Sistema de etiquetas de retrodispersión que incluye por lo menos una etiqueta (44) que presenta una circuitería de etiqueta (10) y un lector para transmitir una señal de mando a dicha por lo menos una etiqueta (44),

caracterizado porque presenta:

por lo menos un nodo de comunicación de energía (38a a i) para transmitir una señal de energía a dicha por lo menos una etiqueta (44) con el fin de comunicar energía a dicha por lo menos una etiqueta (44) y proporcionar energía para hacer funcionar la circuitería de etiqueta (10) y para emitir una señal de retrodispersión por parte de dicha por lo menos una etiqueta (44);

comprendiendo el nodo de comunicación de energía (38a a i):

un receptor de comunicación de energía (14) para recibir la señal de mando del lector;

un transmisor de comunicación de energía (16) que transmite la señal de mando recibida en forma de una señal de mando repetida hacia dicha por lo menos una etiqueta (44); y

un excitador para transmitir la señal de energía como una señal de excitador separada además de la señal de mando repetida hacia dicha por lo menos una etiqueta (44) con el fin de almacenar energía en dicha por lo menos una etiqueta (44) para permitir la emisión de la señal de retrodispersión por parte de dicha por lo menos una etiqueta (44).

Repetidor RFID para la ampliación del alcance en sistemas de retrodispersión modulados.

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica los derechos, según el artículo 35 U.S.C. §120, de la solicitud nº de serie 12/548.993 presentada el 27 de agosto de 2009, titulada RFID REPEATER FOR RANGE EXTENSION IN MODULATED BACKSCATTER SYSTEMS, que a su vez reivindica los derechos, según el artículo 35 U.S.C. §119 (e) , de la solicitud provisional nº de serie 61/190.791 presentada el 3 de septiembre de 2008, titulada también RFID REPEATER FOR RANGE EXTENSION IN MODULATED BACKSCATTER SYSTEMS.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

Esta invención se refiere al campo de las etiquetas de retrodispersión y, en particular, a sistemas para comunicarse con etiquetas de retrodispersión.

2. Descripción de la técnica anterior

En sistemas de RFID que usan retrodispersión modulada, un lector transmite una señal de radiofrecuencia (RF) , y las etiquetas reflejan electrónicamente la señal de RF. Las etiquetas sin baterías o pasivas consumen la energía requerida para hacer funcionar su circuitería a partir de la señal de RF recibida del lector, mientras que las etiquetas asistidas por batería o semipasivas pueden usar una batería para comunicar energía a su circuitería. Para las etiquetas pasivas, donde la etiqueta se alimenta por medio de la señal emitida por el lector, el enlace descendente desde el lector a la etiqueta típicamente es el cuello de botella en el balance del enlace, debido al umbral de potencia recibida requerido para poner en marcha la etiqueta. Al usar una batería para proporcionar alimentación a la circuitería de la etiqueta, las etiquetas semipasivas relajan este cuello de botella del enlace descendente, produciendo así un incremento significativo en el alcance. Un sistema de retrodispersión modulada puede usar etiquetas o bien pasivas o bien semipasivas, o una combinación de las mismas.

En cualquier caso, en un sistema de RFID basado en retrodispersión modulada, las etiquetas reflejan electrónicamente la señal recibida del lector, mientras que la señal retrodispersada se modula con datos almacenados en las etiquetas. Además, las etiquetas pueden desplazar la frecuencia de la señal reflejada, con el fin de separar la retrodispersión modulada con respecto a cualesquiera reflexiones no moduladas de la señal del lector provenientes de otros dispersores. Adicionalmente, los lectores en una fase de un proceso comercial pueden escribir datos nuevos en etiquetas, y los datos nuevos pueden ser leídos por lectores en fases posteriores del proceso comercial.

El enlace descendente del lector a la etiqueta es con frecuencia el cuello de botella en los sistemas de RFID. Por lo tanto, para etiquetas pasivas, la señal recibida debe tener la suficiente intensidad para comunicar energía a la etiqueta. Las etiquetas semipasivas (o etiquetas pasivas que pueden almacenar energía durante periodos prolongados) pueden no usar la señal recibida del lector para comunicar energía a la circuitería del receptor de la etiqueta. Sin embargo, para protocolos normalizados de RFID en los que las etiquetas sólo ejecutan una retrodispersión modulada cuando el lector así se lo ordena, la intensidad de la señal recibida debe seguir superando el umbral requerido para una desmodulación fiable de las órdenes del lector.

Existen muchas situaciones en las que resulta difícil que la intensidad de la señal recibida supere el umbral requerido para una desmodulación fiable de las órdenes del lector en sistemas de RFID convencionales. Por ejemplo, resulta difícil en aplicaciones de corto alcance en las que la presencia de humedad (por ejemplo, para productos alimenticios en aplicaciones de cadena de frío) , líquidos (por ejemplo, para aplicaciones farmacéuticas) o metal (por ejemplo, en aplicaciones en almacenes) deteriora el enlace. También resulta difícil en aplicaciones exteriores de largo alcance (por ejemplo, localización y seguimiento de remolques en un depósito, o automóviles en un concesionario) .

Muchos protocolos de comunicación de RFID existentes sólo pueden soportar una etiqueta que se comunique con el lector a la vez. Las transmisiones simultáneas desde múltiples etiquetas dentro del alcance de las comunicaciones de un lector típicamente conllevan a colisiones de las señales retrodispersadas. Las colisiones se deben resolver usando algoritmos de resolución de colisiones o algoritmos de acceso múltiple cuyo objetivo típico es garantizar que las etiquetas en última instancia transmitan una cada vez al lector. El alcance para sistemas de RFID que usan etiquetas pasivas típicamente se determina por el enlace descendente del lector a la etiqueta, el cual es responsable de comunicar energía a la etiqueta.

Sin embargo, cuando se usan etiquetas pasivas que pueden almacenar o bien energía de RF o bien energía recogida de otras fuentes, la señal de enlace descendente del lector puede no ser la única fuente para alimentar la etiqueta durante la comunicación lector-etiqueta. En este caso, el cuello de botella en el sistema de comunicaciones puede resultar ser el enlace ascendente. El balance de enlace correspondiente al enlace ascendente debe tener en cuenta la pérdida de propagación de ida y vuelta del lector a la etiqueta y de retorno. En el espacio libre, esta pérdida es proporcional a 1/R4, indicando R el alcance entre el lector y la etiqueta. De modo similar, para etiquetas semipasivas, el enlace ascendente puede convertirse en el cuello de botella, ya que el balance de enlace correspondiente al enlace descendente sólo necesita ser tal que la circuitería de la etiqueta pueda detectar la señal del lector, y no es necesario alimentar las etiquetas.

En términos generales, se conoce la transferencia de alimentación en sistemas inductivos. Por ejemplo, la publicación de patente US nº 2009/0096413 A1, presentada el 7 de mayo de 2008 por Partovi, da a conocer un sistema para la transferencia de alimentación variable en un sistema de carga inductivo. En el sistema de Partovi, se usan múltiples bobinas de receptor/comunicador de energía para recargar etiquetas, teléfonos móviles, reproductores de MP3, radios y otros tipos de dispositivos portátiles. Adicionalmente, un lector de RFID detecta las etiquetas de RFID de una manera convencional. Sin embargo, Partovi no da a conocer el uso dual de un comunicador de energía como repetidor.

La publicación de patente US nº 2008/0082360 A1, presentada el 27 septiembre de 2007 por Bailey, da a conocer un sistema de monitorización y control de inventarios en donde se miden los pesos de los artículos antes y después de su distribución con el fin de determinar el inventario de las cantidades de producto que se ha distribuido. En el sistema enseñado por Bailey, una bobina de comunicación de energía comunica energía a etiquetas de RFID, las cuales se leen posteriormente por medio de un lector. Sin embargo, la bobina de comunicación de energía de Bailey tampoco funciona como repetidor.

La publicación de patente US nº 2007/0224938 A1, presentada el 28 de abril de 2006 por Jung, revela un sistema de control de vehículos con un lector/comunicador de energía que incluye un comunicador de energía, un desmodulador, y circuitos descodificadores para comunicar energía a y leer una etiqueta de RFID.

Adicionalmente, la publicación de patente US nº 2007/0120683 A1, presentada el 25 de noviembre de 2005 por Flippen, enseña un dispositivo médico electrónico implantable. En el dispositivo implantable dado a conocer por Flippen, un transpondedor en el dispositivo médico electrónico implantable incluye un circuito de inducción. Al circuito de inducción se le comunica energía por medio de un lector remoto de mano. Por lo tanto, al dispositivo implantable dado a conocer por Flippen se le puede comunicar energía por medio de un dispositivo de lector/comunicador de energía y al mismo tiempo puede ser leído por este último.

La patente US nº 4.333.072, concedida a nombre de Beigel, describe un sistema de RFID acoplado inductivamente, en el cual se obtiene alimentación para una etiqueta de RFID a partir de un campo magnético alterno. El campo magnético se origina en un lector/comunicador de energía acoplado por inducción a la antena de la etiqueta, y rectificado por un rectificador en la antena. La carga de DC resultante se almacena en un condensador en la etiqueta.

La patente US nº 7.551.070, presentada el 31 de agosto de 2006 por Talty, describe un sistema de detección inalámbrico... [Seguir leyendo]

1. Sistema de etiquetas de retrodispersión que incluye por lo menos una etiqueta (44) que presenta una circuitería de etiqueta (10) y un lector para transmitir una señal de mando a dicha por lo menos una etiqueta (44) , caracterizado porque presenta:

por lo menos un nodo de comunicación de energía (38a a i) para transmitir una señal de energía a dicha por lo menos una etiqueta (44) con el fin de comunicar energía a dicha por lo menos una etiqueta (44) y proporcionar energía para hacer funcionar la circuitería de etiqueta (10) y para emitir una señal de retrodispersión por parte de dicha por lo menos una etiqueta (44) ;

comprendiendo el nodo de comunicación de energía (38a a i) :

un receptor de comunicación de energía (14) para recibir la señal de mando del lector;

un transmisor de comunicación de energía (16) que transmite la señal de mando recibida en forma de una señal de mando repetida hacia dicha por lo menos una etiqueta (44) ; y un excitador para transmitir la señal de energía como una señal de excitador separada además de la señal de mando repetida hacia dicha por lo menos una etiqueta (44) con el fin de almacenar energía en dicha por lo menos una etiqueta (44) para permitir la emisión de la señal de retrodispersión por parte de dicha por lo menos una etiqueta (44) .

2. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que el nodo de comunicación de energía (38a a i) está adaptado para transmitir una señal sinusoidal a dicha por lo menos una etiqueta (44) .

3. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que el nodo de comunicación de energía (38a a i) está adaptado para transmitir una señal de saltos de frecuencia a dicha por lo menos una etiqueta (44) .

4. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que el nodo de comunicación de energía (38a a i) está adaptado para transmitir una señal de espectro ensanchado a dicha por lo menos una etiqueta (44) .

5. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que el nodo de comunicación de energía (38a a i) está adaptado para transmitir una señal desplazada en frecuencia a dicha por lo menos una etiqueta (44) .

6. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que la circuitería de etiqueta (10) comprende un procesador (20) .

7. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que dicha por lo menos una etiqueta (44) funciona en un modo de bucle abierto que emite la señal de retrodispersión de forma independiente con respecto a la señal de mando del lector.

8. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que dicha por lo menos una etiqueta (44) funciona en un modo de bucle cerrado que emite la señal de retrodispersión según la señal de mando del lector.

9. Sistema de etiquetas de retrodispersión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha por lo menos una etiqueta (44) responde al lector según un protocolo de lector predeterminado.

10. Sistema de etiquetas de retrodispersión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el receptor de comunicación de energía (14) y el transmisor de comunicación de energía (16) funcionan en bandas de frecuencia diferentes.

11. Sistema de etiquetas de retrodispersión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el nodo de comunicación de energía (38a a i) comprende una batería (24) .

12. Sistema de etiquetas de retrodispersión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye una pluralidad de señales de retrodispersión que comprende además intervalos determinísticos entre las señales de retrodispersión de la pluralidad de señales de retrodispersión.

13. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 12, que comprende intervalos aleatorios entre las señales de retrodispersión de la pluralidad de señales de retrodispersión.

14. Sistema de etiquetas de retrodispersión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha por lo menos una etiqueta (44) es una etiqueta multimodo y la etiqueta multimodo está adaptada para pasar de un modo a otro modo según la señal de mando del lector.

15. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 14, en el que la señal de mando del lector para que la etiqueta multimodo pase de un modo a otro se transmite desde el lector a la etiqueta multimodo por medio de dicho por lo menos un nodo de comunicación de energía (38a a i) .

16. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 14, en el que la señal de mando del lector comprende una orden para que la etiqueta multimodo cambie su frecuencia de funcionamiento.

17. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, en el que dicho por lo menos un nodo de

comunicación de energía (38a a i) incluye un modo de activación y un modo de desactivación y la señal de mando 5 del lector comprende una orden para que la etiqueta multimodo se desactive.

18. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, que comprende además una pluralidad de etiquetas (44) y una pluralidad de nodos de comunicación de energía (38a a i) que funcionan en unas frecuencias respectivas de nodos de comunicación de energía, estando adaptado el lector para sincronizar las frecuencias de las respectivas frecuencias de nodos de comunicación de energía con el fin de controlar las interferencias de las etiquetas de la pluralidad de etiquetas (44) .

19. Sistema de etiquetas de retrodispersión según la reivindicación 1, que comprende además una pluralidad de etiquetas (44) y una pluralidad de nodos de comunicación de energía (38a a i) que presentan una respectiva temporización de nodos de comunicación de energía, estando adaptado el lector para sincronizar la temporización de los nodos de comunicación de energía de la pluralidad de nodos de comunicación de energía (38a a i) con el fin de controlar las interferencias de las etiquetas de la pluralidad de etiquetas (44) .