(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. G06K 19/077 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2014/26 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: System RFID (30) Pierwszeństwo: (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2010/51 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2014/11 (73) Uprawniony z patentu: Siemens Aktiengesellschaft, München, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 JÖRG NEIDIG, Nürnberg, DE JOACHIM SCHARNAGL, Fürth, DE ULRICH WELZ, Herzogenaurach, DE WOLFGANG WOHLGEMUTH, Erlangen, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Grażyna Palka JWP RZECZNICY PATENTOWI DOROTA RZĄŻEWSKA SP. J. ul. Żelazna 28/30 Sienna Center Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 20073/14/P-RO/GP EP Opis System RFID [0001] Wynalazek dotyczy systemu RFID, zawierającego czytnik RFID i moduł transpondera RFID, który jest odczytywany przez czytnik RFID. [0002] Skrót RFID pochodzi od określenia Radio Frequency Identification i oznacza identyfikację za pomocą fal radiowych. Technologia RFID jest coraz szerzej stosowana do bezdotykowej identyfikacji i lokalizacji przedmiotów oraz automatycznej rejestracji i zapisu danych. [0003] System RFID składa się zasadniczo z etykiety RFID, zwanej także transponderem RFID, rejestratora RFID i/lub czytnika RFID. Transponder RFID jest przewidziany do zapisu danych, które mogą być przesyłane przez rejestrator RFID bezdotykowo do transpondera RFID i następnie, również bezdotykowo, odczytywane przez czytnik RFID. Bezdotykowa komunikacja między transponderem RFID i rejestratorem lub czytnikiem następuje za pomocą fal elektromagnetycznych. Transponder RFID jest wyposażony w antenę, analogowy układ przełączający do odbioru i wysyłania, cyfrowy układ przełączający i pamięć trwałą, w której można zapisywać dane do przesłania. Analogowy układ przełączający i antena są dostosowane do częstotliwości przewidzianej do komunikacji. [0004] Na rynku są dostępne etykiety RFID niskiej częstotliwości, które komunikują się za pośrednictwem pól elektromagnetycznych w zakresie częstotliwości khz. Tego typu systemy RFID są przeznaczone do niewielkich zasięgów i stosowane na przykład do kontroli dostępu i immobilizerów w pojazdach. [0005] Etykiety RFID wysokiej częstotliwości wysyłają i odbierają w zakresie 3-30 MHz i są przeznaczone do krótkiego i średniego zasięgu. [0006] W produkcji są stosowane z reguły takie systemy RFID wysokiej częstotliwości, przy częstotliwości transmisji 13,56 MHz, do przesyłania informacji w bliskim polu elektromagnetycznym metodą indukcji. Uzyskiwany tak zasięg zapewnia możliwość celowej identyfikacji poszczególnych etykiet w najbliższym obszarze. W ten sposób możliwe jest przykładowo wyposażenie poszczególnych produktów w dane produktu, takie jak data produkcji i ważności oraz specyfikacje produktów. [0007] Większy zasięg uzyskuje się w zakresie częstotliwości ultrawysokich, tzn MHz. Przykładowo, w logistyce z reguły są stosowane systemy RFID do 865 MHz do przesyłania fal elektromagnetycznych o dalekim zasięgu na duże odległości. Ze względu na większy zasięg uzyskiwany w zakresie częstotliwości ultrawysokich, istnieje możliwość identyfikacji wielu etykiet na dużą odległość. Przykładowo, w ten sposób można stwierdzić w logistyce, które produkty znajdują się w magazynie lub które towary zostały już dostarczone. [0008] Ostatecznie istnieją także systemy RFID, które komunikują się w zakresie częstotliwości mikrofal powyżej 2,4 GHz. Za pomocą tego typu wysokich częstotliwości można uzyskać bardzo dużą szybkość odczytu. Jest to niezbędne na przykład w punktach

3 -2- poboru opłat drogowych, przez które pojazdy przejeżdżają z bardzo dużą szybkością, a etykiety RFID muszą zostać w tym czasie odczytane. [0009] W logistyce są stosowane głównie technologie RFID, które wykorzystują zakres częstotliwości ultrawysokich. Wynika to z dużego zasięgu, który można uzyskać w przypadku tego zakresu częstotliwości. Dla zastosowań logistycznych często jest korzystne, gdy różne produkty wyposażone w transponder mogą być rozpoznawane jednocześnie w określonym otoczeniu. [0010] Jednak także w zastosowaniach logistycznych często istnieje potrzeba pojedynczej, tzn. wyłącznej identyfikacji produktów wyposażonych w transponder za pomocą rejestratora/czytnika RFID, także wówczas, gdy w obszarze odbioru rejestratora/czytnika RFID znajduje się kilka transponderów. Podczas transportu towarów zdarza się często, że konieczny jest ich ręczny przeładunek i/lub przesortowanie. Taka czynność powinna być zaprotokołowana i sprawdzona w miarę możliwości w sposób automatyczny, do czego świetnie się nadaje technologia RFID. Przykładem takiej czynności jest Baggage Reconcillation na lotniskach, podczas której walizki są rozsortowywane przez pracowników lotniska z przenośnika taśmowego do różnych pojemników i wózków. Jeżeli, w tym przykładzie, w obszarze odbioru czytnika RFID znajduje się kilka transponderów RFID, obecnie nie można zidentyfikować pojedynczej walizki z transponderem RFID częstotliwości ultrawysokiej, która ma zostać rozsortowana w grupie innych walizek w obszarze odbioru czytnika RFID, aby w ten sposób nawiązać wyłączną komunikację. Tego typu wyłączna komunikacja mogłaby przykładowo służyć wspomaganiu pracowników lotniska podczas przyporządkowania takiej walizki. [0011] W EP jest ujawniony system z czytnikiem RFID i modułem transpondera RFID. [0012] Celem wynalazku jest więc umożliwienie zamierzonej, wyłącznej komunikacji między określonym transponderem RFID i czytnikiem RFID, w którego obszarze odbioru znajdują się jeszcze inne transpondery RFID. [0013] Cel ten jest osiągnięty przez system z czytnikiem RFID i modułem transpondera RFID, przy czym moduł transpondera RFID ma - czujnik przyspieszenia do pomiaru przyspieszeń, które ten moduł transpondera RFID doświadcza, - pamięć dla wartości progowej, - moduł przetwarzający do porównywania zmierzonych przyspieszeń z wartością progową i - moduł nadawczy do wysyłania identyfikatora, jednoznacznie określającego moduł transpondera, i sygnału stanu, który sygnalizuje przekroczenie wartości progowej przez zmierzoną wartość przyspieszenia, przy czym czytnik RFID (1) jest przystosowany do jednoznacznego identyfikowania modułu transpondera podczas odbioru wspomnianego sygnału stanu na podstawie identyfikatora.

4 -3- [0014] Korzystne przykłady wykonania wynalazku są przedstawione w zastrzeżeniach zależnych. [0015] Zasadnicza idea wynalazku opiera się na automatycznym wyzwalaniu systemu, gdy zostanie zmierzone przyspieszenie, za pomocą czujnika przyspieszenia, przekraczające wartość progową zapisaną w pamięci. W takim przypadku transponder RFID wysyła sygnał stanu, który z kolei sygnalizuje czytnikowi RFID, że powinna nastąpić komunikacja między wspomnianym transponderem RFID i czujnikiem RFID. Aby czytnik RFID rozpoznał, z którym transponderem komunikuje się, transponder RFID wysyła ponadto identyfikator, na podstawie którego czytnik RFID może jednoznacznie zidentyfikować transponder. W ten sposób jest więc możliwa celowa komunikacja między czytnikiem RFID i transponderem RFID także wówczas, gdy w obszarze odbioru czytnika RFID znajduje się kilka transponderów RFID. Następuje więc wyłączna komunikacja między czytnikiem RFID a przyspieszonym transponderem RFID. [0016] Pod pojęciem wyłącznej komunikacji w tym kontekście należy rozumieć, że czytnik RFID odbiera dane wyłącznie z transpondera i poddaje je następnie analizie lub wysyła dane tylko do transpondera, który wysyła wspomniany identyfikator. Ma to sens wówczas, gdy mają zostać zaprotokołowane tylko dane dotyczące poruszającego się obiektu lub do użytkownika mają zostać wysłane tylko dane dotyczące poruszającego się obiektu. [0017] Dopóki sygnał stanu nie zostanie wysłany przez transponder RFID, zachowuje się on jak typowy transponder RFID i w razie potrzeby może zostać umieszczony w obszarze odbioru czytnika RFID jednocześnie z innymi transponderami RFID. Wysłanie sygnału stanu następuje, gdy moduł przetwarzający, który może być wykonany jako mikroprocesor, stwierdzi przekroczenie wartości progowej, zapisanej w pamięci przez zmierzoną wartość przyspieszenia. Od przypadku zastosowania zależy, czy, i jeżeli tak, jak długo będzie wysyłany sygnał stanu, gdy zmierzona wartość przyspieszenia znowu będzie mniejsza niż wartość progowa po wcześniejszym przekroczeniu przez nią wartości progowej. [0018] Poprzez dostosowanie wartości progowej można celowo ustawiać system odpowiednio do różnych przypadku zastosowania. Tego rodzaju dostosowanie można przeprowadzić za pomocą czytnika RFID, jeżeli jest on wykonany jako rejestrator/czytnik. W takim przypadku wartość progowa może zostać po prostu wysłana przez rejestrator/czytnik do modułu transpondera, w którym zostanie następnie zapisana w pamięci. W pamięci można zapisywać nie tylko pojedynczą wartość progową. Możliwe i przewidziane według wynalazku jest zadawanie w pamięci modułu transpondera RFID dowolnych wartości przyspieszenia, na przykład w postaci ciągów przedziałów wartości, które prowadzą do wyzwolenia. [0019] Moduł transpondera RFID według wynalazku może być wykonany na przykład jako tzw. SmartLabel. Jest to bardzo cienka etykieta, która wraz z anteną jest wykonana na folii. [0020] W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, moduł transpondera RFID i czytnik RFID są przystosowane do komunikacji poprzez pole o częstotliwości ultrawysokiej. Systemy RFID, które pracują w zakresie częstotliwości ultrawysokiej, umożliwiają zasadniczo

5 -4- komunikację między transponderem i rejestratorem lub czytnikiem na stosunkowo dużą odległość. Ze względu na to technologia RFID w zakresie częstotliwości ultrawysokich jest chętnie stosowana w logistyce, w której często zachodzi konieczność jednoczesnego odczytu kilku transponderów RFID. Jednak także tutaj, jak wspomniano powyżej, czasami zachodzi konieczność celowego odczytu lub opisu poszczególnych transponderów RFID. Dzięki zależnemu od przyspieszenia wyzwalaniu transpondera RFID i związanemu z tym wysyłaniu sygnału stanu, wynalazek umożliwia selektywną, wyłączną komunikację między poszczególnymi przyspieszonymi transponderami RFID i czytnikiem RFID także w przypadku takiego zastosowania. [0021] Ponieważ czujniki przyspieszenia muszą być zaopatrywane w energię, pobór energii przez moduł transpondera RFID w innych korzystnych przykładach wykonania wynalazku można zredukować poprzez to, że moduł transpondera RFID ma środki do wykrywania wejścia modułu transpondera RFID w pole elektromagnetyczne, wystarczające do komunikacji z czytnikiem RFID i do automatycznego załączania czujnika przyspieszenia natychmiast po nastąpieniu tego wejścia. W ten sposób zapobiega się temu, że czujnik przyspieszenia jest aktywny, pomimo że moduł transpondera ze względu na odległość od czytnika RFID nie może nawiązać z nim komunikacji. [0022] W zależności od zastosowania, sensowne mogą okazać się różne czasy, w których sygnał stanu jest wysyłany po jednokrotnym przekroczeniu wartości progowej lub w których następuje celowa, wyłączna komunikacja między modułem transpondera RFID i czytnikiem RFID. W innym korzystnym przykładzie wykonania systemu, moduł transpondera RFID ma zegar do zadawania przedziału czasu trwania wysyłania sygnału stanu. [0023] W szczególnie łatwy sposób czujnik przyspieszenia można dodatkowo włączać i wyłączać ręcznie, jeżeli w innym korzystnym przykładzie wykonania wynalazku czytnik RFID jest wykonany jako rejestrator/czytnik ze środkiem do aktywacji czujnika przyspieszenia. [0024] Często systemy RFID powinny być stosowane do śledzenia, także w późniejszym czasie, określonych procesów, przez które przechodzi obiekt na przykład wrażliwy produkt komercyjny - podczas produkcji lub podczas transportu. W szczególności korzystny jest przykład wykonania wynalazku, w którym system ma oprogramowanie do protokołowania, przeznaczone do protokołowania czynności obiektu wyposażonego w moduł transpondera RFID podczas odbioru sygnału stanu. Jeżeli na przykład ma być zaprotokołowana czynność, podczas której obiekt transpondera RFID wyposażonego w moduł zostaje zdjęty z podajnika taśmowego, czujnik przyspieszenia zarejestruje przyspieszenie, którego doznaje obiekt podczas zdejmowania z podajnika taśmowego. Pod warunkiem, że przyspieszenie jest wystarczające, aby przekroczyć wartość progową, spowoduje to wysłanie identyfikatora i sygnału stanu. W wyniku tego czytnik RFID lub oprogramowanie do protokołowania odbiera sygnał, że transponder jest zidentyfikowany na podstawie identyfikatora i tym samym właściwy obiekt zostaje zdjęty z przenośnika taśmowego.

6 -5- [0025] Technologia RFID może być stosowana także do tego, aby w innym korzystniejszym przykładzie wykonania wynalazku celowo wydawać użytkownikowi instrukcje postępowania, które dotyczą obiektu wyposażonego w moduł transpondera. Przykład wykonania tego typu charakteryzuje się tym, że system zawiera oprogramowanie do wydawania instrukcji postępowania, dotyczących obiektu wyposażonego w moduł transpondera RFID, podczas odbioru sygnału stanu. [0026] W dalszej części wynalazek zostanie bardziej szczegółowo opisany i objaśniony na podstawie przykładów wykonania przedstawionych na figurach. Figury przedstawiają: FIG. 1 FIG. 2 schematyczny widok przykładu wykonania systemu według wynalazku z kilkoma modułami transpondera RFID, które znajdują się w obszarze odbioru czytnika RFID i przykład zastosowania dla przykładu wykonania systemu według wynalazku. [0027] Figura 1 przedstawia schematyczny widok przykładu wykonania systemu według wynalazku z kilkoma modułami transpondera RFID, które znajdują się w obszarze odbioru czytnika RFID 1. Obok modułu transpondera RFID 2 znajdują się jeszcze dwa inne moduły transpondera RFID 12, 13 w polu elektromagnetycznym czytnika RFID 1. [0028] Przestrzenne rozszerzenie pola elektromagnetycznego i tym samym obszaru odbioru czytnika RFID 1 zależy zdecydowanie od częstotliwości, z którą pracuje przedstawiony system RFID. W takim przypadku przyjmuje się, że komunikacja następuje poprzez pole o częstotliwości ultrawysokiej. W przedstawionym przypadku jest więc możliwe, że czytnik RFID 1 będzie odczytywać jednocześnie dane zarówno modułu transpondera RFID 2, jak i obu modułów transpondera RFID 12, 13. [0029] Każdy moduł transpondera RFID 2, 12, 13 zawiera czujnik przyspieszenia 3, pamięć 4, moduł przetwarzający 5, moduł nadawczy 6, zegar 7 i źródło energii 8, którym jest bateria. Za pomocą czujnika przyspieszenia 3 rejestrowane są wartości przyspieszenia, którego doznaje moduł transpondera RFID 2 lub obiekt mający moduł transpondera RFID 2. W pamięci 6 jest zapisana wartość progowa dla zmierzonych wartości przyspieszenia. Moduł przetwarzający 5 porównuje zmierzone wartości przyspieszenia z wartością progową, zapisaną w pamięci 6. W momencie przekroczenia wartości progowej w czasie ustalonym przez zegar 7, wysyłany jest sygnał stanu do czytnika RFID 1 wraz z identyfikatorem. Na podstawie sygnału stanu czytnik 1 lub właściwe oprogramowanie identyfikujące odbiera informację, że obiekt, który ma moduł transpondera 2, doznał przyspieszenia i interpretuje to jako żądanie dokonania wyłącznej wymiany danych ze wspomnianym modułem transpondera 2. Na podstawie identyfikatora czytnik 1 lub oprogramowanie identyfikujące może stwierdzić, z którym z przedstawionych modułów transpondera 2, 12, 13 nastąpi wymiana danych. W ten sposób czytnik 1 może celowo i wyłącznie komunikować się tylko z poruszającym się transponderem RFID 2. [0030] Figura 2 przedstawia przykład zastosowania przykładu wykonania systemu według wynalazku w obszarze logistyki. Obiekty 9, 10, 11, transportowane na przenośniku taśmowym 14, mają zostać odstawione przez pracownika magazynu 16 zgodnie z określonym

7 -6- zestawem regał 15. Celem zastosowania systemu RFID jest wspomaganie pracownika magazynu 16 podczas przyporządkowywania obiektów 9, 10, 11 poszczególnym miejscom magazynowym regału 15. [0031] Czytnik RFID 1 jest wykonany jako rejestrator/czytnik RFID częstotliwości ultrawysokich, ponieważ musi być zdolny sprawdzać jednocześnie kilka obiektów 9, 10, 11 podczas transportu lub w magazynie. [0032] Obiekty 9, 10, 11 są wyposażone w moduł transpondera RFID 2, co zostało już opisane w związku z fig. 1. Aby chronić źródło energii 8, moduły transpondera RFID 2 są ponadto przystosowane do tego, aby znajdować się w trybie nieaktywnym, dopóki znajdują się poza zasięgiem obszaru odbioru rejestratora/czytnika RFID. Dotyczy to także sytuacji, gdy moduły transpondera RFID 2 doznają przyspieszenia. Także czujnik przyspieszenia 3 jest nieaktywny, dopóki moduł transpondera RFID znajduje się poza obszarem odbioru. [0033] Moduły transpondera RFID 2, które wkraczają na obszar odbioru rejestratora/czytnika RFID, automatycznie przełączają się z trybu nieaktywnego na aktywny i wysyłają swój identyfikator i ewentualne informacje dodatkowe. Mogą być one jednocześnie rejestrowane przez rejestrator/czytnik RFID, dzięki czemu stan zapasów magazynowych można bardzo szybko ustalić. [0034] Gdy pracownik magazynu 16 usunie obiekt 9, 10, 11 z przenośnika taśmowego 14, właściwy transponder RFID doznaje przyspieszenia, które jest rejestrowane przez czujnik przyspieszenia 3. Zapisana w pamięci wartość progowa 4 modułu transpondera RFID 2 jest tak określona, że zostaje skutecznie przekroczona w przypadku typowego przyspieszenia, które powstaje podczas zdejmowania obiektu 10 z przenośnika taśmowego 14. Jest to rozpoznawane przez moduł przetwarzający 5, w wyniku czego następuje wysłanie sygnału stanu, który sygnalizuje rejestratorowi/czytnikowi przyspieszenie. Oprogramowanie systemu, które może rozpoznać poruszający się obiekt 10 na podstawie identyfikatora wysłanego również przez moduł transpondera RFID 2, generuje ostatecznie instrukcję postępowania dla pracownika magazynu 16, która wskazuje, na które miejsce magazynowe na regale 15 ma zostać odstawiony obiekt 10. [0035] System według wynalazku umożliwia więc bardzo łatwą, celową, wyłączną komunikację systemu RFID częstotliwości ultrawysokiej, która zasadniczo zapewnia komunikowanie się na bardzo dużą odległość z kilkoma transponderami, z pojedynczymi przyspieszonymi transponderami i/lub celowe wysyłanie danych do przyspieszonego transpondera lub ich protokołowanie. Fakt, że taki transponder został przyspieszony, rozpoznaje właściwy czytnik na podstawie wysłanego sygnału stanu. Ostatecznie czytnik może dokonać identyfikacji wspomnianego transpondera na podstawie identyfikatora, którego on również wysyła. Sporządziła i zweryfikowała Grażyna Palka Rzecznik patentowy

8 -7- Zastrzeżenia patentowe 1. System z czytnikiem RFID (1) i modułem transpondera RFID (2), w którym moduł transpondera RFID (2) ma - czujnik przyspieszenia (3) do pomiaru przyspieszeń, które ten moduł transpondera RFID (2) doświadcza, - pamięć (4) dla wartości progowej, - moduł przetwarzający (5) do porównywania zmierzonych przyspieszeń z wartością progową i - moduł nadawczy (6) do wysyłania identyfikatora, jednoznacznie określającego moduł transpondera, i sygnału stanu, który sygnalizuje przekroczenie wartości progowej przez zmierzoną wartość przyspieszenia, przy czym czytnik RFID (1) jest przystosowany do jednoznacznego identyfikowania modułu transpondera podczas odbioru wspomnianego sygnału stanu na podstawie identyfikatora. 2. System według zastrz. 1, w którym moduł transpondera RFID (2) i czytnik RFID (1) są przystosowane do komunikacji poprzez pole o częstotliwości ultrawysokiej. 3. System według jednego z zastrz. 1 albo 2, w którym moduł transpondera RFID (2) ma środki do wykrywania wejścia modułu transpondera RFID (2) w pole elektromagnetyczne, wystarczające do komunikacji z czytnikiem RFID (1) i do automatycznego załączania czujnika przyspieszenia (3) natychmiast po nastąpieniu tego wejścia. 4. System według jednego z zastrz. 1 do 3, w którym system ma zegar (7) do zadawania przedziału czasu trwania wysyłania sygnału stanu. 5. System według jednego z zastrz. 1 do 4, w którym czytnik RFID (1) jest wykonany jako rejestrator/czytnik ze środkiem do aktywacji czujnika przyspieszenia (3). 6. System według jednego z zastrz. 1 do 5, w którym system zawiera oprogramowanie do protokołowania, przeznaczone do protokołowania czynności obiektu (9, 10, 11) wyposażonego w moduł transpondera RFID (2) podczas odbioru sygnału stanu. 7. System według jednego z zastrz. 1 do 5, w którym system zawiera oprogramowanie do wydawania instrukcji postępowania dotyczących obiektu (9, 10, 11) wyposażonego w moduł transpondera RFID (2) podczas odbioru sygnału stanu. Sporządziła i zweryfikowała Grażyna Palka Rzecznik patentowy

9 -8-