CIRCUITO GENERADOR DE SEÑALES DE DETECCIÓN PARA UN LECTOR RFID.

Circuito generador de señales de detección para un lector RFID. Campo Técnico La presente invención se refiere en general a sistemas RFID y, más particularmente aunque no de manera exclusiva, a la construcción y funcionamiento de un circuito generador de señales de detección utilizado dentro de un lector de un sistema RFID. Antecedentes Típicamente, los sistemas de identificación por radiofrecuencia (RFID) incluyen por lo menos un lector y una pluralidad de transpondedores, a los cuales se les denomina comúnmente credenciales, tarjetas, etiquetas, o similares. El transpondedor puede ser un dispositivo activo o pasivo de comunicación por radiofrecuencia que está fijado directamente o integrado en un artículo que va a ser identificado, o caracterizado de otra manera, por el lector. Alternativamente, el transpondedor puede estar integrado en un sustrato portátil, tal como una tarjeta, etiqueta, o similares, llevado por una persona o un artículo que va a ser identificado o caracterizado de otra manera por el lector. Un transpondedor activo se pone en funcionamiento por medio de su propia fuente de alimentación interna, tal como una batería, que proporciona la alimentación de funcionamiento para la circuitería del transpondedor. Por contraposición, un transpondedor pasivo se caracteriza porque depende del lector en cuanto a su alimentación. El lector excita o pone en funcionamiento el transpondedor pasivo transmitiendo señales de excitación de una frecuencia dada al espacio circundante del lector, las cuales son recibidas por el transpondedor y proporcionan la alimentación de funcionamiento para la circuitería del transpondedor destinatario. La frecuencia de las señales de excitación se puede corresponder con la frecuencia de señales de datos comunicadas entre el transpondedor y el lector. Una vez que se ha puesto en funcionamiento un transpondedor pasivo, el transpondedor comunica información, tal como datos de identidad u otros datos caracterizadores almacenados en la memoria del transpondedor, al lector. El transpondedor se comunica con el lector en una modalidad sin contacto mediante la generación de señales de datos de transpondedor utilizando circuitería interna que incluye, típicamente, un par LC resonante constituido por, entre otros, un condensador y una antena. Las señales de datos del transpondedor se caracterizan por una frecuencia portadora específica que es una función del par LC del transpondedor. En particular, el par LC del transpondedor se sintoniza a una frecuencia de resonancia deseada de manera que las señales de datos del transpondedor generadas de esta manera tengan una frecuencia portadora correspondiente a la frecuencia de resonancia sintonizada del par LC del transpondedor. Por ejemplo, los transpondedores del tipo denominado convencionalmente tarjetas de proximidad o etiquetas de proximidad tienen un par LC sintonizado en un intervalo de frecuencias de resonancia de entre 100 y 150 kHz, lo cual permite que la tarjeta de proximidad genere señales de datos de transpondedor a una frecuencia portadora situada dentro de este mismo intervalo de entre 100 y 150 kHz. A este intervalo de frecuencias portadoras se le hace referencia nominalmente en el presente documento como frecuencia portadora de 125 kHz y se considera una frecuencia baja. Por contraposición, los transpondedores del tipo denominados convencionalmente tarjetas inteligentes tienen un par LC sintonizado a una frecuencia de resonancia mayor y aproximadamente 13,56 MHz lo cual permite que la tarjeta inteligente genere señales de datos del transpondedor a la misma frecuencia portadora de 13,56 MHz. Las señales de datos de transpondedor se transmiten en forma de oscilaciones electromagnéticas hacia el espacio circundante en el que reside el lector, a través de la antena del par LC del transpondedor. El lector contiene su propia circuitería interna que incluye un par LC constituido por, entre otros, un condensador y una antena, que recibe y lee las señales de datos del transpondedor (es decir, extrae los datos de las señales de datos del transpondedor) cuando el par LC del lector está sintonizado esencialmente a la misma frecuencia de resonancia que el par LC del transpondedor sintonizado y, de forma correspondiente, a la frecuencia portadora de la señal de datos del transpondedor. Las funciones de generación y transmisión de señales de excitación y las funciones de recepción y lectura de señales de datos del transpondedor realizadas por el lector, según se ha descrito anteriormente, definen un estado de funcionamiento del lector denominado estado de transacción de datos. El estado de transacción de datos abarca además funciones de generación y transmisión de señales de datos del lector, en donde al transpondedor se le comunica información almacenada en la memoria del lector o generada de otra manera por el lector. La manera según la cual el lector comunica información al transpondedor es esencialmente igual o similar a la manera según la cual el transpondedor comunica información al lector. Como tales, las señales de datos del lector se caracterizan esencialmente por la misma frecuencia portadora que las señales de datos del transpondedor. Aunque un lector puede funcionar continuamente en el estado de transacción de datos, las funciones realizadas por el lector mientras se encuentra en el estado de transacción de datos presentan típicamente una demanda 2 E07251385 08-11-2011   relativamente alta de potencia, lo cual puede mermar rápidamente la fuente de alimentación del lector. Esta condición resulta particularmente no deseable cuando el lector se alimenta por medio de una fuente de alimentación portátil autosuficiente, tal como una pequeña batería desechable o recargable, que tiene una vida finita. En general, desde el punto de vista de la alimentación, resulta más rentable hacer funcionar el lector en el estado de transacción de datos únicamente cuando un transpondedor está dentro del alcance de lectura del lector, mientras que, el resto del tiempo, el lector se hace funcionar en un estado alternativo que presenta una demanda de potencia relativamente inferior. A un estado de funcionamiento alternativo del lector, de menor potencia, se le denomina estado de detección, el cual se habilita comúnmente por medio de un circuito generador de señales de llamada y un circuito de detección de transpondedores proporcionados dentro del lector. El lector funciona continuamente en el estado de detección excepto cuando el circuito de detección de transpondedores detecta un transpondedor dentro del alcance de lectura del lector. El lector se conmuta al estado de transacción de datos al producirse la detección de un transpondedor, aunque solamente durante un tiempo limitado suficiente para completar la comunicación entre el lector y el transpondedor antes de conmutarse de nuevo al estado de detección. La patente US nº 6.476.708 de Johnson, que se incorpora a la presente memoria como referencia, da a conocer un lector ejemplificativo que tiene un estado de detección de baja potencia y un estado de funcionamiento de transacción de datos de alta potencia. El lector incluye un circuito generador de señales que, de manera alternativa, actúa como circuito generador de señales de llamada o circuito generador de señales de excitación dependiendo del estado de funcionamiento del lector en cualquier momento dado. El lector incluye además una pequeña fuente de alimentación de batería, portátil, y el circuito de detección de transpondedores que está acoplado al circuito generador de señales. El principio de funcionamiento del estado de detección es detectar un transpondedor dentro del alcance de lectura del lector por la medición de cambios de una respuesta impulsional en la antena del lector. El estado de detección se inicia mediante la generación de un impulso de detección usando el circuito generador de señales y aplicando el impulso de detección a la antena del lector. El impulso de detección provoca que la antena del lector transmita una señal de llamada al espacio circundante, la cual tiene una frecuencia correspondiente a la frecuencia de resonancia del par LC sintonizado del lector. La señal de llamada resultante provoca una respuesta impulsional predecible en la antena del lector. Aunque la señal de llamada tiene una potencia insuficiente para hacer funcionar cualquier transpondedor que resida en el espacio circundante, si un transpondedor que tiene una frecuencia de resonancia en o cerca de la frecuencia de resonancia del lector está suficientemente próximo a este último, la respuesta impulsional en la antena del lector se modifica de una manera característica. En particular, el acoplamiento inductivo de la antena del lector a la antena del transpondedor cercano provoca un cambio de la respuesta impulsional en la antena del lector. El lector... [Seguir leyendo]

1. Detector de transpondedores de RFID, que comprende: un primer par LC (50) que incluye una primera bobina de inducción (56) y un primer condensador de sintonía (54); un segundo par LC (52) que incluye una segunda bobina de inducción (60) y un segundo condensador de sintonía (58), estando acoplado dicho primer par LC a dicho segundo par LC; una antena (20) acoplada a dicho primer y segundo pares LC; un controlador (24) acoplado a dicho primer y segundo pares LC para aplicar unos primeros impulsos y unos segundos impulsos a dicho primer y segundo pares LC, resonando de este modo dicho primer y segundo pares LC para producir una secuencia de primera y segunda señales de detección, en el que dicha primera señal de detección tiene una primera frecuencia de detección y dicha segunda señal de detección tiene una segunda frecuencia de detección diferente de dicha primera frecuencia de detección, dando como resultado además la transmisión de dicha secuencia de señales de detección desde dicha antena una primera y segunda señales de respuesta correspondientes que tienen respectivamente dicha primera y segunda frecuencias de detección, en dicha antena; y un circuito de detección y de medición de señales de respuesta (38) acoplado tanto a dicha antena como a dicho controlador configurado para recibir dicha primera y segunda señales de detección y dicha primera y segunda señales de respuesta correspondientes, y dicho circuito de medición (38) mide valores de un parámetro de detección preseleccionado, para cada una de dichas señales de detección y cada una de dichas señales de respuesta, estando configurado dicho controlador o circuito de detección y de medición de señales de respuesta para comparar dichos valores medidos para dichas señales de detección con dichos valores medidos para dichas señales de respuesta, y determinar si, en un espacio próximo de dicho detector de transpondedores, está presente un transpondedor (12) que tiene una frecuencia de resonancia de transpondedor correspondiente a dicha primera o segunda frecuencia de detección basándose en la comparación de dichos valores medidos para dichas señales de detección y de respuesta, caracterizado porque el detector de transpondedores de RFID comprende además un conmutador de modo x (70) en comunicación con dicho controlador, dicho controlador está configurado para dirigir la transición de dicho conmutador de modo entre una primera posición y una segunda posición, determinando dicha primera posición un modo simétrico de oscilación de dichos primer y segundo pares LC y determinando dicha segunda posición un modo antisimétrico de oscilación de dicho primer y segundo pares LC. 2. Detector de transpondedores de RFID según la reivindicación 1, que comprende además un conmutador de habilitación (80) en comunicación con dicho controlador (24), estando configurado dicho controlador para dirigir la transición de dicho conmutador de habilitación entre dos posiciones, determinando dichas dos posiciones si en dicha antena se aplica una de dichas señales de detección o una señal de excitación. 3. Detector de transpondedores de RFID según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicha primera y/o segunda bobina de inducción (56, 60) funciona como dicha antena (20). 4. Detector de transpondedores de RFID según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un tercer par LC que incluye una tercera bobina de inducción y un tercer condensador de sintonía, estando acoplado dicho tercer par LC a dicho controlador (24) para aplicar unos terceros impulsos a dicho tercer par LC, produciendo de este modo dicha secuencia de señales de detección transmitidas por dicha antena (20), incluyendo dicha secuencia de señales de detección unas señales de detección que tienen por lo menos tres frecuencias diferentes, definiendo de este modo una tercera frecuencia de detección además de dicha primera y segunda frecuencias de detección, estando acoplado dicho circuito de detección y de medición de señales de respuesta (38) a dicho tercer par LC para determinar si, en dicho espacio próximo de dicho detector de transpondedores, está presente un transpondedor (12) que tiene una frecuencia de resonancia de transpondedor correspondiente a dicha tercera frecuencia de detección. 14 E07251385 08-11-2011   E07251385 08-11-2011   16 E07251385 08-11-2011   17 E07251385 08-11-2011   18 E07251385 08-11-2011   19 E07251385 08-11-2011