FR2797124A1

FR2797124A1 - ELECTRONIC LABEL IDENTIFICATION SYSTEM

Info

Publication number: FR2797124A1
Application number: FR9909971A
Authority: FR
Inventors: Bruno Majourel; Mathieu Pietri; Louis Marc Muscat; Michel Ousset; Pierre Pic
Original assignee: Gemplus Card International SA; Gemplus SA
Current assignee: Gemplus SA
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-02
Also published as: WO2001009815A1

Abstract

The invention concerns systems for identifying with electronic labels objects of various shapes comprising metal parts likely to disturb the propagation of the interrogating electromagnetic waves of the labels (102). It consists in providing a scanner (107) with a set of antennae (104) whereof the localisation and/or characteristics are different. Said antennae are connected to the scanner by a multiplexer (106). The latter successively activates each of the antennae by means of a brief interrogating signal. When the label (102) reacts to the interrogation of one of said antennae, the whole scanning process of said label by said antenna is launched. It enables to identify casks (101) moving past on a conveyor (103).

Description

SYSTEME D'IDENTIFICATION PAR ETIQUETTES ELECTRONIQUES La présente invention se rapporte aux systèmes qui permettent d'identifier toutes sortes d'objets en plaçant dessus des étiquettes électroniques qui sont interrogéesà distance par un dispositif fonctionnant par transmission d'ondes, généralement radioélectriques. The present invention relates to systems for identifying all kinds of objects by placing on them electronic tags which are interrogated to remotely by a device operating by transmission. waves, usually radio.

Les systèmes d'étiquettes interrogeablesà distance par voie radioélectrique sont maintenant bien connus. Avec la multiplication des applications, les quantités augmentent et les prix baissent, ce qui augmente le nombre des applications potentielles, au point que l'on envisage même de placer de telles étiquettes sur des objets de consommation courante, afin par exemple de pouvoir passer devant des caisses automatiques dans les supermarchés. The searchable to distance tags systems are now well known. With the proliferation of applications, the quantities increase and the prices fall, which increases the number of the potential applications, to the point that one even envisages to place such labels on objects of current consumption, for example to be able to pass in front of automatic cash registers in supermarkets.

On voit alors surgir des problèmes nouveaux qui nilapparaissaient pas auparavant. Ainsi, il est maintenant nécessaire de pouvoir lire une telle étiquette quelle que soit sa position sur l'objetà identifier et quelle que soit la position de celui-ci par rapportà l'antenne de l'identificateur, parce qu'il n'est plus possible dans un grand nombre de ces nouvelles applications de présenter manuellement l'étiquette au bon endroit par rapportà l'antenne. New problems emerge that did not appear before. Thus, it is now necessary to be able to read such a label regardless of its position on the object to identify and regardless of its position relative to to the antenna of the identifier, because it is no longer possible in many of these new applications to manually present the label in the right place compared to the antenna.

Dans certains cas, en particulier lorsque lobjet est de grandes dimensions et que la position de l'étiquette n'est pas connue, on est amenéà utiliser une antenne de détection elle-même de grandes dimensions. In some cases, especially when the object is large and the position of the label is not known, it is brought to using a detection antenna itself of large dimensions.

Dans d'autres cas, en particulier lorsque l'objet sur lequel est placée l'étiquette comprend un matériau, du métal par exemple, qui perturbe le champ de détection créé par l'antenne, on est amenéà utiliser une antenne de détection de petites dimensions. In other cases, in particular when the object on which the label is placed comprises a material, for example metal, which disturbs the detection field created by the antenna, it is brought to use a small detection antenna.

On constate donc que, lorsque ces deux contraintes sont présentes simultanément, le dimensionnement de l'antenne de détection est soumisà des exigences contradictoires. It can therefore be seen that, when these two constraints are simultaneously present, the design of the detection antenna is subject to contradictory requirements.

on citera plus particulièrementà titre d'exemple un cas qui présente ces deux contraintes, l'identification de fûts métalliques, des fûts de bière par exemple, dans une chaîne de production. more particularly, to , as an example, a case that presents these two constraints, the identification of metal drums, for example, beer drums, in a production line.

Pour surmonter ces difficultés, l'invention propose un système d'identification par étiquettes électroniques, dans lequel on interroge une étiquette électronique contenant des donnéesdl' identification et solidaire d'un objetà identifier, en utilisant un lecteur muni d'un émetteur récepteur permettant de communiquer avec l'étiquette, principalement caractérisé en ce que l'émetteur récepteur comporte plusieurs antennes reliées par un multiplexeur qui permet d'émettre successivement sur chacune des antennes un bref signal d'interrogation et d'effectuer la lecture des données avec l'antenne pour laquelle l'étiquette a réponduà ce bref signal d'interrogation. To overcome these difficulties, the invention proposes a system of identification by electronic tags, in which an electronic tag is interrogated containing data dl ' identification and solidarity of an object to identify, using a reader equipped with a transceiver for communicating with the tag, mainly characterized in that the transceiver comprises several antennas connected by a multiplexer which allows to transmit successively on each of the antennas a brief interrogation signal and perform the reading of the data with the antenna for which the label has responded to this brief interrogation signal.

Selon une autre caractéristique, la communication entre le lecteur et l'étiquette est répartie successivement sur plusieurs des antennes en raison du mouvement relatif entre ces antennes et l'objetà identifier, et cette lecture des données se fait par blocs successifs entre les antennes successivement actives. According to another characteristic, the communication between the reader and the tag is successively distributed over several of the antennas because of the relative movement between these antennas and the object to identify, and this reading of the data is done. by successive blocks between the successively active antennas.

Selon une autre caractéristique, la communication entre l'étiquette et le lecteur comprend également une phase d'écriture de données dans l'étiquette. Selon un mode de réalisation, les antennes sont fixes et les objets identifiés mobiles. According to another characteristic, the communication between the tag and the reader also comprises a data writing phase in the tag. According to one embodiment, the antennas are fixed and the objects identified as mobile.

A cette fin, les antennes sont fixées sur un support placé au-dessus d'un convoyeur, et le système est adaptéà identifier des objets circulant sur le convoyeur entre celui-ci et le support des antennes. A For this purpose, the antennas are fixed on a support placed above a conveyor, and the system is adapted to identify objects circulating on the conveyor between the conveyor. ci and antenna support.

Selon un autre mode de réalisation, les objetsà identifier sont fixes et les antennes sont mobiles. According to another embodiment, the objects to identify are fixed and the antennas are mobile.

A cette fin, l'ensemble lecteur /mul t ipl exeur/ antennes est portable et le système est adaptéà identifier des objets par simple passage de cet ensembleà proximité desdits objets. A For this purpose, the reader / multiplier / antennas assembly is portable and the system is adapted to identify objects by simply passing this set to proximity of said objects.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, présentéeà titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent: - la figure1, une vue schématique d'un système d'antennes selon l'invention placé au-dessus d'un convoyeur transportant des fûts munis d'une étiquette électronique; - la figure 2, un diagramme temporel du fonctionnement de ce système; et - la figure3, un organigramme du fonctionnement de ce système. Other features and advantages of the invention will become clear in the following description, presented as a non-limitative example with reference to the appended figures which represent : - Figure 1, a schematic view of an antenna system according to the invention placed above a conveyor carrying drums equipped with an electronic tag - Figure 2, a time diagram of the operation of this system ; and - Figure 3, / B> a flow diagram of the operation of this system.

En se référantà la figure1, un fût métallique101 muni d'une étiquette électronique 102 défile sur un convoyeur103. Dans cet exemple de réalisation, l'étiquette 102 est toujours placée sur la face supérieure du fût, mais la position transversale de celui-ci sur le convoyeur est quelconque et l'étiquette peut donc être situéeà une distance très variable d'un côté ou de l'autre de l'axe du convoyeur. Comme le fût est métallique, on est amenéà utiliser, comme expliqué plus haut, des antennes de détection de petites dimensions. Referring to the figure 1, a metal drum 101 with an electronic tag 102 runs on a conveyor 103. < In this embodiment, the label 102 is always placed on the upper face of the drum, but the transverse position thereof on the conveyor is arbitrary and the label can therefore be located at . B> a very variable distance on one side or the other of the axis of the conveyor. As the drum is metallic, it is brought to use, as explained above, small detection antennas.

Pour pouvoir alors interrogerà coup sur l'étiquette 102, on utilise un ensemble de telles antennes 104 de petites dimensions, fixées sur un support plan105 situé au-dessus du passage de la face supérieure du fût101, parallèlement au plan du convoyeur. Les antennes sont réparties sur ce support de manièreà ce que, quelle que soit la position de l'étiquette par rapport au support, ily ait toujours au moins une antenne qui soit susceptible d'interroger l'étiquette lors du passage du fût sous le support. To be able to interrogate suddenly on the label 102, we use a set of such small antennas 104, fixed on a plane support 105 located above the passage of the upper side of the bole 101, parallel to the plane of the conveyor. The antennas are distributed on this support in a manner so that, whatever the position of the label with respect to the support, it y always has at least one antenna which is likely to interrogate the label during the passage of the drum under the support.

Une solution triviale au problème consisteraità utiliser pour chaque antenne un système d'interrogation séparé età effectuer ensuite un traitement de tri sur les résultats de ces différentes interrogations. Cette solution n'est bien entendu pas acceptable en raison de son coût et de son encombrement élevés. A trivial solution to the problem would be to use for each antenna a separate interrogation system and then to perform a sorting process on the results of these various interrogations. This solution is of course not acceptable because of its high cost and bulk.

Pour pouvoir utiliser l'ensemble des antennes 104 et un seul dispositif électronique d'interrogation muni d'un minimum d'éléments supplémentaires par rapportà un dispositif simple, l'invention propose de relier le système interrogateur (ou lecteur)107 aux antennes 104 par un multiplexeur106 commutable temporellement selon une logique permettant de minimiser la durée des opérations d'identification. In order to be able to use all the antennas 104 and a single electronic interrogation device equipped with a minimum of additional elements compared to a simple device, the invention proposes to connect the interrogator system ( or reader) to the antennas 104 by a time switchable multiplexer according to logic making it possible to minimize the duration of the identification operations.

Le lecteur107, le multiplexeur106, et la logique de séquencement, supposée ici comprise dans le lecteur, sont représentés très schématiquement sur la figure1, le premier parce que c'est un dispositif connu, et les deux autres parce quils utilisent des moyens banals dont la mise en #uvre se déduit tout de suite de la description fonctionnelle qui va suivre. Une solution, elle aussi triviale, consisteraità utiliser ce multiplexeur comme un simple commutateur permettant d'utiliser chaque antenne successivement pour effectuer la totalité du processus d'authentification, tout au moins jusqu'à ce que celui- ci fonctionne correctement pour l'une des antennes. Dans le cas général, cette solution ne marche pas parce qu'elle demande un temps de fonctionnement beaucoup trop long qui, saufà ralentir de manière exagérée le mouvement des fûts, entraînerait le risque de voir l'étiquette électronique 102 échapperà toute détection en passant dans son mouvement seulement sous des antennes qui ne sont pas activées pendant ce tempslà. The reader 107, the multiplexer 106, and the sequencing logic, assumed here included in the reader, are represented very schematically in the figure 1, the first because it is a known device, and the other two because they use banal means whose implementation is immediately deduced from the functional description that follows. A solution, also trivial, would be to use this multiplexer as a simple switch to use each antenna successively to perform the entire authentication process, at least until it it works fine for one of the antennas. In the general case, this solution does not work because it requires a much too long running time which, except to excessively slow the movement of the barrels, would entail the risk of seeing the label 102 electronics escape to any detection by moving in its motion only under antennas that are not activated during that time there.

L'invention propose donc de faire fonctionner l'ensemble selon une séquence dont la logique est représentée sur la figure 2. The invention therefore proposes to operate the assembly in a sequence whose logic is shown in FIG.

Chaque antenne est activée un court instant, juste le temps nécessaire pour que l'étiquette électronique, si elle se trouve dans le champ de l'antenne ainsi activée, puisse répondre et que cette réponse soit détectée par ladite antenne. Each antenna is activated for a short time, just the time necessary for the electronic tag, if it is in the field of the antenna thus activated, to respond and this response is detected by said antenna.

S'il n'y a pas de réponse, on passeà lantenne suivante, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'étiquette réponde. If there is no answer, go to next , and so on until the tag responds.

Lorsque l'étiquette répond, le système séquentiel d'interrogation s'arrête et l'ensemble du processus de lecture de l'étiquette se déroule sur lantenne quià été ainsi sélectionnée. When the label responds, the sequential polling system stops and the entire process of reading the tag takes place on the antenna that has been selected.

A la fin de l'acquisition des données de l'étiquette par l'antenne sélectionnée, la séquence reprend avec les antennes suivantes, pour repartir, lorsque le cycle est fini, avec la première antenne. A the end of the acquisition of the data of the label by the selected antenna, the sequence resumes with the following antennas, to start again, when the cycle is finished, with the first antenna.

Une variante de réalisation, utilisée selon les circonstances, et en particulier selon l'espacement et la vitesse des fûts sur le convoyeur, consiste, lorsque la lecture est terminée,à faire repartir directement le processus séquentiel depuis l'antenne numéro un. An alternative embodiment, used according to the circumstances, and in particular according to the spacing and the speed of the drums on the conveyor, consists, when the reading is finished, to to start the sequential process directly since the beginning. number one antenna.

Ainsi, sur la figure 2, on voit une série de scrutations inefficaces de durée Tl jusqu'à l'antenne N. Lors de la scrutation, sur une durée Tl, de l'antenne N+1, le système interrogateur détecte la réponse de l'étiquette électronique. Il déclenche alors le processus d'acquisition des données de cette étiquetteà partir de l'antenne N+1. Ce processus dure un temps T2, nettement plus grand que Tl, pour pouvoir transférer dans le lecteur toutes les données de l'étiquette. Lorsque le processus d'acquisition est terminé, la scrutation se déroule de nouveau sur l'antenne N+2 pendant un temps Tl, bien entendu ici de manière inefficace, puis sur l'antenne N+3 etc. Thus, in FIG. 2, we see a series of inefficient scanning of duration Tl up to the antenna N. During the scanning, over a duration T1, of the antenna N + 1, the interrogator system detects the response of the electronic tag. It then triggers the process of acquiring data from this tag to from the N + 1 antenna. This process lasts a time T2, much larger than T1, to be able to transfer in the reader all the data of the label. When the acquisition process is completed, the scanning takes place again on the antenna N + 2 for a time T1, of course here ineffectively, then on the antenna N + 3 etc.

Un exemple de fonctionnement de ce système peut être représenté par un organigramme tel que celui de la figure3. An example of operation of this system can be represented by a flowchart such as that of Figure 3.

Le départ s'effectue en101, ce qui initialise en 102 le lecteur d'étiquettes électroniques. The departure is done in 101, which initializes in 102 the reader of electronic labels.

Ceci entraîne en103 l'initialisation du multiplexeur, qui connecte alors au lecteur la première antenneà activer. This results in 103 the initialization of the multiplexer, which then connects to the reader the first antenna to activate.

Cette action entraîne ensuite en 104 l'initialisation du nombre de tentatives de détection de l'étiquetteà effectuer. This action then causes at 104 the initialization of the number of attempts to detect the label to perform.

On effectue ensuite en105 un test pour déterminer S'ily a une détection d'une pause entre deux réponses d'une étiquette. Si la réponse est négative, une boucle 106 retourneà l'entrée du test105. A 105 test is then performed to determine if y y has detection of a pause between two responses of a tag. If the answer is negative, a loop 106 returns to the test entry 105.

Si la réponse est positive, on initialise en107 une temporisation Tl pour rechercher un éventuel début de trame étiquette. On décrémente ensuite en108 le nombre de tentatives de détection d'étiquetteà effectuer, puis on procède en109 à la lecture de l'étiquette. If the answer is positive, we initialize in 107 a timer Tl to look for a possible beginning of frame label. The number of tag detection attempts to is then decremented by 108 , then 109 is performed when the label is read. .

La réussite de cette lecture est testée en110. Si la réponse est négative, on effectue en111 un autre test sur le temps écoulé depuis l'initialisation de la temporisation en107. Si la durée Tl n'est pas atteinte, on teste en plus en 112 si le nombre de tentatives de détection est atteint. Si ce nombre n'est pas atteint, une boucle113 ramène alorsà l'entrée du test105. The success of this reading is tested in 110. If the answer is negative, one carries out in 111 another test on the time elapsed since the initialization of the delay in 111 B> 107. If the duration T1 is not reached, 112 is tested in addition if the number of detection attempts is reached. If this number is not reached, a loop 113 returns to the entry of the test 105.

Si le test110 est positif, les données de l'étiquette qui ont été lues sont transmises en 114 au système d'exploitation, dit host , puis en115 on active l'antenne suivante. If the 110 test is positive, the tag data that was read is passed to the operating system at 114, says host , > then 115 activates the next antenna.

Cette activation de l'antenne suivante est également déclenchée par une réponse positive au test 111, ainsi que par une réponse positive au test 112. This activation of the next antenna is also triggered by a positive test response 111, as well as by a positive response to test 112.

On effectue alors en116 un test pour savoir si toutes les antennes ont été activées. Si la réponse est négative, une boucle117 ramène en 104 vers l'initialisation du nombre de tentatives de détection de l'étiquetteà effectuer. A 116 test is then run to see if all the antennas have been activated. If the answer is negative, a loop 117 returns to 104 to initialize the number of attempts to detect the tag to perform.

Si la réponse est positive, on initialise en118 de nouveau le multiplexeur sur la première antenneà activer. If the answer is positive, the multiplexer on the 118 is initialized again on the first to activate.

Après cette initialisation une boucle119 ramène, comme la boucle117, en 104 vers l'initialisation du nombre de tentatives de détection de l'étiquetteà effectuer. Dans un autre exemple de réalisation, on a fabriqué un lecteur portatif d'étiquettes électroniques muni d'un ensemble d'antennes réparties sur un support et multiplexées de la même manière que celle décrite ci- dessus, pour permettre de détecter et de lire une étiquette électronique placée sur une bouteille de gaz à un endroit quelconque de celle-ci. Cette action se fait par simple approche et passage manuels du support auprès de la bouteille de gaz. De la même manière que vu plus haut, le programme embarqué dans le lecteur actionne successivement et brièvement les antennes portées par le support, et lorsqu'il reçoit une réponse, il procèdeà une lecture complète des données contenues dans l'étiquette électronique. After this initialization a loop 119 returns, like the loop 117, to 104 to initialize the number of attempts to detect the label to perform. In another exemplary embodiment, a portable electronic tag reader has been manufactured with a set of antennas distributed on a carrier and multiplexed in the same manner as described above, to detect and read a electronic tag placed on a gas bottle at any place thereof. This action is done by simple approach and manual passage of the support near the gas cylinder. In the same way as seen above, the program embedded in the reader actuates successively and briefly the antennas carried by the support, and when it receives a response, it proceeds to a complete reading of the data contained in the electronic tag.

A titre de variante, on a également implanté dans le programme de ce lecteur portatif un complément permettant, après la lecture de l'étiquette, d'écrire des informations dans celle-ci. En effet, la gestion des bouteilles de gaz nécessite parfois d'écrire un certain nombre d'informations dans l'étiquette, par exemple le nombre de fois où celle-ci a été remplie et/ou contrôlée, afin de pouvoir procéder aux épreuves réglementaires lorsque ce nombre a été franchi. A variant title, it has also implemented in the program of this portable player an add-in allowing, after reading the label, write information in it. Indeed, the management of gas cylinders sometimes requires writing a certain amount of information on the label, for example the number of times it has been filled and / or checked, in order to be able to carry out the regulatory tests. when this number has been crossed.

Enfin une extension de l'algorithme de recherche et de lecture consisteà morceler la transaction tout en cherchant la bonne antenne permettant le fonctionnement. De cette façon, lorsque le déplacement du lecteur durant la transition entraîne un arrêt des communications entre lantenne ayant servià démarrer la transaction et une reprise de cette communication avec une autre antenne, on peut réaliser la totalité de la transaction en utilisant plusieurs antennes différentes. Finally, an extension of the search and read algorithm consists in splitting the transaction while looking for the right antenna for the operation. In this way, when the displacement of the reader during the transition causes a stop of the communications between the antenna having served to start the transaction and a resumption of this communication with another antenna, one can realize the whole of the transaction using several different antennas.

A titre d'exemple, l'écriture de huit blocs consécutifs, morcelée en écriture bloc par bloc, pourra s'effectuer de la façon suivante: - écriture du bloc1 avec l'antenne numéro deux, - écriture des blocs 2à 4 avec l'antenne numéro un, - écriture des blocs5 à 8 avec lantenne numéro deux de nouveau active. A As an example, the writing of eight consecutive blocks, broken up into block-by-block writing, can be done in the following way: - writing block 1 with antenna number two, - writing blocks 2 to 4 with antenna number one, - writing blocks 5 to 8 with the number two anchor active again.

Du point de vue applicatif cet enchaînement de séquences ne représente qu'une seule transaction.From the application point of view, this sequence of sequences represents only one transaction.

L'invention a été décrite dans le cadre d'une transmission par voie radioélectrique, mais elle S'étendà tout mode de transmission, par signaux acoustiques ultrasonores par exemple. The invention has been described in the context of a transmission by radio, but it extends to any mode of transmission, by ultrasonic acoustic signals for example.

Claims

CLAIMS 1. Identification system by electronic tags, in which an electronic tag (102) containing identification data and secured to an object to identify (101), using a reader (107) equipped with a transceiver for communicating with the tag (102), characterized in that the receiver transmitter comprises several antennas (104) connected by a multiplexer (106) which makes it possible to transmit successively on each of the antennas (104) a brief interrogation signal and to perform the reading of the data with the antenna for which the label responded to this brief polling signal. 2. System according to claim 1, characterized in that the communication between the reader (107) and the tag (102) is successively distributed over several of the antennas (104). ) because of the relative movement between these antennas and the object to identify (101), and that this reading of the data is done by successive blocks between the antennas successively active. 3. System according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the communication between the label (102) and the reader (107) also includes a write phase of data in the tag (102). 4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the antennas (104) are fixed and the mobile identified objects. 5. System according to claim 4, characterized in that the antennas (104) are fixed to a support (105) placed above of a conveyor (103), and that said system is adapted to identify objects (101) traveling on the conveyor between that and the support of the antennas. 6. System according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the objects to identify are fixed and the antennas are mobile . 7. The system of claim 6, characterized in that the reader (107) / multiplexer (106) / antenna (104) assembly is portable and in that it is adapted to identify objects by simply passing this set to proximity objects.