УСТРОЙСТВО РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к устройствам радиочастотной идентификации контролируемых объектов и может найти применение для идентификации объектов (товаров, изделий, конструкций и т.п.) различного назначения и получения о них различных сведений.
Известно устройство радиочастотной идентификации объектов, содержащее логический элемент и электрически соединенную с ним антенну, выполненную в виде плоской катушки (US, патент №6867983, Н 05 К 5/00, В 41 М 3/12, H 01 L 23/495, Опубл. 15.03.2005).
Недостаток данного устройства радиочастотной идентификации объектов заключается в использовании антенны, выполненной в виде плоской катушки. Поскольку радиочастотная идентификация объектов основана на использовании связи считывателя и устройства идентификации, содержащего логический элемент и электрически соединенную с ним антенну, при помощи радиоволн, то важнейшим параметром, влияющим на эффективность работы устройства радиочастотной идентификации, является направленность его антенны. Поскольку объект, подлежащий идентификации, может быть ориентирован как угодно относительно антенны считывателя, то для надежной автоматической идентификации необходимо, чтобы антенна устройства идентификации эффективно принимала излучение антенны считывателя в любом положении. При использовании же антенны, выполненной в виде плоской катушки, то есть расположенной в одной плоскости, резко снижается ее чувствительность при ее ориентировании параллельно линиям магнитного поля.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство радиочастотной идентификации объектов, содержащее логический элемент и электрически соединенную с ним антенну, выполненную в виде двух симметричных пластинчатых антенных элементов (US, патент №6259408, H 01 Q 1/38, Опубл. 10.07.2001 г.).
Недостаток данного устройства радиочастотной идентификации объектов заключается в использовании антенны, выполненной в виде двух симметричных пластинчатых антенных элементов. Как уже отмечалось, важнейшим параметром, влияющим на эффективность работы устройства радиочастотной идентификации, является направленность его антенны. Поскольку объект, подлежащий идентификации, может быть ориентирован как угодно относительно антенны считывателя, то для надежной автоматической идентификации необходимо, чтобы антенна устройства идентификации эффективно принимала излучение антенны считывателя в любом положении. Несмотря на использование антенны, выполненной в виде двух симметричных пластинчатых антенных элементов, резко снижается ее чувствительность при ее ориентировании параллельно линиям магнитного поля, а это отрицательно сказывается на надежности идентификации объектов.
В основу полезной модели положена задача разработать устройство радиочастотной идентификации объектов, обеспечивающее эффективный прием излучения антенны считывателя независимо от положения и конфигурации его антенны или антенн и положения идентифицируемых объектов, что позволит повысить надежность идентификации объектов.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве радиочастотной идентификации объектов, содержащем логический элемент и электрически соединенную с ним антенну, выполненную в виде двух пластинчатых антенных элементов, каждый из указанных антенных элементов содержит, по крайней мере, два отрезка, расположенных в разных плоскостях, причем, по крайней мере, три находящихся в разных плоскостях отрезка антенных элементов расположены в трех попарно непараллельных плоскостях.
Выполнение антенны в виде двух пластинчатых антенных элементов, каждый из которых содержит, по крайней мере, два отрезка, расположенных в разных плоскостях, причем, по крайней мере, три находящихся в разных плоскостях отрезка антенных элементов расположены в трех попарно непараллельных плоскостях, обеспечивает эффективный прием излучения антенны считывателя в максимальном объеме
независимо от положения его антенны или антенн и положения идентифицируемых объектов, что позволит повысить надежность идентификации объектов.
При расположении, по крайней мере, двух отрезков каждого антенного элемента в разных плоскостях при условии, что, по крайней мере, три находящихся в разных плоскостях отрезка этих элементов расположены в трех попарно непараллельных плоскостях обеспечивается пересечение силовых линий электрического поля в любом заранее заданном направлении, поскольку отрезки антенны расположены в пространстве в трех плоскостях. В этом случае при любой ориентации объекта относительно антенны или антенн считывателя, создающих поле с линейной или круговой поляризацией, эффективность приема излучения антенны считывателя будет меняться несущественно, обеспечивая надежное считывание.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображено устройство радиочастотной идентификации объектов; на фиг.2 - размещение устройства радиочастотной идентификации на контролируемом объекте; на фиг.3 - диаграмма направленности антенны устройства радиочастотной идентификации объектов в трехмерном пространстве; на фиг.4 - типичная диаграмма направленности плоской антенны в трехмерном пространстве.
Устройство радиочастотной идентификации объектов содержит логический элемент 1 и электрически соединенную с ним антенну. Устройство радиочастотной идентификации объектов изготовлено на базе микросхем радиочастотной идентификации, например с использованием микросхемы Philips Ucode. Антенна выполнена в виде двух пластинчатых антенных элементов 2, 3, каждый из которых содержит, по крайней мере, два отрезка (А и Б, В и Г соответственно), расположенных в разных плоскостях, причем, по крайней мере, три находящихся в разных плоскостях отрезка (например. А, Б, Г) антенных элементов расположены в трех попарно непараллельных плоскостях. Материал антенны - медная лента толщиной 0,5 мм или менее. Антенна обеспечивает прием сигнала от устройства считывания и обратной передачи индивидуальной информации, содержащейся в логическом элементе, к считывателю. Электрический импеданс такой антенны согласован со входным электрических импедансом логического элемента 1 (микросхемы), отвечающим за формирования сигнала идентификатора. Идентификатор представляет собой уникальный числовой номер и используется для уникальной идентификации помеченного объекта.
Устройство радиочастотной идентификации объектов может быть оформлено в произвольной форме, например, в виде пластикового жетона для вкладывания в упаковку товара, пленочного исполнения для наклейки на товар или его упаковку, прикрепляемого или прибиваемого модуля.
Устройство радиочастотной идентификации объектов работает следующим образом.
В целях обеспечения идентификации объектов (товаров, изделий, конструкций и т.п.) различного назначения соответствующая заинтересованная сторона, например производитель товара или торговая организация, снабжает каждый объект (товар, изделия, конструкции и т.п.) устройством радиочастотной идентификации при его производстве, или при его передаче в торгующую организацию, или при его реализации.
В случае использования устройства радиочастотной идентификации объектов в пленочном исполнении оно представляет собой плоскую наклейку, состоящую из логического элемента - микросхемы 1 и антенны в виде двух пластинчатых антенных элементов 2, 3, выполненных из медной ленты толщиной 0,5 мм. Геометрия антенны оптимизирована для согласования электрического импеданса с входным электрическим импедансом микросхемы 1. Перед нанесением на контролируемый объект наклейка разрезается по оси между двумя антенными элементами 2, 3, удаляется покрытие с клейкой основы, антенные элементы 2, 3 изгибаются по соответствующим линиям сгиба, а затем она наклеивается на объект так, чтобы, по крайней мере, два отрезка, каждого антенного элемента располагались в разных плоскостях и при этом, по крайней мере, три находящихся в разных плоскостях отрезка антенных элементов располагались в трех попарно непараллельных плоскостях, например как показано на фиг.2.
Устройство радиочастотной идентификации объектов, размещенное таким образом на объекте, обеспечивает пересечение силовых линий электрического поля в любом заранее заданном направлении. При любой ориентации объекта относительно антенны считывателя, создающего поле с линейной или круговой поляризацией, эффективность приема излучения антенны считывателя будет меняться несущественно. При любой ориентации антенны относительно силовых линий электрического поля чувствительность меняется несущественно (фиг.3). В то же время, из диаграммы чувствительности обычной антенны (рис. 4) видно, что в направлении оси Y чувствительность практически равна нулю. Это не дает возможности надежно
зарегистрировать устройство идентификации с такой антенной, если силовые линии поля считывателя ориентированы вдоль этой оси. В отличие от него, устройство идентификации с антенной с диаграммой направленности, как на рис. 3, надежно регистрируется при любой его ориентации.
Для считывания используется считыватель радиочастотного сигнала (RFID считыватель).