PROCEDIMIENTO PARA LA TRANSFERENCIA DE DATOS Y APARATO DE LECTURA RFID, DOTADO DE BOBINA Y CIRCUITO DE CONTROL PARA SUPRESION DE CAMPO FUERA DE LA ZONA DE COMUNICACION.

Procedimiento para la transferencia de datos y/o energía entre un aparato de lectura y una unidad de transpondedor mediante una primera bobina de antena (5) del aparato de lectura,

que genera un primer campo magnético, de manera que mediante una segunda bobina de antena (6) se genera un segundo campo magnético, de manera que mediante la segunda bobina de antena (5) se genera el segundo campo magnético de manera tal que su magnitud, en una zona próxima (12) del aparato de lectura, es menor que la del primer campo magnético y por fuera de la zona de proximidad (12), aproximadamente, tiene la misma magnitud con signo contrario, caracterizado por la regulación de las corrientes en ambas bobinas de antena (5, 6), de manera que las corrientes están asociadas entre sí en magnitud y fase

Procedimiento para la transferencia de datos y aparato de lectura RFID, dotado de bobina y circuito de control para supresión de campo fuera de la zona de comunicación.

La presente invención se refiere a un aparato de lectura que es utilizado para la transferencia de datos y/o energía entre el aparato de lectura y una unidad de transpondedor. Además, la invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para la transferencia de datos y/o energía entre el aparato de lectura y la unidad de transpondedor.

En relación con la presente invención se comprenderá como unidad de transpondedor una disposición que comprende una antena y un circuito electrónico, de manera que la antena está realizada en forma de una bobina de antena y el circuito puede estar constituido en forma de un chip. Estas unidades de transpondedor se utilizan en tarjetas de chip sin contactos, en etiquetas colocadas sobre artículos de venta, en llaves, en especial llaves de automóvil como elementos de bloqueo de la puesta en marcha, y también para identificación de animales.

Para leer datos sin contactos de una unidad de transpondedor y/o enviar datos a una unidad de transpondedor se utilizan aparatos de lectura cuya construcción es básicamente conocida. Adicionalmente, dichos aparatos pueden alimentar energía a la unidad de transpondedor, dentro de una distancia determinada, sin contactos, de manera que la unidad de transpondedor no requiere ninguna alimentación propia de energía. Estos sistemas de transferencia de datos y de energía sin contactos se han designado hasta el momento como sistemas RFID (Radio Frequency Identification ("Identificación por Radiofrecuencia")). Tienen un determinado alcance de la energía y una determinada zona de reacción.

Bajo el término de alcance de la energía se comprende la separación entre el aparato transpondedor y el aparato de lectura con la que todavía se tiene a disposición suficiente energía procedente del aparato de lectura para el accionamiento de la unidad de transpondedor. La zona de reacción máxima define la zona dentro de la cual los datos entre el aparato de lectura y el transpondedor pueden ser todavía intercambiados. En este caso, el alcance de energía es menor que la zona de reacción máxima. De esta forma, los datos enviados desde el aparato de lectura pueden ser solamente detectados por el aparato transpondedor con una mayor separación cuando el transpondedor tiene alimentación propia de energía, por ejemplo en forma de una batería. Estos aparatos transpondedores se designan como transpondedores activos, siendo el resto transpondedores pasivos.

Un aparato de lectura RFID de tipo conocido hasta el momento emite, con intermedio de una bobina de antena, un campo magnético de alta frecuencia, por ejemplo de 13,56 MHz, de manera que los transpondedores pasivos dentro del alcance de energía del aparato de lectura reciben esta energía magnética por acoplamiento entre la bobina de antena del aparato de lectura y de la bobina de antena de la unidad de transpondedor. La potencia eléctrica disponible para la unidad de transpondedor es en este caso proporcional a la intensidad de campo magnético en la bobina de antena del transpondedor. Los alcances de energía típicos de estos sistemas son aproximadamente 10 cm para los sistemas compatibles con la norma ISO 14443 y hasta 1 metro para los compatibles con la norma ISO 15693. La transmisión de datos desde el aparato de lectura al transpondedor puede tener lugar, por ejemplo, mediante la modulación del campo generado por el aparato de lectura. Para la transmisión de datos desde el aparato transpondedor al aparato de lectura, el procedimiento más habitualmente utilizado es el llamado modulación de carga. Se describen diferentes tipos de modulación, así como su realización técnica, en la obra "RFID-Handbuch" ("Manual RFID") de Klaus Finkenzeller (ISBN 3-446-22071-2).

Dado que los datos transferidos entre el aparato de lectura y la unidad de transpondedor son todavía detectables a mayores distancias, se pueden captar de manera relativamente simple y se pueden demodular mediante un receptor de onda corta de tipo conocido, por lo que resultan posibles ataques al sistema RFID. Por ejemplo, es posible según ISO 14443, mediante la captación de los datos enviados desde el aparato de lectura al aparato transpondedor, la determinación del número de serie de una unidad de transpondedor que participa en la transmisión de datos. También se pueden leer conjuntamente datos de aplicación binarios siempre que estos no se hayan transmitido de forma codificada. Existe además la posibilidad de devolver a un aparato de lectura datos desde una separación mayor, por la que se puede intentar desde una separación mayor, por ejemplo varios metros, la comunicación con el aparato de lectura atacando un sistema RFID.

El documento US 6.429.768 B1 describe un sistema de seguridad para vehículos. Es una parte del sistema la llave del vehículo que está dotada de un transpondedor pasivo. Si el transpondedor se encuentra dentro del alcance de energía y de la zona de reacción de un dispositivo de lectura del vehículo que en este caso está preparado exclusivamente para recibir datos del transpondedor, tiene lugar una transferencia de datos unidireccional desde el transpondedor al dispositivo de lectura. Cuando el transpondedor es identificado como transpondedor válido por el dispositivo de lectura, el vehículo puede ser puesto en funcionamiento. La transmisión de datos puede ser impedida mediante un emisor de interferencias dispuesto en el vehículo, de manera que el emisor de interferencias envía una señal de interferencia cuando es activado mediante un control de alarma del vehículo. En este caso, es problemático que la transferencia de datos desde el transpondedor al dispositivo de lectura puede ser "captada" con un aparato de lectura RFID de tipo conocido dentro de toda la zona de reacción, es decir, también fuera del alcance de energía del aparato de lectura, de manera que, por ejemplo, un ladrón de automóviles podría recibir sin problemas los datos específicos del transpondedor que son decisivos para la puesta en marcha del vehículo.

Para contrarrestar dicho efecto, el documento EP 0 833 169 A1 describe un procedimiento para bloquear contestaciones no deseadas de un transpondedor "falso" que se encuentra en la zona de reacción de un aparato de lectura. Este procedimiento se describe en relación con una identificación automática de un vehículo en vías con pago de peaje, en las que en todos los casos debe ser comprobado solamente un vehículo con un transpondedor antes de que pueda pasar por una determinada barrera. El transpondedor será reconocido como válido cuando se paga el peaje. El objetivo del aparato de lectura consiste en activar el transpondedor, cuestionar al transpondedor y después de conseguir la respuesta válida del transpondedor, enviar una señal de confirmación a dicho transpondedor. Para ello, el transpondedor calcula mediante una prueba de suma la señal de pregunta del aparato de lectura y envía solamente una contestación al aparato de lectura en caso de que sea válida la prueba de suma. En determinadas partes de la zona de reacción del aparato de lectura se colocará, como mínimo, un emisor de interferencias separado del aparato de lectura local que envía una señal de potencia muy elevada, en comparación con el aparato de lectura, de manera que todos los transpondedores "falsos" en esta zona parcial calculan una suma prueba falsa y por lo tanto no envían contestación. La realización de un sistema de este tipo es muy compleja, puesto que para cada zona de reacción del aparato de lectura, en el que se desea hacer imposible la comunicación con "falsos transpondedores", se debe colocar un emisor de interferencias separado del aparato de lectura local.

Para evitar en un aparato de lectura potencias de envío demasiado elevadas, el documento WO 99/43096 A1 describe una adecuación automática de la potencia de envío del aparato de lectura. En los documentos DE 197 15 215 C1 y EP 1 494 311 A1 arrollamientos interno y externo de una bobina están conectados entre sí de manera tal que la corriente de los arrollamientos internos discurre en oposición a la corriente de los arrollamientos externos. Para una separación mayor de la bobina del aparato de lectura el campo de envío de la bobina queda minimizado. Las reivindicaciones independientes están limitadas con respecto a este estado de la técnica.

Es un objetivo de la presente invención la protección de un sistema RFID, de manera sencilla, contra ataques externos e impedir la captación de una transmisión de datos entre un aparato de lectura y un...

1. Procedimiento para la transferencia de datos y/o energía entre un aparato de lectura y una unidad de transpondedor mediante una primera bobina de antena (5) del aparato de lectura, que genera un primer campo magnético, de manera que mediante una segunda bobina de antena (6) se genera un segundo campo magnético, de manera que mediante la segunda bobina de antena (5) se genera el segundo campo magnético de manera tal que su magnitud, en una zona próxima (12) del aparato de lectura, es menor que la del primer campo magnético y por fuera de la zona de proximidad (12), aproximadamente, tiene la misma magnitud con signo contrario, caracterizado por la regulación de las corrientes en ambas bobinas de antena (5, 6), de manera que las corrientes están asociadas entre sí en magnitud y fase.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje medio de la primera bobina de antena (5) está dispuesto dentro de la segunda bobina de antena (6), de manera que coincide preferentemente con el eje medio de la segunda bobina de antena (6).

3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque ambas bobinas de antena (5, 6) son alimentadas de corriente y (i1, i2) mediante las cuales los campos magnéticos resultantes de ello tienen direcciones contrarias.

4. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque ambas bobinas de antena son alimentadas de corrientes en contrafase.

5. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque ambas bobinas de antena son alimentadas mediante corrientes cuyas amplitudes son proporcionales entre sí.

6. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las corrientes en ambas bobinas de antena (5, 6) están enlazadas entre sí con intermedio de un dispositivo de corriente simétrica en magnitud y fase.

7. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se evalúa la intensidad de campo magnético por fuera de la zona de proximidad y se adapta el campo magnético de la primera y/o segunda bobina de antena (5, 6) de manera tal que la intensidad de campo evaluada de este modo adopta un valor mínimo.

8. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la primera bobina de antena (5) y en la segunda bobina de antena (6) se generan campos magnéticos de alta frecuencia con igual frecuencia.

9. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque mediante el primer campo magnético se envía una señal que contiene datos (8) a la unidad de transpondedor y/o se recibe desde dicho transpondedor.

10. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por la realización de la adaptación de las intensidades de campo de ambos campos magnéticos mediante la variación de los correspondientes diámetros de bobina, por determinar la zona de proximidad (9) del aparato de lectura.

11. Aparato de lectura para la transmisión de datos y/o energía entre el aparato de lectura y como mínimo una unidad de transpondedor, de manera que el aparato de lectura comprende una primera bobina de antena (5, 6) para generar un primer campo magnético, y una segunda bobina de antena para generar un segundo campo magnético, de manera que el segundo campo magnético presenta por fuera de la zona de proximidad (10) del aparato de lectura en aproximadamente igual magnitud y signo contrario que el primer campo magnético y en la zona de proximidad (10) es más débil que el primer campo magnético, caracterizado porque se dispone un circuito de regulación para el ajuste del primer y segundo campos magnéticos y el circuito de regulación está dispuesto, para el ajuste de los campos magnéticos regular las corrientes (i1, i2) para las bobinas de antena de forma tal que las corrientes en ambas bobinas de antena (5, 6) están asociadas en magnitud y fase entre sí.

12. Aparato de lectura, según la reivindicación 11, caracterizado porque el aparato de lectura está dispuesto de forma tal que las bobinas de antena (5, 6) son alimentadas con corrientes (i1, i2) mediante las cuales los campos magnéticos resultantes muestran direcciones contrarias.

13. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11, 12, caracterizado porque el circuito de regulación comprende un dispositivo de corriente simétrica.

14. Aparato de lectura, según la reivindicación 13, caracterizado porque el dispositivo de corriente simétrica está dispuesto de manera tal que la corriente (i2) para la segunda bobina de antena (6) sea derivada de la corriente (i1) para la primera bobina de antena (5) o inversamente.

15. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque la segunda bobina de antena (6) constituye con un condensador conectado en serie (14) un circuito de resonancia en serie cuya frecuencia de resonancia corresponde a la frecuencia de emisión del aparato de lectura.

16. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque una resistencia (R2) y/o una impedancia (Z2) que están dispuestas entre masa y la segunda antena (6), son regulables y para su regulación se utiliza como magnitud de ajuste la intensidad de campo captada fuera de la zona de proximidad.

17. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado por un dispositivo para la captación de la intensidad de campo magnético por fuera de la zona de proximidad, de manera que el circuito de regulación está dispuesto para que los campos magnéticos sean adaptados de manera dependiente a las intensidades de campo magnético detectadas de forma que las intensidades de campo magnético alcancen un valor mínimo.

18. Aparato de lectura, según la reivindicación 17, caracterizado porque el dispositivo para la detección de la intensidad de campo magnético fuera de la zona de proximidad comprende una tercera bobina de antena y un circuito para la determinación de la intensidad de campo medida mediante la tercera bobina de antena.

19. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado porque la segunda bobina de antena (6) presenta un diámetro mayor que el diámetro de la primera bobina de antena (5).

20. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 19, caracterizado porque la primera y segunda bobinas de antena (5, 6) están dispuestas en el mismo plano.

21. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 20, caracterizado porque ambas bobinas de antena (5, 6) están dispuestas de forma coaxial.

22. Aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 21, caracterizado porque el aparato de lectura está dispuesto para enviar como mínimo a una unidad de transpondedor, con intermedio de la primera bobina de antena (5), una señal que contiene datos y/o para recibir la como mínimo una unidad de transpondedor.

23. Sistema para la transferencia de datos y/o energía entre una unidad de transpondedor y un aparato de lectura, según una de las reivindicaciones 11 a 22.