ES2260424T3 - Deteccion a larga distancia de un transpondedor. - Google Patents

Abstract

Sistema electrónico de detección constituido por al menos un transpondedor y al menos un lector para la detección a larga distancia de la presencia de un transpondedor de radiofrecuencia en la franja de un campo portador electromagnético generado por el lector, en el que el campo portador electromagnético también sirve para la alimentación de energía del transpondedor de radiofrecuencia y el lector no transfiere impulsos de datos o de sincronización al transpondedor, de modo que el transpondedor se hace funcionar de forma asíncrona y su ciclo funcional sólo se genera a partir del campo portador; caracterizado porque el transpondedor de radiofrecuencia modula, mediante modulación de atenuación, una señal de detección continua y simétrica en el campo portador que se diferencia de la frecuencia del campo portador, de modo que la presencia de esta señal de detección se detecta mediante un circuito receptor selectivo de banda estrecha con uno o varios elementos de integración con un mayor alcance que el que posibilitaría el transpondedor de radiofrecuencia en el envío de datos.

Description

Detección a larga distancia de un transpondedor.

Los sistemas de seguridad de artículos, denominados también sistemas EAS (electronic article surveillance, vigilancia electrónica de artículos) se conocen como sistemas estandarizados para la seguridad frente al robo en el comercio mayorista y minorista en todo el mundo. Se emplean sistemas con diferentes principios de funcionamiento físicos (resonancia acústica, radiofrecuencia, etcétera). Todos los sistemas tienen en común el hecho de que la presencia de etiquetas de seguridad de artículos debería identificarse en la zona de detección a una distancia lo mayor posible para minimizar el estorbo a los clientes en la zona de detección. Otra demanda es un tiempo corto de detección de pocos milisegundos para identificar además un paso rápido a través de la barrera de detección.

Los sistemas EAS conocidos cumplen esta función, según el principio de funcionamiento físico y la frecuencia de trabajo, con diferente alcance (ventajas y desventajas de los diferentes sistemas).

Algunos sistemas permiten desactivar la etiqueta de seguridad de los artículos en el punto de venta (POS = point of sale) de manera que no tiene que separarse del artículo. Este tipo de marcación se ha impuesto sobre todo en los artículos electrónicos y accesorios, de manera que aquí los fabricantes de artículos electrónicos ya integran la etiqueta de seguridad en los productos correspondientes (CD, cintas de vídeo, casetes...) y utilizan la etiqueta de seguridad de artículos en todo el trayecto de distribución. Además, los ladrones no pueden separarla del envase sin romperlo.

Una utilidad adicional podría conseguirse si las etiquetas de seguridad de artículos pueden escribirse adicionalmente con datos de tal manera que los datos de las etiquetas de seguridad de artículos puedan leerse, o dado el caso, modificarse en el canal de distribución. Esto facilitaría prescindir totalmente de carteles adicionales con el precio. El fabricante integra en su producto las "etiquetas inteligentes de seguridad de artículos" y puede depositar en la etiqueta datos específicos del fabricante tales como el lote, la fecha de fabricación, el canal de distribución, etcétera.

El mayorista podría aplicar datos adicionales en el marco de su control de entrada de mercancía/control de salida de mercancía o clasificar los productos automáticamente. De manera opcional, según el deseo del cliente puede conectarse o desconectarse la función EAS.

Cuando se llega al cliente final, puede realizarse la colocación del precio en la misma etiqueta. Tal como se ha mencionado, la función de seguridad de artículos se desactiva de manera conveniente al pagar el artículo en el punto de venta.

El objetivo de la presente invención es desarrollar un soporte de datos con un número mínimo de componentes o circuitos que posibilite cumplir los objetivos planteados mencionados anteriormente, como por ejemplo leerse o escribirse de manera integrada en un producto, así como, al mismo tiempo, poder activar una señal de alarma más allá de grandes alcances. Esto no se realizó, ni mediante la combinación de circuitos EAS con circuitos de transpondedores, ni mediante la codificación de una función EAS en el flujo de datos del transpondedor (bit EAS o indicador EAS). En el caso de la codificación de la función EAS a través de un bit de datos especial que se transmite con los datos, la distancia de comunicación (distancia de lectura) para la transmisión de datos corresponde también a la distancia de detección EAS y es claramente inferior a los sistemas EAS convencionales.

Las etiquetas EAS del tipo conocido no presentan un microchip integrado, sino solamente componentes analógicos y circuitos analógicos. Por esto, no están en condiciones de almacenar digitalmente datos electrónicos. Transmiten solamente 1 bit de información (presente sí/no) mediante su presencia en el campo de detección.

El objetivo de la invención es emplear un transpondedor (que disponga de un almacenamiento de datos), de tal manera que éste simule una señal EAS controlada digitalmente mediante su sistema lógico y, al mismo tiempo facilite las funciones conocidas del transpondedor (almacenamiento digital de datos de escritura y lectura con transmisión de datos sin contacto).

Los objetivos planteados se alcanzan porque un transpondedor está dotado mediante su lógica de un generador de señales (modulador). Esto posibilita el empleo de un transpondedor que puede leerse y escribirse para la certificación de originalidad, la identificación de productos, la logística de distribución, la fijación de precios y la seguridad de los artículos. Además, la estructura abierta del generador de señales posibilita también utilizar otros patrones de señal no utilizados aún para sistemas EAS que han de desarrollarse adicionalmente.

La idea central es generar una señal con un transpondedor mediante la modulación de atenuación del campo portador, la cual se diferencie de la frecuencia del campo portador de tal manera que pueda identificarse su presencia con un filtro de frecuencia (preferiblemente, que pueda ser compatible con los sistemas EAS existentes).

Con ello es posible producir un "transpondedor EAS" que transmita como un transpondedor convencional datos en alcances de transmisión de alrededor de 1 m típicos para los transpondedores pasivos, que su presencia genere adicionalmente una señal de detección en el campo portador electromagnético (campo de detección) que pueda detectarse en alcances mayores que los de los datos.

El transpondedor EAS transmite sus datos mediante una modulación de carga del campo portador electromagnético de manera correspondiente a la norma de codificación utilizada (por ejemplo, bifásica, sin retorno a cero (NRZ), Manchester...). Dado que los datos son del tipo asimétrico, la señal generada también es asimétrica (entonces, para "0" y "1" se generan diferentes trayectorias de señal). Las tasas típicas de transmisión para datos son de 50 baudios a 100 kbaudios.

Para leer un transpondedor han de filtrarse sus datos del campo. El transpondedor modula sus datos mediante modulación de atenuación (modulación en amplitud) en el campo. Según el tipo de modulación seleccionada [ASK, (amplitude-shift-keying; modulación de amplitud por desplazamiento de fase); PSK (phase-s.k), o FSK (frequency-s.-k)] se utilizan diferentes trayectorias de señal para codificar un "1" o un "0". Los alcances de lectura para la identificación de los datos están limitados aproximadamente a 1 m debido a particularidades físicas de los sistemas de filtro actuales.

La generación de las señales de detección se realiza también con ayuda de la modulación de carga. A diferencia de la transmisión de datos, en lugar de una señal asimétrica (dado que 0 y 1 se distribuyen de manera irregular en el flujo de datos), se genera una señal simétrica. La frecuencia de señal generada se sitúa normalmente con una separación de interferencia suficiente con respeto al campo portador.

La única presencia de una señal en una frecuencia definida o en un espectro de frecuencias determinado puede detectarse, por tanto, a alcances fundamentalmente mayores de lo que permite la decodificación del flujo de datos.

Esto se posibilita porque en este caso el circuito receptor puede realizarse claramente en una banda estrecha. Dado que la señal es simétrica, la señal puede añadirse mediante un elemento integrador durante un espacio de tiempo determinado, que conlleva una amplificación adicional de la señal y, unido a ello, un aumento de la sensibilidad. Generalmente puede conseguirse un aumento de la sensibilidad de detección superior a +20dB con respecto a las señales de datos.

En un aspecto preferido de la invención se realiza el transpondedor, mediante una configuración adecuada, para que pueda modular una señal de atenuación simétrica en el campo. Esta señal no transmite ningún dato o el lector tampoco busca datos, sino que solamente averigua si la señal se dispone en la frecuencia seleccionada. Si este es el caso, se activa una acción (por ejemplo, una alarma).

Ejemplo

El campo portador (CF) tiene 100 KHz. El transpondedor modula su señal de atenuación-detección para CF/2 en cada caso (transmisión de un "1" en la modulación NRZ) y tampoco modula durante 2 periodos del campo portador (transmisión de un "0" en la modulación NRZ). Los datos que han de transmitirse serían entonces (01010101010... ó 10101010101...).

Un periodo del campo portador dura 1/100 KHz = 10 us. En el caso de CF/2, 2 periodos del campo portador estarían atenuados en cada caso y 2 periodos estarían no atenuados (20 us). La señal (cuadrada) generada tendría entonces una duración de periodo T de 40 us y una frecuencia de 1/T = 25 KHz. La presencia de esta señal de 25 KHz puede detectarse de la manera más sencilla con un filtro de frecuencia (optimizado para, por ejemplo, 25 KHz). Con un elemento de integración puede amplificarse la señal sin etapas en función de la constante I_{T} de integración cuando se selecciona IT > T. El circuito receptor detecta solamente la presencia de la frecuencia específica y decide a partir de esto qué bit representa (por ejemplo: señal presente = 1; señal no presente = 0 o sí/no).

En función del tipo de modulación seleccionado (por ejemplo, NRZ, Manchester) de la relación parcial seleccionada para la transmisión de un bit (CF/2; CF/4; CF/6...) y de la estructura de datos seleccionada para la producción de señales (por ejemplo: 11111; 101010, 11001100; 111000111000...) pueden generarse las frecuencias de señal más diferentes.

La presencia de la frecuencia de respuesta puede identificarse de manera sencilla mediante un detector de frecuencia en el lector.

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Por tanto, el empleo como transpondedor para la seguridad de artículos permite, en función de la realización, una programación múltiple de la frecuencia de respuesta EAS. Con ello es posible sin un gasto adicional en hardware no sólo emplear una frecuencia de respuesta para artículos sustraídos ilegalmente sino también, por ejemplo, emplear una segunda para artículos pagados, o construir sistemas con diferentes frecuencias de detección. Otra ventaja es que, con ello, las frecuencias de detección pueden programarse libremente en función de las reglamentaciones específicas de cada país relativas a las frecuencias.

Al emplear la detección a larga distancia en las aplicaciones industriales, la programación selectiva de las frecuencias de respuesta permite la detección de varios artículos/grupos de artículos con diferentes frecuencias de respuesta al mismo tiempo y, por tanto, la asociación en grupos, etc. Otra ventaja es la optimización del alcance de detección dado que puede elegirse la mejor frecuencia en cada caso para la aplicación y las condiciones ambientales. Por tanto, el sistema puede optimizarse en el campo de forma sencilla en función de posibles influencias perturbadoras existentes (monitores de ordenadores, partes de red de conexión, convertidores de frecuencias...).

Claims (14)

1. Sistema electrónico de detección constituido por al menos un transpondedor y al menos un lector para la detección a larga distancia de la presencia de un transpondedor de radiofrecuencia en la franja de un campo portador electromagnético generado por el lector, en el que el campo portador electromagnético también sirve para la alimentación de energía del transpondedor de radiofrecuencia y el lector no transfiere impulsos de datos o de sincronización al transpondedor, de modo que el transpondedor se hace funcionar de forma asíncrona y su ciclo funcional sólo se genera a partir del campo portador; caracterizado porque el transpondedor de radiofrecuencia modula, mediante modulación de atenuación, una señal de detección continua y simétrica en el campo portador que se diferencia de la frecuencia del campo portador, de modo que la presencia de esta señal de detección se detecta mediante un circuito receptor selectivo de banda estrecha con uno o varios elementos de integración con un mayor alcance que el que posibilitaría el transpondedor de radiofrecuencia en el envío de datos.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de detección simétrica generada por el transpondedor se realiza mediante el envío de una estructura de datos especial del transpondedor programada de antemano.

3. Sistema de detección según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, mediante la elección de las constantes temporales de integración del circuito receptor, puede optimizarse la máxima distancia de recepción que puede conseguirse.

4. Sistema de detección según la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque el transpondedor puede generar señales de detección a diferentes frecuencias en función de la configuración de su comportamiento de modulación y de la estructura de datos que va a enviarse.

5. Sistema según la reivindicación 1 a 4, caracterizado porque pueden detectarse varios transpondedores simultáneamente con uno o varios lectores en una o varias frecuencias de detección.

6. Transpondedor para ser utilizado en un sistema de detección según la reivindicación 1 a 5, caracterizado porque la unidad electrónica del transpondedor sólo está constituida por una antena con un microchip conectado y se alimenta de energía de forma pasiva a través del campo portador.

7. Transpondedor en combinación con un sistema de detección según la reivindicación 1 a 5, caracterizado porque el transpondedor se alimenta de energía de forma activa mediante un acumulador de energía o generador de energía adicional.

8. Transpondedor para ser utilizado en un sistema de detección según la reivindicación 1 a 5, caracterizado porque el transpondedor es un transpondedor de sólo lectura (read-only transponder).

9. Transpondedor para ser utilizado en un sistema de detección según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el transpondedor es un transpondedor de sólo escritura (read-write).

10. Transpondedor para ser utilizado en un sistema de detección según la reivindicación 1 a 5, caracterizado porque la frecuencia de detección generada por el transpondedor es más baja que la frecuencia portadora del sistema de lectura.

11. Transpondedor para ser utilizado en un sistema de detección según la reivindicación 1 a 5, caracterizado porque el transpondedor puede generar varias frecuencias de detección diferentes en función de la estructura de datos y la configuración programadas.

12. Lector en combinación con un sistema de detección según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unidad de lectura puede recibir y controlar más de una frecuencia de detección.

13. Utilización de procedimientos, sistemas o componentes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para la seguridad electrónica de artículos.

14. Utilización de procedimientos, sistemas o componentes según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para la detección a larga distancia de la presencia de una etiqueta del transpondedor de radiofrecuencia en el campo portador, caracterizado porque el alcance de la detección del transpondedor de radiofrecuencia supera el alcance de la comunicación (lectura o escritura de datos).