專利名稱：用于數(shù)據(jù)采集的設(shè)備和方法
用于數(shù)據(jù)采集的設(shè)備和方法 本發(fā)明涉及一種在權(quán)利要求1的前序部分中所說明的用于數(shù)據(jù)采
集的設(shè)備以及一種在權(quán)利要求7的前序部分中所說明的用于數(shù)據(jù)采集 的方法。
交易的幾乎所有單件貨物都配備有用于明確并筒單地進行標識的 條形碼。在自動化不斷進步和簡化單件貨物識別的過程中，條形碼通 過電子數(shù)據(jù)載體、例如自動識另'J設(shè)備(Auto Identification Device) 或射頻識另'J設(shè)備(Radio Frequency Identification Device )來替換。 為了電子數(shù)據(jù)載體能夠發(fā)出檢測單元接收到的數(shù)據(jù)，這些電子數(shù)據(jù)栽 體必須例如位于所述檢測單元的交變電磁場中。 一種與此有關(guān)的檢測 設(shè)備由實用新型文獻DE 20 2005 014 644 Ul在先/>知。該實用新型 文獻說明了在交變電磁場的場強足夠大時，在數(shù)據(jù)載體中感應(yīng)如此 大的電壓，以致所有數(shù)據(jù)載體被激活并發(fā)出數(shù)據(jù)。
但是，如果許多數(shù)據(jù)載體位于檢測單元的交變電磁場中，則所述 數(shù)據(jù)栽體多次同時發(fā)出數(shù)據(jù)。在此，所述數(shù)據(jù)載體的數(shù)據(jù)發(fā)出信號可
能相互干擾，或者不能由檢測單元確鑿無疑地接收。
因此，根據(jù)DE 20 2005 014 644 Ul的檢測設(shè)備所具有的缺點是
在數(shù)據(jù)載體的堆積密度高時不可能進行數(shù)據(jù)采集。
本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種避免所述缺點并能實現(xiàn)無干擾的數(shù)據(jù) 采集的設(shè)備和方法。
根據(jù)本發(fā)明，在開始時所提到類型的設(shè)備和方法中所提出的任務(wù) 通過在權(quán)利要求1或7中提及的特征得以解決。
本發(fā)明的主題所帶來的優(yōu)點是可以對具有高的堆積密度的數(shù)據(jù) 載體進行檢測。
本發(fā)明的主題所帶來的另 一優(yōu)點是可以在空間上和在時間上選 擇性地激活數(shù)據(jù)載體。
本發(fā)明的主題所帶來的另一優(yōu)點是檢測單元的交變電磁場相互 重疊來使得用于激活數(shù)據(jù)載體的場強閾值可以有針對性預(yù)給定地在空 間上和在時間上被超過。
本發(fā)明的主題所帶來的另 一優(yōu)點是通過改變檢測單元的發(fā)射功率，場強閾值在空間上和時間上可以有針對性預(yù)給定地被超過。 在從屬權(quán)利要求中說明其它有利構(gòu)造。
本發(fā)明的其它特點借助附圖從下面對多個實施例進行的闡述中變 得明顯。


圖1示出用于數(shù)據(jù)采集的設(shè)備的方框電路圖，
圖2a、圖2b示出多個檢測單元的空間設(shè)備，以及 圖3示出了臺架設(shè)備(Regalanord顧g )。
本發(fā)明說明了一種用于在至少一個檢測單元E1、 E2、…En與至少 一個被布置在該檢測單元或每個檢測單元El、 E2、…En的交變電磁場 EMF1、 EMF2、…EMFn中的裝置RFID1 、 RFID2、…RFIDn之間進行數(shù)據(jù) 采集的設(shè)備和所屬的方法，所述裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn例如為 電子數(shù)據(jù)載體，其中只有在超過交變電磁場EMF1、 EMF2、…EMFn的場 強閾值Emax時，裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn才發(fā)出數(shù)據(jù)，并且交變 電磁場EMF1、 EMF2、…EMFn的場強被構(gòu)造來使得在體積單位VE之內(nèi) 在時間段t中超過場強閾值Emax。
至少兩個檢測單元El、 E2、…En的交變電磁場EMF1、 EMF2、…EMFn 相互重疊來使得在可預(yù)給定的體積單位VE之內(nèi)在可預(yù)給定的時間段t 中超過場強閾值Emax。
至少一個檢測單元El、 E2、…En的發(fā)射功率和/或相位被改變來 使得在體積單位VE之內(nèi)在時間段t中超過場強閾值Emax。
至少兩個檢測單元El、 E2、…En的交變電磁場EMF1、 EMF2、…EMFn 相互重疊并且至少一個檢測單元El、 E2、…En的發(fā)射功率和/或與其 它檢測單元的相位關(guān)系被改變來使得在可預(yù)給定的體積單位VE之內(nèi)在 可預(yù)給定的時間段t中超過場強閾值Emax。
至少一個裝置RFID1、 RFID2、 ...RFIDn可以被構(gòu)造來使得只有當 可預(yù)給定的場強閾值Emax被超過時，各個被激活的裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn才發(fā)出數(shù)據(jù)。在其最簡單的實施形式(Auspraegung ) 中，由此得到閾值裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn獲得足夠的能量以 用于應(yīng)答。通過定義，該實施形式是裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn的 特性，但是經(jīng)受由構(gòu)造技術(shù)引起的裝置特定的波動。在另一實施形式 中，裝置RFID1、 RFID2、 ... RFIDn測量最大場強，并將該最大場強與 嵌入的不變值相比較。其優(yōu)點在于因此可以實現(xiàn)場強閾值Emax的明顯更高的精度。在另一實施形式中，也可以由檢測單元E1、 E2、…En 借助信令消息將場強閾值Emax傳輸給裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn， 該裝置RFID1、 RFID2、 ...RFIDn隨后控制其應(yīng)答特性。
至少一個裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn可凈皮構(gòu)造來使得在各個被 激活的裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn發(fā)出數(shù)據(jù)之后，該裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn在可預(yù)給定的時間段dt中不再進行其它的數(shù)據(jù)發(fā)出。 該裝置的這種時間特性例如可以通過電容器經(jīng)由電阻進行放電來實 現(xiàn)。在此，該電容器在發(fā)送應(yīng)答之后被充電。存在于該電容器上的電 壓抑制應(yīng)答的發(fā)送。只有在該電容器放電之后，再次應(yīng)答才是可能的。 電容和電阻的值例如以精度±10%來定義時間段dt，并且這些電容和 電阻的值是裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn的不變特性。在另一實施形 式中，也可以由檢測單元E1、 E2、…En借助信令消息將時間段dt的 長度傳輸給裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn,該裝置RFID1、 RFID2、… RFIDn接著隨后控制其應(yīng)答特性并例如將該電容器與相對應(yīng)的電阻器 相連接，或選擇該電容器的電阻和電容的某些值。在另一實施形式中， 裝置RFID1、 RFID2、 ... RFIDn也可以借助于其它已知的時間測量方法 (例如利用振蕩回路)來確定時間段。
至少一個裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn可^皮構(gòu)造來使得只有當相 對應(yīng)的識別碼由檢測單元借助信令消息被傳輸給裝置RFID1、RFID2、... RFIDn時，該裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn才發(fā)出數(shù)據(jù)。該裝置RFID1、 RFID2 、 …RFIDn將此識別碼例如與不變地被編程輸入 (einprogrammieren)的值相比較，所述不變地,皮編程輸人的值為該裝 置RFID1、 RFID2、…RFIDn的特性。此方法的優(yōu)點是能夠有針對性 地只促使所有已作出響應(yīng)的裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn的子集進行 應(yīng)答，并且由此能夠避免應(yīng)答的相互干擾。在一種實施形式中，所使 用的識別碼可以是對裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn的自身的識別碼(例 如EPC碼)的全部鑒定或部分鑒定，所述自身的識別碼例如包含所有 具有如產(chǎn)品分類、供貨廠商、生產(chǎn)日期等那樣的共同特性的裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn。本方法的優(yōu)點在于有針對性地只對特定組裝置作出 響應(yīng)。在特定的從屬實施形式中，某些符號被用作占位符或"通配符 (Wildcard)"。這些符號替換沒有經(jīng)受部分鑒定的、因此是任意的符 號。其優(yōu)點是可以自由選擇部分鑒定。例如可預(yù)先給定供貨廠商和商品分類，而對應(yīng)于生產(chǎn)日期的符號通過占位符來替換。
在另一實施形式中，不變地壓入的、促4吏裝置RFID1、 RFID2、… RFIDn進行應(yīng)答的識別碼可以是對裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn的自身 的識別碼(例如EPC碼)的加密，或者是對該自身的識別碼的部分鑒 定。因為該算法和密鑰僅為被授權(quán)的實體知道，所有裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn也可以僅由這些實體,皮讀出。
通過本發(fā)明的主題，任意大小的空間元素RE可以被順序地、即在 時間上相繼地以體積單位VE的形式被掃描。只有位于正好被掃描的體 積單位VE中的裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn才被激活。
圖1中的設(shè)備示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的用于數(shù)據(jù)采集的設(shè)備， 該設(shè)備具有檢測單元El和多個裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn，例如射 頻識別設(shè)備或電子數(shù)據(jù)載體。在檢測單元E1中，布置了控制單元ST1、 發(fā)射/接收單元SE1和天線Al。發(fā)射/接收單元SE1通過天線Al輻射交 變電磁場EMF1，該交變電磁場EMF1在裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn 中在超過場強閾值Emax時感應(yīng)如此大的電壓，以致裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn被激活以發(fā)出數(shù)據(jù)。作為天線Al可使用例如平面天線、 喇叭形輻射器、拋物面天線或線天線。尤其是也可以采用自適應(yīng)天線， 其中交變電磁場EMF1的形狀和強度可通過相位控制來改變。
借助控制單元ST1，由天線Al發(fā)出的交變電磁場EMF1的功率和形 狀被確定。由此實現(xiàn)只有位于可預(yù)給定的體積單位VE中的裝置 RFID1、 RFID2、 ...RFIDn在可預(yù)給定的時間段t中被激活。如果體積單 位VE被選擇得相對應(yīng)小，則例如兩個裝置RFID1、 RFID2位于場強高 于閾值Emax的交變電磁場EMF1的區(qū)域中。只有這兩個裝置RFID1、 RFID2被激活并可發(fā)出數(shù)據(jù)。如果場強高于閾值Emax的體積單位VE 通過由控制單元ST1進行的相對應(yīng)控制在裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn 所位于的整個體積區(qū)域上移動，則所有裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn 按時間順序被激活以發(fā)出數(shù)據(jù)。
圖2a示出時刻tl的具有三個檢測單元El、 E2、 E3和三個位于空 間元素RE中的裝置RFID1、 RFID2、 RFID3的空間設(shè)備。檢測單元E1、 E2、 E3通過中央單元Z相互連接。檢測單元E1、 E2、 E3的交變電磁場 EMF1、 EMF2、 EMF3在體積單位VE中相互重疊來使得在體積單位VE 中，場強高于闊值Emax,以致位于此體積單位VE中的裝置RFID1被激活。也就是說，在超過該閾值時，在裝置RFID1中感應(yīng)如此大的電壓， 以致裝置RFID1發(fā)出數(shù)據(jù)。所發(fā)出的數(shù)據(jù)由至少一個檢測單元El、 E2、 E3接收，并被傳輸給中央單元Z以進行數(shù)據(jù)分析和繼續(xù)處理。
圖2b示出與圖2a中的設(shè)備相同的設(shè)備，但是在更晚的時刻t2。 通過交變電磁場EMF1、 EMF2、 EMF3的被相對應(yīng)改變的形狀，電磁場強 的閾值Emax在現(xiàn)在在空間上不同的體積單位VE中被超過，以致不同 的裝置RFID2被激活并且該裝置RFID2發(fā)出數(shù)據(jù)。因此，在可預(yù)給定 的時間段中，空間元素RE可以通過交變電磁場EMF1、 EMF2、 EMF3的 空間上和/或功率上的變化以體積元素VE的形式被掃描。因此，所有 裝置RFID1、 RFID2、 RFID3在時間上相繼被激活。
如果在高堆積密度的情況下，多個裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn 被布置在被掃描的空間元素VE中，則裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn在 時間上相繼發(fā)出數(shù)據(jù)，因為裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn例如被構(gòu)造 來使得這些裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn在激活之后在經(jīng)過存儲在裝 置RFID1、 RFID2、…RFIDn中的分別不同的延遲時間后才發(fā)出數(shù)據(jù)。
空間元素RE也可以通過在空間上移動一個或多個檢測單元El、 E2、…En被掃描，并且由此裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn被激活以發(fā) 出數(shù)據(jù)。
為了避免裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn在被重復(fù)激活時多次以短 序列發(fā)出其存儲的數(shù)據(jù)，可以在裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn中預(yù)給 定時間段dt，在該時間段dt之內(nèi)不再次發(fā)出數(shù)據(jù)。
另一實施形式在于在協(xié)議層上給裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn 配備明確的標識、例如號碼。只有在通過檢測單元E1、 E2、…En調(diào)用 該標識時，裝置RFID1、 RFID2、…RFIDn才能夠發(fā)出數(shù)據(jù)。
圖3示出了用于在臺架R中分段地并以逐段的方式掃描大量裝置 RFID1、 RFID2、…RFIDn的設(shè)備。為此，臺架R被劃分成多個臺架底板 (Regalboden) RB1、 RB2、…RBn，并且這些臺架底板RB1、 RB2、…RBn 再次被劃分成多個臺架段RG1、 RG2、…RGn。給每個臺架段RG1、 RG2、… RGn分配根據(jù)本發(fā)明的具有一個或多個天線Al、 A2、…An的檢測單元 El、 E2、…En，所述檢測單元E1、 E2、…En在圖3中未示出。通過該 配置可得到的優(yōu)點是被掃描的空間元素RE能夠與臺架幾何尺寸相匹 配。不相鄰的臺架段RG1、 RG2、…RGn可以不相互干擾地同時被掃描，并且裝置RFID1、RFID2、…RFIDn根據(jù)本發(fā)明發(fā)出其數(shù)據(jù)。臺架段RG1、 RG2、…RGn可以在需要時被劃分成子段。
在一種實施形式中，平行的線形偶極天線被布置在臺架段RG1、 RG2、…RGn之內(nèi)。所有天線Al、 A2、…An都平行地在臺架方向上對齊。 臺架段RG1、 RG2、…RGn的長度近似地等于天線長度，例如等于交變 電磁場的半波長。同一臺架段RG1、RG2、…RGn中的相鄰天線Al、 A2、… An之間的橫向距離小于或等于交變電磁場的波長，以避免干擾。這種 天線配置允許近似地與臺架段RG1、 RG2、…RGn相對應(yīng)的采集覆蓋 (Erfassungsabdeckung)。不同臺架段RG1、 RG2、…RGn之間的附加 的屏蔽措施改進了不同臺架段RG1、 RG2、…RGn的分隔。天線Al、 A2、… An也可以直接被集成在臺架底板RBl、 RB2、…RBn中。
權(quán)利要求
1. 一種用于在至少兩個檢測單元(E1、E2、...En)與至少一個被布置在檢測單元(E1、E2、...En)的交變電磁場(EMF1、EMF2、...EMFn)中的裝置(RFID1、RFID2、...RFIDn)之間進行數(shù)據(jù)采集的設(shè)備，其中只有在超過場強閾值(Emax)時，所述裝置(RFID1、RFID2、...RFIDn)才發(fā)出由至少一個檢測單元(E1、E2、...En)檢測到的數(shù)據(jù)，并且其中至少兩個檢測單元(E1、E2、...En)的交變電磁場(EMF1、EMF2、...EMFn)相互重疊來使得在體積單位(VE)之內(nèi)在時間段(t)中超過場強閾值(Emax)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少兩個檢測 單元(El、 E2、…En)的交變電磁場(EMF1、 EMF2、…EMFn)能夠被 重疊并且至少一個檢測單元(El、 E2、…En)的發(fā)射功率和/或相位能 夠被改變來使得在體積單位(VE)之內(nèi)在時間段(t)中超過場強閾值 (Emax )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個裝置 (RFID1、 RFID2、 ... RFIDn )被構(gòu)造來使得該裝置(RFID1、 RFID2、… RFIDn)在能被預(yù)給定的延遲時間之后發(fā)出數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的設(shè)備，其特征在于，至少一個裝 置(RFID1、 RFID2、 ... RFIDn )被構(gòu)造來使得在各個被激活的裝置 (RFID1、 RFID2、…RFIDn )發(fā)出數(shù)據(jù)之后，所述至少一個裝置(RFID1、 RFID2、…RFIDn)在能被預(yù)給定的時間段(dt)中不進行其它的數(shù)據(jù) 發(fā)出。
5. —種用于在至少兩個檢測單元(El、 E2、…En)與至少一個被 布置在每個檢測單元(El、 E2、…En)的交變電磁場(EMF1、 EMF2、… EMFn)中的裝置(RFID1、 RFID2、 ...RFIDn )之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ?其中只有在超過場強閾值(Emax)時，所述裝置(RFID1、 RFID2、… RFIDn)才發(fā)出數(shù)據(jù)，并且其中至少兩個檢測單元(El、 E2、…En)的 交變電磁場(EMF1、 EMF2、…EMFn)相互重疊來使得在體積單位(VE ) 之內(nèi)在時間段(t)中超過場強閾值(Emax)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少兩個檢測 單元(El、 E2、…En)的交變電磁場(EMF1、 EMF2、…EMFn)被重疊 并且至少一個檢測單元(El、 E2、…En)的發(fā)射功率和/或相位被改變來使得在體積單位(VE)之內(nèi)在時間段(t)中超過場強閾值(Emax)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，在被激活的裝 置(RFID1、 RFID2、…RFIDn )發(fā)出數(shù)據(jù)之后，該被激活的裝置(RFID1 、 RFID2、…RFIDn)在能被預(yù)給定的時間段(dt)中不進行其它的數(shù)據(jù) 發(fā)出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，只有當檢測 單元(E1、E2、…En)之前已發(fā)出了表征被激活的裝置(RFID1、RFID2、… RFIDn)的標識時，該凈皮激活的裝置(RFID1、 RFID2、…RFIDn)才發(fā) 出數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明說明了一種用于在至少一個檢測單元E1、E2、…En與至少一個被布置在檢測單元E1、E2…En的交變電磁場EMF1、EMF2、…EMFn中的裝置RFID1、RFID2、…RFIDn之間進行數(shù)據(jù)采集的設(shè)備以及所屬的方法，所述裝置RFID1、RFID2、…RFIDn例如為電子數(shù)據(jù)載體，其中只有在超過交變電磁場EMF1、EMF2、…EMFn的場強閾值Emax時，裝置RFID1、RFID2、…RFIDn才發(fā)出檢測單元E1、E2、…En接收到的數(shù)據(jù)。交變電磁場EMF1、EMF2、…EMFn的場強被構(gòu)造來使得在可預(yù)給定的體積單位VE之內(nèi)在可預(yù)給定的時間段t中超過場強閾值Emax。
文檔編號G06K7/00GK101536010SQ200780041682
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者N·富克斯, P·哈格爾 申請人:西門子公司