DE102006009802A1

DE102006009802A1 - RFID-Transponder mit mindestens zwei Antennen

Info

Publication number: DE102006009802A1
Application number: DE102006009802A
Authority: DE
Inventors: Toni Dick; Kees Van Vliet; Ralf Dick
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-04-19
Also published as: DE112006003621A5; WO2007042021A1

Abstract

Ein RFID-Transponder weist mindestens zwei Antennen auf, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Lesbarkeit der RFID-Transponder beim Passieren eines Gates, da immer mindestens eine der beiden Antennen in einem geeigneten Winkel zur Leseeinrichtung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen RFID-Transponder. Es ist weit verbreitet, Waren mit verschlüsselten Informationen zu versehen, indem auf der Ware ein Barcode aufgebracht wird. Derartige Barcodes können zweidimensional als Streifenmuster oder dreidimensional ausgebildet sein. Sie werden in der Regel mit einer Lasereinrichtung gelesen. Hierzu wird entweder die Ware relativ zur Leseeinrichtung bewegt oder der Laser relativ zur Ware.

Derartige Barcodes werden in immer größeren Bereichen durch RFID-Transponder ersetzt. Hierbei handelt es sich um kleine Chips, die auch ohne eigene Stromversorgung in einem meist niederfrequenten Feld eine Kennung aussenden, um Gegenstände zu identifizieren. RFID steht für Radio Frequency Identification und ermöglicht die berührungslose Datenerfassung. Ein RFID-System besteht aus einem Datenträger, der wiederum aus einem Chip und einer Antenne in einem Träger besteht, und einem Lesegerät. Derartige Lesegeräte bestehen aus einer Antenne und einem Decoder. Zur Datenübertragung werden magnetische oder elektromagnetische Felder eingesetzt.

Es werden diverse Systeme unterschieden. Aktive Systeme dienen der Überbrückung großer Lesedistanzen. Hierbei haben die RFID-Transponder eine Stromversorgung, die Lesedistanzen über mehrere Meter ermöglicht. Bei passiven Systemen haben die RFID-Transponder keine eigene Stromversorgung. Die Energie wird vom Lesegerät erzeugt und daher liegen die Leseabstände bei bis zu circa 60 cm. In der Regel werden RIFD-Transponder als Etikett auf die Produkte aufgeklebt. Derartige Etiketten sind aus dem Bereich der Preisauszeichnung, insbesondere bei Parfümerien oder im Bereich anderer hochwertiger Waren bekannt.

Nicht unproblematisch ist das Lesen von RFID-Transpondern. Die RFID-Transponder müssen möglichst genau in der Draufsicht von den Antennen gelesen werden. Nur hierdurch ergibt sich eine nahezu 100%ige Lesegenauigkeit. Beim Einsatz von Transpondern im logistischen Bereich muss unbedingt vermieden werden, dass einzelne Waren von Lesegeräten nicht erfasst werden. Eine Nacherfassung von Problemfällen würde einen extrem hohen Aufwand in der Logistikkette bedeuten.

RFID-Transponder werden meist an einem Gate gelesen. Ein Gate ist eine Lese- und gegebenenfalls auch eine Schreibeinrichtung mit meist vier Antennen. Am Gate wird darauf geachtet, dass die Ware mit dem Transponder derart geführt wird, dass der RFID-Transponder genau in der Draufsicht gelesen wird. Die Länge der Antenne im Transponder bestimmt hierbei die Frequenz des Transponders und die Länge und das Design vom Dipol hängt von der gewünschten Frequenz und dem Untergrund des anzubringenden Transponders ab. Je nach dem ob der Transponder auf Folie, Pappe, Kunststoff oder Metall anzubringen ist, wird die Antenne entsprechend kalibriert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen RFID-Transponder zu entwickeln, der an Gates leichter zu lesen ist.

Diese Aufgabe wird mit einem RFID-Transponder gelöst, der mindestens zwei Antennen aufweist, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind.

Überraschender Weise hat sich herausgestellt, dass die bloße Verwendung von zwei Antennen anstelle von einer Antenne es ermöglicht, diese Antennen in einem Winkel zueinander anzuordnen und dadurch die Möglichkeiten zu erhöhen, dass zumindest eine Antenne möglichst genau in der Draufsicht einer Leseeinrichtung am Gate liegt.

Selbstverständlich ist es möglich, beliebig viele Antennen in einem Winkel zueinander anzuordnen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht jedoch vor, dass zumindest zwei der Antennen in einem Winkel von etwa 90 Grad angeordnet sind. Beispielsweise bei einer Palette oder einer quaderförmigen Kiste kann somit ein Transponder beispielsweise in einer Ecke der Kiste so angeordnet werden, dass jeweils eine Antenne an einer Kistenseite anliegt und die Antennen somit in einem 90 Grad Winkel zueinander angeordnet sind. Dies erlaubt es, die Kiste längs oder quer durch das Gate laufen zu lassen. In beiden Fällen wird eine der Antennen in optimaler Ausrichtung zur Leseeinrichtung während des Passierens des Gates angeordnet sein.

Es ist möglich, die Antennen verschieden lang auszubilden, um über die dadurch erzielte unterschiedliche Frequenz in Verbindung mit der Leseeinrichtung die Antennen z.B. dazu zu nutzen, die Ausrichtung der Kiste relativ zum Gate zu ermitteln. Eine einfache Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Transponders sieht vor, dass die Antennen gleich lang sind. Die Kennung kann somit über das gleiche Lesegerät einfach ermittelt werden, unabhängig davon, ob die Kiste oder eine Palette längs oder quer das Gate passiert.

Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass der Transponder einen Chip aufweist, der ungleich beabstandet zu den Antennen angeordnet ist. Bei gleicher Antennenlänge und einer Anordnung der Antennen in einem Winkel von 90 Grad auf der Oberfläche einer quaderförmigen Kiste, müsste der zwischen den Antennen angeordnete Chip direkt auf der Kante der quaderförmigen Verpackung liegen. Um dies zu vermeiden, wird ein Transponder mit einem Chip vorgeschlagen, bei dem der Chip ungleich beabstandet zu den Antennen angeordnet ist. Der Transponder kann dadurch derart an der Ecke einer Kiste befestigt werden, dass der Chip auf einer Seitenfläche der Kiste zum Liegen kommt.

Um die Längen von den Antennen und den Zuleitungen zu den Antennen auf einfache Art und Weise individuell gestalten zu können, wird vorgeschlagen, dass der Transponder einen Chip aufweist und zwischen dem Chip und mindestens einer Antenne ein abgeschirmtes Antennenkabel angeordnet ist. Die Abschirmung des Antennenkabels ermöglicht es, ver schiedene Antennenlängen, die sich aus dem nicht abgeschirmten Teil der Zuleitung und der Antenne selber ergeben, oder auch gleiche Antennenlängen in individuellen Abständen zum Chip vorzusehen.

Eine einfache zur Abschirmung geeignete Ausführungsvariante sieht vor, dass das Antennenkabel durch ein Metallband abgeschirmt ist. Hierzu wird insbesondere vorgeschlagen, dass das Metallband selbstklebend ist. Dies erlaubt es auf einfache Art und Weise einen Chip eines Transponders an einer Kiste zu befestigen und hierbei die wirksamen Antennenlängen festzulegen.

Eine besonders effektive Ausführungsform sieht vor, dass der Transponder als Folien-Klebestreifen ausgebildet ist. Der gesamte erfindungsgemäße Transponder ist somit mit seinen mindestens zwei Antennen als Klebestreifen ausgebildet, der auf einfache Art und Weise beispielsweise auf die Ecke einer Verpackung oder einer Palette aufgeklebt werden kann.

Eine Ausführungsvariante, die auf die Chips bekannter Transponder zurückgreift sieht vor, dass der Transponder einen Chip aufweist, an dem zwei Pole für ein Antennenkabel vorgesehen sind und daran mindestens zwei Antennen angeschlossen sind. Bei dieser Ausführungsvariante wird der herkömmliche Transponderchip verwendet und von jedem Pol, der zwei für die Antennen vorgesehenen Pole, gehen jeweils zwei Leitungen oder eine sich teilende Leitung zu je einer der beiden Antennen.

Eine alternative Ausführungsvariante sieht vor, dass der Transponder einen Chip aufweist, an dem mehrmals zwei Pole für Antennenkabel vorgesehen sind, an denen jeweils eine Antenne angeschlossen ist. Der Chip hat somit für jede Antenne zwei Pole und er unterscheidet sich dadurch von herkömmlichen Chips, die nur für eine Antenne zwei Pole aufweisen.

Die Erfindung wird auch durch eine Transporteinheit mit einem RFID-Transponder gelöst, bei der der Transponder an zwei Seiten einer Ecke der Transporteinheit angeordnet ist. Der Transponder ist somit nicht – wie üblich – auf eine Seite der Verpackung aufgeklebt, sondern er erstreckt sich im Bereich einer Ecke der Transporteinheit um die Ecke herum. Dies ermöglicht es an zwei Seiten der Transporteinheit Antennen des Transponders anzuordnen.

Vorteilhaft ist es somit, wenn der Transponder einen Träger aufweist, an dem Antennen in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Eine derartige Transporteinheit kann somit längs oder quer ein Gate passieren, ohne das die Gefahr besteht, dass die Antenne nicht gelesen werden kann. Eine der beiden abgewinkelten zueinander angeordneten Antennen ist jeweils optimal zur Leseeinrichtung angeordnet.

Der Transponder kann auf vielfältige Art und Weise an der Transporteinheit befestigt werden. Er kann beispielsweise auch geschützt in die Transporteinheit integriert werden. Hierbei kann ein Transponder mit abgewinkelt zueinander angeordneten Antennen beispielsweise in die Ecke einer Transporteinheit integriert sein. Der Transponder kann jedoch auch an der Außenhülle der Transporteinheit befestigt sein, indem er auf die Ecke einer Transporteinheit aufgeklebt ist.

Ein weites Einsatzgebiet erschließt eine Transporteinheit, die als Palette ausgebildet ist und mit einem erfindungsgemäßen Transponder versehen ist.

Weitere Einsatzgebiete erschließen sich, wenn die Transporteinheit eine Umverpackung aufweist, da in diesem Fall auf einfache Art und Weise der erfindungsgemäße Transponder an einer Ecke der Umverpackung angeordnet werden kann. Beispielsweise bei Rollcontainern kann der Transponder vorteilhaft an der Ecke oberhalb eines Rades derart angeordnet sein, dass die zwei mit dem Chip in Verbindung stehenden Antennen rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen RFID-Transponders sowie Einsatzmöglichkeiten des Transponders an unterschiedlichen Transporteinheiten sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigt
1 eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen RFID-Transponder mit herkömmlichem Chip,
2 schematisch eine Draufsicht auf einen RFID-Transponder mit einem Chip mit zwei Antennenausgängen,
3 eine perspektivische Ansicht einer Palette mit aufgeklebtem RFID-Transponder und einer RFID-Transponderaufnahme,
4 schematisch eine Ansicht eines Einsatzes für die in 3 gezeigte RFID-Transponderaufnahme,
5 schematisch eine dreidimensionale Darstellung eines Transportwagens mit Transponder,
6 schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer Transportwagenrolle mit Transponder und
7 schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer Umverpackung mit Transponder.
Der in 1 gezeigte RFID-Transponder 1 besteht im Wesentlichen aus einem Trägermaterial 2, auf dem ein Chip 3 und zwei Antennen 4 und 5 angeordnet sind. Der Chip 3 ist über Antennenkabel 6, 7, 8 und 9 mit den Antennen 4 und 5 verbunden. Ein großer Anteil der Antennenkabel 6, 7, 8 und 9 sowie der Chip 3 sind mit einem Metallband 10 abgedeckt. Obwohl die Antennenkabel 8 und 9 für die Antenne 5 kürzer sind als die Antennenkabel 6 und 7 für die Antenne 4, ist der nicht abgeschirmte Zuleitungsbereich zu den Antennen 4 bzw. 5 gleich lang.
Während in 1 der Chip 3 zwei Pole 11 und 12 zum Anschließen der Antennen 4 und 5 aufweist, zeigt die 2 einen RFID-Transponder 13, der im Wesentlichen wie der in 1 gezeigte Transponder 1 aufgebaut ist, bei dem jedoch der Chip 14 zwei Pole 15 und 16 für die Antenne 19 und zwei Pole 17, 18 für die Antenne 20 aufweist.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Chip 14 versetzt zur Symmetrieline 21 angeordnet und der größte Anteil der Antennenkabel 22 und 23 bzw. 24 und 25 ist durch ein abschirmendes Metallband 26 abgedeckt.
Die Chipträger 2 bzw. 27 sind selbstklebende Folien, mit denen die RFID-Transponder 1 bzw. 13 vorzugsweise auf die Ecke einer Transporteinheit aufgeklebt werden. Hierbei werden die RFID-Transponder an den Symmetrielinien 21 bzw. 28 geknickt. Die asymmetrische Anordnung der Chips 3 und 14 sorgt hierbei dafür, dass die Chips das Knicken der RFID-Transponder nicht beeinträchtigen.
Die 3 bis 7 zeigen verschiedene Einsatzmöglichkeiten des RFID-Transponders, bei denen der RFID-Transponder in abgeknickter Form auf einem Träger oder direkt auf die Transporteinheit aufgebracht ist.
In 3 sind zwei Möglichkeiten der Anbringung eines RFID-Transponders an einer Palette dargestellt. In der Praxis genügt es, wenn je Palette nur von einer dieser Möglichkeiten Gebrauch gemacht wird.
An einem Block 30 der Palette 31 ist ein Transponder 32 wie in den 1 und 2 gezeigt, derart auf die Ecke 33 geklebt, dass eine der Antennen auf einer Seitenfläche des Blocks 30 zu liegen kommt und die weitere Antenne im rechten Winkel auf einer weiteren Seite des Blocks 30 liegt. Eine feste Verbindung des RFID-Transponders 32 mit der Palette sorgt somit für eine einfache Nachverfolgbarkeit der Palette, während der Durchgänge der Palette an Lesegeräten von Gates.
Es ist leicht ersichtlich, dass die Palette 31 längst oder quer durch ein Gate gefahren werden kann. In beiden Fällen bewegt sich eine der Antennen des RFID-Transponders 32 parallel zur Leseeinrichtung und erleichtert dadurch das Ablesen der Informationen des RFID-Transponders.
Eine besonders geschützte Anordnung eines RFID-Transponders 40 am Block einer Palette 31 ist an dem weiteren Palettenblock 41 dargestellt. Dieser Block 41 hat eine Sacklochbohrung 42, in die ein Transponderträger 43 mit rechtwinklig zueinander angeordneten Antennen 44 und 45 eingesteckt werden kann. Die Antennen sind zwar in diesem Fall durch einen Holzbereich des Blocks leicht verdeckt, dafür ist der RFID-Transponder jedoch geschützt im Block angeordnet. Das Sackloch 42 kann sogar nach Einsetzen des RFID-Transponders versiegelt werden, um ein widerrechtliches Entnehmen oder Austauschen von Transpondern zu verhindern.
Die 5 zeigt einen Transportwagen 50, an dem an einem Außenpfosten 51 ein Transponder 52 derart angeordnet ist, dass sich zwei mit Antennen versehene Flächen des Transponders in einem rechten Winkel zueinander erstrecken.
Die 6 zeigt eine Rolle 60 für einen Transportwagen, bei der an der Radhalterung 61 ein RFID-Transponder 62 so angebracht ist, dass wiederum zwei Antennen 63 und 64 des RFID-Transponders 62 in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Letztlich zeigt die 7 eine einfache Umverpackung, wie eine beliebige Kiste oder eine Faltschachtel 70, bei der auf eine Kante ein RFID-Transponder 71 aufgeklebt ist. Die 7 zeigt darüber hinaus, dass auf eine quaderförmige Schachtel auch noch weitere Transponder aufgeklebt werden können, die vorzugsweise auf den Kanten der Verpackung positioniert werden, damit die Umverpackung in allen beliebigen Positionen beim Passieren eines Gates mindestens eine Antenne in optimaler Ausrichtung zur Leseeinrichtung aufweist. Eine nicht dargestellte Variante sieht einen Transponder vor, der drei rechtwinklig zueinander angeordnete Antennen aufweist. Ein derartiger Transponder kann z.B. auf einer Ecke einer Kiste oder Faltschachtel aufgebracht sein.
Die Ausführungsbeispiele zeigen, dass zunächst zwei identische Antennen in einem rechten Winkel zueinander oder in einem beliebigen anderen Winkel zueinander angeordnet werden können. Da die meisten Verpackungen oder Umverpackungen sowie Transporteinheiten rechtwinklig zueinander angeordnete Flächen aufweisen, ist es in der Regel möglich, auf einfache Art und Weise derartige RFID-Transponder auf die Verpackung aufzukleben oder auf andere Art und Weise, wie beispielsweise in den 3 und 4 gezeigt, in der Verpackung bzw. in einer Transporteinheit oder an der Verpackung bzw. an einer Transporteinheit anzubringen. Die RFID-Transponder können jedoch auch zwei Antennen mit unterschiedlichen Antennenlängen und damit unterschiedlichen Frequenzen aufweisen. Derartige RFID-Transponder können beispielsweise auch plan auf eine Fläche aufgebracht werden. Hierbei kann beispielsweise eine An tenne mit einer speziell abgestimmten Frequenz für Lesegeräte in den USA ausgerüstet sein, während die andere Antenne auf Lesegeräte in Europa abgestimmt ist. Da die Antennen-Eigenschaften von dem darunter liegenden Material, wie beispielsweise Pappe oder Kunststoff abhängen, kann auch eine Antenne des Transponders für die Aufbringung des Transponders auf ein erstes Material geeignet sein, während die andere Antenne auf ein weiteres Material abgestimmt ist. Hierzu können entweder die Antennen selbst unterschiedlich ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht jedoch vor, dass die Antennenkabel einen unterschiedlich langen, nicht abgeschirmten Bereich aufweisen. Der so abgestimmt ist, dass auch bei gleichen Antennen durch die unterschiedliche Antennenkabellänge der Transponder auf verschiedene Frequenzen abgestimmt ist. Derartige RFID-Transponder mit mindestens zwei unterschiedlichen Antennen sind ebenso Gegenstand der Erfindung. Sie können plan auf einen ebenen Untergrund aufgeklebt werden oder derart abgewinkelt angeordnet werden, dass die Antennen in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
Die erfindungsgemäßen Transponder erweitern den flächendeckenden Einsatz von RFID-Transpondern und ermöglichen den Einsatz von RFID-Transpondern in zusätzlichen Bereichen, insbesondere für Logistikunternehmen.

Claims

RFID-Transponder (1) mit mindestens zwei Antennen (4, 5) die in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
RFID-Transponder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel etwa 90 Grad beträgt.
RFID-Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (4, 5) gleich lang sind.
RFID-Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) einen Chip (3) aufweist, der ungleich beabstandet zu den Antennen (4, 5) angeordnet ist.
RFID-Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) einen Chip (3) aufweist und zwischen dem Chip (3) und mindestens einer Antenne (4, 5) ein abgeschirmtes Antennenkabel (6, 7, 8, 9) angeordnet ist.
RFID-Transponder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenkabel (6, 7, 8, 9) durch ein Metallband (10) abgeschirmt ist.
RFID-Transponder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (10) selbstklebend ist.
RFID-Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) als Folienklebestreifen ausgebildet ist.
RFID-Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (1) einen Chip (3) aufweist, an dem zwei Pole (11, 12) für ein Antennenkabel (6, 7, 8, 9) vorgesehen sind und daran mindestens zwei Antennen (4, 5) angeschlossen sind.
RFID-Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (13) einen Chip (14) aufweist, an dem mehrmals zwei Pole (15, 16, 17, 18) für Antennenkabel (19, 20) vorgesehen sind, an denen jeweils eine Antenne (19, 20) angeschlossen ist.
Transporteinheit (31) mit einem RFID-Transponder (32), dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (32) an zwei Seiten einer Ecke (33) der Transporteinheit (31) angeordnet ist.
Transporteinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (40) einen Träger (43) aufweist, an dem Antennen (44, 45) in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
Transporteinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (40) in oder an der Transporteinheit (31) angeordnet ist.
Transporteinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (31) eine Palette ist.
Transporteinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit eine Umverpackung aufweist.