DE102006057602B3

DE102006057602B3 - Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation und einem passiven Transponder sowie passiver Transponder

Info

Publication number: DE102006057602B3
Application number: DE102006057602A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Berhorst; Peter Dipl.-Phys. Schneider; Alexander Dipl.-Ing. Kurz (FH)
Original assignee: Atmel Germany GmbH
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-11-28
Also published as: WO2008064824A1; US8699560B2; US20120194323A1; US20090009291A1; US8165193B2; EP2102784A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation und einem passiven Transponder mittels induktiver Kopplung sowie einen passiven Transponder.
Bei dem Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation (BS) und einem passiven Transponder (TR) mittels induktiver Kopplung sind Daten von der Basisstation (BS) an den Transponder (TR) mittels eines ersten Datenübertragungsprotokolltyps und mittels mindestens eines zweiten Datenübertragungsprotokolltyps übertragbar, wobei der erste oder der mindestens zweite Datenübertragungsprotokolltyp durch Beschreiben eines Konfigurationsregisters (KR) im Transponder (TW) ausgewählt wird.
Verwendung beispielsweise in RFID-Systemen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation und einem passiven Transponder mittels induktiver Kopplung sowie einen passiven Transponder.
Kontaktlose Identifikationssysteme oder so genannte Radio-Frequency-Identification(RFID)-Systeme bestehen üblicherweise aus einer Basisstation bzw. einem Lesegerät oder einer Leseeinheit und einer Vielzahl von Transpondern oder Remote-Sensoren. Die Transponder bzw. deren Sende- und Empfangseinrichtungen verfügen üblicherweise nicht über einen aktiven Sender für die Datenübertragung zur Basisstation. Derartige nicht aktive Systeme werden als passive Systeme bezeichnet, wenn sie keine eigene Energieversorgung aufweisen, und als semipassive Systeme bezeichnet, wenn sie eine eigene Energieversorgung aufweisen. Passive Transponder entnehmen die zu ihrer Versorgung benötigte Energie dem von der Basisstation emittierten elektromagnetischen Feld.
Zur Datenübertragung zwischen dem Transponder und der Basisstation, beispielsweise für einen Programmiervorgang des Transponders, weist der Transponder eine Schnittstelle eines bestimmten Schnittstellentyps auf, der kompatibel zum entsprechenden Schnittstellentyp der Basisstation ist. Die Schnittstellentypen können in einer ersten groben Gliederung in kontaktbehaftete und kontaktlose Typen eingeteilt werden.
Die Schnittstellentypen, bei denen die Datenübertragung kontakt- bzw. berührungslos erfolgt, unterscheiden sich unter anderem durch die zur Datenübertragung verwendete Arbeits- bzw. Trägerfrequenz, d.h. die durch die Basisstation gesendete Frequenz. Häufig verwendete Frequenzen sind beispielsweise 125 kHz (LF-Bereich), 13,56 MHz (RF-Bereich), ein Frequenzbereich zwischen 860 MHz bis 960 MHz (UHF-Bereich) und ein Frequenzbereich größer als 3GHz (Mikrowellenbereich).
Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal unterschiedlicher Schnittstellentypen ist die Art der Kopplung zwischen den jeweiligen Schnittstellen des Transponders und der Basisstation. Hierbei wird unter anderem zwischen der so genannten induktiven oder magnetischen Kopplung und der so genannten Fernfeldkopplung unterschieden. Vereinfacht dargestellt, bilden bei der induktiven oder Nahfeldkopplung eine Antennenspule der Basisstation und eine an einen Eingangskreis des Transponders angeschlossene Antennenspule einen Transformator, weshalb diese Kopplungsart auch als transformatorische Kopplung bezeichnet wird. Bei der induktiven Kopplung ist eine maximale Entfernung zwischen dem Transponder und der Basisstation auf den Bereich eines Nahfeldes der verwendeten Antennen beschränkt. Der Nahfeldbereich wird im Wesentlichen durch die Arbeitsfrequenz der Schnittstelle festgelegt.
Zur Datenübertragung von einem Transponder zur Basisstation wird bei der induktiven Kopplung in der Regel die so genannte Lastmodulation verwendet, siehe hierzu beispielsweise das RFID-Handbuch von Klaus Finkenzeller, 3. Auflage, Kapitel 3.2.1.2.1 "Lastmodulation", ab Seite 44.
Zur Datenübertragung von der Basisstation zum Transponder sendet die Basisstation bei der induktiven Kopplung üblicherweise ein Trägersignal mit einer Frequenz in einem Frequenzbereich von 50kHz bis 250kHz. Zur Einleitung der Datenübertragung erzeugt die Basisstation durch Amplitudenmodulation des Trägersignals zunächst eine kurze Feldlücke (Gap, Notch), d.h. die Amplitude des Trägersignals wird kurzzeitig, beispielsweise für ca. 50us bis 400us, gedämpft bzw. abgeschwächt oder vollständig unterdrückt.
Zeichen, die im Anschluss an die Einleitung der Datenübertragung von der Basisstation gesendet werden, werden durch zugehörige Zeitdauern zwischen jeweils zeitlich aufeinanderfolgenden Feldlücken kodiert. Einem ersten Zeichenwert wird hierbei eine erste Zeitdauer zugeordnet und mindestens einem zweiten Zeichenwert wird eine zweite Zeitdauer zugeordnet. Zur Dekodierung der übertragenen Zeichen ermittelt der Transponder die jeweiligen Zeitdauern zwischen den Feldlücken und bestimmt aus der ermittelten Zeitdauer den Wert des übertragenen Zeichens.
Zur fehlerfreien Datenübertragung bzw. Dekodierung der Zeichen ist es notwendig, dass die von der Basisstation erzeugten und im Transponder durch induktive Kopplung empfangenen Signalverläufe festgelegte, maximale Toleranzen aufweisen, beispielsweise hinsichtlich ihres zeitlichen Verlaufs und/oder der verwendeten Pegel.
Zur Vergrößerung der erzielbaren Reichweiten zwischen Basisstation und passiven Transpondern wird die Güte eines Parallelschwingkreises, der aus der Antennenspule und einem hierzu parallel geschalteten Kondensator gebildet wird, erhöht, um die Versorgung der passiven Transponder aus dem von der Basisstation gesendeten Feld auch bei größeren Entfernungen zu ermöglichen. Die reduzierte Dämpfung des Schwingkreises bewirkt, dass bei einer Feldlücke die Spulenspannung bzw. die Spannung am Parallelschwingkreis des Transponders langsamer absinkt als bei einem Schwingkreis mit geringerer Güte und somit höherer Dämpfung. Da die Feldlücke jedoch im Transponder erst erkannt werden kann, wenn die Spulenspannung bzw. eine aus der Spulenspannung durch Gleichrichtung gewonnene Spannung unter ein einstellbares Potential gesunken ist, werden Feldlücken im Vergleich zu einem Schwingkreis mit geringer Güte verzögert erkannt. Dies führt im Ergebnis dazu, dass die Zeitdauer der im Transponder detektierten Feldlücken verkürzt und die Zeitdauern zwischen den Feldlücken, die den entsprechenden Zeichenwert repräsentieren, verlängert werden. Diese Veränderung des Timings der im Transponder detektierten Signalverläufe wird unmittelbar von der Güte des Schwingkreises beeinflusst. In anderen Worten hängt das Timing der im Transponder empfangenen Signale wesentlich von unterschiedlichen Parametern ab, beispielsweise von der verwendeten Antennenspule, wodurch eine fehlerfrei Datenübertragung bei Parameteränderungen nicht immer garantiert werden kann.
Um auch bei derartigen parameterabhängigen Timingschwankungen eine störungsfreie Datenübertragung sicherstellen zu können, ist in der DE 101 38 218 A1 ein Verfahren beschrieben, bei dem nach dem Einleiten der Datenübertragung eine Referenzzeitdauer durch aufeinander folgende Feldlücken durch die Basisstation übertragen wird, anhand der ein Kalibrierwert in dem Transponder ermittelt wird, wobei der Kalibrierwert zur Kalibrierung nachfolgend empfangener Zeitdauern dient. Die Referenzzeitdauer entspricht hierbei einem bekannten Zeichenwert, beispielsweise "0". Da im Transponder bekannt ist, wie lange die zum Zeichenwert "0" gehörende Zeitdauer theoretisch sein muss, kann aus der tatsächlichen, gemessenen Referenzzeitdauer der Kalibrier- bzw. Offsetwert berechnet werden.
Dieses Verfahren lässt sich jedoch mit Transpondern nicht ausführen, die dieses Verfahren bzw. dieses Übertragungsprotokoll nicht unterstützen, da diese die Referenzzeitdauer bereits als Zeichen interpretieren, wodurch die im Transponder empfangene Zeichenfolge verfälscht wird. Ein Ersatz von Transponder, die das Verfahren unter Berücksichtigung der Referenzzeitdauer nicht unterstützen, durch Transponder, die dieses Verfahren unterstützen, und umgekehrt, ist daher nicht ohne weiteres möglich.
Die DE 10 2004 044 836 A1 zeigt eine kontaktlose IC-Karte und ein Kommunikationsprotokoll-Umschaltverfahren.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation und einem passiven Transponder mittels induktiver Kopplung und einen passiven Transponder zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe Flexibilität beim Einsatz unterschiedlicher Datenübertragungsprotokolltypen aufweisen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Transponder mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
Bei dem Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation und einem passiven Transponder mittels induktiver Kopplung sind Daten von der Basisstation an den Transponder, d.h. im so genannten Forward- oder Vorwärts-Link, mittels eines ersten Datenübertragungsprotokolltyps und mittels mindestens eines zweiten Datenübertragungsprotokolltyps übertragbar. Der erste Datenübertragungsprotokolltyp und der mindestens zweite Datenübertragungsprotokolltyp können sich beispielsweise dadurch unterscheiden, dass bei dem ersten Datenübertragungsprotokolltyp keine Referenzzeitdauer als Kalibrierwert übertragen wird und dass bei dem zweiten Datenübertragungsprotokolltyp eine Referenzzeitdauer als Kalibrierwert übertragen wird. Eine Auswahl zwischen dem ersten oder dem mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyp erfolgt erfindungsgemäß durch Beschreiben eines Konfigurationsregisters im Transponder. Dies schafft eine hohe Flexibilität beim Einsatz unterschiedlicher Datenübertragungsprotokolltypen, da zur Protokolltypauswahl lediglich ein Registerwert gemäß dem gewünschten Datenübertragungsprotokolltyp zu setzen ist.
Bei dem ersten Datenübertragungsprotokolltyp und auch bei dem mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyp sendet die Basisstation ein Trägersignal mit einer Frequenz in einem Frequenzbereich von 50KHz bis 250KHz, eine Datenübertragung wird von der Basisstation durch Erzeugen einer Feldlücke (Gap, Notch) des Trägersignals eingeleitet, Zeichen, die von der Basisstation an den Transponder übertragen werden, werden durch zugehörige Zeitdauern zwischen jeweils zeitlich aufeinanderfolgenden Feldlücken kodiert, einem ersten Zeichenwert wird eine erste Zeitdauer zugeordnet und mindestens einem zweiten Zeichenwert wird eine zweite Zeitdauer zugeordnet. Bevorzugt wird bei dem ersten Datenübertragungsprotokolltyp die Datenübertragung bei einem Überschreiten eines Zeitdauermaximalwerts zwischen aufeinanderfolgenden Feldlücken immer beendet. Bevorzugt wird bei dem mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyp nach dem Einleiten der Datenübertragung eine Referenzzeitdauer durch die Basisstation übertragen, anhand der ein Kalibrierwert in dem Transponder ermittelt wird, wobei der Kalibrierwert zur Kalibrierung nachfolgend empfangener Zeitdauern dient. Ein derartiges Übertragungsverfahren, ebenfalls mit einem ersten und einem zweiten Datenübertragungsprotokolltyp, ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 007 262 der Anmelderin beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird das Konfigurationsregister mittels eines Befehls beschrieben, der von der Basisstation an den Transponder gesendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Konfigurationsregister auch bei der Herstellung des Transponders, beispielsweise mittels einer speziell hierfür vorgesehenen drahtlosen oder drahtgebundenen Programmiervorrichtung, beschrieben werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Transponder zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation und einem Transponder mittels induktiver Kopplung, der zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, sind Daten von der Basisstation an den Transponder mittels eines ersten Datenübertragungsprotokolltyps und mittels mindestens eines zweiten Datenübertragungsprotokolltyps übertragbar. Ein drahtlos und/oder drahtgebunden beschreibbares Konfigurationsregister des Transponders dient zur Auswahl des ersten oder des mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyps.
In einer Weiterbildung des Transponders ist das Konfigurationsregister als EEPROM ausgebildet. Alternative kann es als einmalig program mierbarer Speicher, beispielsweise als ROM, oder auch als flüchtiger Speicher, beispielsweise als RAM, ausgebildet sein. Wenn das Konfigurationsregister als flüchtiger Speicher ausgebildet ist, wird die Einstellung des Konfigurationsregisters nach jedem Power-on-Reset (POR) des Transponders durchgeführt. Dies kann beispielsweise drahtlos von einer Basisstation vorgenommen werden, sobald der Transponder in deren Ansprechbereich gelangt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen schematisch:
1 ein RFID-System mit einer Basisstation und einem erfindungsgemäßen Transponder,
2 Zeitverlaufsdiagramme von Signalen bei einer Datenübertragung von der Basisstation zu dem Transponder von 1 gemäß einem zweiten Datenübertragungsprotokolltyp, bei dem die Basisstation eine Referenzzeitdauer zur Erzeugung eines Kalibrierwerts im Transponder überträgt, und
3 Zeitverlaufsdiagramme von Signalen bei einer erfindungsgemäßen Datenübertragung von der Basisstation zu dem Transponder von 1 gemäß einem ersten Datenübertragungsprotokolltyp, bei dem die Basisstation keine Referenzzeitdauer zur Erzeugung eines Kalibrierwerts im Transponder überträgt.
1 zeigt ein RFID-System mit einer Basisstation BS und einem passiven Transponder TR. Zur Datenübertragung mittels induktiver Kopplung weist die Basisstation BS in herkömmlicher Weise eine Antennenspule L1 und einen Kondensator C1 auf. Der Transponder TR weist entsprechend ebenfalls eine Antennenspule L2 und einen Kondensator C2 auf. Die Antennenspulen L1 und L2 bilden in einem Nahfeld der jeweiligen Antennenspulen L1 und L2 einen Transformator.
Der Transponder weist ein als EEPROM ausgeführtes Konfigurationsregister KR auf, das zur Auswahl eines ersten oder eines mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyps dient. Die unterschiedlichen Datenübertragungsprotokolltypen werden nachfolgen unter Bezugnahme auf 2 und 3 detailliert beschrieben.
Zur Datenübertragung von der Basisstation BS zum Transponder TR erzeugt die Basisstation BS ein Trägersignal mit einer Frequenz von 125kHz, dessen Amplitude zur Erzeugung von Feldlücken vollständig unterdrückt wird. Die Datenübertragung vom Transponder TR zur Basisstation BS erfolgt mittels Lastmodulation.
2 zeigt Zeitverlaufsdiagramme von Signalen bei einer Datenübertragung von der Basisstation BS zu dem Transponder TR von 1 gemäß einem zweiten Datenübertragungsprotokolltyp, bei dem die Basisstation BS am Beginn der Datenübertragung eine Referenzzeitdauer tref zur Erzeugung eines Kalibrierwerts im Transponder TR überträgt. Das Konfigurationsregister KR des Transponders weist hierbei einen Wert auf, der den zweiten Datenübertragungsprotokolltyp auswählt.
Vor der Datenübertragung erzeugt die Basisstation BS durch ihre Antennenspule L1 ein magnetisches Wechselfeld mit einer Frequenz von 125kHz, welches aufgrund der induktiven Kopplung eine Wechselspannung U1 in der Antennenspule L2 des Transponder TR induziert, wobei in 2 lediglich die Hüllkurve der Wechselspannung U1 dargestellt ist. Eine Amplitude der Wechselspannung U1 wird durch nicht gezeigte Klemmdioden des Transponders TR auf eine maximale Spannung UMAX begrenzt bzw. geklemmt.
Zur Einleitung der Datenübertragung im Rahmen eines schreibenden Zugriffs auf den Transponder TR erzeugt die Basisstation BS eine Feldlücke (Gap, Notch) durch Unterdrückung des Trägersignals. Aufgrund der hohen Güte des Parallelschwingkreises fällt jedoch die Spannung U1 nur langsam entlang der gezeigten Hüllkurve ab. Der Verlauf der Spannung U1 wird im Transponder TR ausgewertet. Wenn die Spannung U1 einen internen Schwellenwert erstmalig unterschreitet, wird transponderintern ein aktives Signal GAP erzeugt. Das erstmalig aktivierte Signal GAP bewirkt, dass die maximale Spannung U1 auf einen Wert UWD begrenzt bzw. geklemmt wird, der niedriger als der Wert UMAX ist. Die Spannungsbegrenzung auf den Wert UWD erfolgt im Transponder TR üblicherweise dadurch, dass ein Schwellspannungsbauelement durch ein parallel geschaltetes Schaltelement kurzgeschlossen wird.
Die Spannung U1 wird so lange auf den Wert UWD begrenzt, bis ein Ende der Datenübertragung im Transponder TR erkannt wird. Das Ende der Datenübertragung wird im Transponder TR dann erkannt, wenn ein Zeitdauermaximalwert tmax zwischen aufeinanderfolgenden Feldlücken bzw. Gaps überschritten wird.
Nach dem Erzeugen der ersten Feldlücke wird ein transponderinterner Zähler CTR von einem zuvor undefinierten Zählerwert "X" auf einen Zählerwert von "0" initialisiert. Der Zähler bzw. der Zählerwert CTR wird daraufhin beginnend bei der fallenden Flanke des ersten Gap-Signals im Takt bzw. bei jeder neuen Periode des Trägersignals inkrementiert. Die Referenzzeitdauer tref, d.h. die Zeitdauer zwischen der fallenden Flanke des ersten Gap-Signals und der steigenden Flanke des drauffolgenden, zweiten Gap-Signals, ist bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel so groß, dass der Zählerwert CTR einmalig überläuft und erneut bei dem Zählerwert "0" losläuft. Bei der steigenden Flanke des zweiten Gap-Signals weist der Zähler einen Zählerwert "kalib" auf, der mit negativem Vorzeichen versehen bei nachfolgenden Zeitdauermessungen als Anfangswert des Zählers verwendet wird. Alternativ hierzu kann die Referenzzeitdauer tref auch derart gewählt werden, dass sie einem bekannten Zeichenwert entspricht, beispielsweise "0". Da im Transponder bekannt ist, wie lange die zum Zeichenwert "0" gehörende Zeitdauer theoretisch sein muss, kann aus der tatsächlichen, im Transponder gemessenen Referenzzeitdauer bzw. dem zugehörigen Zählerwert CTR der Kalibrier- bzw. Offsetwert berechnet werden.
Bei der fallenden Flanke des zweiten Gap-Signals wird der Zähler CTR im Takt des Trägersignals, beginnend bei einem Wert "-kalib" inkrementiert. Bei der steigenden Flanke des dritten Gap-Signals wird der Zählerwert CTR ausgelesen und überprüft, in welchem Bereich der ausgelesene Zählerwert liegt. Der Zählerwert CTR liegt in einem Wertebereich bzw. Intervall, das einem Zeichenwert von "1", d.h. einer Zeitdauer "t1" entspricht, die von der Basisstation zur Kodierung eines Zeichens mit dem Wert "1 " verwendet wird.
Nach dem Auslesen des Zählerwerts CTR wird der Zähler CTR erneut mit dem Kalibrierwert "-kalib" vorgeladen. Bei der fallenden Flanke des dritten Gap-Signals wird der Zähler CTR im Takt des Trägersignals, beginnend bei dem Wert "-kalib" inkrementiert. Bei der steigenden Flanke des vierten Gap-Signals wird der Zählerwert CTR ausgelesen und überprüft, in welchem Bereich der ausgelesene Zählerwert liegt. Der Zählerwert CTR liegt in einem Wertebereich bzw. Intervall, das einem Zeichenwert von "0", d.h. einer Zeitdauer "t0", entspricht, die von der Basisstation zur Kodierung eines Zeichens mit dem Wert "0" verwendet wird.
In dem unteren Diagramm von 2 sind die im Transponder TR dekodierten Zeichenwerte dargestellt. Das Zeichen "X" repräsentiert hierbei einen undefinierten Zeichenwert.
Da die Basisstation BS im gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich die exemplarische Bitfolge "10" an den Transponder TR überträgt, wird im Anschluss an die vierte Feldlücke im Rahmen der Datenübertragung keine weitere Feldlücke mehr erzeugt. D.h., bei der fallenden Flanke des vierten Gap-Signals wird der Zähler CTR im Takt des Trägersignals, beginnend wiederum bei dem Wert "-kalib" inkrementiert. Wenn der Zählerwert CTR das dem Zeichenwert "1" zugeordnete Intervall verlässt, erkennt der Transponder TR ein Überschreiten des Zeitdauermaximalwerts tmax zwischen aufeinanderfolgenden Feldlücken und beendet die aktuelle Datenübertragung, d.h. setzt seine Empfangseinheit zurück. Dies bewirkt unter anderem, dass der maximale Wert der Spannung U1 wieder auf UMAX angehoben wird, da die Überbrückung des die Spannungsbegrenzung auf UWD bewirkenden Schwellspannungsbauelements wieder aufgetrennt wird.
Der Transponder TR kann in einem nachfolgenden Datenübertragungsvorgang erneut Daten empfangen. Aufgrund der Kalibrierung der Zeitdauermessung mittels der Referenzzeitdauer tref können Timingschwankungen der detektierten Gap-Signale, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Güten der Antennenspulen L2 unterschiedlicher Transponder, kompensiert werden.
3 zeigt Zeitverlaufsdiagramme von Signalen bei einer erfindungsgemäßen Datenübertragung von der Basisstation BS zu dem Transponder TR von 1 gemäß einem ersten Datenübertragungsprotokolltyp, bei dem die Basisstation keine Referenzzeitdauer tref zur Erzeugung eines Kalibrierwerts im Transponder überträgt. Das Konfigurationsregister KR des Transponders weist hierbei einen Wert auf, der den ersten Datenübertragungsprotokolltyp auswählt.
Nach dem Erzeugen der ersten Feldlücke durch die Basisstation BS wird wie im zuvor beschriebenen Beispiel der transponderinterne Zähler CTR von dem zuvor undefinierten Zählerwert "X" auf den Zählerwert "0" initialisiert. Der Zähler bzw. der Zählerwert CTR wird daraufhin beginnend bei der fallenden Flanke des ersten Gap-Signals im Takt bzw. bei jeder neuen Periode des Trägersignals inkrementiert. Bei der steigenden Flanke des zweiten Gap-Signals weist der Zähler einen Zählerwert auf, der in einem Bereich liegt, der einem Zeichenwert von "1" entspricht. Aufgrund der Einstellung des Konfigurationsregisters KR interpretiert der Transponder TR diesen Zählerwert nicht als einen Referenzzählerwert, sondern dekodiert diesen unmittelbar in einen Zeichenwert von "1". Nachfolgend überträgt die Basisstation noch einen Zeichenwert von "0" und schließt die Datenübertragung dadurch ab, dass sie keine weiteren Feldlücken innerhalb des Zeitdauermaximalwerts tmax erzeugt.
Die gezeigten beiden Datenübertragungsprotokolltypen, mit und ohne Übertragung der Referenzzeitdauer tref, sind lediglich schematisch dar gestellt. Es versteht sich, dass neben den gezeigten Datenübertragungsprotokolltypen auch weitere Datenübertragungsprotokolltypen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Transponder verwendbar sind.
Weiterhin kann die Kodierung der übertragenen Zeichenwerte "0" und "1" beispielsweise auch mittels unterschiedlicher Modulationsgrade des durch die Basisstation erzeugten Trägersignals erfolgen. Anstatt der Kodierung durch Zeitdauern zwischen aufeinanderfolgenden Feldlücken kann das Trägersignal auch für die dargestellten Zeitdauern t0, t1, tref und tmax vollständig oder teilweise unterdrückt werden.
Das Konfigurationsregister KR des Transponders TR ist drahtlos mittels eines Befehls durch die Basisstation BS beschreibbar. Alternativ oder zusätzlich kann das Konfigurationsregister KR auch bei der Herstellung des Transponders TR, beispielsweise mittels einer speziell hierfür vorgesehenen drahtlosen oder drahtgebundenen Programmiervorrichtung, beschrieben werden. Wenn der Transponder TR mit einer Basisstation BS kommunizieren soll, deren Datenübertragungsprotokolltyp nicht zum momentan im Konfigurationsregister KR des Transponders eingestellten Datenübertragungsprotokolltyp kompatibel ist, ist es beispielsweise möglich, dass der Transponder dies selbstständig erkennt und sein Konfigurationsregister KR entsprechend umkonfiguriert. Alternativ oder zusätzlich kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Befehl zum Beschreiben des Konfigurationsregisters KR einen für beide Datenübertragungsprotokolltypen identischen Übertragungsmechanismus verwendet, beispielsweise in beiden Fällen ohne eine Übertragung der Referenzzeitdauer tref stattfindet.
Die gezeigten Ausführungsformen weisen eine hohe Flexibilität beim Einsatz unterschiedlicher Datenübertragungsprotokolltypen auf, da der Datenübertragungsprotokolltyp dynamisch durch Einstellen des Konfigurationsregisters KR des Transponders TR einstellbar ist.

Claims

Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation (BS) und einem passiven Transponder (TR) mittels induktiver Kopplung, dadurch gekennzeichnet, dass – Daten von der Basisstation (BS) an den Transponder (TR) mittels eines ersten Datenübertragungsprotokolltyps und mittels mindestens eines zweiten Datenübertragungsprotokolltyps übertragbar sind, wobei bei dem ersten Datenübertragungsprotokolltyp und bei dem mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyp – die Basisstation (BS) ein Trägersignal mit einer Frequenz in einem Frequenzbereich von 50KHz bis 250KHz sendet, – eine Datenübertragung von der Basisstation (BS) durch Erzeugen einer Feldlücke des Trägersignals eingeleitet wird, – Zeichen, die von der Basisstation (BS) an den Transponder (TR) übertragen werden, durch zugehörige Zeitdauern (t0, t1) zwischen jeweils zeitlich aufeinanderfolgenden Feldlücken kodiert werden, – einem ersten Zeichenwert ("0") eine erste Zeitdauer (t0) zugeordnet wird und – mindestens einem zweiten Zeichenwert ("1") eine zweite Zeitdauer (t1) zugeordnet wird, und – der erste oder der mindestens zweite Datenübertragungsprotokolltyp durch Beschreiben eines Konfigurationsregisters (KR) im Transponder (TR) ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konfigurationsregister (KR) mittels eines Befehls beschrieben wird, der von der Basisstation (BS) an den Transponder (TR) gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Datenübertragungsprotokolltyp die Datenübertragung bei einem Überschreiten eines Zeitdauermaximalwerts (tmax) zwischen aufeinanderfolgenden Feldlücken beendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyp nach dem Einleiten der Datenübertragung eine Referenzzeitdauer (tref) durch die Basisstation (BS) übertragen wird, anhand der ein Kalibrierwert (kalib) in dem Transponder ermittelt wird, wobei der Kalibrierwert (kalib) zur Kalibrierung nachfolgend empfangener Zeitdauern (t0, t1, tmax) dient.
Passiver Transponder (TR) zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer Basisstation (BS) und einem Transponder (TR) mittels induktiver Kopplung, der zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist, wobei – Daten von der Basisstation (BS) an den Transponder (TR) mittels eines ersten Datenübertragungsprotokolltyps und mittels mindestens eines zweiten Datenübertragungsprotokolltyps übertragbar sind, wobei bei dem ersten Datenübertragungsprotokolltyp und bei dem mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyp – die Basisstation (BS) ein Trägersignal mit einer Frequenz in einem Frequenzbereich von 50KHz bis 250KHz sendet, – eine Datenübertragung von der Basisstation (BS) durch Erzeugen einer Feldlücke des Trägersignals eingeleitet wird, – Zeichen, die von der Basisstation (BS) an den Transponder (TR) übertragen werden, durch zugehörige Zeitdauern (t0, t1) zwischen jeweils zeitlich aufeinanderfolgenden Feldlücken kodiert werden, – einem ersten Zeichenwert ("0") eine erste Zeitdauer (t0) zugeordnet wird und – mindestens einem zweiten Zeichenwert ("1") eine zweite Zeitdauer (t1) zugeordnet wird, und – der Transponder ein Konfigurationsregister (KR) zur Auswahl des ersten oder des mindestens zweiten Datenübertragungsprotokolltyps aufweist.
Passiver Transponder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Konfigurationsregister (KR) als EEPROM ausgebildet ist.