DE102016208871A1

DE102016208871A1 - Write-reader for near-field communication for a passive RFID transponder

Info

Publication number: DE102016208871A1
Application number: DE102016208871.8A
Authority: DE
Inventors: Martin Korn; Andreas Gebhard
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-12-08
Also published as: DE202015008958U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schreib-Leseeinheit für die Nahfeldkommunikation für einen passiven RFID-Transponder 1, bestehend aus einem Schreib-Lesegerät 2 mit einer integrierten Schaltung 3, die einen Oszillator 5 zur Erzeugung eines hochfrequenten Sendesignals mit einer Frequenz f1 > 10 MHz aufweist, die mit einer Antennenspule 4 verbunden ist, die ein Signal für den RFID-Transponder 1 ausstrahlt, die integrierte Schaltung 3 Antwortsignale vom RFID-Transponder 1 auswertet, wobei die erste Antennenspule 4 Teil des Schreib-Lesegerätes 2 ist, wobei das Schreib-Lesegerät 2 allein eine Kommunikation mit dem Transponder 1 in einem ersten Erfassungsbereich B1 und einem ersten seitlichen Versatz V1 erlaubt, wobei erfindungsgemäß ein zweiter Schwingkreises 9 mit einer zweiten Antennenspule 8 vorhanden ist, die induktiv mit der Antennenspule 4 des Schreib-Lesegerätes 2 gekoppelt ist, so dass die Schreib-Leseeinheit einen zweiten Erfassungsbereich B2 und einen zweiten seitlichen Versatz V2 erhält, die im Wesentlichen von der zweiten Antennenspule 8 bestimmt sind. Weiterhin werden eine am Schreib-Lesegerät (2) befestigbare Zusatzantenne und eine an einer Schlauchkupplung befestigbare Zusatzantenne mit einer Ringschleife beansprucht.The invention relates to a read-write unit for near-field communication for a passive RFID transponder 1, comprising a read-write device 2 with an integrated circuit 3 having an oscillator 5 for generating a high-frequency transmission signal with a frequency f1> 10 MHz, the is connected to an antenna coil 4, which emits a signal for the RFID transponder 1, the integrated circuit 3 evaluates response signals from the RFID transponder 1, wherein the first antenna coil 4 is part of the read-write device 2, wherein the read-write device 2 alone a communication with the transponder 1 in a first detection range B1 and a first lateral offset V1 allowed, according to the invention a second resonant circuit 9 is provided with a second antenna coil 8, which is inductively coupled to the antenna coil 4 of the read-write device 2, so that the Read-write unit has a second detection area B2 and a second lateral memory z V2, which are essentially determined by the second antenna coil 8. Furthermore, an attachable to the read-write device (2) additional antenna and an attachable to a hose coupling additional antenna with a ring loop are claimed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schreib-Lesegerät zur Nahfeldkommunikation für einen passiven RFID-Transponder (Funketikett) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a read / write device for near field communication for a passive RFID transponder (radio tag) according to the preamble of patent claim 1.

Das erfindungsgemäße Schreib-Lesegerät ist für den Einsatz in Abfüllanlagen, z. B. in Schlauchbahnhöfen, aber auch für die Prozessmesstechnik geeignet. The read-write device according to the invention is suitable for use in filling systems, eg. B. in hose stations, but also suitable for process measurement.

Ein solches Schreib-Lesegerät weist eine Antennenspule auf, die meist Bestandteil eines Schwingkreises ist. Der Schwingkreis wird von einem Oszillator angeregt, der von einem Mikrocontroller gesteuert wird. Ausgewertet wird entweder die der Sendespule entzogene Energie (passiver Transponder), oder ein Echosignal (aktiver Transponder). Such a read-write device has an antenna coil, which is usually part of a resonant circuit. The resonant circuit is excited by an oscillator, which is controlled by a microcontroller. Either the energy extracted from the transmitter coil (passive transponder) or an echo signal (active transponder) are evaluated.

In der DE 42 33 283 A1 wird vorgeschlagen, die Empfindlichkeit eines (RFID)-Lesegerätes für Chipkarten durch eingelagerte Ferritkerne zu verbessern. Das wirkt jedoch wegen der Konzentration der Feldlinien nur im absoluten Nahbereich, wie bei einem Chipkartenleser. In the DE 42 33 283 A1 It is proposed to improve the sensitivity of a (RFID) reader for chip cards by embedded ferrite cores. However, because of the concentration of the field lines, this only works in the absolute close range, as in the case of a chip card reader.

Aus der DE 195 42 900 A1 ist bekannt, die Reichweite eine elektromagnetisch auslesbare Chipkarte mit einer Spule (RFID-Transponders) mit Hilfe einer offenen Zusatzspule zu erhöhen und durch vollständigen oder teilweisen Kurzschluss dieser Spule einzustellen. From the DE 195 42 900 A1 It is known to increase the range of an electromagnetically readable chip card with a coil (RFID transponders) using an open auxiliary coil and set by full or partial short circuit of this coil.

Die DE 20 2012 100 364 U1 zeigt einen RFID-Transponder mit erhöhter Reichweite, wobei eine zweite Antenne mit der Schleifenantenne wechselwirkt. Das ist zwar vorteilhaft, wenn das zu kennzeichnende Bauteil, z.B. die Zierleiste eines PKW, gleichzeitig als zweite Antenne wirkt. Andernfalls werden sowohl der Materielaufwand, als auch die erforderliche Abstimmung auf die Resonanzfrequenz als nachteilig empfunden.The DE 20 2012 100 364 U1 shows an RFID transponder with increased range, with a second antenna interacts with the loop antenna. Although this is advantageous if the component to be marked, for example, the trim strip of a car, simultaneously acts as a second antenna. Otherwise, both the materielaufwand, as well as the required tuning to the resonant frequency are perceived as disadvantageous.

Die DE 10 2009 031 554 A1 betrifft Mobiltelefone, die mittels NFC-Kommunikation eine Bezahlfunktion über eine SIM-Karte des Mobiltelefons zur Verfügung stellen. Wegen der geringen Fläche einer SIM-Karte wird eine passive Antennenanordnung mit einem zweiten Schwingkreis als Verstärkereinheit vorgeschlagen, welche die von dem Reader-Terminal ausgesendeten Signale verstärkt. Das Reader-Terminal realisiert dabei die Lesefunktionalität eines Schreib-Lesegerätes. Der zweite Schwingkreis kann in einer selbstklebende Folie oder flexiblen Leiterplatte angeordnet sein, befindet sich aber immer auf der Transponderseite, und kann im Betrieb nicht mehr abgeglichen werden. Die transponderseitige Zusatzantenne hat den Nachteil, dass alle in Frage kommenden Transponder damit ausgerüstet werden müssen, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Oftmals fehlt auch der für eine Zusatzantenne notwendige Platz auf dem Träger. The DE 10 2009 031 554 A1 relates to mobile phones that provide a payment function via NFC communication via a SIM card of the mobile phone. Because of the small area of a SIM card, a passive antenna arrangement with a second resonant circuit is proposed as an amplifier unit, which amplifies the signals emitted by the reader terminal. The reader terminal realizes the reading functionality of a read / write device. The second resonant circuit can be arranged in a self-adhesive film or flexible printed circuit board, but is always located on the transponder side, and can no longer be adjusted during operation. The transponder-side additional antenna has the disadvantage that all candidate transponder must be equipped with it, which is associated with considerable effort. Often also missing for a supplementary antenna space on the carrier.

Die Wikipedia-online-Veröffentlichung „Near_Field_Communication_Version_20150526“ offenbart die bei der RFID-Kommunikation in Frage kommenden Frequenzen und Datenübertragungsraten. Die US 2010/0 328 045 A1 zeigt auch einen Kartenleser für eine IC-Karte mit einem Transponder zur Kommunikation mit einem Schreib-Lesegerät. Um die Güte Q der an der Übertragung beteiligten Schwingkreise zu verringern, und damit die Übertragungsbandbreite zu erhöhen, sind zuschaltbare Widerstände vorgesehen, die entweder im Transponder oder im Schreib-Lesegerät angeordnet sein können. Eine Anpassung an die räumliche Auslesesituation wird nicht betrachtet.The Wikipedia online publication "Near_Field_Communication_Version_20150526" discloses the frequencies and data rates that may be involved in RFID communication. The US 2010/0 328 045 A1 also shows a card reader for an IC card with a transponder for communication with a read / write device. In order to reduce the quality Q of the resonant circuits involved in the transmission, and thus to increase the transmission bandwidth, switchable resistors are provided which can be arranged either in the transponder or in the read / write device. An adaptation to the spatial read-out situation is not considered.

Die DE 602 09 717 T2 zeigt eine Schlauchkupplung mit einem Transponder 11, der mit einer Lesekopplungseinrichtung 17 kommuniziert. Beide Antennen sind Kreisringe, und erzeugen ein kreisringförmiges Magnetfeld. Die beiden Antennen liegen nebeneinander und kommunizieren im Nahbereich. Da beide Antennen das Schlauchinnere umschließen, entsteht kein seitlicher Versatz zwischen den beiden Antenennen. Eine passive Antennenanordnung als Verstärkereinheit ist wegen der guten Kopplung der beiden Antennen nicht notwendig. Nachteilig ist, dass vergleichsweise große, speziell auf die jeweilige Schlauchkupplung zugeschnittene elektrische und mechanische Komponenten benötig werden. Eine Anpassung an unterschiedliche Bauformen und Größen ist nicht vorgesehen.The DE 602 09 717 T2 shows a hose coupling with a transponder 11 that with a reading device 17 communicated. Both antennas are circular rings, creating a circular magnetic field. The two antennas are next to each other and communicate at close range. Since both antennas surround the inside of the tube, there is no lateral offset between the two antennae. A passive antenna arrangement as an amplifier unit is not necessary because of the good coupling of the two antennas. The disadvantage is that comparatively large, specially tailored to the respective hose coupling electrical and mechanical components are needed. An adaptation to different designs and sizes is not provided.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die genannten Nachteile zu überwinden, und eine Anordnung anzugeben, die mit geringem Aufwand herstellbar ist, flexibel in unterschiedlichen Auslesesituationen und damit in hoher Stückzahl einsetzbar ist, und darüber hinaus auch für kleinere und schnell bewegte Transponderträger geeignet ist. The object of the invention is to overcome the disadvantages mentioned, and to provide an arrangement which can be produced with little effort, is flexible in different read situations and thus can be used in large numbers, and is also suitable for smaller and fast moving transponder carrier.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4 gelöst. Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.This object is achieved with the characterizing features of claims 1 and 4. The subclaims relate to the advantageous embodiment of the invention.

Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, ein Schreib-Lesegerät so weiterzuentwickeln, dass es für unterschiedliche Auslesesituationen aus- und umrüstbar ist. Durch den Verzicht auf eine große geräteinterne Antenne kann das Schreib-Lesegerät mit kleinen Abmessungen in hoher Stückzahl produziert, und mit Hilfe einer, bzw. eines Sortiments von Zusatzantenennen an die unterschiedlichsten Auslesesituationen angepasst werden, was nicht ausschließlich die Erhöhung der Reichweite, sondern auch die Überbrückung eines seitlichen Versatzes beinhalten kann. Da die erfindungsgemäße Zusatzantenne kein integraler Bestandteil des Gerätes ist, sollte ihre Resonanzfrequenz vorzugsweise abstimmbar sein. The essential idea of the invention is to further develop a read / write device so that it can be removed and converted for different readout situations. By dispensing with a large device-internal antenna, the small-sized read-write device can be produced in large numbers, and adapted with the help of one, or a range of additional antennas to a variety of read situations, which is not only the increase in range, but also the Bridging a lateral May include offset. Since the additional antenna according to the invention is not an integral part of the device, its resonant frequency should preferably be tunable.

Ein nicht zu unterschätzender Vorteil der Erfindung besteht, dass nicht nur die Typenvielfalt der benötigten Schreib-Lesegeräte reduziert wird, was sofort Kosten spart, sondern ein kleinerer, per se preisgünstigerer Gerätetyp für unterschiedliche Aufgaben einsetzbar ist. A not to be underestimated advantage of the invention is that not only the variety of types of required read-write devices is reduced, which saves costs immediately, but a smaller, per se cheaper device type can be used for different tasks.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Zusatzantenne an einer Gehäusewand oder in einer Befestigungsplatte angeordnet sein. So kommen in verschiedenen Anwendungen diverse Zusatzantennen zum Einsatz. Ein und dasselbe Grundgerät kann kostengünstig für verschiedene Anwendungsfälle eingerichtet werden. Durch Verstimmung oder ohmsche Belastung der Zusatzantenne ist sogar eine Reichweitenverminderung möglich.In an advantageous embodiment, the additional antenna can be arranged on a housing wall or in a mounting plate. Thus, various additional antennas are used in various applications. One and the same basic unit can be set up inexpensively for various applications. By detuning or ohmic load of the additional antenna even a range reduction is possible.

In einer Anwendung der Erfindung können mit einem RFID-Transponder gekennzeichnete Rohranschlüsse, wie sie beispielsweise in Schlauchbahnhöfen und/oder Abfüllanlagen der Lebensmittelindustrie vorkommen, durch eine das Rohr umschließende Zusatzantenne unempfindliche gegen die bei Verschraubungen notwendige Verdrehung ausgestaltet werden. Näheres ist in der 2 und der zugehörigen Figurenbeschreibung ausgeführt.In one application of the invention, pipe connections marked with an RFID transponder, as occur, for example, in hose stations and / or bottling plants of the food industry, can be made insensitive to the rotation required for screwing by means of an additional antenna enclosing the pipe. More details are in the 2 and the associated description of the figures.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

1 zeigt das erfindungsgemäße Schreib-Lesegerät mit einem RFID-Transponder, 1 shows the novel writing and reading device with an RFID transponder,

2 zeigt das erfindungsgemäße Schreib-Lesegerät für eine Schlauchkupplung, 2 shows the write-read device for a hose coupling according to the invention,

3 zeigt die Antennenspule aus 2 mit einem nochmals vergrößerten Ausschnitt, 3 shows the antenna coil 2 with a further enlarged detail,

4 zeigt einen bekannten RFID-Reader als Blockschaltbild, 4 shows a known RFID reader as a block diagram,

5 zeigt eine erfindungsgemäß erreichte Vergrößerung des Erfassungsbereichs. 5 shows an inventively achieved enlargement of the detection range.

Die 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung. Der Transponder 1 ist ein handelsüblicher passiver Transponder für 13.56 MHz mit einer Übertragungsrate von > 5 kBit/s, typisch sind 26 kBit/s. Das Schreib-Lesegerät 2 weist eine integrierte Schaltung 3 mit einem Quarzoszillator 5 und einem Mikrocontroller µC auf. Die erste Antennenspule 4 gehört zum Schwingkreis 6, der vom Quarzoszillator 5 gespeist wird. Der Mikrocontroller steuert den Oszillator 5 und eine kapazitive Abgleichvorrichtung 7. Er erfasst die Oszillatoramplitude und erzeugt ein Ausgangssignal, das an eine nicht dargestellte übergeordnete SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) übertragen wird. The 1 shows a block diagram of the inventive arrangement. The transponder 1 is a commercially available passive transponder for 13.56 MHz with a transmission rate of> 5 kBit / s, typically 26 kBit / s. The read-write device 2 has an integrated circuit 3 with a quartz oscillator 5 and a microcontroller μC. The first antenna coil 4 belongs to the resonant circuit 6 , the quartz oscillator 5 is fed. The microcontroller controls the oscillator 5 and a capacitive matching device 7 , It detects the oscillator amplitude and generates an output signal which is transmitted to a higher-level PLC (Programmable Logic Controller), not shown.

Die zweite Antennenspule 8 ist induktiv mit der ersten Antennenspule 4 gekoppelt. Diese dient zur Erhöhung der Reichweite und kann an einem handelsüblichen Schreib-Lesegerät 2 angebracht werden. Insbesondere kann sie als Montageplatte oder als Aufsteckeinheit ausgeführt sein. Vorteilhaft sollte sie die erste Antennenspule 4 vollständig umschließen.The second antenna coil 8th is inductive with the first antenna coil 4 coupled. This serves to increase the range and can be connected to a standard read-write device 2 be attached. In particular, it can be designed as a mounting plate or as slip-on unit. Advantageously, it should be the first antenna coil 4 completely enclose.

Die Antennenspulen 4 und 8 sind vorteilhaft als Leiterplattenspulen ausgeführt. Die beiden Schwingkreise 6 und 9 sind auf die gleiche Frequenz f1, hier 13,56 MHz, abgestimmt. Der Koppelfaktor sollte kleiner als 0,1 sein. Die Fläche der zweiten Antennenspule 8 beträgt mindestens das 5-fache der Fläche der ersten Antennenspule 4, wobei sich der nutzbare Abstand B zum Transponder 1 (Erfassungsbereich) um den Faktor 1,5 erhöht. Der seitliche Versatz zwischen dem Transponder 1 und der zweiten Antennenspule 8 ist mit V bezeichnetThe antenna coils 4 and 8th are advantageously designed as PCB coils. The two oscillating circuits 6 and 9 are tuned to the same frequency f1, here 13.56 MHz. The coupling factor should be less than 0.1. The area of the second antenna coil 8th is at least 5 times the area of the first antenna coil 4 , where the usable distance B to the transponder 1 (Detection range) increased by a factor of 1.5. The lateral offset between the transponder 1 and the second antenna coil 8th is denoted by V.

Die 2 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen RFID-Schreib-Lesegerät 2 ausgestatte Schlauchkupplung 10. Die stationäre Seite des Schlauch- oder Rohranschlusses, z. B. in einem Schlauchbahnhof, trägt ein hier mit 2 bezeichnetes, zunächst handelsübliches Schreib-Lesegerät, das durch die zweite Sendespule 8 zum erfindungsgemäßen wird. The 2 shows a with the RFID read-write device according to the invention 2 equipped hose coupling 10 , The stationary side of the hose or pipe connection, z. B. in a tube station, wearing a here with 2 designated, initially commercially available read-write device, by the second transmitter coil 8th becomes the invention.

Die zweite Sendespule 8 ist eine den Medienanschluss nahezu vollständig umschließende Ringschleife. Durch diese Form ist in allen möglichen Winkelstellungen und auch bereits bei Annäherung eines mit einem handelsüblichen Transponder 1 ausgerüsteten Schlauchs ein Datenaustausch zwischen dem Transponder 1 und dem Schreib-Lesegerät 2 möglich, so dass unerwünschte Medienkontakte bereits im Ansatz erkannt werden. Dadurch wird wertvolle Zeit für Gegenmaßnahmen, wie das Schließen von Ventilen oder Warnsignale gewonnen. Die Zuordnung zwischen dem Medienanschluss und dem aufgesteckten Schlauch kann durch die Transponderinformation von einem Kontrollsystem überwacht werden, bevor das Medium durch den Schlauch fließt. Eine unerwünschte Kombination zwischen dem Schlauchanschluss und dem verbundenen Schlauch wird damit vermieden. Die zweite Sendespule 8 ist kleiner als Lambda/4 der Transponderfrequenz und wirkt als magnetische Antenne. Auch sie kann als Leiterplattenspule ausgebildet sein.The second transmission coil 8th is a loop almost completely enclosing the media connection. This form is in all possible angular positions and even when approaching a commercial with a transponder 1 equipped hose a data exchange between the transponder 1 and the read-write device 2 possible, so that unwanted media contacts are already recognized in the approach. This provides valuable time for countermeasures such as closing valves or warning signals. The association between the media port and the plugged hose can be monitored by the transponder information from a control system before the fluid flows through the hose. An undesirable combination between the hose connection and the connected hose is thus avoided. The second transmission coil 8th is smaller than lambda / 4 of the transponder frequency and acts as a magnetic antenna. Also, it may be formed as a printed circuit board coil.

Die 3 zeigt eine als Ringschleife ausgebildete zweite Antennenspule 8 im Detail. Im Inneren befindet sich die Schlauchkupplung 10. So wird unabhängig von der Drehstellung der Schlauchkupplung eine sichere Datenübertragung zwischen dem Transponder 1 und der Schreib-Lesegerät 2 erreicht. Die Ringschleife 11 und der zugehörige Schwingkreiskondensator sind nochmals vergrößert dargestellt.The 3 shows a trained as a ring loop second antenna coil 8th in detail. Inside is the hose coupling 10 , So will regardless of the rotational position of the hose coupling secure data transmission between the transponder 1 and the read-write device 2 reached. The ring loop 11 and the associated resonant circuit capacitor are shown enlarged again.

Die 4 zeigt einen bekannten RIFD-Reader als Blockschaltbild. Die Antenne 4 erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld mit einer Frequenz von beispielsweise 13,56 MHz, wobei die Antenne (Antennenspule) 4 von der in der Regel als integrierte Schaltung (IC) ausgeführten Oszillatorschaltung 3 durch ein Anpassungsnetzwerk 13 angeregt wird. Bei Anwesenheit eines passiven RFID-Transponders 1 (Transponder-TAG) wird das Feld durch die Kopplung mit einem auf die gleiche Frequenz abgestimmten Transponder- Schwingkreis bedämpft, so dass bei unterschiedlicher Belastung durch den Transponder 1 eine Kommunikation mit dem RFID-Lesegerät 2 möglich ist. Die drahtlose Schnittstelle ist in der Normengruppe ISO EN15693 definiert. The 4 shows a known RIFD reader as a block diagram. The antenna 4 generates an electromagnetic alternating field with a frequency of, for example, 13.56 MHz, wherein the antenna (antenna coil) 4 from the usually implemented as an integrated circuit (IC) oscillator circuit 3 through an adaptation network 13 is stimulated. In the presence of a passive RFID transponder 1 (Transponder TAG), the field is attenuated by the coupling with a matched to the same frequency transponder resonant circuit, so that at different load by the transponder 1 a communication with the RFID reader 2 is possible. The wireless interface is in the standards group ISO EN15693 Are defined.

Der von der Antenne 4 auf diese Weise aufgenommene Datenstrom wird vom Schreib-Lese-IC 3 gemessen und als codierter Bitstrom zum Mikrocontroller 16 übertragen. Hier werden die Daten zwischengespeichert, zur Ausgabe über die Schnittstelle 14 bereitgehalten und auf Anforderung ausgegeben. Natürlich können auch Steuerbefehle eingegeben werden. Die Stromversorgung 15 stellt die Betriebsspannung für die einzelnen Funktionseinheiten bereit. The one from the antenna 4 data stream recorded in this way is taken from the read-write IC 3 measured and as a coded bitstream to the microcontroller 16 transfer. Here, the data is buffered for output via the interface 14 kept ready and spent on request. Of course, also control commands can be entered. The power supply 15 provides the operating voltage for the individual functional units.

Das in der 5 dargestellte Diagramm zeigt einen Schnitt durch den Erfassungsbereich eines von der Anmelderin hergestellten bekannten RFID-Schreib-Lesegerätes 2 mit verschiedenen Zusatzantennen mit je einer zweiten Antennenspule 8 in unterschiedlicher Größe und Form.That in the 5 The diagram shown shows a section through the detection range of a conventional RFID read / write device manufactured by the applicant 2 with different additional antennas, each with a second antenna coil 8th in different sizes and shapes.

Der frontale Abstand ist mit B und der seitliche Versatz ist mit V bezeichnet. Die Zusatzantennen wurden nacheinander am RFID-Schreib-Lesegerät 2 angebracht und die maximalen Entfernungen zwischen einem Transponder 1 und dem RFID-Schreib-Lesegerät 2 bei fehlerloser Datenübertragung ermittelt. Alle Angaben sind in Millimetern und beziehen sich auf den gleichen Transponder 1. Der Durchmesser der ersten Sendespule 4 beträgt 30 Millimeter. Die zugehörige Kurve ist mit 4 (30) bezeichnet. Die Durchmesser der Zusatzantennen beträgt im ersten Beispiel 70 Millimeter. Im zweiten Beispiel handelt es sich um eine Rechteckfläche von 125 mm × 125 mm. Die Kurven sind analog bezeichnet. Der Ursprung des Diagramms liegt im Zentrum des RFID-Schreib/Lesegerätes. V1 und V1´ liegen außerhalb des Diagramms.The frontal distance is B and the lateral offset is V. The additional antennas were successively on the RFID read-write device 2 attached and the maximum distances between a transponder 1 and the RFID read-write device 2 determined during faultless data transmission. All specifications are in millimeters and refer to the same transponder 1 , The diameter of the first transmission coil 4 is 30 millimeters. The associated curve is with 4 (30). The diameter of the additional antennas is 70 millimeters in the first example. In the second example, it is a rectangular area of 125 mm × 125 mm. The curves are designated analogously. The origin of the diagram lies in the center of the RFID read / write device. V1 and V1 'are outside the diagram.

Wie man leicht einsieht, kann mit einer rechteckigen Zusatzantenne in Abhängigkeit von deren Form eine überproportionale Vergrößerung des seitlichen Versatzes V erreicht werden. As one can easily see, a disproportionate increase in the lateral offset V can be achieved with a rectangular additional antenna depending on its shape.

Des Weiteren hat sich herausgestellt, dass die erste Antennenspule 4 vorteilhaft am Rand, und besonders vorteilhaft in der Ecke einer vorzugsweise rechteckigen zweiten Antennenspule 8 angeordnet wird, weil der Koppelfaktor dort besonders hoch ist. Furthermore, it has been found that the first antenna coil 4 advantageous at the edge, and particularly advantageous in the corner of a preferably rectangular second antenna coil 8th is arranged because the coupling factor is particularly high there.

Beispielsweise kann eine erste Antennenspule 4 von 15 mm × 15 mm in der Ecke einer zweiten Antennenspule 8 von 30 mm × 30 mm angeordnet sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die eben genannte erste Antennenspule 4 in der Ecke einer zweiten Antennenspule 8 von 40 mm × 500 mm angeordnet sein, wodurch ein unerwartet hoher lateraler Versatz V von nahezu 500 mm entsteht. Unter diesen Bedingungen kann die zweite Antennenspule 8 eine beliebige Form annehmen, solange sie die erste Antennenspule 4 umschließt. For example, a first antenna coil 4 of 15 mm × 15 mm in the corner of a second antenna coil 8th be arranged 30 mm × 30 mm. In a further embodiment, the above-mentioned first antenna coil 4 in the corner of a second antenna coil 8th 40 mm × 500 mm, resulting in an unexpectedly high lateral offset V of almost 500 mm. Under these conditions, the second antenna coil 8th take any shape as long as they are the first antenna coil 4 encloses.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Passiver RFID-Transponder Passive RFID transponder
22: Schreib-Lesegerät für den Transponder 1 Write-reader for the transponder 1
33: Integrierte Schaltung für das Schreib-Lesegerät 2 (Schreib-Lese-IC)Integrated circuit for the read-write device 2 (Read-write IC)
44: Erste Antennenspule, im Schreib-Lesegerät 2 First antenna coil, in the read-write device 2
55: (Quarz)-Oszillator, im Schreib-Lesegerät 2 (Quartz) oscillator, in the read-write device 2
66: Erster Schwingkreis, im Schreib-Lesegerät 2 First resonant circuit, in the read-write device 2
77: Abgleichvorrichtung für den ersten Schwingkreis 6 Adjustment device for the first resonant circuit 6
88th: Zweite Antennenspule, zum Schreib-Lesegerät 2 Second antenna coil, to the read-write device 2
99: Zweiter Schwingkreis, zum Schreib-Lesegerät 2 Second resonant circuit, to read-write device 2
1010: Schlauchkupplung hose coupling
1111: Ringschleife als zweite Antennenspule 8 Ring loop as a second antenna coil 8th
1212: Schwingkreiskondensator zum Schwingkreis Oscillating circuit capacitor to the resonant circuit
1313: Anpass-Netzwerk Matching network
1414: Schnittstelle (Ein-Ausgabeeinheit) Interface (input-output unit)
1515: Stromversorgung power supply
1616: Mikrocontroller microcontroller
BB: Erfassungsbereich, senkrechter Abstand zwischen Transponder 1 und AntennenspuleDetection range, vertical distance between transponders 1 and antenna coil
VV: Lateraler Versatz zwischen Transponder 1 und Antennenspule 4, 8, auch V1, V2Lateral offset between transponders 1 and antenna coil 4 . 8th , also V1, V2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4233283 A1 [0004]
DE 19542900 A1 [0005]
DE 202012100364 U1 [0006]
DE 102009031554 A1 [0007]
US 2010/0328045 A1 [0008]
DE 60209717 T2 [0009]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ISO EN15693 [0028]

Claims

Read-write unit for near-field communication for a passive RFID transponder ( 1 ), consisting of a read-write device ( 2 ) with an integrated circuit ( 3 ), which is an oscillator ( 5 ) for generating a high-frequency transmission signal with a frequency f1> 10 MHz, which is connected to an antenna coil ( 4 ), which is a signal for the RFID transponder ( 1 ), the integrated circuit ( 3 ) Response signals from the RFID transponder ( 1 ), wherein the first antenna coil ( 4 ) Part of the read-write device ( 2 ), wherein the read-write device ( 2 ) alone a communication with the transponder ( 1 ) in a first detection range (B1) and a first lateral offset (V1), characterized in that a second resonant circuit ( 9 ) with a second antenna coil ( 8th ), which is inductively connected to the antenna coil ( 4 ) of the read-write device ( 2 ), so that the read / write unit receives a second detection area (B2) and a second lateral offset (V2), which are substantially separated from the second antenna coil (B2). 8th ) are determined.

Read-write unit according to claim 1, characterized in that the second resonant circuit ( 9 ) is tunable to a frequency f1.

Read-write unit according to claim 1 or 2, characterized in that the second antenna coil ( 8th ) the first antenna coil ( 4 ), wherein the first antenna coil ( 4 ) at the edge of the second antenna coil ( 8th ) enclosed area is arranged.

Additional antenna for releasable attachment to a read / write device ( 2 ) according to claim 1 or 2 with an antenna coil ( 8th ), which form part of a resonant circuit ( 9 ), which is tunable to a frequency f1 and inductive with a write-read device ( 2 ) arranged antenna coil ( 4 ) is coupled, wherein the arranged in the additional antenna antenna coil ( 8th ) determines the detection range (B2) and the lateral offset (V2) of the resulting according to the preamble of claim 1 write-read unit.

Additional antenna for a hose coupler with a read / write device ( 2 ) according to claim 4, characterized in that the second antenna coil ( 8th ) on a hose coupling ( 10 ) between the first antenna coil ( 4 ) and the transponder ( 1 ), wherein a conductor loop ( 11 ) is formed as a ring loop, the hose coupling ( 10 ) substantially encloses.