用于识别rfid系统的应答器是否位于边界区域的方法、rfid系统和安全开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于识别包括读取器件和应答器的RFID系统的应答器是否位于边界区域的方法。此外，本发明包括RFID系统和安全开关。
【背景技术】
[0002]RFID (Rad1 Frequency Identif icat1n，射频识别)系统用于在发送器/接收器系统中利用无线电波来自动地且无接触地识别和/或定位目标。典型地，RFID系统首先包括应答器(也被称“标签”或“无线电标签”)，其包括天线并且位于目标上或目标中。该应答器通常包括特征码，RFID系统的读取器件(也被成为“收发机”)可以经由天线来应答该特征码。为此，收发机同样包括天线和用于读出该应答器识别码的收发机电路。为了读出应答器识别码，读取器件典型地产生交变磁场，以便向应答器传输信号。应答器构造用于的是，在获得读取器件的相应的信号之后向读取器件回送包括数据，尤其是识别码的信号作为回应，该读取器件将该信号向系统(例如计算机系统)转送用于进一步使用，或者可以借助本身的微控制器评估该信号。当应答器设计用于影响读取器件的磁场而本身不产生磁场时，在这里也可以使用回送的概念。这种影响随后由读取器件探测到。
[0003]在小有效距离(典型地是20mm有效距离)的RFID系统中，读取器件产生交变磁场，这些交变磁场不仅设置用于传输数据，而且往往也用于向应答器供应能量。
[0004]该有效距离首先依赖于周围环境，读取器件在其中使用。当读取器件例如安装在金属的载体上时，该金属载体可能对读取器件与标签之间的耦合产生影响，从而减小了有效距离。
[0005]此外，(例如在白天不同的时刻的)温度差别可能对有效距离产生影响。如果应答器位于该有效距离的边缘处，虽然应答器继续发出由读取器件接收到的信号，但是该信号可能是错误的。特别是在危险的机器上，例如当应防止进入时允许入内或应允许进入时禁止入内时，可能由此出现危险的情况。其结果是，出于安全原因关掉机器进入安全状态。对可用性的这种影响是不期望的。
[0006]为了区分传输的信号是否有足够好的品质，例如在无线通讯应用中存在所谓的接收的信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)作为用于无线通讯应用的接收场强的指示器。RSSI没有固定的单位，从而必须依赖于相应的应用来阐明作比较的值。在此，较高的值对应于较好的接收。RSSI在工作在中频(ZF)区域中的通讯应用中由放大和解调来确定。然而，在工作在低频区域中(例如125kHz)的RFID系统仅具有简单的电路，从而在这里不能简单地执行RSSI确定。
[0007]此外，接收到的信号强度在小于等于20mm的检测区域的情况下非常小，从而在信号强度中最小的波动可能产生不利影响。由于在不同的外界环境中接收到的信号强度很小，RSSI可能急剧改变，从而该RSSI尤其在例如以125kHz运行的RFID系统中太不准确。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的任务在于，给出一种方法，利用其能可靠地识别出，RFID系统是否位于边界区域中，在该边界区域中，不再确保应答器与读取器件之间(或反向的)的数据传输有足够的品质。
[0009]根据本发明，检验至少一个阈值，其包括在应答器与读取器件之间转送的信号中的预定的最大的误比特率(每单位时间的错误的位)。为此，误比特率要么由在应答器上接收到的信号来确定，要么由在读取器件上接收到的信号确定，并且与阈值进行比较。
[0010]对应答器是否位于边界区域中的识别允许的是，识别出如下区域，在这些区域中必须担心错误的信号。当识别出这种区域时，可以例如通过光学或声学的报警信号向使用者显示出的是，应重复检测到存储在应答器中的识别码，这是因为例如读取器件与应答器之间的间距过大。也可以设置的是，给出电报警信号到开关输出端或数据输出端，该电报警信号触发由此产生的动作，例如切断机器。也可以直接地要么作为使用者的请求而使用另外设计的报警信号，以便告知使用者到达边界区域，但是接收到的数据信号不够好并且是安全的，以便开始原本以该信号出发的动作。
[0011]误比特率是用于识别码应答的可信度的安全的度量。误比特率在RFID系统的低运行频率下也可以轻松确定，这是因为无需复杂的评估电路，它们恰好在具有低运行频率的系统中通常不使用。
[0012]就这点而言，尤其在低运行频率下，也就是说，尤其当RFID系统以如下方式设计，SP，发送和接收在10kHz至150kHz，尤其是120kHz至135kHz的频率范围内的信号时，示出了根据本发明的方法的特别的优点。
[0013]优选地，读取器件向应答器提供能量。因此应答器充电，以便可以实现传输包含在其中的识别码。
[0014]在传输应答器与读取器件之间的信号时的误比特率于是只要依赖于，应答器通过由读取器件传送的能量进行何种程度的充电。系统运行在其中的外界环境的改变对读取器件与应答器之间的磁耦合产生影响，从而应答器以由读取器件传送的能量的充电的程度不同。就这方面来说，实施这种方式设计的方法的RFID系统可以无需在现场的特别的校准而使用在不同的外界环境中，因为无需考虑实际的外界环境而选择阈值，并且该阈值仅与传送或接收到的数据的实际品质有关。
[0015]优选地，误比特率通过共同接收到的检验信息与预定的理论信息的比较来执行。该理论信息例如可以是专门共同发送的检验信息。另一方面，相反例如也可以对接收到的有效数据执行评估的是，它们是否符合预期的信息。在该情况下，检验信息由有效数据形成。为此，例如可以使用存储在应答器中且对于读取器件来说已知的识别码。
[0016]优选地，在预定的时间窗内确定误比特率，其中，预定的时间窗优选具有在50ms至200ms的范围内的长度。具有这样长度的时间窗足够识别出例如智能卡或密钥，其包括应答器密钥或仅在阅读器件之前保持很短的时间，并且足够执行检验智能卡或密钥是否是允许的。
[0017]在另一方面，本发明涉及一种RFID系统，其构造用于执行根据本发明的方法。
[0018]RFID系统的优点对应于已经与根据本发明的方法相结合地阐述的优点。
[0019]在另一方面，本发明涉及一种具有根据本发明的RFID系统的安全开关。这样的安全开关的优点由已经与根据本发明的方法相结合地阐述的优点而得到。
[0020]这样的安全开关例如优选用于监控两个能彼此运动的部件的关闭位置。例如在安全门中，这样的两个能彼此运动的部件使用在线性移动轴、转动台或类似位置上，以便防止接近危险的机械或防止危险的运动。
[0021]安全开关可以使用在要求很高的操作保护的应用中。为此，安全开关中的制动器的存储在应答器中的代码与期望的代码进行比较。安全开关可以特别小地构造并且例如经由二进制的输出端转送来自提到的比较部的结果，或例如利用开关柜中的中央的评估单元来通讯。
【附图说明】
[0022]下面，结合实施例和附图详细阐述本发明。在示意性的附图中:
[0023]图1示出RFID系统；
[0024]图2a和图2b以相对于应答器的间距的误比特率的示意图示出在不同的外界环境中的相同类型的RFID系统的不同的边界区域；
[0025]图3示出根据本发明的安全开关的应用。
[0026]附图标记列表
[0027]10 RFID 系统
[0028]12 读取器件
[0029]14 应答器
[0030]16 建筑物
[0031]18 防护门
[0032]20 安全开关
[0033]22 LED
[0034]S 安全区域
[0035]G 边界区域
[0036]U 区域，在其中无法实现通讯
[0037]BER误比特率
[0038]X 间距
【具体实施方式】
[0039]图1示出具有读取器件12和应答器14的RFID系统10的示意图。读取器件12 (收发机)构造用于借助至少一个无线电单元以公知的方式与包含特征码的应答器14通讯。应答器14可以布置在目标中或目标上(未示出)。
[0040]在RFID系统10运行中，读取器件12以公知的方式产生交变磁场，以便对应答器14的数据进行应答。读取器件12为此包括收发机电路，借助该收发机电路产生磁场。
[0041]磁场具有有效距离，在该有效距离之内，发送第一信号用于与应答器14的通讯。应答器14向读取器件12发送第二信号作为对第一信号的答复。为了评估第二信号，读取器件12例如与微控制器通讯。第一信号可以包括如下数据，这些数据例如请求应答器14传送在那里存储的识别码。第二信号于是包括含有识别码的数据。信号例如以曼彻斯特32格式(Manchester 32Format)在应答器14与读取