ITTV20120007A1 - RFID DETECTION DEVICE FOR CARRYING OUT THE AUTOMATIC INVENTORY OF OBJECTS IN A CONTAINER - Google Patents
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Description
“DISPOSITIVO DI RILEVAZIONE RFID PER EFFETTUARE L’INVENTARIO AUTOMATICO DI OGGETTI IN UN CONTENITORE” "RFID DETECTION DEVICE TO CARRY OUT THE AUTOMATIC INVENTORY OF OBJECTS IN A CONTAINER"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda il campo delle tecnologie elettroniche per effettuare il riconoscimento automatico di oggetti mediante comunicazione in radiofrequenza (tecnologie elettroniche RFID - Radio Frequency Identification). The present invention relates to the field of electronic technologies for carrying out the automatic recognition of objects by means of radio frequency communication (RFID electronic technologies - Radio Frequency Identification).
In particolare, la presente invenzione riguarda un dispositivo elettronico di rilevazione (dispositivo di rilevazione RFID) che utilizza tecnologie elettroniche RFID per effettuare l’inventario automatico di oggetti conservati in un contenitore. In particular, the present invention relates to an electronic detection device (RFID detection device) which uses RFID electronic technologies to carry out the automatic inventory of objects stored in a container.
In alcuni ulteriori aspetti, la presente invenzione si riferisce ad un armadio o contenitore, in particolare un armadio per la conservazione di oggetti ad uso medico e/o farmaceutico, che comprende il suddetto dispositivo di rilevazione RFID. In some further aspects, the present invention refers to a cabinet or container, in particular a cabinet for storing objects for medical and / or pharmaceutical use, which comprises the aforementioned RFID detection device.
E’ noto come il controllo d’inventario di oggetti conservati in un contenitore, ad esempio in un armadio porta-medicinali, possa essere effettuato secondo modalità diverse, ad esempio mediante la lettura di codici a barre applicati agli oggetti oppure la redazione di dettagliati registri di ingresso/uscita. It is known how the inventory control of objects stored in a container, for example in a medicine cabinet, can be carried out in different ways, for example by reading bar codes applied to the objects or by drawing up detailed registers. input / output.
L’inconveniente maggiore di tali soluzioni consiste nel fatto che le operazioni di inventario richiedono un intervento umano diretto, con notevoli problematiche in termini di efficienza e di affidabilità. The major drawback of these solutions is that the inventory operations require direct human intervention, with significant problems in terms of efficiency and reliability.
Sono note soluzioni tecniche che impiegano tecnologie elettroniche di tipo RFID per la realizzazione di dispositivi di rilevazione in grado di effettuare un inventario automatico di oggetti conservati in un contenitore. Technical solutions are known which use electronic technologies of the RFID type for the realization of detection devices capable of carrying out an automatic inventory of objects stored in a container.
In generale, tali soluzioni prevedono che dispositivi elettronici transponder (transponder RFID) siano operativamente associati agli oggetti di monitorare. In general, such solutions provide that electronic transponder devices (RFID transponders) are operationally associated with the objects to be monitored.
Un tipico dispositivo di rilevazione RFID comprende una serie di antenne di scansione predisposte internamente o esternamente al contenitore per irradiare campi elettromagnetici verso gli oggetti da monitorare ed accoppiarsi operativamente con i transponder RFID applicati agli oggetti stessi. A typical RFID detection device comprises a series of scanning antennas arranged internally or externally to the container to radiate electromagnetic fields towards the objects to be monitored and operatively coupled with the RFID transponders applied to the objects themselves.
I campi elettromagnetici, emessi dalle antenne di scansione, infatti, attivano i transponder RFID che trasmettono un segnale di risposta alle antenne di scansione suddette. The electromagnetic fields, emitted by the scanning antennas, in fact, activate the RFID transponders which transmit a response signal to the aforementioned scanning antennas.
Il segnale di risposta emesso da ciascun transponder RFID è opportunamente modulato in modo da trasmettere una serie di dati conservati in memoria all’antenna che sta effettuando la scansione, ad esempio dati d’identificazione dell’oggetto a cui il transponder RFID è operativamente associato. The response signal emitted by each RFID transponder is suitably modulated in order to transmit a series of data stored in the memory to the antenna that is scanning, for example identification data of the object to which the RFID transponder is operationally associated.
I transponder RFID sono generalmente di tipo passivo, cioè privi di una propria alimentazione autonoma ed alimentati dalla potenza ricevuta dai campi elettromagnetici irradiati dall’antenna che sta effettuando la scansione. RFID transponders are generally of the passive type, that is, without their own independent power supply and powered by the power received from the electromagnetic fields radiated by the antenna that is scanning.
Tali dispositivi non generano la frequenza portante utilizzata per la trasmissione di dati verso le antenne di scansione ma re-irradiano, modulandola, parte dell’energia elettromagnetica ricevuta dall’antenna che sta effettuando la scansione. These devices do not generate the carrier frequency used for data transmission to the scanning antennas but re-radiate, modulating it, part of the electromagnetic energy received by the antenna that is scanning.
L’accoppiamento operativo tra antenne di scansione ed transponder RFID può realizzarsi secondo modalità operative differenti, in funzione della frequenza dei campi elettromagnetici trasmessi dalle antenne di scansione. The operational coupling between scanning antennas and RFID transponders can take place in different operating modes, depending on the frequency of the electromagnetic fields transmitted by the scanning antennas.
In condizioni operative di “campo vicino”, le antenne di scansione irradiano campi elettromagnetici con frequenza nelle bande LF o HF, tipicamente 13,56 MHz. In “near field” operating conditions, the scanning antennas radiate electromagnetic fields with frequency in the LF or HF bands, typically 13.56 MHz.
In tale situazione, gli oggetti da monitorare sono posizionati a distanze relativamente ridotte rispetto alla lunghezza d’onda del campo elettromagnetico irradiato dall’antenna di scansione e l’accoppiamento tra antenna e transponder RFID risulta prevalentemente di natura induttiva. In this situation, the objects to be monitored are positioned at relatively short distances with respect to the wavelength of the electromagnetic field radiated by the scanning antenna and the coupling between the antenna and the RFID transponder is mainly of an inductive nature.
Il flusso magnetico generato dall’antenna di scansione genera una corrente indotta in un circuito d’antenna del transponder RFID. Tale corrente indotta genera a sua volta un campo magnetico indotto che si concatena con l’antenna che sta effettuando la scansione. The magnetic flux generated by the scanning antenna generates an induced current in an antenna circuit of the RFID transponder. This induced current in turn generates an induced magnetic field which is linked with the antenna that is scanning.
La trasmissione di dati tra il transponder RFID e l’antenna che sta effettuando la scansione avviene modulando in ampiezza il suddetto flusso magnetico indotto, mediante opportune variazioni dell’impedenza del circuito d’antenna. The transmission of data between the RFID transponder and the antenna that is scanning takes place by modulating the aforementioned induced magnetic flux in amplitude, by means of appropriate variations in the impedance of the antenna circuit.
I dispositivi di rilevazione RFID tradizionali che operano in condizioni di campo vicino presentano alcuni svantaggi. Traditional RFID detection devices operating in near-field conditions have some disadvantages.
Tra questi sono da annoverare il fatto che l’accoppiamento operativo tra antenne di scansione e transponder RFID dipende fortemente dalla posizione o orientamento di quest’ultimi. Among these are the fact that the operational coupling between scanning antennas and RFID transponders strongly depends on the position or orientation of the latter.
In linea di principio, infatti, per un ottimale accoppiamento operativo, ciascun transponder RFID dovrebbe essere orientato parallelamente all’antenna che sta effettuando la scansione. Così, per identificare con sicurezza oggetti disposti casualmente all’intemo del campo di lavoro, è spesso necessario predisporre un numero relativamente elevato di antenne di scansione, orientate secondo diverse angolazioni, e/o smuovere gli oggetti stessi durante la scansione. In principle, in fact, for optimal operational coupling, each RFID transponder should be oriented parallel to the antenna that is scanning. Thus, to safely identify objects randomly arranged within the working field, it is often necessary to arrange a relatively large number of scanning antennas, oriented at different angles, and / or to move the objects themselves during scanning.
Nei dispositivi di rilevazione RFID, operanti in condizioni operative di campo vicino, le antenne di scansione si caratterizzano per un campo di lettura relativamente ridotto, solitamente limitato a distanze di circa 20-30 cm. In RFID detection devices, operating in near-field operating conditions, the scanning antennas are characterized by a relatively small reading field, usually limited to distances of about 20-30 cm.
Ciò rende alquanto problematico l’utilizzo di tali dispositivi di rilevazione in contenitori o armadi di dimensioni relativamente grandi. This makes the use of such detection devices in relatively large containers or cabinets somewhat problematic.
Con tali dispositivi di rilevazione, inoltre, la scansione di un numero relativamente elevato di oggetti (> 200) richiede tempi relativamente lunghi (in genere alcuni minuti). Furthermore, with these detection devices, scanning a relatively large number of objects (> 200) takes a relatively long time (usually a few minutes).
Ciò è dovuto al tipo di accoppiamento operativo (di natura induttiva) che s’instaura tra antenne di scansione e transponder RFID. This is due to the type of operational coupling (inductive in nature) that is established between scanning antennas and RFID transponders.
In condizioni operative di “campo lontano”, le antenne di scansione del dispositivo di rilevazione RFID irradiano campi elettromagnetici con frequenza nelle bande UHF o SHF, tipicamente superiori a 300 MHz. In “far field” operating conditions, the scanning antennas of the RFID detection device radiate electromagnetic fields with frequency in the UHF or SHF bands, typically higher than 300 MHz.
In tale situazione, gli oggetti da monitorare sono posizionati a distanze relativamente elevate rispetto alla lunghezza d’onda del campo elettromagnetico emesso dall’antenna di scansione. In questo caso, l’accoppiamento tra antenna di scansione e transponder RFID è prevalentemente di natura elettromagnetica ed è dovuto al fatto che il circuito d’antenna di ciascun transponder RFID riflette parte delle onde elettromagnetiche ricevute dall’antenna di scansione (fenomeno detto di “backscattering”). In this situation, the objects to be monitored are positioned at relatively high distances with respect to the wavelength of the electromagnetic field emitted by the scanning antenna. In this case, the coupling between the scanning antenna and the RFID transponder is mainly of an electromagnetic nature and is due to the fact that the antenna circuit of each RFID transponder reflects part of the electromagnetic waves received by the scanning antenna (phenomenon known as " backscattering ").
La trasmissione di dati tra transponder RFID ed antenna di scansione avviene modulando in ampiezza il campo elettromagnetico riflesso, mediante opportune variazioni dell’impedenza del circuito d’antenna. The transmission of data between the RFID transponder and the scanning antenna takes place by modulating the reflected electromagnetic field in amplitude, by means of appropriate variations in the impedance of the antenna circuit.
Nei dispositivi di rilevazione RFID, operanti in condizioni di campo lontano, l’accoppiamento operativo tra antenne di scansione e transponder RFID è sostanzialmente indipendente dall’ orientamento nello spazio di quest’ultimi. In RFID detection devices, operating in far-field conditions, the operational coupling between scanning antennas and RFID transponders is substantially independent of their spatial orientation.
Tali dispositivi di rilevazione, inoltre, si caratterizzano per una maggiore profondità del campo di lettura (anche superiore a 3 m) ed una relativamente elevata velocità di scansione. Purtroppo, anche in questi dispositivi di rilevazione RFID sono tuttora riscontrabili alcuni inconvenienti. Moreover, these detection devices are characterized by a greater depth of the reading field (even greater than 3 m) and a relatively high scanning speed. Unfortunately, even in these RFID detection devices some drawbacks are still to be found.
Una problematica di rilievo consiste nel fatto che i campi elettromagnetici emessi dalle antenne di scansione sono ripetutamente riflessi dalle pareti del contenitore. A significant problem consists in the fact that the electromagnetic fields emitted by the scanning antennas are repeatedly reflected by the walls of the container.
I campi elettromagnetici generati da tali riflessioni (cammini multipli) si sovrappongono a quelli direttamente trasmessi dalle antenne di scansione smorzandoli o addirittura cancellandoli nelle regioni d’interferenza distruttiva. The electromagnetic fields generated by these reflections (multiple paths) overlap those directly transmitted by the scanning antennas, dampening or even canceling them in the regions of destructive interference.
E’ evidente come i transponder RFID, posizionati in corrispondenza di tali regioni d’interferenza distruttiva, siano di fatto invisibili per l’antenna che sta effettuando la scansione. It is evident that the RFID transponders, positioned in correspondence with these destructive interference regions, are in fact invisible to the antenna that is scanning.
Un ulteriore svantaggio deriva dal fatto che, ad altissima frequenza, diventa molto rilevante l’assorbimento delle onde elettromagnetiche, trasmesse dalle antenne di scansione, da parte di acqua o altri liquidi. A further disadvantage derives from the fact that, at very high frequency, the absorption of electromagnetic waves, transmitted by the scanning antennas, by water or other liquids becomes very significant.
Ciò riduce notevolmente l’affidabilità del dispositivo di rilevazione RFID nel caso in cui esso operi in ambienti particolarmente umidi o con transponder applicati a contenitori di liquidi. Compito precipuo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di rilevazione RFID, per effettuare l’inventario automatico di oggetti conservati in un contenitore, che consenta di superare gli inconvenienti descritti. This greatly reduces the reliability of the RFID detection device if it operates in particularly humid environments or with transponders applied to liquid containers. The main task of the present invention is to provide an RFID detection device, to carry out the automatic inventory of objects stored in a container, which allows to overcome the drawbacks described.
Nell’ambito di questo compito, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di rilevazione RFID che permetta di effettuare un’efficace ed affidabile identificazione degli oggetti conservati in un contenitore. As part of this task, an object of the present invention is to provide an RFID detection device that allows effective and reliable identification of objects stored in a container.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di rilevazione RFID che assicuri una velocità di scansione relativamente elevata. A further object of the present invention is to provide an RFID detection device which ensures a relatively high scanning speed.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di rilevazione RFID che sia particolarmente adatto per l’utilizzo in contenitori di dimensioni relativamente grandi, in particolari in armadi per la conservazione di oggetti ad uso medico e/o farmaceutico. A further object of the present invention is to provide an RFID detection device that is particularly suitable for use in relatively large containers, in particular in cabinets for storing objects for medical and / or pharmaceutical use.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di rilevazione RFID che sia di facilmente realizzabile a livello industriale, a costi competitivi. A further object of the present invention is to provide an RFID detection device which is easily achievable at an industrial level, at competitive costs.
Questo compito e questi scopi, nonché altri scopi che appariranno evidenti dalla successiva descrizione e dai disegni allegati, sono realizzati, secondo l’invenzione, da un dispositivo di rilevazione RFID per effettuare l’inventario automatico di oggetti conservati in un contenitore, secondo la rivendicazione 1 proposta nel seguito. This task and these purposes, as well as other purposes which will become evident from the following description and the attached drawings, are achieved, according to the invention, by an RFID detection device for carrying out the automatic inventory of objects stored in a container, according to claim 1 proposed below.
In una sua definizione generale, il dispositivo di rilevazione RFID secondo l’invenzione, comprende una o più antenne di scansione, posizionate internamente al contenitore suddetto. Tali antenne di scansione irradiano campi elettromagnetici, con frequenza superiore a 300 MHz, attraverso almeno una porzione di volume interno di detto contenitore per accoppiarsi operativamente con dispositivi transponder RFID, operativamente associati ad uno o più di detti oggetti. In a general definition, the RFID detection device according to the invention comprises one or more scanning antennas, positioned inside the aforementioned container. These scanning antennas radiate electromagnetic fields, with a frequency higher than 300 MHz, through at least a portion of the internal volume of said container to operatively couple with RFID transponder devices, operatively associated with one or more of said objects.
Secondo l’invenzione, il dispositivo di rilevazione RFID comprende mezzi di regolazione, operativamente associati a dette antenne di scansione per variare la distribuzione spaziale dei campi elettromagnetici irradiati da quest’ultime. According to the invention, the RFID detection device comprises adjustment means, operatively associated with said scanning antennas to vary the spatial distribution of the electromagnetic fields radiated by the latter.
In un altro suo aspetto, al presente invenzione si riferisce ad un armadio o contenitore che comprende il dispositivo di rilevazione RFID suddetto. In another aspect, the present invention refers to a cabinet or container which comprises the aforementioned RFID detection device.
In un ulteriore aspetto, la presente invenzione si riferisce anche ad un armadio o contenitore per la conservazione di oggetti ad uso medico e/o farmaceutico che comprende il dispositivo di rilevazione RFID suddetto. In a further aspect, the present invention also refers to a cabinet or container for storing objects for medical and / or pharmaceutical use which comprises the aforementioned RFID detection device.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione, potranno essere meglio percepiti facendo riferimento alla descrizione data di seguito ed alle allegate figure, fomite a scopo puramente illustrativo e non limitativo, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention can be better perceived by referring to the description given below and to the attached figures, provided for purely illustrative and non-limiting purposes, in which:
la figura 1 illustra uno schema a blocchi del dispositivo di rilevazione RFID, secondo la presente invenzione; Figure 1 illustrates a block diagram of the RFID detection device, according to the present invention;
la figura 2 illustra schematicamente un armadio comprendente il dispositivo di rilevazione RFID, secondo la presente invenzione; Figure 2 schematically illustrates a cabinet comprising the RFID detection device, according to the present invention;
le figure 3-4 illustrano schematicamente il funzionamento del dispositivo di rilevazione RFID, secondo la presente invenzione, nell’armadio di figura 2. Figures 3-4 schematically illustrate the operation of the RFID detection device, according to the present invention, in the cabinet of figure 2.
Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di rilevazione RFID per effettuare l’inventario automatico di oggetti 11 conservati in un contenitore 100. With reference to the aforementioned figures, the present invention refers to an RFID detection device for carrying out the automatic inventory of objects 11 stored in a container 100.
In linea di principio, gli oggetti 11 ed il contenitore 100 possono essere di qualunque tipo, secondo le esigenze. In principle, the objects 11 and the container 100 can be of any type, according to requirements.
Per semplicità espositiva, senza voler limitarne in alcun modo l’ambito applicativo, la presente invenzione sarà ora descritta con riferimento al suo utilizzo in un armadio, in particolare in un armadio 100 per la conservazione di oggetti 11 ad uso medico o farmaceutico. For the sake of simplicity of presentation, without wishing to limit its application scope in any way, the present invention will now be described with reference to its use in a cabinet, in particular in a cabinet 100 for storing objects 11 for medical or pharmaceutical use.
Il dispositivo di rilevazione RFID 1 comprende una o più antenne di scansione 3 atte ad irradiare campi elettromagnetici EM variabili periodicamente con frequenza tale per cui il dispositivo di rilevazione RFID 1 operi prevalentemente in condizioni di campo lontano. Vantaggiosamente, la frequenza dei campi elettromagnetici EM, generati dalle antenne di scansione 3, è superiore a 300 MHz, preferibilmente compresa nelle bande UHF o SHF. The RFID detection device 1 comprises one or more scanning antennas 3 adapted to irradiate periodically variable EM electromagnetic fields with such a frequency that the RFID detection device 1 operates mainly in far-field conditions. Advantageously, the frequency of the electromagnetic fields EM, generated by the scanning antennas 3, is higher than 300 MHz, preferably included in the UHF or SHF bands.
Di preferenza, la frequenza di tali campi elettromagnetici è superiore a 800 MHz. Preferably, the frequency of such electromagnetic fields is higher than 800 MHz.
Le antenne di scansione 3 sono posizionate internamente alle pareti dell’ armadio 100, preferibilmente in corrispondenza di un’apposita sezione 103. The scanning antennas 3 are positioned inside the walls of the cabinet 100, preferably in correspondence with a specific section 103.
Vantaggiosamente, le antenne di scansione 3 irradiano i campi elettromagnetici EM attraverso almeno una porzione del volume interno dell’armadio 100, vantaggiosamente in direzione di una sezione 101, dove sono riposti gli oggetti 11 da monitorare. Advantageously, the scanning antennas 3 radiate the EM electromagnetic fields through at least a portion of the internal volume of the cabinet 100, advantageously in the direction of a section 101, where the objects 11 to be monitored are stored.
Preferibilmente, nell’armadio 100 gli oggetti 11 sono conservati in uno o più cassetti estraibili 102 Preferably, in the cabinet 100 the objects 11 are stored in one or more removable drawers 102
Vantaggiosamente, le pareti dell’armadio 100, in particolare quelle che definiscono la sezione 101 dello stesso, sono schermate internamente, ad esempio con materiali radio-riflettenti, in modo da impedire ai campi elettromagnetici EM di propagarsi all’esterno dell’armadio stesso. Inoltre, le riflessioni multiple delle onde elettromagnetiche contro le pareti schermate consentono vantaggiosamente di saturare lo spazio interno dell’armadio 100. Ostacoli radioriflettenti (oggetti metallici) o radioassorbenti (liquidi), eventualmente posti nell’armadio stesso, possono essere così efficacemente aggirati. Advantageously, the walls of the cabinet 100, in particular those that define the section 101 of the same, are internally shielded, for example with radio-reflective materials, in order to prevent the EM electromagnetic fields from spreading outside the cabinet itself. In addition, the multiple reflections of electromagnetic waves against the shielded walls advantageously allow to saturate the internal space of the cabinet 100. Radio-reflecting (metal objects) or radio-absorbing (liquid) obstacles, possibly placed in the cabinet itself, can thus be effectively circumvented.
Preferibilmente, le pareti dell’armadio 100 sono operativamente associate ad una pluralità di elementi radioriflettenti (non illustrati), predisposti, ad esempio per quanto riguarda forma e disposizione, in modo da ottenere un’adeguata omogeneità di distribuzione per il campo elettromagnetico presente almeno nella porzione 101 di volume interno dell’armadio 100, irradiata dalle antenne di scansione 3. Preferably, the walls of the cabinet 100 are operatively associated with a plurality of radio-reflecting elements (not shown), arranged, for example as regards shape and arrangement, so as to obtain an adequate homogeneity of distribution for the electromagnetic field present at least in the portion 101 of internal volume of the cabinet 100, radiated by the scanning antennas 3.
A ciascun oggetto 11 da monitorare è operativamente associato un dispositivo transponder RFID 12, preferibilmente di tipo passivo. Each object 11 to be monitored is operatively associated with an RFID transponder device 12, preferably of the passive type.
Preferibilmente, i transponder RFID 12 sono realizzati in forma di etichette applicabili agli oggetti 11. Preferably, the RFID transponders 12 are made in the form of labels applicable to the objects 11.
Grazie all’emissione dei campi elettromagnetici EM, le antenne di scansione 3 sono in grado di accoppiarsi operativamente con i transponder RFID 12, in condizioni operative di campo lontano. Thanks to the emission of EM electromagnetic fields, the scanning antennas 3 are able to operatively couple with the RFID transponders 12, in far-field operating conditions.
Ciascun transponder RFID 12 è in grado di assorbire parte della potenza trasmessa con il campo elettromagnetico EM per alimentarsi, ad esempio mediante un opportuno circuito di alimentazione elettricamente connesso ad un circuito di antenna del transponder. Each RFID transponder 12 is able to absorb part of the power transmitted with the electromagnetic field EM in order to be powered, for example by means of a suitable power supply circuit electrically connected to an antenna circuit of the transponder.
Il circuito d’antenna di ciascun transponder RFID 12 è in grado di riflettere verso le antenne di scansione 3 (“backscattering”) parte del campo elettromagnetico EM incidente. The antenna circuit of each RFID transponder 12 is able to reflect part of the incident EM electromagnetic field towards the scanning antennas 3 ("backscattering").
Ciascun transponder RFID 12 può così trasmettere dati conservati in memoria alle antenne di scansione 3, ad esempio dati d’identificazione dell’oggetto 11 cui esso è associato. Each RFID transponder 12 can thus transmit data stored in memory to the scanning antennas 3, for example identification data of the object 11 to which it is associated.
Preferibilmente, la trasmissione dei dati suddetti da parte di ciascun transponder RFID 12 avviene mediante modulazione in ampiezza del campo elettromagnetico riflesso, mediante opportune variazioni dell’impedenza del circuito d’antenna. Preferably, the transmission of the aforementioned data by each RFID transponder 12 occurs by modulating the amplitude of the reflected electromagnetic field, by means of appropriate variations in the impedance of the antenna circuit.
Secondo l’invenzione, il dispositivo di rilevazione 1 comprende mezzi di regolazione 4, operativamente associati alle antenne di scansione 3 per variare la distribuzione spaziale dei campi elettromagnetici EM irradiati da quest’ultime. According to the invention, the detection device 1 comprises adjustment means 4, operatively associated with the scanning antennas 3 to vary the spatial distribution of the EM electromagnetic fields radiated by the latter.
I mezzi di regolazione 4 permettono vantaggiosamente di variare in modo controllato la distribuzione spaziale dei lobi di radiazione che caratterizzano i campi elettromagnetici EM emessi dalle antenne di scansione 3. The adjustment means 4 advantageously allow to vary in a controlled way the spatial distribution of the radiation lobes which characterize the EM electromagnetic fields emitted by the scanning antennas 3.
Nelle figure 3-4, si mostrano due esempi di regolazione della distribuzione spaziale dei campi elettromagnetici generati dalle antenne di scansione 3. In Figures 3-4, two examples of regulation of the spatial distribution of the electromagnetic fields generated by the scanning antennas 3 are shown.
Nell’esempio di figura 3, i mezzi di regolazione 4 agiscono sulle antenne di scansione 3 in modo che ciascuna di esse produca un lobo di radiazione EM2 che si estende prevalentemente lungo un asse di riferimento X sostanzialmente orizzontale. In the example of Figure 3, the adjustment means 4 act on the scanning antennas 3 so that each of them produces a lobe of EM2 radiation that extends mainly along a substantially horizontal reference axis X.
Nell’esempio di figura 4, i mezzi di regolazione 4 agiscono sulle antenne di scansione 3 in modo da ottenere lobi di radiazione EMI più estesi, ottenuti sovrapponendo e combinando tra loro i lobi di radiazione emessi da una coppia di antenne di scansione affiancate. In the example of Figure 4, the adjustment means 4 act on the scanning antennas 3 so as to obtain wider EMI radiation lobes, obtained by overlapping and combining the radiation lobes emitted by a pair of side-by-side scanning antennas.
Preferibilmente, i mezzi di regolazione 4 comprendono mezzi attuatoli 4A, operativamente associati alle antenne di scansione 3 per variarne l’orientazione nello spazio. Preferably, the adjustment means 4 comprise actuating means 4A, operatively associated with the scanning antennas 3 to vary their orientation in space.
I mezzi attuatori 4A consentono di variare nello spazio la direzione principale (asse di riferimento X di figura 3) di estensione del lobo di radiazione di ciascuna delle antenne di scansione 3. The actuator means 4A allow to vary in space the main direction (reference axis X of Figure 3) of extension of the radiation lobe of each of the scanning antennas 3.
In tal modo, il campo di lettura di ciascuna antenna di scansione 3 può interessare una più estesa porzione di volume dell’armadio 100. In this way, the reading field of each scanning antenna 3 can affect a larger portion of the volume of the cabinet 100.
Preferibilmente, i mezzi attuatori 4A sono operativamente associati alle antenne di scansione 3 per far basculare quest’ultime intorno ad uno o più assi di rotazione predefiniti X, Y, Z, preferibilmente paralleli agli assi di un sistema cartesiano di riferimento nello spazio (figura 3). Preferably, the actuator means 4A are operatively associated with the scanning antennas 3 to make the latter pivot around one or more predefined rotation axes X, Y, Z, preferably parallel to the axes of a Cartesian reference system in space (Figure 3 ).
Preferibilmente, i mezzi attuatori 4 A comprendono uno o più motori elettrici (non illustrati), ciascuno dei quali è operativamente associato ad una corrispondente antenna di scansione 3 mediante un’opportuna catena cinematica (non illustrata). Preferably, the actuator means 4A comprise one or more electric motors (not shown), each of which is operatively associated with a corresponding scanning antenna 3 by means of an appropriate kinematic chain (not shown).
Forme realizzative della presente invenzione possono vantaggiosamente prevedere che più antenne di scansione 3 siano movimentate da un unico motore, ad esempio in modo da poter pilotare contemporaneamente il basculamento delle antenne suddette lungo un medesimo asse di rotazione (ad esempio l’asse di riferimento Z di figura 3). Embodiments of the present invention can advantageously provide that several scanning antennas 3 are moved by a single motor, for example so as to be able to simultaneously drive the tilting of the aforementioned antennas along the same rotation axis (for example the reference axis Z of figure 3).
Altre soluzioni operative sono possibili predisponendo in modo opportuno i motori elettrici di attuazione e le relative catene cinematiche di trasmissione del moto alle antenne di scansione 3. Other operative solutions are possible by appropriately arranging the electric actuating motors and the related kinematic chains for transmitting motion to the scanning antennas 3.
I mezzi di regolazione 4 possono anche comprendere primi mezzi elettronici 4B atti a modulare la potenza dei campi elettromagnetici EM irradiati dalle antenne di scansione 3. Grazie ai mezzi elettronici 4B è possibile variare il volume effettivamente coperto da un lobo di radiazione di un’antenna di scansione 3, lungo la direzione principale di estensione del lobo stesso (asse di riferimento X in figura 3). The adjustment means 4 can also comprise first electronic means 4B adapted to modulate the power of the EM electromagnetic fields radiated by the scanning antennas 3. Thanks to the electronic means 4B it is possible to vary the volume actually covered by a radiation lobe of an antenna of scan 3, along the main direction of extension of the lobe itself (reference axis X in Figure 3).
E’ evidente come ad una maggiore potenza del campo elettromagnetico emesso da un’antenna di scansione 3 corrisponda una maggiore profondità del campo di lettura dell’antenna suddetta. It is evident that the greater power of the electromagnetic field emitted by a scanning antenna 3 corresponds to a greater depth of the reading field of the aforementioned antenna.
Preferibilmente, i primi mezzi elettronici 4B comprendono uno o più circuiti modulatori (non illustrati), ciascuno dei quali è elettricamente connesso ad una corrispondente antenna di scansione 3 in modo da poter regolare la potenza irradiata da quest’ ultima. Preferably, the first electronic means 4B comprise one or more modulator circuits (not shown), each of which is electrically connected to a corresponding scanning antenna 3 so as to be able to adjust the power radiated by the latter.
I primi mezzi elettronici 4B possono essere posti a bordo delle antenne di scansione 3, montati in un modulo separato o posizionati a bordo di un altro dispositivo elettricamente connesso alle antenne stesse. The first electronic means 4B can be placed on board the scanning antennas 3, mounted in a separate module or positioned on board another device electrically connected to the antennas themselves.
Forme realizzative della presente invenzione possono vantaggiosamente prevedere che i primi mezzi elettronici 4B comprendano uno o più circuiti modulatori in grado di regolare la potenza emessa da più antenne di scansione 3. Embodiments of the present invention can advantageously provide that the first electronic means 4B comprise one or more modulating circuits capable of regulating the power emitted by several scanning antennas 3.
I mezzi di regolazione 4 possono anche comprendere secondi mezzi elettronici 4C atti a pilotare lo stato di attivazione delle antenne di scansione 3. The adjustment means 4 can also comprise second electronic means 4C adapted to drive the activation state of the scanning antennas 3.
In tal modo, il volume interno dell’ armadio 100 può essere vantaggiosamente irradiato da antenne di scansione 3 predisposte in diverse posizioni operative diverse, secondo una sequenza di attivazione desiderata. In this way, the internal volume of the cabinet 100 can be advantageously irradiated by scanning antennas 3 arranged in different operating positions, according to a desired activation sequence.
Ad esempio, come illustrato in figura 3, le antenne di scansione 3 possono essere predisposte secondo una configurazione ad “array” ed essere attivate in sequenza in modo da irradiare ciascuna la porzione di volume coperta dal corrispondente lobo di radiazione EM2. For example, as illustrated in Figure 3, the scanning antennas 3 can be arranged according to an "array" configuration and be activated in sequence so as to each irradiate the volume portion covered by the corresponding radiation lobe EM2.
Le antenne di scansione 3 possono essere attivate singolarmente oppure a gruppi secondo sequenze di attivazione predefinite. The scanning antennas 3 can be activated individually or in groups according to predefined activation sequences.
Preferibilmente, i secondi mezzi elettronici 4C comprendono un circuito multiplexer atto a ricevere un segnale di comando in ingresso ed a fornire un segnale di pilotaggio per le antenne di scansione 3, in corrispondenza di una o più uscite. Preferably, the second electronic means 4C comprise a multiplexer circuit adapted to receive an input command signal and to supply a driving signal for the scanning antennas 3, at one or more outputs.
I secondi mezzi elettronici 4C possono essere montati in un modulo separato rispetto alle antenne di scansione 3 oppure essere posizionati a bordo di un altro dispositivo elettricamente connesso alle antenne stesse. The second electronic means 4C can be mounted in a separate module with respect to the scanning antennas 3 or be positioned on board another device electrically connected to the antennas themselves.
Preferibilmente, il dispositivo di rilevazione 1 comprende un’unità di comando e controllo 5, vantaggiosamente provvista di un microprocessore o unità di elaborazione di altro tipo, atta a gestire il funzionamento delle antenne di scansione 3 e dei mezzi di regolazione 4. Preferably, the detection device 1 comprises a command and control unit 5, advantageously provided with a microprocessor or processing unit of another type, suitable for managing the operation of the scanning antennas 3 and of the adjustment means 4.
L’unità di comando e controllo 5 è vantaggiosamente in grado di ricevere i dati trasmessi dalle antenne di scansione 3 e di elaborarli e/o memorizzarli e/o trasmetterli ad un computer remoto. The command and control unit 5 is advantageously able to receive the data transmitted by the scanning antennas 3 and to process and / or store them and / or transmit them to a remote computer.
Essa è inoltre in grado di generare segnali di comando per pilotare il funzionamento dei mezzi attuatori 4A, dei primi mezzi elettronici 4B e dei secondi mezzi elettronici 4C e di ricevere segnali dati per monitorare il funzionamento dei mezzi di regolazione 4. It is also capable of generating command signals for controlling the operation of the actuator means 4A, of the first electronic means 4B and of the second electronic means 4C and of receiving data signals to monitor the operation of the adjustment means 4.
Forme realizzative della presente invenzione possono prevedere che i primi mezzi elettronici 4B e/o i secondi mezzi elettronici 4C siano montati a bordo dell’unità di comando e controllo 5. Embodiments of the present invention may provide that the first electronic means 4B and / or the second electronic means 4C are mounted on board the command and control unit 5.
In alcune forme realizzative della presente invenzione, l’unità di comando e controllo 5 può essere provvista di un’interfaccia utente (non illustrata), posizionata esternamente al contenitore 100. In some embodiments of the present invention, the command and control unit 5 can be provided with a user interface (not shown), positioned externally to the container 100.
Un utente può così interfacciarsi con l’unità di comando e controllo 5 ed accedere ai dati elaborati e/o memorizzati da quest’ultima senza la necessità di aprire le ante 104 dell’armadio 100 A user can thus interface with the command and control unit 5 and access the data processed and / or stored by the latter without the need to open the doors 104 of the cabinet 100
Preferibilmente, l’unità di comando e controllo 5 è posizionata internamente all’armadio 100, come illustrato nelle figure 1, 3-4. Preferably, the command and control unit 5 is positioned inside the cabinet 100, as shown in figures 1, 3-4.
Forme alternative della presente invenzione, però, possono prevedere che essa sia posizionata esternamente a quest’ultimo. Alternative forms of the present invention, however, may provide that it is positioned externally to the latter.
Preferibilmente, l’unità di comando e controllo 5 è operativamente connessa ed in grado di comunicare con un computer 6 posizionato esternamente al contenitore 100. Preferably, the command and control unit 5 is operatively connected and able to communicate with a computer 6 positioned externally to the container 100.
Secondo una forma di realizzazione preferita, l’unità di comando e controllo 5 e/o il computer 6 sono operativamente connessi a mezzi di controllo 7 dell’accesso al contenitore 100. According to a preferred embodiment, the command and control unit 5 and / or the computer 6 are operationally connected to control means 7 for accessing the container 100.
I mezzi di controllo 7 possono vantaggiosamente comprendere un sensore di chiusura delle ante 104 dell’armadio 100 ed un dispositivo d’identificazione atto a rilevare dati indicativi dell’identità dell’utente che intende accedere all’armadio 100. The control means 7 can advantageously comprise a sensor for closing the doors 104 of the cabinet 100 and an identification device designed to detect data indicative of the identity of the user who intends to access the cabinet 100.
In tal modo, il dispositivo di rilevazione RFID 1 può essere utilizzato per controllare in tempo reale il prelievo di oggetti 11 da parte di un utente. In this way, the RFID detection device 1 can be used to control in real time the picking up of objects 11 by a user.
A tal fine, a seguito di una richiesta di accesso da parte di un utente, il dispositivo di rilevazione RFID può vantaggiosamente eseguire scansioni del contenuto dell’ armadio 100 prima e dopo l’accesso allo stesso, identificando automaticamente gli oggetti 11 eventualmente prelevati in occasione di tale accesso. To this end, following an access request by a user, the RFID detection device can advantageously perform scans of the contents of the cabinet 100 before and after accessing it, automatically identifying the objects 11 possibly picked up on occasion. of such access.
Si è visto nella pratica come il dispositivo di rilevazione RFID 1, secondo la presente invenzione permetta di raggiungere gli scopi prefissati. It has been seen in practice how the RFID detection device 1, according to the present invention, allows to achieve the intended purposes.
I mezzi di regolazione 4 consentono di variare in modo controllato la distribuzione spaziale dei lobi di radiazione EMI, EM2 generati dalle antenne di scansione 3. The adjustment means 4 allow to vary in a controlled way the spatial distribution of the radiation lobes EMI, EM2 generated by the scanning antennas 3.
Ciò permette di evitare la generazione di un campo elettromagnetico spazialmente statico, confinato all’interno dell’armadio 100. This allows to avoid the generation of a spatially static electromagnetic field, confined within the cabinet 100.
E’ così possibile ridurre drasticamente la probabilità che porzioni di volume dell’armadio 100 siano permanentemente oscurate dalla presenza di regioni d’interferenza distruttiva, in corrispondenza delle quali non è possibile la lettura dei transponder RFID 12 e quindi l’identificazione degli oggetti 11. It is thus possible to drastically reduce the probability that volume portions of the cabinet 100 are permanently obscured by the presence of destructive interference regions, at which it is not possible to read the RFID transponders 12 and therefore the identification of the objects 11.
In altre parole, grazie ai mezzi di regolazione 4, si può ottenere che ogni porzione di volume della sezione 101 dell’armadio 100 sia irradiata almeno una volta dal campo elettromagnetico generato dalle antenne di scansione 3, riducendo in modo significativo la probabilità di errori nel processo di scansione, anche in presenza di regioni difficilmente attraversabili da onde elettromagnetiche ad altissima frequenza zone, ad esempio regioni in cui vi sia presenza di sostanze liquide. In other words, thanks to the adjustment means 4, it can be obtained that each volume portion of the section 101 of the cabinet 100 is irradiated at least once by the electromagnetic field generated by the scanning antennas 3, significantly reducing the probability of errors in the scanning process, even in the presence of regions that are difficult to pass through by very high frequency electromagnetic waves zones, for example regions in which there is the presence of liquid substances.
I mezzi di regolazione 4 permettono di rendere più flessibile ed efficace l’assetto operativo di ciascuna antenna di scansione. Ciò consente di diminuire il numero di antenne di scansione 3 necessarie per assicurare un’affidabile identificazione degli oggetti presenti nell’armadio 100. I mezzi di regolazione 4 conferiscono al dispositivo di rilevazione RFID 1 una notevole flessibilità di utilizzo e rendono possibile irradiare con efficacia il volume interno dell’ armadio 100 con campi elettromagnetici di diversa frequenza, attivabili anche contemporaneamente o secondo sequenze predefmite. The adjustment means 4 allow to make the operating structure of each scanning antenna more flexible and effective. This makes it possible to reduce the number of scanning antennas 3 necessary to ensure reliable identification of the objects present in the cabinet 100. The adjustment means 4 give the RFID detection device 1 considerable flexibility of use and make it possible to effectively irradiate the internal volume of cabinet 100 with electromagnetic fields of different frequencies, which can also be activated simultaneously or according to pre-defined sequences.
Il dispositivo di rilevazione RFID 1 può così essere utilizzato in modo affidabile per identificare oggetti di tipo “RF friendly”, ad esempio prodotti in carta o plastica con contenuto scarso o nullo di acqua e metalli, di tipo “RF semi-friendly”, ad esempio prodotti farmaceutici, di tipo “RF semi unfriendly”, ad esempio prodotti con alto contenuto di acqua o altri liquidi, oppure “RF unfriendly”, ad esempio prodotti con alto contenuto di metalli. The RFID detection device 1 can thus be used reliably to identify "RF friendly" type objects, for example paper or plastic products with little or no water and metal content, "RF semi-friendly" type, for example for example pharmaceutical products, of the “RF semi unfriendly” type, for example products with a high content of water or other liquids, or “RF unfriendly”, for example products with a high content of metals.
Come sopra illustrato, il dispositivo di rilevazione RFID 1 opera, in prevalenza, in condizioni operative di campo lontano. As illustrated above, the RFID detection device 1 operates mainly in far-field operating conditions.
I transponder RFID 12 possono così essere di dimensioni relativamente ridotte e sono facilmente identificabili, indipendentemente dalla loro orientazione spaziale. The RFID transponders 12 can thus be relatively small in size and are easily identifiable, regardless of their spatial orientation.
Le antenne di scansione 3 si caratterizzano per campi di lettura relativamente profondi, anche superiori a 3m, e sono in grado di scansionare l’intero contenuto dell’armadio 100 con velocità di scansione molto elevata, ad esempio 500 oggetti/s. The scanning antennas 3 are characterized by relatively deep reading fields, even higher than 3m, and are able to scan the entire contents of cabinet 100 with very high scanning speed, for example 500 objects / s.
II dispositivo di rilevazione RFID 1 si caratterizza così per prestazioni molto elevate, rispetto ai dispositivi dell’arte nota, e consente di inventariare, sostanzialmente in tempo reale, giacenze, prelievi o ricariche dell’armadio 100. The RFID detection device 1 is thus characterized by very high performance, compared to the devices of the known art, and allows you to inventory, substantially in real time, stocks, withdrawals or reloads of the cabinet 100.
Il dispositivo di rilevazione RFID 1 presenta una struttura relativamente semplice ed è facile ed economico da realizzare a livello industriale. The RFID detection device 1 has a relatively simple structure and is easy and inexpensive to manufacture at an industrial level.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000007A ITTV20120007A1 (en) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | RFID DETECTION DEVICE FOR CARRYING OUT THE AUTOMATIC INVENTORY OF OBJECTS IN A CONTAINER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000007A ITTV20120007A1 (en) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | RFID DETECTION DEVICE FOR CARRYING OUT THE AUTOMATIC INVENTORY OF OBJECTS IN A CONTAINER |
Publications (1)
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|---|---|
| ITTV20120007A1 true ITTV20120007A1 (en) | 2013-07-17 |
Family
ID=45581960
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| IT000007A ITTV20120007A1 (en) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | RFID DETECTION DEVICE FOR CARRYING OUT THE AUTOMATIC INVENTORY OF OBJECTS IN A CONTAINER |
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| Country | Link |
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Citations (3)
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| JP2002119577A (en) * | 2000-06-28 | 2002-04-23 | Atsushi Kinoshita | Management system for medical articles, especially catheters |
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- 2012-01-16 IT IT000007A patent/ITTV20120007A1/en unknown
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