×
05.03.2020
220.018.090c

Способ радиочастотной идентификации животных

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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.
Реферат Свернуть Развернуть

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 ω, 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 ω, улавливают приемопередающей антенной считывателя, осуществляют синхронное детектирование электромагнитного сигнала с фазовой манипуляцией с использованием высокочастотного зондирующего колебания на частоте ω 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 ω и один из запросных радиоимпульсов на частоте ω, где i=1, 2, n, каждый идентификатор снабжают блоком доступности к встречно-штыревому преобразователю, настроенному на частоту ω одного из запросных радиоимпульсов, и последовательно во времени осуществляют считывание всех идентификаторов животных, находящихся в зоне радиооблучения.
Способ радиочастотной идентификации животных
Способ радиочастотной идентификации животных
Способ радиочастотной идентификации животных
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 106 items.
10.01.2013
№216.012.19e6

Индукционный датчик силы

Заявленное изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для точного и долговременного измерения механических усилий или деформаций конструкций в самых различных областях техники. Заявленный индукционный датчик силы содержит трансформатор механических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472122
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19ea

Устройство для дистанционного измерения давления

Устройство относится к приборостроению и может быть использовано в системах дистанционного сбора информации о давлении в различных отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности устройства при измерении малых фазовых сдвигов, соответствующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472126
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.02.2013
№216.012.27d3

Силоизмерительный датчик

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для постоянного измерения усилий в различных резьбовых соединениях строительных элементов и конструкций. Техническим результатом является повышение времени эксплуатации устройства, повышение точности измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475715
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.283d

Способ предварительной оценки качества диагностических тестов

Изобретение относится к области диагностики технических систем. Технический результат заключается в уменьшении времени проведения диагностики технических систем. Для этого предложен способ предварительной оценки качества диагностических тестов, заключающийся в том, что на основе описания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475821
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3196

Способ идентификации транспортных средств и выявления заявленных на поиск автомобилей при прохождении контрольных пунктов и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области систем контроля потока транспортных средств (ТС). В способе идентификации транспортных средств и выявления заявленных на поиск автомобилей, при прохождении ТС контрольных пунктов сравнивают коды сигналов, принятых на контрольных пунктах, с кодами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478232
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.05.2013
№216.012.4018

Система защиты от несанкционированного доступа для транспортных средств

Изобретение относится к транспортной технике и предназначена для использования с целью предотвращения несанкционированного доступа к транспортным средствам, в частности автомобилям. Система содержит логический модуль (1), считыватель (2) транспондера, транспондер (3), блок (4) памяти...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481978
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.07.2013
№216.012.5a95

Способ дистанционного обнаружения вещества

Использование: для поиска и обнаружения наркотиков и взрывчатых веществ посредством магнитного резонанса. Сущность: заключается в том, что осуществляют электромагнитное зондирование предполагаемого места закладки наркотического вещества плоскополяризованным сигналом и прием сигналов с правой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488810
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.6246

Кодовая шкала

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, а именно к кодовым шкалам преобразователей угла поворота вала в код. Техническим результатом является уменьшение габаритов и массы устройства. Кодовая шкала содержит m информационных кодовых дорожек и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490790
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68fc

Способ контроля движения специальных транспортных средств

Изобретение относится к области контроля движения городского наземного транспорта, мусоровозов, обеспечивающих вывоз бытового и промышленного мусора на специальные свалки или в места их переработки, инкассаторских машин, перевозящих денежные средства из банка различным организациям и из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492523
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.10.2013
№216.012.7afd

Способ обнаружения и идентификации разыскиваемых транспондеров из множества пассивных транспондеров и система для его осуществления

Предлагаемые способ и система относятся к системам радиочастотной идентификации подвижных и неподвижных объектов (RFID-системы). Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известных технических решений путем автоматического определения местоположения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497147
Дата охранного документа: 27.10.2013
Showing 1-10 of 183 items.
10.01.2013
№216.012.19ea

Устройство для дистанционного измерения давления

Устройство относится к приборостроению и может быть использовано в системах дистанционного сбора информации о давлении в различных отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности устройства при измерении малых фазовых сдвигов, соответствующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472126
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19ed

Система мониторинга безопасной эксплуатации зданий и инженерно-строительных сооружений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для мониторинга безопасной эксплуатации зданий и инженерно-строительных сооружений. Система содержит автоматизированное рабочее место (АРМ), объекты диагностики, цифровую линию связи, блоки предварительной обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472129
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e8f

Трость для инвалида по зрению

Предложенная трость относится к медицинской технике, в частности к устройствам для ориентирования слепых в окружающем пространстве, и может быть использована при самостоятельном передвижении слепого. Трость содержит палку с рукояткой, в которой размещены приемоизлучатель, установленный на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473324
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20b4

Система дистанционного контроля и диагностики состояния конструкций и инженерно-строительных сооружений

Заявленное устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дистанционного контроля, оценки и прогнозирования технического состояния конструкций и инженерно-строительных сооружений. Устройство содержит пункт контроля, состоящий из радиостанции и связанной с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473873
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2116

Система контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к системам и устройствам формирования измерительной и управляющей информации по первичным параметрам, определяющим расход природного газа и контроль его утечек в многоквартирных домах. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473971
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.24a4

Экологическая система сбора информации о состоянии региона

Изобретение относится к области контрольных устройств (систем) и может быть использовано при конструировании систем экологического мониторинга городов и регионов. Технический результат - повышение помехоустойчивости и достоверности приема сложных сигналов с фазовой манипуляцией путем ослабления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474882
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.2862

Система охраны и наблюдения

Изобретение относится к охранным средствам видеонаблюдения и может быть использовано для защиты от несанкционированного доступа на охраняемые объекты, например, жилые квартиры и помещения. Техническим результатом является повышение надежности охраны и наблюдения за жилыми помещениями и другими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475858
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3196

Способ идентификации транспортных средств и выявления заявленных на поиск автомобилей при прохождении контрольных пунктов и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области систем контроля потока транспортных средств (ТС). В способе идентификации транспортных средств и выявления заявленных на поиск автомобилей, при прохождении ТС контрольных пунктов сравнивают коды сигналов, принятых на контрольных пунктах, с кодами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478232
Дата охранного документа: 27.03.2013
10.04.2013
№216.012.32b4

Способ управления самолетом при заходе на посадку

Предлагаемый способ относится к области авиации и может быть использован в приборном оборудовании летательного аппарата для упрощения восприятия и переработки приборной информации летчиком при выполнении захода на посадку, посадке и полете по маршруту, в ручном и автоматическом режимах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478523
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3509

Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией

Устройство относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной для приема и анализа фазоманипулированных (ФМн) сигналов с бинарным значением фазы. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости и достоверности обнаружения широкополосных сигналов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479120
Дата охранного документа: 10.04.2013
+ добавить свой РИД