Способ радиочастотной идентификации животных

Предлагаемый способ относится области сельского хозяйства, в частности к животноводству, и может быть использован для получения оперативной информации о животных с целью формирования контрольно-отчетной документации. Технической задачей изобретения является повышение достоверности считывания индивидуальных кодов одновременно с нескольких животных, находящихся в зоне радиозондирования, в составе общего стада, путем последовательного во времени их радиозапроса. Предлагаемый способ реализуют с помощью интеллектуального ключа 1 и идентификаторов. Интеллектуальный ключ 1 содержит считыватель 2 и микроконтроллер 3. Считыватель 2 содержит синхронизатор 4, задающий генератор 5, синтезатор 6 несущих частот, логический элемент И7, дуплексер 8, приемопередающую антенну 9, полосовой фильтр 10 и фазовый детектор 11. Каждый идентификатор содержит микрополосковую приемопередающую антенну 12.i, блок 13.i доступности к ВШП, узкополосный фильтр 14.i, амплитудный детектор 15.i, ключи 16.i и 17.i, пьезокристалл 18.i, электроды 19.i, шины 20.i и 21.i, набор 22.i отражателей (i=1, 2, n). 2 ил.

 

Предлагаемый способ относится к области сельского хозяйства, в частности к животноводству, и может быть использован для получения оперативной информации о животных с целью формирования контрольно-отчетной документации.

Известны способы и системы радиочастотной идентификации объектов (патенты РФ №№2.091.553, 2.223.376, 2.236.527, 2.273.712, 2.283.412, 2.299.962, 2.317.387, 2.384.683, 2.434.108, 2.581.913; патенты США №№4.000.475, 4.042.970, 4.743.898, 5.534.852; патенты Великобритании №№1.453.298, 2.261.254; патенты Франции №№2.197.406, 2.687.240. Бурлаков В. Радиочастотная идентификация. Электронные компоненты. 2005, №5, с. 55-60 и другие).

Из известных способов и систем наиболее близким к предлагаемому является «Способ идентификации субъекта на обслуживаемом объекте» (патент РФ №2.434.108, Е05В 39/00, 2010), который и выбран в качестве прототипа.

Известный способ включает сближение или соприкосновение устройства санкционированного доступа, размещенного на животном, и интеллектуального ключа, считывающего информацию с указанного устройства. Устройством санкционированного доступа к животному служит идентификатор с индивидуальным кодом, включающий встроенную микросхему и работающий в режиме «запрос-ответ». Интеллектуальный ключ выполнен на базе GSM-модема и содержит считыватель с микроконтроллером, выполненным с возможностью считывания индивидуального кода идентификатора.

Недостатком известного способа является невозможность одновременного доступа одного субъекта (оператора) к нескольким животным, находящимся в зоне радиозондирования, например, в составе общего стада. В противном случае при одновременном доступе к нескольким животным ответные сигналы от них придут одновременно и кодовые последовательности наложатся друг на друга, делая невозможным независимое считывание индивидуального кода каждого животного.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности считывания индивидуальных кодов одновременно с нескольких животных, находящихся в зоне радиозондирования, в составе общего стада, путем последовательного во времени их радиозапроса.

Поставленная задача решается тем, что способ радиочастотной идентификации животных, основанный, в соответствии с ближайшим аналогом, на сближении или соприкосновении устройства санкционированного доступа, размещенного на животном, и интеллектуального ключа, считывающего информацию с указанного устройства, при этом устройством санкционированного доступа на животном служит идентификатор с индивидуальным кодом, работающий в режиме «запрос-ответ», а интеллектуальный ключ выполнен на базе GSM-модема и содержит считыватель и микроконтроллер, выполненный с возможностью считывания индивидуального кода идентификатора, идентификатор с индивидуальным кодом выполняют в виде пьезокристалла с нанесенными на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем, содержащим две гребенчатые системы электродов, соединенных между собой шинами, набором отражателей и микрополосковой приемопередающей антенной, формируют высокочастотное зондирующее колебание на несущей частоте ωс, облучают им идентификатор, улавливают высокочастотное зондирующее колебание микрополосковой приемопередающей антенной идентификатора, преобразуют его в акустическую волну, обеспечивают ее распространение по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого определяется структурой встречно-штыревого преобразователя и соответствует индивидуальному коду, излучают его в эфир на частоте ωс, улавливают приемопередающей антенной считывателя, осуществляют синхронное детектирование электромагнитного сигнала с фазовой манипуляцией с использованием высокочастотного зондирующего колебания на частоте ωс в качестве опорного напряжения, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное индивидуальному коду, и направляют его в микроконтроллер, отличается от ближайшего аналога тем, что в считывателе интеллектуального ключа формируют n запросных радиоимпульсов, где n больше или равно количеству животных, находящихся одновременно в зоне радиооблучения, в каждый заданный интервал времени Δt, достаточный для считывания индивидуального кода с каждого идентификатора, излучают зондирующее колебание на несущей частоте ωс и один из запросных радиоимпульсов на частоте ωзi, где i=1, 2, …, n, каждый идентификатор снабжают блоком доступности к встречно-штыревому преобразователю, настроенному на частоту ωзi одного из запросных радиоимпульсов, и последовательно во времени осуществляют считывание всех идентификаторов животных, находящихся в зоне радиооблучения.

Структурная схема интеллектуального ключа 1 изображена на фиг. 1. Структурные схемы идентификаторов представлены на фиг. 2.

Интеллектуальный ключ 1 содержит считыватель 2 и микроконтроллер 3. Считыватель 2 содержит последовательно подключенные к выходу микроконтроллера 3 синхронизатор 4, задающий генератор 5, логический элемент И 7, второй вход которого через синтезатор 6 несущих частот соединен со вторым выходом синхронизатора 4, дуплексер 8, второй вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 4, а вход-выход связан с приемопередающей антенной 9, полосовой фильтр 10 и фазовый детектор 11, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 5, а выход подключен к входу микроконтроллера 3.

Каждый идентификатор выполнен в виде пьезокристалла 18.i с нанесенными на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем (ВШП), содержащим две гребенчатые системы электродов 19.i, соединенных между собой шинами 20.i и 21.i, и набором отражателей 22.i и микрополосковой антенной 12.i, а также блока 13.i доступности к ВШП, состоящему из последовательно подключенных к микрополосковой приемопередающей антенне 12.i узкополосного фильтра 14.i, амплитудного детектора 15.i и двух ключей 16.i и 17.i, включенных между микрополосковой приемопередающей антенной 12.i и шинами 20.i и 21.i ВШП соответственно (i=1, 2, …, n).

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

На животных закрепляют идентификаторы с индивидуальным кодом на каждом животном (i=1, 2, …, n, n - количество животных, находящихся в зоне радиооблучения). Каждый идентификатор представляет собой пьезокристалл 18.i с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ), который состоит из двух гребенчатых систем электродов 19.i, соединенных между собой шинами 20.i и 21.i, набора 22.i отражателей, а также блок 13.i доступности к ВШП, который состоит из последовательно подключенных к микрополосковой приемопередающей антенне 12.i узкополосного фильтра 14.i, амплитудного детектора 15.i и двух ключей 16.i и 17.i, включенных между микрополосковой приемопередающей антенной 12.i и шинами 20.i и 21.i ВШП соответственно.

Принцип работы встречно-штыревого преобразователя ПАВ основан на том, что переменные в пространстве и времени электрические поля, создаваемые в пьезоэлектрическом кристалле системой электродов 19.i, вызывают упругие деформации, которые распространяются в кристалле в виде ПАВ.

Оператор-лицо, контролирующее животных, имеет в руках интеллектуальный ключ 1 и в необходимый момент времени включает его. При этом микроконтроллером 3 и синхронизатором 4 включаются задающий генератор 5 и синтезатор 6 несущих частот. Задающим генератором 5 формируется высокочастотное колебание (считывающий радиоимпульс)

Синтезатором 6 несущих частот формируются запросные радиоимпульсы:

где Тз - длительность запросных радиоимпульсов,

n - количество животных, находящихся в зоне радиооблучения.

Считывающий радиоимпульс uc(t) и первый запросный радиоимпульс uз1(t) через логический элемент И 7 и дуплексер 8 поступают в приемопередающую антенну 9 и излучаются ею в эфир. После передачи указанных радиоимпульсов через время Δt дуплексер 8 по команде с третьего выхода синхронизатора 4 переводится в режим приема.

Первый запросный радиоимпульс uз1(t) выделяется первым узкополосным фильтром 14.1, настроенным на частоту ωз1, и детектируется первым амплитудным детектором 15.1. Продетектированное напряжение поступает на управляющие входы ключей 16.1 и 17.1, открывая их. В исходом состоянии ключи 16.1 и 17.1 всегда закрыты. При этом считывающий радиоимпульс uc(t) с выхода микрополосковой приемопередающей антенны 12.1 через открытые ключи 16.1 и 17.1 поступает на ВШП. Последний преобразует принимаемый считывающий радиоимпульс uc(t) в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла 18.1, отражается от набора 22.1 отражателей и опять преобразуется ВШП в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн)

где ϕк1(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с топологией встречно-штыревого преобразователя M1(t), который определяет индивидуальный код животного.

В качестве примера на фиг. 1 показан фрагмент индивидуального кода животного M1(t)={10110100101}. Сформированный ФМн сигнал u1(t) излучается микрополосковой приемопередающей антенной 12.1 в эфир, улавливается приемопередающей антенной 9 интеллектуального ключа 1 и через дуплексер 8 поступает на вход полосового фильтра 10, выделяется им и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 11, на второй (опорный) вход которого подается высокочастотное зондирующее колебание uc(t) с выхода задающего генератора 5.

В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 11 образуется низкочастотное напряжение

где

пропорциональное индивидуальному коду M1(t) животного.

Это напряжение поступает в микроконтроллер 3.

При поступлении первой кодовой последовательности M1(t) на вход микроконтроллера 3, последний через синхронизатор 4 выдает команду на синтезатор 4 несущих частот, который формирует второй запросный радиоимпульс uз2(t). В этом случае запросный радиоимпульс uз2(t) выделяется узкополосным фильтром 14.2 второго блока 13.2 доступности к ВШП. Далее все происходит, как в предыдущем случае, и так до тех пор, пока не будут считаны идентификаторы всех животных, находящихся в зоне радиооблучения.

Каждый идентификатор может монтироваться в браслете, который размещают на шее или ноге животного. Отличительной особенностью идентификатора являются малые размеры и отсутствие источника электропитания.

Сложные ФМн сигналы обладают высокой помехоустойчивостью, энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн сигнала отнюдь не мала, она просто равномерно распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемного устройства.

Сложные ФМн сигналы позволяют применять современный вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять эти сигналы среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение достоверности считывания индивидуальных кодов одновременно с нескольких животных, находящихся в зоне радиооблучения, например, в составе общего стада. Это достигается использованием запросных радиоимпульсов uзi(t) и блоков 13.i доступности к встречно-штыревым преобразователям (ВШП) (i=1, 2, …, n, n - количество животных), которые позволяют последовательно во времени опрашивать всех животных, находящихся в зоне радиооблучения. В этом случае можно организовать прием отраженных от различных животных сигналов в различные моменты времени.

При этом кодовые последовательности от различных животных не накладываются друг на друга и достоверно будет считан индивидуальный код каждого животного, находящего в зоне радиооблучения, например, в составе общего стада.

Способ радиочастотной идентификации животных, основанный на сближении или соприкосновении устройства санкционированного доступа, размещенного на животном, и интеллектуального ключа, считывающего информацию с указанного устройства, при этом устройством санкционированного доступа на животном служит идентификатор с индивидуальным кодом, работающий в режиме «запрос-ответ», а интеллектуальный ключ выполнен на базе GSM-модема и содержит считыватель и микроконтроллер, выполненный с возможностью считывания индивидуального кода идентификатора, идентификатор с индивидуальным кодом выполняют в виде пьезокристалла с нанесенными на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем, содержащим две гребенчатые системы электродов, соединенные между собой шинами, набором отражателей и микрополосковой приемопередающей антенной, формируют высокочастотное зондирующее колебание на несущей частоте ωс, облучают им идентификатор, улавливают высокочастотное зондирующее колебание микрополосковой приемопередающей антенной идентификатора, преобразуют его в акустическую волну, обеспечивают ее распространение по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого определяется структурой встречно-штыревого преобразователя и соответствует индивидуальному коду, излучают его в эфир на частоте ωс, улавливают приемопередающей антенной считывателя, осуществляют синхронное детектирование электромагнитного сигнала с фазовой манипуляцией с использованием высокочастотного зондирующего колебания на частоте ωс в качестве опорного напряжения, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное индивидуальному коду, и направляют его в микроконтроллер, отличающийся тем, что в считывателе интеллектуального ключа формируют n запросных радиоимпульсов, где n больше или равно количеству животных, находящихся одновременно в зоне радиооблучения, в каждый заданный интервал времени Δt, достаточный для считывания индивидуального кода с каждого идентификатора, излучают зондирующее колебание на несущей частоте ωс и один из запросных радиоимпульсов на частоте ωзi, где i=1, 2, n, каждый идентификатор снабжают блоком доступности к встречно-штыревому преобразователю, настроенному на частоту ωзi одного из запросных радиоимпульсов, и последовательно во времени осуществляют считывание всех идентификаторов животных, находящихся в зоне радиооблучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к модулям интегральной схемы, интеллектуальной карте, ленточному носителю и способам их изготовления. Технический результат – сокращение числа этапов при изготовлении интеллектуальной карты, повышение надежности электрических соединений.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в обеспечении возможности работы RFID метки в двух режимах: в режиме обычной пассивной метки без сенсорных функций и в режиме сенсорной метки.

Изобретение относится к способу и устройству формирования изображения. Техническим результатом является формирование изображения с помощью исходного двумерного кода, которое может быть использовано для проверки исходного двумерного кода без использования сети.

Изобретение относится к способу встраивания биометрической информации в цветные изображения лиц и устройству для осуществления способа. Техническим результатом является повышение универсальности, защищенности информации и надежности ее хранения в процессе обменных операций с памятью.

Изобретение относится к геопозиционной мишени и является устройством для автоматической обработки геодезической информации. Технический результат направлен на обеспечение исключений ошибок при обработке материалов аэрофотосъемки.

Изобретение относится к средствам радиочастотной идентификации насосно-компрессорных труб (НКТ). Технический результат заключается в обеспечении сохранности метки и в обеспечении сохранности расположения метки на насосно-компрессорной трубе.

Изобретение относится к электротехнике. При использовании с первой картой первого размера, например, картой модуля идентификации абонента (SIM), и второй картой второго размера (например, картой памяти, и т.д.), задействован соединитель с первой частью и второй частью, при этом в первой ориентации первая часть соединителя расположена для съемного вмещения первой карты или вторая часть соединителя расположена для съемного вмещения второй карты, во второй ориентации первая карта пакетирована со второй картой для извлекаемого вставления в устройство.

Изобретение относится к области радиочастотной идентификации. Технический результат заключается в повышении дальности чтения RFID метки на частотах СВЧ (860-960 МГц).

Изобретение относится к маркировке готового изделия, содержащего контейнер и крышку для контейнера. Технический результат - обеспечение проверки подлинности готовых изделий.

Изобретение относится к карте, такой как кредитная карта, идентификационная карта и т.п., которая выполнена с возможностью выводить или обеспечивать электромагнитное поле вдоль предопределенной кривой на или около ее поверхности.

Изобретения относятся к пломбированию грузов и могут быть использованы для запирания и пломбирования дверей, контейнеров, люков цистерн, штурвалов вагонов-хопперов и направлены на повышение надежности пломбирования за счет передачи информации о вскрытии пломбировочного устройства в режиме реального времени.

Изобретение относится к области охраны и может быть использовано для контроля сохранности опломбированных объектов. Технические результаты, на достижение которых направлено изобретение, заключаются в упрощении аппаратной реализации и повышении достоверности способа контроля сохранности объекта, опломбированного тросовой пломбой.

Изобретение относится к устройствам для закрывания и одновременного пломбирования различных транспортных средств, оборудованных узлами запирания, а также складов и помещений с материальными ценностями.

Дверной замок содержит корпус, а также подающий механизм, связанный с дверной ручкой, и скошенный подпружиненный ригель, выполненный с возможностью запирания двери, расположенные в указанном корпусе.

Предложен способ контроля сохранности объекта. Он включает в себя формирование сторожевого контура в виде замкнутой петли из токопроводящего гибкого протяженного контрольного элемента, проходящей через сквозные отверстия корпуса охраняемого объекта или его оболочки, а также через тороидальные первичную и вторичную катушки индуктивности, размещенные в корпусе контролирующего устройства с зазором относительно друг друга.

Изобретение относится к скобяным изделиям и касается, в частности, гибкого запорно-пломбировочного устройства. Средство контроля несанкционированного вскрытия гибкого ЗПУ содержит корпус 1 и отрезок каната 2, один конец которого является пассивным 3, а второй свободный конец 4, снабженный наконечником 5, пропускается через входное 6 и выходное 7 отверстия корпуса и расположенный между ними пропускной канал 8 с образованием петли и фиксируется в нем при замыкании посредством механизма запирания 9, размещенного в корпусе.

Изобретение относится к области контроля допуска в поле охраняемых объектов и может найти применение в повседневной жизни человека. .

Изобретение относится к области скобяных изделий и может быть применено для запирания с опломбированием дверей железнодорожных вагонов, грузовых контейнеров, люков цистерн, складов и магазинов.

Предлагаемый способ относится области сельского хозяйства, в частности к животноводству, и может быть использован для получения оперативной информации о животных с целью формирования контрольно-отчетной документации. Технической задачей изобретения является повышение достоверности считывания индивидуальных кодов одновременно с нескольких животных, находящихся в зоне радиозондирования, в составе общего стада, путем последовательного во времени их радиозапроса. Предлагаемый способ реализуют с помощью интеллектуального ключа 1 и идентификаторов. Интеллектуальный ключ 1 содержит считыватель 2 и микроконтроллер 3. Считыватель 2 содержит синхронизатор 4, задающий генератор 5, синтезатор 6 несущих частот, логический элемент И7, дуплексер 8, приемопередающую антенну 9, полосовой фильтр 10 и фазовый детектор 11. Каждый идентификатор содержит микрополосковую приемопередающую антенну 12.i, блок 13.i доступности к ВШП, узкополосный фильтр 14.i, амплитудный детектор 15.i, ключи 16.i и 17.i, пьезокристалл 18.i, электроды 19.i, шины 20.i и 21.i, набор 22.i отражателей. 2 ил.

Наверх