transponder and the reading device takes place by means of electromagnetic waves. At low frequencies, this happens inductively via a near field, at higher frequencies via an electromagnetic far field.
  • an RFID transponder conventionally provides an antenna, an analogue circuit for receiving and transmitting (transponder), and a digital circuit. or microchip and a permanent memory.
  • the digital circuit may be a Von Neumann architecture for more complex models.
  • RFID transponders can be written to multiple times
  • the RFID communication functions so principle:
  • the read device generates an electromagnetic (U) HF-field, wel ⁇ ches received by the antenna of the RFID transponder. Arises as soon as it comes into the vicinity of the electromag ⁇ netic field induced current in the on ⁇ antenna coil. This activates the microchip in the RFID transponder. The induced current also charges a capacitor in passive RFID transponders, which ensures permanent power supply to the microchip. This assumes ei ⁇ ne built-in battery with active RFID transponders.
  • the microchip or digital circuit receives commands from the reading device. By modulating a response to the field transmitted by the reader, the transponder sends its serial number (ID) or other data requested by the reader.
  • ID serial number
  • the transponder itself does not emit a field, but only modifies the electromagnetic field of the reading device by so-called load modulation, by "consuming” the energy of the field, which in turn detects the reading device.
  • load modulation by "consuming” the energy of the field, which in turn detects the reading device.
  • the transponder antenna reflects the electromagnetic field on the same principle or absorbs it, so that the ratio of the reflection change can be perceived by the reading device. This is called backscattering.
  • the reading device Since the power supply of the digital circuit (microchip) must be covered consistently in both methods, the reading device must generate a permanent field.
  • the fact that all transponders are read in the radio field is accepted.
  • the resulting data volumes are processed and, if necessary, discarded after checking for relevance. For example, a relevance check determines if a compatible transponder is responding.
  • the read speed is optimized in a conventional manner in such a way by skillful anti-collision method as in ⁇ will play as the use of a binary tree used, which all transponders in the radio field follow one another interrogate systematically and systematically. This so-called multitag capability can be measured at the reading speed.
  • a check as to whether it is necessary to interrogate each RFID transponder is not provided in a conventional manner.
  • a single possibility to select transponders is given by the serial number or ID number.
  • Multi-tag capability is the ability to effectively query a variety of RFID tags.
  • an RFID transponder according to the main claim. It should respond only those RFID transponder to a read command of the reading device which are located in the RF field of the reader and see one or more physical and / or chemical edge or matterssbe ⁇ conditions are exposed.
  • the presence of a transponder in the radio field of the reading device is a necessary condition for the readability of the transponder.
  • This Finbedin ⁇ supply is identical to all conventional transponders. In some RFID application scenarios, it is desirable that only transponders that are exposed to further boundary conditions respond.
  • ⁇ nischen sensor element in the transponder. It can be detected be ⁇ undesirables environmental conditions. Only associated sensor elements must be used. So ⁇ the transponder so extended by at least a sensory component that this component influences the response of a transponder.
  • the sensor element can deactivate the transponder upon entry of a specific environmental condition such that the transponder neither extracts energy from the radio field of the reading device for supplying the microchip, nor executes a communication between the transponder and the reading device.
  • the RFID transponder can be activated by the sensor element when a certain ambient condition occurs. The presence of an environmental condition may enable or disable a transponder. The absence of an environmental condition may also activate or deactivate a transponder. The response may also be the response strength of the transponder.
  • the sensor element is arranged in the resonant circuit of the transponder.
  • the electronic sensor element Upon entry ei ⁇ ner certain environmental condition, the electronic sensor element coil and capacitor of the transponder to separate.
  • the resonant circuit of the transponder neither withdraw energy from the radio field of the reading device for supplying the microchip, nor can communication between the transponder and the reading device take place with the interrupted oscillating circuit.
  • An electronic sensor element can load the oscillating circuit of a transponder in such a way that the resonant circuit, whose actual function, namely to provide a coupling with the reading device, can not be met.
  • the sensor element can activate the transponders or the resonant circuit of the transponder or deeducationie ⁇ ren.
  • Bulk capability is the ability of a large number of RFID transponders, to disturbing mutual influences to be insensitive when entering a ⁇ be voted ambient condition.
  • the improvement of the bulk capability is achieved in that a deactivated resonant circuit is generated in the form of a detuned antenna, which generates significantly less interactions with adjacent antennas as a customized transformants ⁇ ne, which is characterized by an activated resonant circuit.
  • sensor elements detect the ambient conditions light, temperature, pressure, humidity, radiation, distance from the reading device and / or secondary magnetic or electromagnetic fields.
  • the sensor element is a suitable light-dependent resistor (LDR) disposed within the resonator of the transponder, the LDR, depending on the illumination of the transponder, the responses of the transponder allows or prevents. Without illumination of the LDR this remains high impedance and loads the resonant circuit (resonator) of the transponder. With illumination, the LDR is low impedance and the transponder is activated.
  • LDR light-dependent resistor
  • a further advantageous Ausgestal ⁇ processing is the use of a temperature-dependent electrical resistor in place of the LDRs.
  • the RFID transponders can be used, for example, for rapid automatic testing of the temperature of food during the delivery of goods.
  • the sensor element can detect different ⁇ Liche pressures.
  • the design of a transponder with such a pressure-dependent selection for example, allows the rapid monitoring of the pressure of Benzol ⁇ tern in the delivered goods such as vacuum-packed food, gas bottles, hazardous / toxic substances in containers with vacuum and to avoid leakage.
  • the influence of response of the transponder is, in fulfillment of an edge or sincesbe ⁇ dingung the sensor element switches the RFID tags active or passive.
  • the transponder is switched on or off.
  • dampness, the presence of certain radiation, distances to the reader or to any objects, and to the radio field of the reader may be different magnetic or electromagnetic fields than the ambient condition or boundary condition.
  • Other environmental conditions are also possible.
  • the sensor element is the resonant circuit of the transponder.
  • the oscillating ⁇ circular forms a resonant structure with the antenna.
  • the resonant structure is designed so that it is detuned when materials with a certain permeability, such as material-dependent resonant circuit inductance, or Permitti- validity, for example, material-dependent resonant circuit capacitance, are in the transponder proximity. So the function ⁇ onsrange the RFID transponder can overall dependent on the existence limited hours ⁇ ter materials in the vicinity of the transponder to be done. Depending on the proximity of the material, the transponder is switched on or off, or the signal strength of the response signal of the transponder is generated accordingly.
  • a certain permeability such as material-dependent resonant circuit inductance, or Permitti- validity, for example, material-dependent resonant circuit capacitance
  • the reading of a plurality of RFID transponders in the radio field of the reading device takes place. Since not the entire number of RFID transponders must be activated, the multitageability and the bulk capability are improved over the prior art.
  • an environmental condition at the location of the RFID transponder is set to its ad ⁇ ress ist. That is, the selection ability of sensory transponders can also be used to address them.
  • the physical / chemical conditions at the location of the transponder to be aware ⁇ provides such is that one or more transponders are activated.
  • All transponders can be provided depending on the light.
  • the reading device starts ih ⁇ ren read operation. Only responses from the illuminated transponders located within a read area are obtained. In this way, a targeted ad ⁇ ress ist of transponders is executable.
  • addressing is used to determine the position of RFID transponders.
  • the dependence of the transponder function on the environment can be used to locate the transponder.
  • the transponder is where certain physi ⁇ cal conditions or environmental conditions apply, which can also be created intentionally. This follows, for example, by means of pinpoint illumination of a transponder.
  • activated RFID transponders send their identification numbers to the reading device.
  • LDR light dependent resistor
  • a RFID transponder 1 to a sensory component 4, here at ⁇ way of example, a suitable light-dependent resistance, extended inside the resonator.
  • the sensory component 4 enables or prevents the responses of the transponder 1 as a function of the illumination of the transponder 1.
  • "Affecting Responsiveness" of transponder 1 means that the transponder is responding or not responding. Basically, an intermediate range from not answering to answering is also possible. This means that the signal strength of the transponder 1 can also be effectively influenced.
  • the resonant circuit of the transponder 1 Without illumination of the light-dependent resistor LDR 4 this remains high impedance and loads the resonant circuit of the transponder 1, so that this can not fulfill its actual function, namely to provide a coupling with the reading device.
  • Coil 6 and capacitor 5 of the transponder 1 are separated, so the resonant circuit can neither the Reading device radio field energy to supply a microchip 2 or digital circuit 2 withdraw, nor can be done using the resonant circuit communication between the transponder 1 and reading device (not shown).
  • the microchip 2 outputs a binary code signal 3.
  • the sensor elements 4 may be arranged at other positions within a transponder 1.
  • Sen ⁇ sorelement 4 may be arranged in the input or output lines of the micro-chips. 2
  • transponders 1 By reducing the number of transponders 1 to the number of relevant transponders 1, for example all illuminated transponders 1, the speed of the Ge ⁇ velvet reading process is accelerated. By reducing the number of transponders to ⁇ 1 to the number of relevant transponder 1, for example, all lit transponder 1, the processing loads is limited to what is necessary. Disabling not relevant tags, the bulk capability of transponders 1 is improved because de ⁇ activated transponder 1 does not interfere with neighboring transponders. 1
  • the dependence of the transponder function on the environment can be used to address the transponder 1.
  • the dependence of the transponder function on the environment can be used to determine the location of the transponder 1.
  • the transponder 1 is located where certain physical boundary or environmental conditions gel-th that can be produced intentionally, such as by precise lighting of a Transpon ⁇ DERS 1. It can also by the sensory preselection of transponders 1 processes are optimized such as that a robot automatically reads transponder 1 on objects arranged in multiple layers, the robot only gripping the illuminated objects, that is, those that are accessible and located on the topmost layer. On This way, the data acquisition of the reading device is likewise prefiltered.
  • an RFID transponder 1 can be selectively activated by the sensor element 4 when a specific environmental condition occurs. In this way, data stored on an RFID transponder 1 of an electrical ID card generated with light sensor element 4 can be protected against undesired read-out, for example in a dark jacket pocket. In this way, data security ei ⁇ nes RFID Transpnders 1 is increased.
  • the sensor elements 4 according to the present invention can be positioned at other locations of the RFID transponder 1 in order to activate or deactivate it. "Influence of response” also means a modifier ⁇ countries the strength of the response signal.
  • the present invention has been described with reference to an embodiment. However, the invention is not limited to the exemplary ones shown embodiment limited and may by further embodiments, particularly with respect to the sensor elements 4 be realized.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen RFID-Transponder (1), der in einem Funkfeld einer Lesevorrichtung in einer Umgebung mit mindestens einer Umgebungsbedingung positionierbar ist. Es sollen auf wirksame Weise die Lesegeschwindigkeit erhöht und die Datenmenge verringert bzw. das unerlaubte Auslesen verhindert werden. Zudem soll die gegenseitige Beeinflussung der Transponder (1) verringert werden, sowie eine große Anzahl von Transpondern (1) abgearbeitet werden können. Indem der Transponder (1) mit einem eine Umgebungsbedingung erfassendes elektronisches Sensorelement (4) kombiniert wird, können gezielt bestimmte Transponder (1) aus einer Vielzahl von Transpondern (1) gelesen werden.

Description

RFID-Transponder mit Sensorelementen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen RFID-Transponder gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Die vorliegende Er¬ findung betrifft ebenso ein Verfahren zum Lesen eines derartigen RFID-Transponders .
Radio Frequency Identification (RFID) ermöglicht eine automa¬ tische Identifikation (Funkerkennung) und Lokalisierung von Objekten .
Ein RFID-System umfasst
- RFID-Transponder (dieser wird ebenso RFID-Etikett , Smartla¬ bel, RFID-Tag oder Funketikett genannt),
- Lesevorrichtungen (diese werden ebenso Reader oder Interro- gator genannt) und
- gegebenenfalls Integration mit Servern, Diensten und sonstigen Systemen wie zum Beispiel Kassensystemen oder Warenwirt SchaftsSystemen .
Transponder an oder in Objekten speichern Daten, die berührungslos und ohne Sichtkontakt gelesen werden können, und zwar je nach Ausführung (beispielsweise mit eigener Leis¬ tungsversorgung) , benutztem Frequenzband und Sendeleistung auf Entfernungen zwischen wenigen Zentimetern und mehr als einem Kilometer.
Die Datenübertragung zwischen Transponder und Lesevorrichtung findet mittels elektromagnetischer Wellen statt. Bei niedrigen Frequenzen geschieht dies induktiv über ein Nahfeld, bei höheren über ein elektromagnetisches Fernfeld.
Der Aufbau eines RFID-Transponders sieht herkömmlicher Weise eine Antenne, einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden (Transponder) , sowie einen digitalen Schaltkreis be- ziehungsweise Mikrochip und einen permanenten Speicher vor. Der digitale Schaltkreis kann bei komplexeren Modellen eine Von-Neumann-Architektur sein.
RFID-Transponder können über einen mehrfach beschreibbaren
Speicher verfügen, in dem während der Lebensdauer Informationen abgelegt werden können.
Nach Anwendungsgebiet unterscheiden sich auch die sonstigen Kennzahlen wie zum Beispiel Funkfrequenz, Übertragungsrate,
Lebensdauer, Kosten pro Einheit, Speicherplatz, Lesereichweite und Funktionsumfang.
Prinzipiell funktioniert die RFID-Kommunikation so: Die Lese- Vorrichtung erzeugt ein elektromagnetisches (U)HF-FeId, wel¬ ches die Antenne des RFID-Transponders empfängt. In der An¬ tennenspule entsteht, sobald sie in die Nähe des elektromag¬ netischen Feldes kommt, Induktionsstrom. Dieser aktiviert den Mikrochip im RFID-Transponder. Durch den induzierten Strom wird bei passiven RFID-Transpondern zudem ein Kondensator aufgeladen, welcher für dauerhafte Stromversorgung des Mikro- chips sorgt. Dies übernimmt bei aktiven RFID-Transpondern ei¬ ne eingebaute Batterie.
Ist der Mikrochip beziehungsweise der digitale Schaltkreis einmal aktiviert, so empfängt dieser von der Lesevorrichtung Befehle. Indem der Transponder eine Antwort in das von der Lesevorrichtung ausgesendete Feld moduliert, sendet er seine Seriennummer (ID) oder andere von der Lesevorrichtung abge- fragte Daten.
Dabei sendet der Transponder selbst kein Feld aus, sondern verändert nur das elektromagnetische Feld der Lesevorrichtung durch so genannte Lastmodulation, indem er die Energie des Feldes "verbraucht", was wiederum die Lesevorrichtung detek- tiert . Im UHF-Bereich bei 865 bis 920 MHz reflektiert die Transpon- derantenne nach gleichem Prinzip das elektromagnetische Feld oder absorbiert dieses, so dass das Verhältnis der Reflekti- onsänderung von der Lesevorrichtung wahrgenommen werden kann. Dies nennt man Backscattering.
Da die Energieversorgung des digitalen Schaltkreises (Mikro- chips) bei beiden Verfahren durchgehend gedeckt werden muss, muss die Lesevorrichtung ein dauerhaftes Feld erzeugen.
Auf herkömmliche Weise erfolgt das Auslesen von RFID- Transpondern innerhalb des Funkfeldes einer Lesevorrichtung unspezifisch, das heißt während eines Lesevorgangs werden al¬ le Transponder innerhalb der Lesereichweite gelesen. Dies hat zur Folge, dass bei einem Lesevorgang unter Umständen sehr viele Transponder antworten, und zwar auch solche, die für den spezifischen Lesevorgang nicht von Bedeutung wären. Das Auslesen von vielen Transpondern führt zur Verlängerung der Lesedauer. Je mehr kompatible, funktionsfähige Transponder im Funkfeld vorhanden sind, desto langsamer ist der Gesamtlese¬ vorgang. Zudem fallen bei derartigen pauschalen Lesevorgängen unter Umständen unnötig große Datenmengen an, die verwaltet und weiter verarbeitet werden müssen. Herkömmliche Transponder weisen keine Instanz auf, die abhängig von Umgebungsbe- dingungen das Antwortverhalten eines Transponders steuert.
Auf herkömmliche Weise, wird die Tatsache, dass alle Transponder im Funkfeld gelesen werden, akzeptiert. Die entstehenden Datenmengen werden verarbeitet und nach Prüfung auf Relevanz gegebenenfalls verworfen. Bei einer Relevanzprüfung wird beispielsweise festgestellt, ob ein kompatibler Transponder antwortet.
Die Lesegeschwindigkeit wird auf herkömmliche Weise derart optimiert, indem geschickte Antikollisionsverfahren wie bei¬ spielsweise die Verwendung eines binären Baums, eingesetzt werden, welche alle Transponder im Funkfeld aufeinander fol- gend und systematisch abfragen. Diese so genannte Multitag- Fähigkeit kann an der Lesegeschwindigkeit gemessen werden.
Eine Prüfung, ob es erforderlich ist, jeden RFID-Transponder abzufragen, ist auf herkömmliche Weise nicht vorgesehen. Eine einzige Möglichkeit Transponder auszuwählen, ist durch die Seriennummer beziehungsweise ID-Nummer gegeben.
Zudem beeinflussen sich unter Umständen benachbart angeordne- te Transponder gegenseitig, so dass diese nicht mehr zuver¬ lässig gelesen werden können. Dies ist durch die Verkopplung der Transponder-Antennen miteinander begründet . Offene reso- nante Strukturen (Antennen, Schwingkreise usw.) neigen dazu, über ihr elektromagnetisches Feld miteinander zu wechselwir- ken. Dies kann beispielsweise zu einer Verstimmung der Reso¬ nanzfrequenz und damit zu einem Funktionsausfall von Transpondern führen. Die Robustheit von RFID-Transpondern gegenüber derartigen Effekten nennt man Pulkfähigkeit . Auf herkömmliche Weise ist eine Pulkfähigkeit noch nicht vollständig erreicht .
Es ist damit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von RFID-Transpondern, beziehungsweise RFID-Tags, derart im Vergleich zum Stand der Technik auszulesen, dass Lesedauer und gelesene Datenmengen verringert sowie Multitag- und Pulk¬ fähigkeit verbessert sind und Transponder umgebungsabhängig adressiert und ausgewählt werden können. Zudem soll ein uner¬ laubtes Auslesen eines Transponders verhindert werden.
Multitagfähigkeit heißt die Fähigkeit, eine Vielzahl von RFID-Tags wirksam abfragen zu können.
Pulkfähigkeit heißt die Fähigkeit einer Vielzahl von RFID- Transpondern, gegenüber störenden gegenseitigen Beeinflussun- gen unempfindlich zu sein.
Die Aufgabe wird durch einen RFID-Transponder gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Es sollen nur diejenigen RFID-Transponder auf ein Lesekommando der Lesevorrichtung reagieren, die sich im Funkfeld der Lesevorrichtung befinden und einer oder mehreren physikali- sehen und/oder chemischen Rand- beziehungsweise Umgebungsbe¬ dingungen ausgesetzt sind. Das Vorhandensein eines Transpon- ders im Funkfeld der Lesevorrichtung ist notwendige Bedingung für die Auslesbarkeit des Transponders . Diese Antwortbedin¬ gung ist zu allen herkömmlichen Transpondern identisch. Bei manchen RFID-Anwendungsszenarien ist es wünschenswert, dass nur solche Transponder antworten, die weiteren Randbedingungen ausgesetzt sind.
Diese physikalischen oder chemischen Rand- beziehungsweise Umgebungsbedingungen werden mittels mindestens eines elektro¬ nischen Sensorelements im Transponder erfasst. Es können be¬ liebige Umgebungsbedingungen erfasst werden. Es müssen lediglich dazugehörige Sensorelemente verwendet werden. Damit wer¬ den Transponder derart um mindestens eine sensorische Kompo- nente erweitert, dass diese Komponente das Antwortverhalten eines Transponders beeinflusst. Das Sensorelement kann den Transponder bei Eintritt einer bestimmten Umgebungsbedingung derart deaktivieren, dass der Transponder weder dem Funkfeld der Lesevorrichtung Energie zur Versorgung des Mikrochips entzieht, noch eine Kommunikation zwischen Transponder und Lesevorrichtung ausführt. Alternativ kann der RFID- Transponder bei Eintritt einer bestimmten Umgebungsbedingung mittels des Sensorelements aktiviert werden. Das Vorliegen einer Umgebungbedingung kann einen Transponder aktivieren oder deaktivieren. Das Nichtvorliegen einer Umgebungsbedingung kann ebenso einen Transponder aktivieren oder deaktivieren. Das Antwortverhalten kann ebenso die Antwortsignalstärke des Transponders sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen . Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Sensorelement im Schwingkreis des Transponders angeordnet. Bei Eintritt ei¬ ner bestimmten Umgebungsbedingung kann das elektronische Sensorelement Spule und Kondensator des Transponders trennen. In diesem Fall kann der Schwingkreis des Transponders weder dem Funkfeld der Lesevorrichtung Energie zur Versorgung des Mik- rochips entziehen, noch kann mit dem unterbrochenen Schwingkreis eine Kommunikation zwischen Transponder und Lesevorrichtung erfolgen. Ein elektronisches Sensorelement kann den Schwingkreis eines Transponders derart belasten, so dass der Schwingkreis, dessen eigentliche Funktion, nämlich eine Ver- kopplung mit der Lesevorrichtung bereitzustellen, nicht erfüllen kann. Das Sensorelement kann bei Eintritt einer be¬ stimmten Umgebungsbedingung den Transponder beziehungsweise den Schwingkreis des Transponders aktivieren oder deaktivie¬ ren. Pulkfähigkeit heißt die Fähigkeit einer Vielzahl von RFID-Transpondern, gegenüber störenden gegenseitigen Beeinflussungen unempfindlich zu sein. Die Verbesserung der Pulkfähigkeit wird dadurch erreicht, dass ein deaktivierter Schwingkreis in Form einer verstimmten Antenne erzeugt wird, die deutlich geringere Wechselwirkungen mit benachbarten Antennen erzeugt, als eine angepasste Anten¬ ne, die durch einen aktivierten Schwingkreis gekennzeichnet ist.
Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen erfassen Sensorelemente die Umgebungsbedingungen Licht, Temperatur, Druck, Feuchte, Strahlung, Entfernung von der Lesevorrichtung und/oder sekundäre magnetische oder elektromagnetische Felder. Beispiels- weise ist das Sensorelement ein geeigneter lichtabhängiger Widerstand (LDR) innerhalb des Resonators des Transponders angeordnet, wobei der LDR, abhängig von der Beleuchtung des Transponders, das Antworten des Transponders ermöglicht oder verhindert. Ohne Beleuchtung des LDR bleibt dieser hochohmig und belastet den Schwingkreis (Resonator) des Transponders. Mit Beleuchtung ist der LDR niederohmig und der Transponder ist aktiviert . Durch Verwendung anderer Sensorelemente kann durch geeignete Verschaltungen des Sensorelements mit dem Transponder eine Lesbarkeit von anderen physikalischen Größen abhängig gemacht werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestal¬ tung ist der Einsatz eines temperaturabhängigen elektrischen Widerstands an Stelle des LDRs. Gemäß dieser Ausgestaltung können die RFID-Transponder beispielsweise zur schnellen automatischen Prüfung der Temperatur von Lebensmitteln bei der Warenanlieferung verwendet werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Sensorelement unterschied¬ liche Drücke erfassen. Die Auslegung eines Transponders mit einer derartigen druckabhängigen Selektion ermöglicht beispielsweise die schnelle Überwachung des Druckes von Behäl¬ tern in angelieferten Waren wie beispielsweise vakuumverpackte Lebensmittel, Gasflaschen, gefährliche/giftige Stoffe in Behältern mit Unterdruck und zur Vermeidung von Leckage. Das Beeinflussen des Antwortverhaltens des Transponders heißt, dass bei Erfüllung einer Rand- beziehungsweise Umgebungsbe¬ dingung das Sensorelement den RFID-Transponder aktiv oder passiv schaltet. In Abhängigkeit von der Umweltbedingung ist der Transponder ein- oder ausgeschaltet. Ebenso können Feuch- te, das Vorhandensein von bestimmter Strahlung, Entfernungen zur Lesevorrichtung oder zu beliebigen Objekten, und zum Funkfeld der Lesevorrichtung unterschiedliche magnetische oder elektromagnetische Felder die Umgebungsbedingung oder Randbedingung sein. Weitere Umgebungsbedingungen sind ebenso möglich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Sensorelement der Schwingkreis des Transponders. Der Schwing¬ kreis bildet mit der Antenne eine resonante Struktur.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die resonante Struktur so ausgelegt, dass diese sich verstimmt, wenn Materialien mit bestimmter Permeabilität, beispielsweise materialabhängiger Schwingkreis-Induktivität, oder Permitti- vität, beispielsweise materialabhängige Schwingkreis- Kapazität, in der Transpondernähe sind. So kann die Funkti¬ onsfähigkeit des RFID-Transponders von der Existenz bestimm¬ ter Materialien in der Umgebung des Transponders abhängig ge- macht werden. In Abhängigkeit von der Materialnähe ist der Transponder ein- oder ausgeschaltet, oder die Signalstärke des Antwortsignals des Transponders ist entsprechend erzeugt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Lesen einer Vielzahl von RFID-Transpondern im Funkfeld der Lesevorrichtung. Da nicht die gesamte Anzahl der RFID- Transponder aktiviert sein müssen, sind die Multitagfähigkeit sowie die Pulkfähigkeit gegenüber dem Stand der Technik ver- bessert .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Umgebungsbedingung am Ort des RFID-Transponders zu dessen Ad¬ ressierung eingestellt. Das heißt, die Selektionsfähigkeit von sensorischen Transpondern kann ebenso zu deren Adressierung verwendet werden. Die physikalischen/chemischen Bedingungen am Ort des Transponders werden bewusst derart einge¬ stellt, dass ein oder mehrere Transponder aktiviert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine
Adressierung mittels eines auf ein lichtabhängiges Sensorele¬ ment gerichteten Laserstrahls erzeugt. Dabei können alle Transponder lichtabhängig bereit gestellt sein. Beim Lesen werden ein oder mehrere Transponder durch den Laserstrahl ei- nes Laserscanners beleuchtet, während die Lesevorrichtung ih¬ ren Lesevorgang startet . Es werden nur Antworten von den beleuchteten Transpondern erhalten, die sich innerhalb eines Lesebereichs befinden. Auf diese Weise ist eine gezielte Ad¬ ressierung von Transpondern ausführbar.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Adressierung zur Ortsbestimmung von RFID-Transpondern verwendet. Die Abhängigkeit der Transponder-Funktion von der Umgebung kann zur Ortsbestimmung des Transponders genutzt werden. Der Transponder befindet sich dort, wo bestimmte physikali¬ sche Randbedingungen beziehungsweise Umgebungsbedingungen gelten, die auch vorsätzlich erzeugt werden können. Dies er- folgt beispielsweise mittels punktgenauer Beleuchtung eines Transponders .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung senden akti- vierte RFID-Transponder deren Identifikationsnummern an die LeseVorrichtung.
Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei¬ spiels in Verbindung mit der Figur näher beschrieben. Es zeigt
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines RFID-Transponders mit einem elektronischen Sensorelement. Dieses ist ein geeigneter lichtabhängiger Widerstand (LDR) .
Gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist ein RFID- Transponder 1 um eine sensorische Komponente 4, hier bei¬ spielhaft ein geeigneter lichtabhängiger Widerstand, innerhalb des Resonators erweitert. Die sensorische Komponente 4 ermöglicht oder verhindert das Antworten des Transponders 1 in Abhängigkeit von der Beleuchtung des Transponders 1. Al¬ ternative elektronische Sensorelemente 4 können abhängig von Temperatur, Druck, Feuchte, Strahlung, Entfernung von der Lesevorrichtung und/oder sekundäre magnetische oder elektromag- netische Felder sein. Weitere Umgebungsbedingungen sind ebenso möglich. "Beeinflussen des Antwortverhaltens" des Transponders 1 bedeutet, dass der Transponder antwortet oder nicht antwortet. Grundsätzlich ist ebenso ein Zwischenbereich von nicht antworten bis antworten möglich. Das heißt, es kann ebenso die Signalstärke des Transponders 1 wirksam beein- flusst sein.
Ohne Beleuchtung des lichtabhängigen Widerstands LDR 4 bleibt dieser hochohmig und belastet den Schwingkreis des Transpon- ders 1, so dass dieser seine eigentliche Funktion, nämlich eine Verkopplung mit der Lesevorrichtung bereitzustellen, nicht erfüllen kann. Spule 6 und Kondensator 5 des Transponders 1 sind getrennt, daher kann der Schwingkreis weder dem Lesevorrichtungsfunkfeld Energie zur Versorgung eines Mikro- chips 2 beziehungsweise digitalen Schaltkreises 2 entziehen, noch kann mit Hilfe des Schwingkreises eine Kommunikation zwischen Transponder 1 und Lesevorrichtung (nicht darge- stellt) erfolgen. Der Mikrochip 2 gibt ein binäres Codesignal 3 aus. Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen können die Sensorelemente 4 an anderen Positionen innerhalb eines Transponders 1 angeordnet sein. Beispielsweise kann das Sen¬ sorelement 4 in Eingangs- oder Ausgangsleitungen des Mikro- chips 2 angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung weist folgende Vorteile auf:
Durch die Reduzierung der Anzahl der Transponder 1 auf die Anzahl der relevanten Transponder 1, beispielsweise alle beleuchteten Transponder 1, wird die Geschwindigkeit des Ge¬ samtlesevorgangs beschleunigt. Durch die Reduzierung der An¬ zahl der Transponder 1 auf die Anzahl der relevanten Transponder 1, beispielsweise alle beleuchteten Transponder 1, wird die zu verarbeitende Datenmenge auf das Notwendige beschränkt. Durch die Deaktivierung von nicht relevanten Tags wird die Pulkfähigkeit von Transpondern 1 verbessert, da de¬ aktivierte Transponder 1 nicht mit benachbarten Transpondern 1 wechselwirken. Die Abhängigkeit der Transponderfunktion von der Umgebung kann zur Adressierung der Transponder 1 genutzt werden. Die Abhängigkeit der Transponderfunktion von der Umgebung kann zur Ortsbestimmung des Transponders 1 genutzt werden. Der Transponder 1 befindet sich dort, wo bestimmte physikalische Rand- beziehungsweise Umgebungsbedingungen gel- ten, die auch vorsätzlich erzeugt werden können, wie beispielsweise durch die punktgenaue Beleuchtung eines Transpon¬ ders 1. Es können ebenso durch die sensorische Vorselektion von Transpondern 1 Verfahren optimiert werden, wie beispielsweise, dass ein Roboter automatisch Transponder 1 auf Objek- ten liest, die in mehreren Lagen angeordnet sind, wobei der Roboter nur die beleuchteten Objekte greift, also die, die zugänglich sind und sich auf der obersten Lage befinden. Auf diese Weise wird ebenso vorteilhaft die Datenerfassung der Lesevorrichtung vorgefiltert .
Beispielsweise kann ein RFID-Transponder 1 bei Eintritt einer bestimmten Umgebungsbedingung mittels des Sensorelements 4 gezielt aktiviert werden. Auf einem mit Lichtsensorelement 4 erzeugten RFID-Transponder 1 eines elektrischen Ausweises gespeicherte Daten können auf diese Weise vor unerwünschtem Auslesen, beispielsweise in einer dunklen Jackentasche, ge- schützt werden. Auf diese Weise wird die Datensicherheit ei¬ nes RFID-Transpnders 1 erhöht.
Die Sensorelemente 4 gemäß der vorliegenden Erfindung können an anderen Stellen des RFID-Transponders 1 positioniert sein, um diesen zu aktivieren beziehungsweise zu deaktivieren. „Beeinflussen des Antwortverhaltens" bedeutet ebenso ein Verän¬ dern der Stärke des Antwortsignals. Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das beispielhafte darge- stellte Ausführungsbeispiel beschränkt und kann durch weitere Ausführungsformen, insbesondere hinsichtlich der Sensorelemente 4, verwirklicht sein.

Claims

Patentansprüche
1. RFID-Transponder (1), beziehungsweise RFID-Tag, der/das in einem Funkfeld einer Lesevorrichtung und in einer Umgebung mit mindestens einer Umgebungsbedingung positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) mindestens ein, mindestens eine Umge¬ bungsbedingung erfassendes, elektronisches Sensorelement (4) aufweist, welches das Antwortverhalten des Transponders (1) gegenüber der Lesevorrichtung beeinflusst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (4) im Schwingkreis des Transponders (1) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (4) die Umgebungsbedingungen Licht, Tempe- ratur, Druck, Feuchte, Strahlung, Entfernung von der Lesevorrichtung und/oder sekundäre magnetische oder elektromagneti¬ sche Felder erfasst.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (4) der Schwingkreis ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingkreis die Umgebungsbedingung des Vorliegens von Eigenschaften des Schwingkreises verändernden Materials erfasst .
6. Verfahren zum Lesen eines RFID-Transponders nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) mindestens ein, mindestens eine Umge¬ bungsbedingung erfassendes, elektronisches Sensorelement (4) aufweist, welches das Antwortverhalten des Transponders (1) gegenüber der Lesevorrichtung beeinflusst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von den RFID-Transpondern (1) im Funkfeld der Lesevorrichtung angeordnet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umgebungsbedingung am Ort des RFID-Transponders (1) zu dessen Adressierung eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressierung mittels eines auf ein lichtabhängiges Sen¬ sorelement (4) gerichteten Laserstrahls erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressierung zur Ortsbestimmung des RFID-Transponders (1) verwendet wird.
11. Verfahren zum Auslesen einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktivierter RFID-Transponder (1) dessen Identifikations- Nummer oder weitere Daten an die Lesevorrichtung sendet .
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