DE19834342A1 - Verfahren zum Lesen von Datenträgern und zur Datenübertragung an eine entfernte Sammelstelle - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl das Lesen eines Datenträgers als auch die Datenübertragung an eine entfernte Sammelstelle mit möglichst geringem Aufwand zu ermöglichen. Bisher bekannte Verfahren benutzen für die Datenübertragung an die Sammelstelle zusätzliche Leitungen oder zusätzliche drahtlose Datenübertragungsmittel. DOLLAR A Der Datenträger 10 kann von der Lesestelle 20 gelesen werden. Für die Datenübertragung zur entfernten Sammelstelle 30 können dabei wesentliche Elemente der Lesestelle 20 wiederverwendet werden. Zusätzliche Leitungen oder zusätzliche drahtlose Datenübertragungsgeräte sind nicht notwendig. DOLLAR A Das Verfahren kann u.a. vorteilhaft genutzt werden zur Erfassung von Datenträgern 10 mit mobilen Lesestellen 20 und zur anschließenden Datenübertragung an Sammelstellen 30.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, das zum Lesen von kontaktlosen Datenträ­ gern oder sogen. Transpondern oder Tags benutzt wird. Um die Daten auszulesen werden derartige Datenträger je nach Verfahren beispielsweise durch induktive Energieübertra­ gung, also Transformation, mit Energie versorgt. Der Datenträger sendet dann seine Daten über seine Antenne ab. Von der Empfangseinrichtung in der Lesestelle werden diese Daten aufgenommen. Die Daten werden häufig von der Lesestelle zu einer übergeordneten Sammelstelle zur weiteren Bearbeitung transportiert.

Der Datenträger befindet sich an einem Objekt oder Lebewesen. Mit dem Auslesen der Daten kann das Objekt oder Lebewesen identifiziert werden.

Es ist bekannt, Datenträger für die verschiedensten Identifikationsaufgaben zu verwenden. Für das Aktivieren der Datenträger werden häufig Frequenzen im 130kHz-Bereich verwen­ det. Der Datenträger liest seine Daten aus indem er zum Beispiel auf der gleichen oder auf einer zweiten Frequenz zurücksendet. Hierzu sind umfangreiche Veröffentlichungen er­ schienen, z. B. durch den GME-Fachbericht 13 mit dem Titel "Identifikationssysteme und kontaktlose Chipkarten", ISBN 3-8007-2011-6, erschienen 1994 im VDE-Verlag. Ein Bei­ spiel für das Arbeiten mit zwei Frequenzen ist hierdurch den Vortrag "J. Hecht: Systemkon­ zepte für induktive Vollduplex-Verfahren", Seite 99-110 aufgeführt.

Bei den bekannten Systemen geht man davon aus, daß die Lesestelle meistens einen Mi­ krorechner oder anderen Decoder hat und entweder fest verdrahtet oder batteriebetrieben und tragbar ist. Die Daten können von dem Mikrorechner aus über eine separate Leitung an die übergeordnete Datenverarbeitungs- oder Sammelstelle weitergeführt werden. Für por­ table Lesestellen sind auch Anwendungen bekannt, bei denen die Daten dann über ein zusätzliches Funkgerät, z. B. im 450MHz-Bereich oder über ein Infrarotgerät, an die Sam­ melstelle gesendet werden.

Es ist nachteilig, wenn nur für das Ansprechen der Lesestellen und das Auslesen der Daten eine zusätzliche Datenleitung oder zusätzliche drahtlose Datenübertragungsgeräte z. B. Funkgeräte benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst wenig Aufwand die kontaktlosen Datenträger auszulesen und die empfangenen Daten an eine entfernte Sammelstelle zu schicken.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hiernach werden der Sender oder Teile des Senders der Lesestelle nicht-nur benutzt, um über die Antenne Energie auf den Datenträger zu transformieren. Damit die dann von dem Empfänger aufgenommenen Daten an die weiterentfernte Sammelstelle geschickt werden können, wird mindestens ein Teil des Sender wiederverwendet. Der Begriff Sammelstelle wird hier u. a. für Datenerfassungsstelle, Datenzentrale u. dergl. benutzt.

Es ist von Vorteil, wenn für das Lesen und das Abschicken der Daten Komponenten oder Teile des Senders oder der gesamte Sender wiederverwendet werden können, so daß nicht für jede Aufgabe gesonderte Komponenten oder Teile zusätzlich vorgesehen werden müs­ sen.

Beim nachträglichen Einbau einer Lesestelle in ein Fahrzeug oder Gebäude ist es nachtei­ lig, wenn weitere Leitungen gelegt werden müssen. Besonders problematisch ist dies auf einem Lkw-Anhänger. Der Steckverbinder zur Zugmaschine ist genormt. Eine separate Datenleitung ist hier nicht vorgesehen. Vorteilhaft bietet sich nach Anspruch 2 an, eine der Adern, die normalerweise für die Energieübertragung benutzt wird, z. B. für das Bremslicht oder den Rückfahrscheinwerfer, mitzubenutzen. Hierzu wird der Sender oder zumindest ein Teil des Senders an die entsprechende Ader angeschlossen. Der Sender arbeitet mit einer Frequenz, die sonst nicht auf dieser Energieleitung bzw. Ader erscheint. Je nach Ausfüh­ rungsform wird es erforderlich sein, den Sender, aber auch die Sammelstelle, über ein Filter an die Ader anzuschließen.

Es kann ausreichend sein, nur eine Ader zu benutzen, wenn eine brauchbare Masseverbin­ dung zwischen Lesestelle und Sammelstelle besteht. Ansonsten bietet es sich insbesonde­ re für längere Strecken an, wenigstens zwei Adern für die Datenübertragung zu verwen­ den.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich nach Anspruch 3. Hiernach kann u. a., auch die Antenne der Lesestelle mitbenutzt werden, denn Komponenten, die sonst zur Aktivierung der Datenträ­ ger verwendet werden, können dann auch die Daten berührungslos, also auch auf dem Funkweg an die Sammelstelle geschickt werden. Es ist somit keine zusätzliche berüh­ rungslose Datenübertragungstechnik notwendig.

Anspruch 4 beschreibt, wie der Empfänger, der ohnehin zum Lesen der Datenträger ein­ gesetzt wird, mindestens teilweise u. a. auch für das Aufnehmen von Daten oder Signalen z. B. von der Sammelstelle verwendet wird. Mindestens ein Teil des Empfängers kann also für zwei Aufgaben genutzt werden. Es ist somit dann auch möglich, durch eine fernsteuern­ de Stelle den Sender ein- und auszuschalten oder auch die in der Lesestelle gespeicherten Daten abzufragen. Der Empfänger ist nicht näher beschrieben. Empfänger bestehen im allgemeinen u. a. aus Verstärker, Filter Demodulator und Oszillator.

5. Vorteilhaft ist nach Anspruch 5, daß die Lesestelle über einen eigenen Code verfügt. Durch diesen Code kann die Lesestelle gezielt aus einer Gruppe weiterer Lesestellen an­ gesprochen werden. Ebenso kann die Lesestelle die von ihr abgesandten Daten mit ihrem Code versehen, so daß die entfernte Sammelstelle die Daten auch richtig zuordnen kann. Im allgemeinen bietet es sich an, für das Arbeiten mit dem Code einen Mikrorechner zu verwenden.

Durch eine Uhr kann die Lesestelle, wie in Anspruch 6 beschrieben, nach einem vorgege­ benen Zeitplan versuchen, einen Datenträger zu lesen.

Eine andere Möglichkeit zur Nutzung der Uhr liegt darin, die Lesungen mit einem Zeitstem­ pel zu versehen. Es ist möglich, daß die Lesestelle zu einem nicht vorbestimmten Zeitpunkt die Daten aus dem Datenträger liest und erst später diese Daten an die Sammelstelle schickt. Durch das Verknüpfen der Daten mit dem Zeitstempel erfährt die Sammelstelle, wann der Datenträger gelesen wurde. Es ist in Anspruch 6 nicht erwähnt, aber der Stand der Technik, daß es bei unsicherer Versorgungsspannung vorteilhaft ist, eine Uhr mit einem Akku zu puffern.

Falls keine geeignete externe Versorgungsspannung zur Verfügung steht, erhält die Lese­ stelle nach Anspruch 7 einen Energiespeicher, z. B. einen Akkumulator, so daß hiermit ein Empfänger oder mindestens, ein Teil davon ständig oder wenigstens nach einem Zeitplan eingeschaltet ist. Es ist von Vorteil, daß nicht die gesamte Lesestelle, insbesondere nicht der Sender, den Energiespeicher ständig belastet.

Die Lesestelle kann beispielsweise angesprochen werden, wenn die Feldstärke an der An­ tenne groß genug ist, um ein Schaltsignal an einem Verstärker im Empfänger auszulösen. Es bietet sich in der Praxis an, daß falls vorhanden, ein Mikrorechner zur Decodierung des Eingangssignals aktiviert wird. Hierdurch kann ferngesteuert der Befehl zum Einschalten des Senders gegeben werden: Der Sender kann dann einen Datenträger aktivieren und/oder Daten an die Sammelstelle schicken.

Wenn der Empfänger nicht ständig eingeschaltet ist, muß die Sammelstelle den Anruf wie­ derholen oder entsprechend lange rufen. Die Rufzeit muß dann entsprechend länger sein als die Auszeit des Empfängers ist.

Es ist in Anspruch 7 nicht festgelegt, wie der Zeitplan bestimmt wird. Dies kann natürlich durch eine interne Uhr vorgegeben werden. Aber auch eine Oszillatorschaltung mit Teiler oder andere Lösungen sind möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine mobile Lesestelle mit kontaktlosem Datenträger sowie eine Sammelstelle,

Fig. 2 eine Verbindung von Lesestelle und Sammelstelle über eine Ader auf der Lichtleitung auf einem Fahrzeug.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel einer mobilen Anwendung zeigt Fig. 1. Zu sehen ist der kontaktlose Datenträger 10 mit einer Antenne 11, Energiegewinnung 12, internem Daten­ speicher 13 und einer Sendestufe 14. Ob tatsächlich auf der gleichen oder einer anderen Frequenz wieder zurückgesendet wird oder ob nur die Belastung der Antenne 11 den Daten entsprechend geändert wird, ist prinzipiell für dieses Beispiel unbedeutend. Es wäre auch möglich, daß der Datenträger 10 eine eigene Batterie oder einen Akku hat.

Datenträger 10 können intern oder extern mit Sensoren und Taster u. dergl. ausgestattet sein. Es ist möglich, mit einem derartig ausgestatteten Datenträger 10 verschiedene Si­ gnale im und am Container oder auf dem Fahrzeug zu erfassen und den Inhalt im Daten­ speicher 13 entsprechend zu ändern.

Grundsätzlich wird der Datenträger 10 durch die Lesestelle 20 aktiviert. Hierzu wird das Aktivierungssignal 27 abgeschickt. Der Datenträger 10 antwortet mit seinem Datenträgersi­ gnal 17.

Die Lesestelle 20 besteht aus einer oder zwei Antennen 21, der Energieversorgung 22, einem Rechner 23; dem Sender 24 und dem Empfänger 25. Die Verwendung von zwei Antennen 21 oder einer Antenne 21 mit zwei Resonanzen bietet sich an, wenn mit ver­ schiedenen, Frequenzen gesendet und empfangen wird.

Bei der Energieversorgung 22 kann es sich z. B. um ein Netzteil oder eine Batterie oder Ac­ kumulator handeln. Bei Versorgung mit sauberer externer Spannung kann diese Baugruppe entfallen.

Der Rechner 23 kann zum Decodieren des Datenträgersignals 17 benutzt werden. Des weiteren kann er den internen Code der Lesestelle 20 enthalten oder auch noch über eine interne Uhr verfügen. Prinzipiell ist es möglich, den Rechner 23 auch zu verwenden, um über den Sender 24 einen Datenträger 10 zu programmieren, falls dieser beschreibbar ist.

Es ist ersichtlich, daß verschiedene Baugruppen in der Lesestelle 20 benutzt werden kön­ nen, um sowohl den Datenträger 10 zu lesen, als auch mit der Sammelstelle 30 zu kommu­ nizieren. Das Anforderungssignal 38 der Sammelstelle 30 wird in ähnlicher Weise verar­ beitet wie das Datenträgersignal 17. Auch die Sammelstellen-Antennen 31, der Sammel­ stellen-Rechner 33, der Sammelstellen-Sender 34 und der Sammelstellen-Empfänger 35 auf der Sammelstelle 30 können prinzipiell so aufgebaut sein wie die entsprechenden Bau­ gruppen der Lesestelle 20.

Das Lesestellensignal 28 enthält Daten, während das Energiesignal 27 für einen unbe­ schreibbaren Datenträger 10 im allgemeinen nur aus einem unmodulierten Träger besteht.

Die Lesestelle 20 kann vorteilhaft an einer Warenerfassungsstelle verwendet werden, um Waren zu prüfen, die mit einem Datenträger 10 ausgestattet sind.

In einem ersten Beispiel erfaßt eine Kassiererin mit der batteriebetriebenen Lesestelle 20 verschiedene Waren auf einem Transportband oder Transportwagen. Jede Ware ist mit Datenträgern 10 gekennzeichnet. Die Sammelstelle 30 ist stationär in der Nähe der Kasse aufgebaut. Aktive Datenübertragungssysteme mit Trägerfrequenzen um 100 kHz können auch schon bei kleiner Baugröße Reichweiten von mehr als 5 m erzielen. Der Datenaus­ tausch zwischen Lesestelle 20 und Sammelstelle 30 geschieht berührungslos. Somit ist die Kassiererin nicht durch Datenleitungen in ihrer Bewegungsfreiheit behindert.

In einem zweiten Beispiel lassen sich Lesestellen 20 ähnlich vorteilhaft in der Kommissio­ nierung einsetzen. Die Sammelstelle 30 kann dann auf einem Gabelstapler sein. Der Kom­ missionierer bedient dann die tragbare Lesestelle 20, um in Reichweite zum Gabelstapler verschiedene mit Datenträger 10 gekennzeichnete, Objekte zu erfassen.

Ein drittes Beispiel gilt dem Erfassen von Containern. Hier macht das direkte Lesen von Datenträgern 10, die sich an einem Container auf einem Lkw befinden. Schwierigkeiten. Datenträger 10, die selbst keine eigene Batterie haben, können nämlich in der Regel nur über relativ geringe Reichweiten von z. B. 30 cm gelesen werden. Wenn die Container dann beim Ein- und Ausfahren eines Lkws am Werkstor gelesen werden sollen, beträgt die Höhe des Containers bis zur Sammelstellen-Antenne 31 in der Fahrbahn meistens mehr als 1 m. Vorteilhaft ist es dann, wenn sich die Lesestelle 20 am Lkw oder auf dem Anhänger oder Sattelauflieger an einer bestimmten Stelle in der Nähe des Datenträgers 10 befinden kann. Jetzt ist es möglich, daß die Lesestelle 20 kurz nach dem Lesen des Datenträgers 10 auch gleich das entsprechende Lesestellensignal 28 an die Sammelstelle 30 schickt. Da die Le­ sestelle 20 mit sehr viel mehr Energie sendet als der Datenträger 10, sind Entfernungen zwischen dem Fahrzeug bzw. der Lesestelle 20 und der Sammelstelle 30 von mehr als 5 m möglich.

Den Anschluß einer Lesestelle 20 auf einem Fahrzeug zeigt Fig. 2. Hiervon abweichende Ausführungsformen und Anwendungen sind möglich. Insbesondere auf Anhängern und Sattelaufliegern steht meistens keine permanente Eneregiequelle zur Verfügung. Ebenso fehlt eine eigene Datenübertragungsleitung, die die Verbindung zur,Zugmaschine herstellt. Der Datenträger 10 kann aber trotzdem über die am Anhänger oder am Sattelauflieger be­ findliche Lesestelle 20 erfaßt werden, wenn die Lesestelle 20 an eine Ader 29 der Lichtlei­ tungen angeschlossen,wird, also an Bremslicht, Rücklicht, Rückfahrscheinwerfer oder Blinklicht.

In dem Moment,in dem der Fahrer das betreffende Licht für einen kurzen oder längeren Zeitraum einschaltet, kann die Lesestelle 20 den Datenträger 10 erfassen. Evtl. kann auch ein optionaler Akkumulator auf der Lesestelle 20 nachgeladen werden.

Die Lesestelle 20 kann das Lesestellensignal 28 an die Sammelstelle 30 je nach Ausfüh­ rung auch über dieselbe Ader 29, über die sie auch Energie aufgenommen hat, oder über eine andere Ader zurücksenden. Es kann vorteilhaft genutzt werden, daß das Lesestellen­ signal 28 durch den Sender 24 auf eine entsprechend hohe Trägerfrequenz aufmoduliert wird. In der praktischen Ausführung können oder müssen Filterelemente 26, 36 zum An­ schluß an die Leitung 29 vorgesehen werden. Ein geeignetes Filterelement 26, 36 besteht z. B. aus mindestens einem Kondensator.

Wenn für die Datenübertragung dieselbe Ader 29 benutzt werden soll, mit der auch die Energie zugeführt wird, bietet es sich auch u. a. an,

• - beispielsweise das Blinklicht zu benutzen und das Lesestellensignal 28 erst dann abzu­ schicken, wenn das Blinklicht gerade ausgegangen ist; hierzu muß dann genügend Energie zum Senden auf der Lesestelle 20 zwischengespeichert werden, z. B. in einem Akkumulator oder
• - daß die Fahrzeugbatterie 42 und möglicherweise auch die Lampe 44 durch je eine Dros­ sel 43 von der Lesestelle 20 und der Sammelstelle 30 für Wechselspannungen also auch Lesestellensignale 28 und Anforderungssignale 38 getrennt wird. Für die Gleich­ spannung zur Lampe 41 und zur Lesestelle 20 sind die Drosseln 43 durchlässig.

In Fig. 2 sind weiterhin ein Lichttaster 44 und der Steckverbinder 45 zum Anhänger zu se­ hen. Die Antenne 21 liegt nicht am gleichen Ein- bzw. Ausgang von Empfänger 25 bzw. Sender 24 wie Filter 26. Hierdurch s,oll deutlich werden, daß evtl. nur Baugruppen oder Bauteile des Empfängers 25 bzw. Senders 24, also z. B. nur Filter oder Verstärker oder Demodulator oder Modulator oder Oszillator oder Elemente davon für das Lesen des Da­ tenträgers 10 und zur Datenübertragung mit der Sammelstelle 30 doppelt genutzt sind.

Das Verfahren kann auch eingesetzt werden, um den Zeitpunkt und den Standort des Auf- oder Abladens eines Containers oder sonstigen Objektes oder das An- und Abhängen ei­ nes Anhängers oder Sattelaufliegers zu erfassen. Mit jeder Aktivierung der Lesestelle 20 wird die Lesestelle 20 mitteilen, ob der Datenträger 10 und somit der Container noch auf dem Anhänger aufgeladen ist.

Des weiteren erfährt man aus dem Telegramm des Lesestellensignals 28, daß die Lese­ stelle 20 und somit der Anhänger oder Sattelauflieger überhaupt noch angeschlossen ist bzw. um welchen Anhänger bzw. Sattelauflieger es sich handelt.

Die Signale können in der Zugmaschine gespeichert werden und mit einer entsprechenden Ortserfassung, z. B. durch Satellitennavigation, verknüpft werden. Bei Bedarf können diese Daten aber auch per Funk sogleich an die Zentrale übertragen werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Lesen von Datenträgern und zur Datenübertragung an eine entfernte Sammelstelle, bestehend mindestens aus je einem kontaktlosen Datenträger, einer ent­ fernten Sammelstelle und einer Lesestelle mit einem Sender, mit dem der kontaktlose Datenträger aktiviert wird, einem Empfänger, mit dem Daten-vorn kontaktlosen Datenträ­ ger empfangen werden und mindestens einer Antenne, dadurch gekennzeichnet,
daß die von der Lesestelle empfangenen Daten bearbeitet oder nicht bearbeitet an die Sammelstelle geschickt werden und
daß der Sender der Lesestelle ganz oder teilweise auch zum Abschicken der Daten an die Sammelstelle genutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lesestelle über eine oder mehrere Adern einer Energieleitung mit der Sammel­ stelle verbunden ist und
daß der Sender oder ein Teil des Senders derart an diese Ader oder Adern ange­ schlossen ist, daß Daten an die Sammelstelle übertragen werden können.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten über den Sender und die Antenne an die Sammelstelle geschickt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lesestelle nicht nur Daten vom Datenträger sondern auch Signale und/oder Daten von der Sammelstelle oder anderen entfernten Einrichtungen empfangen kann und
daß der Empfänger oder wenigstens ein Teil davon für beide Aufgaben verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesestelle über einen internen Code verfügt, durch den sie sich von anderen Lesestellen unterscheidet.

6. Verfahren nach einem der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lesestelle eine Uhr beinhaltet und
daß die Lesestelle kontaktlose Datenträger nach einem vorbestimmten Zeitplan lesen kann und/oder
daß sie gelesene Daten mit einem Zeitstempel versehen kann.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lesestelle über einen Energiespeicher verfügt, mit dem der Empfänger oder ein Teil davon ständig oder nach einem bestimmten Zeitplan betrieben werden kann und
daß der Sender nur bei Bedarf eingeschaltet wird und den Energiespeicher belastet.