Control y redundancia de red de RFID.

Una red de lector de RFID que comprende un lector de RFID (310,

350) y un dispositivo de control de red de RFID (320, 330, 340) que se acopla a antenas de RFID, permitiendo el dispositivo de control de red de RFID comunicaciones bidireccionales entre etiquetas de RFID dispuestas en los alrededores de las antenas de RFID y del lector de RFID, comprendiendo el dispositivo de control de red de RFID:

una pluralidad de puertos de antenas de RFID (290) adaptado cada uno para dirigir señales de tráfico de RFID a y desde una o más de las antenas de RFID para establecer una trayectoria de transmisión con una o más de las etiquetas de RFID, en donde las señales de tráfico de RFID incluyen una señal portadora de frecuencia de radio que tiene información de tráfico de RFID modulada en las mismas;

al menos dos puertos de control conmutables (210, 212), configurables y bidireccionales, siendo configurables cada uno de dichos al menos dos puertos de control (210, 212): i) para conmutarse a una configuración que permite comunicación bidireccional de al menos alguna de las señales de tráfico de RFID a través del respectivo puerto de control (210, 212); y ii) para conmutarse a una configuración de comandos que permite comunicación bidireccional de señales de comandos de RFID a través del respectivo puerto de control (210, 212), en donde las señales de comandos de RFID incluyen la señal de portadora de frecuencia de radio que tiene información de comandos de RFID modulada en la misma, siendo la información de comandos de RFID diferente de la información de tráfico de RFID;

una red de conmutador (270) configurable para conectar uno cualquiera de dichos al menos dos puertos de control (210, 212) a uno cualquiera de dicha pluralidad de puertos de antena de RFID (290) de dicho dispositivo de control de red de RFID para permitir la transmisión de señales de tráfico de RFID específicas entre ellos; y

una unidad de control (230) adaptada para recibir las señales de comandos de RFID y para configurar y controlar cualquiera de los al menos dos puertos de control y la red de conmutador (270) basándose en la información de comandos de RFID decodificada desde las señales de comandos de RFID recibidas, estando adaptada de esta manera la unidad de control para dirigir varias de las señales de tráfico de RFID entre los al menos dos puertos de control y la pluralidad de puertos de antena de RFID,

el lector de RFID (310, 350) está acoplado a uno de los al menos dos puertos de control, el lector de RFID está configurado: i) para generar al menos algunas de las señales de comandos de RFID para dicha unidad de control; ii) para generar al menos algunas de las señales de tráfico de RFID y iii) para decodificar las señales de comandos de RFID, y en que cada uno de dichos al menos dos puertos de control (210, 212) es configurable para conmutarse a una configuración de desvío que permite transmisión directa de algunas de las señales de tráfico de RFID introducidas en uno de los al menos dos puertos de control (210, 212) a otro de los al menos dos puertos de control (210, 212) para emisión de algunas de las señales de tráfico de RFID desde el otro de los al menos dos puertos de control (210, 212), proporcionando de esta manera una trayectoria de transmisión de desvío a través del dispositivo de control de red de RFID.

Control y redundancia de red de RFID

Campo de las invenciones

La presente invención se refiere en general a un dispositivo de control de red de RFID (RNCD) o módulo de utilidad para dirigir o encaminar señales de frecuencia de radio desde un lector de RFID u otro dispositivo anfitrión u ordenador a través de una red de antenas y otros dispositivos que requieren comunicación con el lector de RFID, una colección de lectores y/u ordenadores anfitriones. Las invenciones son de particular uso en aplicaciones de RFID que tienen un gran número de antenas y/u otros dispositivos periféricos en los que es deseable minimizar el número de lectores y/o anfitriones relativamente caros. Esto incluye pero sin limitación a estanterías inteligentes de RFID y otros sistemas de elementos fijos de venta inteligentes o habilitados con RFID. Las señales llevadas y dirigidas mediante el dispositivo de encaminamiento de las realizaciones descritas en el presente documento pueden ser comandos de RFID para comunicación entre lectores y etiquetas de RFID, o estas señales pueden ser señales de control usadas para establecer interruptores, conectar o desconectar dispositivos en la red, identificar y/o configurar dispositivos en la red o llevar a cabo otras funciones necesarias para la operación eficaz de la red de RFID.

Antecedentes

Los sistemas de identificación de frecuencia de radio (RFID) y otras formas de vigilancia electrónica de artículos cada vez se usan más para rastrear artículos cuyas localizaciones o disposiciones son de algún interés económico, de seguridad u otro. En estas aplicaciones, normalmente, los transpondedores o etiquetas se unen a o colocan 25 dentro de los artículos a rastrear, y estos transpondedores o etiquetas están en al menos comunicación intermitente con transceptores o lectores que informan de la localización de la etiqueta (y, por deducción, del artículo) a personas o aplicaciones de software mediante una red a la que los lectores están directa o indirectamente unidos. Ejemplos de aplicaciones de RFID incluyen rastreo de artículos de venta ofrecidos para ventas públicas en una tienda, gestión de inventario de esos artículos en la trastienda de la tienda, en elementos fijos de estantería de tiendas, expositores, mostradores, cajas, vitrinas, armarios u otros elementos fijos, y rastreo de artículos en y a través del punto de venta y salidas de la tienda. Existen también aplicaciones de rastreo de artículos que implican almacenes, centros de distribución, camiones, camionetas, contenedores de transporte y otros puntos de almacenamiento o transporte de artículos a medida que se mueven a través de la cadena de suministro de venta. Otro área de aplicación de la tecnología de RFID implica el rastreo de bienes en el que se rastrean artículos valiosos (no necesariamente para vender al público) en un entorno para evitar el robo, pérdida o extravío, o para mantener la integridad de la cadena de custodia del bien. Estas aplicaciones de tecnología de RFID se proporcionan a modo de ejemplo únicamente, y debería entenderse que existen muchas otras aplicaciones de la tecnología.

En el caso de sistemas de RFID pasivos, la etiqueta de RFID se alimenta mediante la onda portadora electromagnética. Una vez alimentada, la etiqueta pasiva interpreta las señales de frecuencia de radio (RF) y proporciona una respuesta apropiada, normalmente creando una perturbación intermitente, temporizada en la onda portadora electromagnética. Estas perturbaciones, que codifican la respuesta de la etiqueta, se detectan mediante el lector a través de la antena del lector. En el caso de sistemas de RFID activos la etiqueta contiene su propia fuente de alimentación, tal como una batería, que puede usar para iniciar comunicaciones de RF con el lector creando su 45 propia onda portadora y señales de RF codificadas, o en caso contrario puede usarse la alimentación de la etiqueta para mejorar el rendimiento de la etiqueta aumentando la velocidad de procesamiento de datos de la `etiqueta o aumentando la alimentación en la respuesta de la etiqueta, y por lo tanto la máxima distancia de comunicación entre la etiqueta y el lector.

Los sistemas de RFID normalmente usan antenas lectoras para emitir ondas portadoras electromagnéticas codificadas con señales digitales a etiquetas de RFID. Como tal, la antena lectora es un componente crítico que facilita la comunicación entre etiqueta y lector, e influye en la calidad de esa comunicación. Una antena lectora puede pensarse como un transductor que convierte corriente eléctrica alterna de señal cargada desde el lector en campos u ondas electromagnéticos oscilantes de señal cargada apropiados para una segunda antena localizada en 55 la etiqueta, o como alternativa, convierte campos u ondas electromagnéticos oscilantes de señal cargada (enviados desde o modificados mediante la etiqueta) en corriente eléctrica alterna de señal cargada para demodulación por y comunicación con el lector. Los tipos de antenas usadas en sistemas de RFID incluyen antenas de parche, antenas ranuradas, antenas dipolo, antenas de bucle y muchos otros tipos y variaciones de estos tipos.

El alcance de detección de los sistemas de RFID pasivos está normalmente limitado mediante la intensidad de señal a través de cortos alcances, por ejemplo, frecuentemente menos de unos pocos metros para sistemas de RFID de UHF pasivos. Debido a esta limitación de alcance de lectura en sistemas de RFID de UHF pasivos, muchas aplicaciones hacen uso de unidades lectoras portátiles o carritos móviles con lectores y varillas de antena atadas a los lectores con cables. Estos sistemas lectores portátiles o móviles pueden moverse manualmente alrededor de un 65 grupo de artículos etiquetados para detectar todas las etiquetas, particularmente cuando los artículos etiquetados se almacenan en un espacio significativamente más grande que el alcance de detección de un lector estático o fijo

equipado con una antena fija. Sin embargo, las unidades de lector y antena de UHF portátil sufren varias desventajas. La primera implica el coste del trabajo humano asociado con la actividad de exploración. La infraestructura fija, una vez pagada, es mucho más barata de operar que lo son los sistemas manuales que tienen costes de trabajo continuos asociados con ellos. Además, las unidades portátiles a menudo conducen a ambigüedad en relación con la localización precisa de las etiquetas leídas. Por ejemplo, la localización del lector puede indicarse mediante el usuario, pero la localización de la etiqueta durante un evento de lectura puede no conocerse suficientemente bien para una aplicación dada. Es decir, el uso de lectores de RFID portátiles a menudo conduce a una seguridad de resolución espacial de únicamente unos pocos metros, y muchas aplicaciones requieren el conocimiento de la localización de los artículos etiquetados o en una resolución espacial de unos pocos centímetros. 10 Los lectores de RFID portátiles y los carritos lectores móviles pueden perderse o robarse más fácilmente que el caso de los sistemas de lector y antena fijos.

Como una alternativa a lectores de RFID de UHF portátiles, puede usarse una gran antena lectora fija accionada con suficiente potencia para detectar un gran número de artículos etiquetados. Sin embargo, una antena de este tipo 15 puede ser difícil de manejar, estéticamente desagradable y la potencia radiada puede superar los límites legales o reglamentarios permisibles. Adicionalmente, estas antenas lectoras se localizan a menudo en tiendas u otras localizaciones donde el espacio es escaso y es caro e inconveniente usar tales grandes antenas lectoras. Además, debería indicarse que cuando se usa una única antena grande para sondear un gran área (por ejemplo, un conjunto de estanterías de venta, o una vitrina entera, o un mostrador entero o similares) , no es posible resolver la 20 localización de un artículo etiquetado en un punto particular o una pequeña sub-sección del elemento fijo de la estantería. En algunas aplicaciones puede ser deseable conocer la localización del artículo etiquetado con una resolución espacial de unos pocos centímetros (por ejemplo, si existen muchos artículos pequeños en la estantería de venta y se desea minimizar la búsqueda manual y el tiempo de ordenación) . En esta situación el uso de una única antena lectora grande no es deseable puesto que no es generalmente posible localizar el artículo con la 25 resolución espacial deseada.

Como alternativa, puede usarse un sistema de antena completamente automatizada o mecanizada. La Patente de Estados Unidos 7.132.945 describe un sistema de estantería que emplea una antena de exploración mecanizada.

Este enfoque hace posible sondear un área relativamente... [Seguir leyendo]

1. Una red de lector de RFID que comprende un lector de RFID (310, 350) y un dispositivo de control de red de RFID (320, 330, 340) que se acopla a antenas de RFID, permitiendo el dispositivo de control de red de RFID

comunicaciones bidireccionales entre etiquetas de RFID dispuestas en los alrededores de las antenas de RFID y del lector de RFID, comprendiendo el dispositivo de control de red de RFID:

una pluralidad de puertos de antenas de RFID (290) adaptado cada uno para dirigir señales de tráfico de RFID a y desde una o más de las antenas de RFID para establecer una trayectoria de transmisión con una o más de las etiquetas de RFID, en donde las señales de tráfico de RFID incluyen una señal portadora de frecuencia de radio que tiene información de tráfico de RFID modulada en las mismas; al menos dos puertos de control conmutables (210, 212) , configurables y bidireccionales, siendo configurables cada uno de dichos al menos dos puertos de control (210, 212) : i) para conmutarse a una configuración que permite comunicación bidireccional de al menos alguna de las señales de tráfico de RFID a través del respectivo puerto de control (210, 212) ; y ii) para conmutarse a una configuración de comandos que permite comunicación bidireccional de señales de comandos de RFID a través del respectivo puerto de control (210, 212) , en donde las señales de comandos de RFID incluyen la señal de portadora de frecuencia de radio que tiene información de comandos de RFID modulada en la misma, siendo la información de comandos de RFID diferente de la información de tráfico de RFID; una red de conmutador (270) configurable para conectar uno cualquiera de dichos al menos dos puertos de control (210, 212) a uno cualquiera de dicha pluralidad de puertos de antena de RFID (290) de dicho dispositivo de control de red de RFID para permitir la transmisión de señales de tráfico de RFID específicas entre ellos; y una unidad de control (230) adaptada para recibir las señales de comandos de RFID y para configurar y controlar cualquiera de los al menos dos puertos de control y la red de conmutador (270) basándose en la información de comandos de RFID decodificada desde las señales de comandos de RFID recibidas, estando adaptada de esta manera la unidad de control para dirigir varias de las señales de tráfico de RFID entre los al menos dos puertos de control y la pluralidad de puertos de antena de RFID, el lector de RFID (310, 350) está acoplado a uno de los al menos dos puertos de control, el lector de RFID está configurado: i) para generar al menos algunas de las señales de comandos de RFID para dicha unidad de control; ii) para generar al menos algunas de las señales de tráfico de RFID y iii) para decodificar las señales de comandos de RFID, y en que cada uno de dichos al menos dos puertos de control (210, 212) es configurable para conmutarse a una configuración de desvío que permite transmisión directa de algunas de las señales de tráfico de RFID introducidas en uno de los al menos dos puertos de control (210, 212) a otro de los al menos dos puertos de control (210, 212) para emisión de algunas de las señales de tráfico de RFID desde el otro de los al menos dos puertos de control (210, 212) , proporcionando de esta manera una trayectoria de transmisión de desvío a través del dispositivo de control de red de RFID.

2. La red de lector de RFID de la reivindicación 1, en la que el lector de RFID (310, 350) está dispuesto en una misma carcasa como la pluralidad de puertos de antena de RFID (290) , los al menos dos puertos de control (210, 212) , la red de conmutador (270) y la unidad de control (230) .

3. La red de lector de RFID de la reivindicación 2 en la que el lector de RFID (310, 350) genera señales para ordenar a un dispositivo externo asociado con una de las etiquetas de RFID en relación con información de identidad para el puerto de control (210, 212) al que está acoplado el dispositivo externo, y puede responder a señales de comandos

de RFID particulares recibidas desde el dispositivo externo que ordena a la unidad de control (230) reconfigurar la red de conmutador (270) , reconfigurando de esta manera la red de conmutador (270) basándose en las señales de comandos de RFID particulares.

4. La red de lector de RFID de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente:

una pluralidad de los dispositivos de control de red de RFID (330, 340) como se indica en la reivindicación 1, estando adaptado cada uno de la pluralidad de dispositivos de control de red de RFID para acoplarse a antenas de RFID asociadas con ese un dispositivo de control de red de RFID y a al menos un sistema anfitrión y adaptados para proporcionar comunicaciones bidireccionales entre etiquetas de RFID asociadas con ese un 55 dispositivo de control de red de RFID que está dispuesto en los alrededores de las antenas de RFID asociadas con ese dispositivo de control de red de RFID; y una conexión cableada entre uno de los al menos dos puertos de control (210, 212) para cada uno de la pluralidad de dispositivos de control de red de RFID y uno de los al menos dos puertos de control para otro de la pluralidad de los dispositivos de control de red de RFID, creando de esta manera una red de RFID.

5. La red de lector de RFID de la reivindicación 4, en la que cada uno de dicha pluralidad de dispositivos de control de red de RFID está conectado para formar uno de una cadena lineal y de una cadena en serie, o en el que cada uno de la pluralidad de dispositivos de control de red de RFID está conectado para formar una estructura en ramal en donde dos o más de dicha pluralidad de dispositivos de control de red de RFID forman una 65 cadena lineal, y en donde uno particular de la pluralidad de dispositivos de control de red de RFID en un extremo de la cadena lineal está acoplado a dos o más dispositivos de control de red de RFID adicionales, o 11

en donde cada uno de la pluralidad de dispositivos de control de red de RFID está conectado para formar una estructura de bucle.

6. La red de lector de RFID de la reivindicación 4 en la que la red de RFID está acoplada a dos sistemas anfitrión diferentes mediante uno de los al menos dos puertos de control de dos dispositivos de control de red de RFID diferentes.

7. La red de lector de RFID de la reivindicación 6, en la que la red de RFID es configurable mediante cualquiera de los dos sistemas anfitrión diferentes, permitiendo de esta manera a cada uno de los dos sistemas anfitrión diferentes 10 generar y decodificar tanto las señales de tráfico de RFID como las señales de control de RFID.

8. La red de lector de RFID de la reivindicación 7 en la que cada uno de los sistemas anfitrión tiene capacidades de filtrado suavizado, almacenamiento, agregación y/o análisis de datos de RFID, y/o tiene capacidades para gestionar cada uno de la pluralidad de dispositivos de control de red de RFID, incluyendo identificación, capacidad de evaluación, conectividad y determinación de estado de configuración, determinación de modo de operación activo, evaluación de ciclo de trabajo y carga y evaluación de otros estados, configuraciones y capacidades necesarias para iniciar y mantener el funcionamiento de la red de RFID.

9. Un método para usar un dispositivo de control de red de RFID (320, 330, 340) que se acopla a antenas de RFID y a un sistema anfitrión (310, 350) y que permite comunicaciones bidireccionales entre etiquetas de RFID dispuestas en los alrededores de las antenas de RFID y del sistema anfitrión, comprendiendo el método las etapas de:

configurar una unidad de control (230) del dispositivo de control de red de RFID, a través de uno de una pluralidad de al menos dos puertos de control (210, 212) conmutables, configurables y bidireccionales que están incluidos en el dispositivo de control de red de RFID, usando señales de comandos de RFID que incluyen una señal portadora de frecuencia de radio que tiene información de comandos de RFID modulados en la misma; configurar, usando la unidad de control, los al menos dos puertos de control (210, 212) y una red de conmutador (270) que está incluida en el dispositivo de control de red de RFID; y establecer señales de tráfico de RFID entre una pluralidad de puertos de antena de RFID (290) que están incluidos en el dispositivo de control de red de RFID y que están cada uno adaptados para dirigir señales de tráfico de RFID seleccionadas a y desde una o más de la pluralidad de antenas de RFID para establecer una trayectoria de transmisión con una de más de las etiquetas de RFID y el anfitrión, en donde las señales de tráfico de RFID incluyen la señal de portadora de frecuencia de radio que tiene información de tráfico de RFID modulada en la misma, siendo la información de tráfico de RFID diferente de la información de control de RFID, caracterizado por que la etapa de configurar usando la unidad de control (230) incluye establecer una configuración de desvío que permite transmisión directa de ciertas señales de tráfico de RFID introducidas a uno de los al menos dos puertos de control (210, 212) a otro de los al menos dos puertos de control (210, 212) para salida de algunas de las señales de tráfico de RFID desde el otro de los al menos dos puertos de control, proporcionando de esta manera una trayectoria de transmisión de desvío a través del dispositivo de control de red de RFID; la etapa de configurar la unidad de control se realiza usando un lector de RFID (310, 350) acoplado a uno de los al menos dos puertos de control (210, 212) , estando configurado el lector de RFID para generar al menos algunas de las señales de comandos de RFID y estando configurado adicionalmente para generar al menos algunas de las señales de tráfico de RFID usadas en la etapa de establecer señales de tráfico de RFID y para 45 decodificar las señales de comandos de RFID.