Согласно изобретению предложен способ мониторинга изменений состояния или безопасности контейнера, содержащего одно или более устройств (21) мониторинга, прикрепленных к контейнеру. Устройства (21) мониторинга предпочтительно включают в себя источник (52) питания, датчики (22), использующие отражаемую энергию с программируемыми параметрами, однозначную идентификацию датчика, возможность записи на временной шкале, долгосрочную память и возможность повторного осуществления передачи информации по RFID радиотехнологии. Программируемое аппаратное обеспечение мониторинга в устройстве мониторинга обнаруживает значительные изменения в сигналах выхода датчика (22) как инициирующее событие. Программируемое аппаратное обеспечение мониторинга включает в себя память (49) для хранения идентификационной информации для контейнера. Датчики (22) могут включать в себя стандартные устройства, которые обнаруживают различные формы энергии, включающие в себя видимый свет, инфракрасный свет, магнитные поля, радиочастотную энергию и звук. В одном варианте осуществления устройство (21) мониторинга закреплено внутри транспортного контейнера для транспортировки на дальнее расстояние. Инициирующее событие может использоваться для обнаружения вмешательства.

 

(57) Реферат / Формула:
изобретению предложен способ мониторинга изменений состояния или безопасности контейнера, содержащего одно или более устройств (21) мониторинга, прикрепленных к контейнеру. Устройства (21) мониторинга предпочтительно включают в себя источник (52) питания, датчики (22), использующие отражаемую энергию с программируемыми параметрами, однозначную идентификацию датчика, возможность записи на временной шкале, долгосрочную память и возможность повторного осуществления передачи информации по RFID радиотехнологии. Программируемое аппаратное обеспечение мониторинга в устройстве мониторинга обнаруживает значительные изменения в сигналах выхода датчика (22) как инициирующее событие. Программируемое аппаратное обеспечение мониторинга включает в себя память (49) для хранения идентификационной информации для контейнера. Датчики (22) могут включать в себя стандартные устройства, которые обнаруживают различные формы энергии, включающие в себя видимый свет, инфракрасный свет, магнитные поля, радиочастотную энергию и звук. В одном варианте осуществления устройство (21) мониторинга закреплено внутри транспортного контейнера для транспортировки на дальнее расстояние. Инициирующее событие может использоваться для обнаружения вмешательства.

 

---

2420-140416ЕА/082 БЕСПРОВОДНОЕ УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА
По заявке испрашивается приоритет согласно предварительной заявке 60/458,260 от 31 марта 2003.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе для мониторинга состояния или безопасности контейнеров, контейнеров с ячейками или транспортных картонных коробок и записи этой информации для передачи, использующей технологию радиочастотной идентификации.
Уровень техники
Тэги (метки) радиочастотной идентификации (ниже указываемые как "RFID") являются хорошо известными электронными устройствами, которые используются во многих областях, включающих в себя перевозку грузов и отслеживание розничного продукта. RFID работает посредством сначала записи или "программирования" идентификационных или других данных в память в устройстве RFID. После этого RFID передает записанную идентификационную или другую информацию на устройство считывания RFID. Конкретным преимуществом устройств RFID над штрих-кодом, оптическими знаками и магнитной памятью (например, магнитная полоса на многих кредитных картах) является то, что RFID не требует физического контакта, или как имеет место в случае считывателей оптических знаков и штрих-кода, линии видимости, между тэгом и считывающим устройством, для считывания. Некоторые известные доступные активные тэги могут считываться на расстоянии вплоть до 300 футов через обычные контейнеры с ячейками и контейнеры, используемые для перевозки.
Известны две разновидности устройств RFID: активные и пассивные. Активное RFID включает в себя аккумулятор или другой источник энергии и активируется сигналом от считывающего устройства. Активированное RFID затем осуществляет передачу своих идентификационных или других данных, которые считываются считывающим устройством. Некоторые активные тэги имеют микросхемы памяти, на которых данные могут записываться и приниматься дистанционно. Преимущество активных RFID над
пассивными RFID состоит в том, что включение в него источника энергии позволяет активному RFID осуществлять передачу данных на приемник без входа в электромагнитное поле для питания энергией схемы тэга. Активные RFID также, в общем, способны осуществлять передачу на более дальнее расстояние и активироваться индивидуально. Преимущество активных RFID привело к их использованию в автоматических системах оплаты пошлин и т.п.
Пассивные RFID сами по себе содержат источник питания, но питание предоставляется схемам RFID посредством использования приемника электромагнитного питания. Считывающее устройство RFID посылает питание приемнику электромагнитного питания устройства RFID, осуществляя питание или включая схемы устройства RFID. Затем, пассивное RFID осуществляет передачу сигнала отклика, содержащего идентификационную или другую информацию, которая считывается считывающим устройством. Так как пассивное RFID не имеет никакого аккумулятора, оно менее дорогостоящее и более легкое. Пассивные RFID были в использовании некоторое время, особенно в защитных картах доступа, где пользователь держит карту рядом со считывателем карт, чтобы отпереть дверь, и в магазинах одежды в качестве тэгов защиты, прикрепляемых к предметам одежды.
Активные тэги могут контактировать индивидуально или в группах с помощью компьютера, оборудованного возможностью RF передачи (ниже указываемой как "считыватель"). Считыватель может быть ручным переносным устройством, или он может быть закреплен в некотором фиксированном положении.
Фиксированные считыватели работают с массивом антенн, размещенных вокруг входа, и считывают все тэги, которые проходят через этот вход. Фиксированные считыватели намного более избирательны в том, что они считывают только тэги, которые проходят через вход. Фиксированные считыватели также могут различать направление, в котором тэг перемещается по мере того, как он проходит через вход, и могут делать это на скоростях 40 или 50 миль в час.
Датчики наличия (бесконтактный датчик), или датчики,
которые могут распознавать присутствие или отсутствие объекта без физического контакта, доступны во многих формах. Все эти устройства имеют общую функцию, т.к. они генерируют и передают или направляют энергию и принимают назад части этой энергии по мере того, как она отражается назад от целевого объекта, и тем самым обнаруживают присутствие или отсутствие целевого объекта или, в данном случае, двери. Некоторые типы этих датчиков описываются ниже. В датчиках эффекта Холла используется магнитно отклоняемый полупроводник, элемент Холла для распознавания перемещающихся объектов. Световой датчик обратной связи или волоконно-оптический датчик, в нем излучатель и приемник могут находиться в одном и том же корпусе или рядом. Излучатель посылает луч импульсного красного или инфракрасного света, который отражается напрямую целевым объектом (при любом угле), он рассеивается во всех направлениях, и некоторая часть света отражается назад. Приемник видит только малую часть исходного света, переключая датчик, когда целевой объект обнаруживается внутри эффективного диапазона сканирования. Ультразвуковой датчик наличия, устройство позволяет осуществлять альтернативную передачу и прием звуковых волн. Датчик излучает некоторое количество звуковых волн, которые отражаются от объекта, назад к датчику. После испускания звуковых волн ультразвуковой датчик переключается в режим приема. Время, прошедшее между испусканием и приемом, пропорционально расстоянию объекта от датчика. Радиочастотные датчики используют источник импульсной RF для величины мощности опорной RF, диодный приемник опрашивается в отношении среднего базового значения каждые Т секунд. Изменения базового значения характеризуют движение. Все из вышеописанных элементов и аналогичных устройств ниже будут указываться как "датчики".
Транспортные контейнеры, контейнеры с ячейками, картонные коробки и ящики (ниже указываемые как "контейнеры") длительное время были объектом для кражи и представляли угрозу для безопасности, так как из них не только воруют предметы, но в них можно помещать террористические устройства или контрабанду. В прошлом транспортные контейнеры защищались посредством
использования замков или других физических устройств. Также используются физические печати, так что быстрый визуальный осмотр может определить, была ли печать сломана. В последнее время печати и запирающие устройства стали более сложными и даже содержат RF устройства, которые осуществляют передачу RF предупреждений, когда печать физически сломана. Некоторые из RFID печатей содержат волоконно-оптические кабели или провода, которые сигнализируют нарушение при вырезании или ломании. Некоторые содержат микропереключатели, магнитные защелки или контактные переключатели. Все из них требуют некоторого механического или электромеханического устройства для определения нарушения до того, как осуществляется его передача на тэг RF передачи данных. Сущность изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для мониторинга состояния или безопасности контейнеров посредством изменения одного или более устройств мониторинга, установленных на контейнере для определения нарушения до того, как осуществляется передача на тэг RF передачи данных. Устройства мониторинга предпочтительно включают в себя источник питания, датчики, использующие отражаемую энергию с программируемыми параметрами, глобально однозначную идентификацию датчика, возможность записи на временной шкале, долгосрочную память и возможность повторной передачи информации по RFID радио технологии. Программируемое аппаратное обеспечение мониторинга в устройстве мониторинга обнаруживает значительные изменения в выводах датчика как инициирующее событие. Программируемое аппаратное обеспечение мониторинга включает в себя память для хранения идентификационной информации для контейнера. Датчики могут содержать стандартные устройства, которые обнаруживают различные формы энергии, включающие в себя видимый свет, инфракрасный свет, магнитные поля, радиочастотную энергию и звук. Событие может регистрироваться для последующего считывания, и/или может осуществляться немедленная RF передача. В одном варианте осуществления устройство мониторинга
закреплено внутри транспортного контейнера для транспортировки на дальнее расстояние. Датчик размещается так, что открытие и закрытие двери контейнера формирует изменение выходного сигнала датчика, которое обнаруживается как инициирующее событие аппаратным обеспечением мониторинга. Инициирующее событие может использоваться для обнаружения вмешательства. Состояние и зарегистрированная информация, содержащаяся в устройстве мониторинга, могут считываться с помощью RF передачи данных с помощью любого соответствующим образом оснащенного устройства, включающего в себя ручные устройства и портативные компьютеры. Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает блок-схему системы с ручным, портативным либо настольным компьютером, снабженным платой PCI и антенной, осуществляющей связь с устройствами мониторинга, согласно изобретению;
Фиг.2 - блок-схему устройства мониторинга, согласно изобретению;
Фиг.З - блок-схему варианта осуществления устройства мониторинга, использующему последовательный интерфейс RS4 85 для соединения с различными типами RF устройств, согласно изобретению;
Фиг. 4 - схему использования устройства мониторинга с датчиком наличия для распознавания и отслеживания предметов в цепи поставки по мере того, как они размещаются в контейнере, согласно изобретению.
Подробное_описание_предпочтительных_вариантов
осуществления изобретения
Различные модификации предпочтительных вариантов осуществления изобретения описаны ниже. Не предполагается, что настоящее изобретение ограничено описанными вариантами осуществления, но ему должен предоставляться самый широкий объем, совместимый с раскрытием.
Система 20 (фиг.1) содержит одно или более устройств 21
мониторинга и один или более считывателей 30, которые являются устройствами для считывания информации или осуществления связи с устройствами 21 мониторинга, такими как ручные/мобильные устройства 31, портативные компьютеры 32, настольные компьютеры 33 и/или устройства 34 фиксированного положения. Каждый считыватель 30 имеет функцию RF, которая для компьютеров может быть коммерчески доступной платой (не показана) , которая вставляется в гнездо компьютера. Эта плата содержит передатчик, приемник и антенну. Считыватели 30 предпочтительно посылают и принимают радиосигналы к и от устройств 21 мониторинга. Устройство 21 мониторинга содержит один или более датчиков 22 и RF передатчик/приемник 25. Возможность RF может быть ограничена передачей только для некоторых приложений. Логические возможности устройства 21 мониторинга реализованы посредством электронного блока 24 мониторинга, который включает в себя микрокомпьютер, память и интерфейсное аппаратное обеспечение для подсоединения к датчикам 22. Программа или встроенные программы для управления электронным блоком 24 мониторинга разработана с использованием стандартного программного оборудования и технологии. Каждое устройство 21 мониторинга имеет возможность активного RFID тэга, поскольку оно имеет память для хранения идентификационной информации для контейнера, к которому оно прикреплено. RF передатчик/приемник 25 может иметь адрес или ID, который используется для идентификации передач от него и к нему, который отделен от идентификационной информации для контейнера. Любое радиоустройство, способное контактировать напрямую и идентифицируемое как уникальное индивидуальное устройство по его сигналу, является RFID радио и может использоваться в пределах объема этого изобретения. Это могут быть сотовые телефоны GSM, ультраширокополосные радио, спутниковые радио и радио с расширенным спектром. Любое из радио, описанных выше, может быть подставлено вместо RF передатчика/приемника 25. Так как предполагается, что устройство 21 мониторинга должно перемещаться с контейнером, необходим автономный источник питания, такой как аккумулятор (не показан).
В конкретном варианте реализации множество устройств 21 мониторинга может использоваться одновременно на грузовом дворе, на товарном складе и т.д. Различные контейнеры могут, каждый, снабжаться устройством 21 мониторинга. Устройства 21 мониторинга могут контактировать RF передачей и отвечать индивидуально или в группах. Расстояния между считывателями 30 и устройством 21 мониторинга являются функцией фактического RF передатчика/приемника 25 и различных факторов окружающей среды, таких как физические характеристики контейнера, но обычно являются целесообразными расстояния до 300 футов, а сигнал может проходить через транспортный контейнер. Технология активного RFID является коммерчески доступной, и это изобретение может быть реализовано частично используя технологию активного RFID. Датчики 22 используются для мониторинга изменений в среде в контейнере. Например, может определяться факт открытия и закрытия двери. Датчики 22 также могут использоваться для определения перемещения груза или проникновения в контейнер. Датчики 22 обычно используют отраженную энергию и, например, могут распознавать состояние двери посредством отправки и приема назад отражаемой энергии. В этом способе не используется никаких проводов или волоконно-оптических кабелей, когда нужно, чтобы при ломании или разрезании формировался звуковой сигнал тревоги, и также он не требует переключателей или электромагнитных контактов, чтобы включать или издать звуковой сигнал тревоги. Это изобретение не ограничено каким-либо конкретным типом датчика. Датчики 22, которые могут использоваться в устройстве 21 мониторинга, включают в себя стандартные устройства, которые обнаруживают различные формы энергии, например, видимый свет, инфракрасный свет, магнитные поля, радиочастотную энергию и звук.
На Фиг.2 показан вариант осуществления устройства 21 мониторинга, использующего RFID тэг 54. Этот вариант может использоваться для определения факта вмешательства. Датчик 22 подсоединен к соответствующему аналоговому интерфейсу 42, который в свою очередь подсоединен к аналого-цифровому (A/D) конвертеру 44. Аналоговый интерфейс 42 также может
подсоединяться напрямую к цифровой логической шине 46, так как некоторые микрокомпьютерные устройства имеют встроенные A/D конвертеры. Микропроцессор 48 выполняет программу управления, хранимую в памяти 49. Микропроцессор 4 8 и память 4 9 могут быть частью единичной интегральной схемы, такой как микрокомпьютер. Питание подается от аккумулятора 52, который контролируется монитором 53 питания. В этом варианте осуществления RF передача данных выполняется автономным RFID тэгом 54, который подсоединен к микропроцессору 48. Автономный RFID тэг состоит из RF схемы, аккумулятора, антенны, логических схем и энергонезависимой памяти, на которой записана временная шкала как часть его программно-реализованной программы. Временная шкала позволяет, чтобы событие записывалось и восстанавливалось в соответствии с временем, когда оно произошло. Когда инициирующее событие, такое как открытие двери, обнаруживается посредством датчика, сигнал нарушения сохраняется в энергозависимой памяти до тех пор, когда он сможет быть передан временной шкале в автономном RFID тэге. Эта информация может затем быть считана считывателем.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предложен способ использования устройства 21 мониторинга для мониторинга безопасности любого контейнера, контейнера с ячейками или транспортной картонной коробки посредством мониторинга условия, например, положение двери или открытия устройства, и записи этой информации для немедленной или последующей передачи. Более конкретно, положение двери и т.д. наблюдается посредством отправки энергии и приема энергии датчиком по мере того, как она отражается от двери. Когда дверь открывается, энергия, принимаемая датчиком, изменяется, и формируется условие нарушения. Затем осуществляется немедленная повторная передача сигнала нарушения и/или он записывается с относительной или реальной временной меткой для передачи посредством сигнала RF передачи данных.
Устройство в зависимости от его местоположения позволяет наблюдать за дверью, дверным косяком, дверной коробкой, открытием двери или перемещаемой стороной (ниже указываемой как
"дверь"), используя датчик вместо физической печати или электромеханического переключателя. Устройство позволяет записывать условие нарушения, которое обнаруживается датчиком, когда дверь перемещается, с временной меткой, доступной RFID тэгу, где она доступна для передачи считывателю RFID.
Датчик 22 предпочтительно размещен близко к двери, грузу или другому объекту мониторинга. Максимальное расстояние ограничено возможностью датчика. Устройство 21 мониторинга может быть закреплено с помощью винтов, магнитов и т.д. предпочтительно на внутренней части контейнера. Датчик предпочтительно установлен совместно с излучателем и приемником энергии, направленными на объект без каких-либо помех между датчиком и объектом. Когда объект перемещается или происходит вмешательство, датчик обнаруживает различие или отсутствие отражаемой энергии от целевого объекта. Различие или отсутствие энергии, указывает на движение целевого объекта, что является нарушением или инициирующим событием. Датчик 22 может быть аналогичным коммерчески доступному датчику SICK ELF.
Сигнал, показывающий нарушение, затем обнаруживается микропроцессором 4 8 или другой логической схемой, где он сохраняется в памяти, которая может быть отдельной или внутренней для микропроцессора или микрокомпьютера (фиг.2). Так как бывает полезно знать, когда произошло нарушение, и необходимо записать следующее нарушение, микропроцессор удерживает информацию о нарушении в энергозависимой памяти до тех пор, когда она сможет быть записана в его энергонезависимую память на относительной временной шкале или используя временную метку из часов реального времени. Находясь в энергонезависимой памяти информация о нарушении является доступной для считывания RFID тэгом 54. Как только нарушение записывается в энергонезависимую память, микропроцессор очищает условие нарушения из его памяти и становится опять доступным для приема следующего нарушения.
RFID тэг 54, используемый в варианте осуществления изобретения, описанного выше, может быть коммерчески доступным Identec Solutions i-Q Series, описанным в документе Active UHF
Tag i-Q Series. RFID тэги, используемые в настоящем изобретении, являются активными и должны иметь емкость для доступа к информации нарушения, включающей в себя временную метку, или, как в случае тэга Identec i-Q, иметь возможность установки отметки времени, которая фактически является частью памяти тэга. В этом варианте осуществления тэг Identec получает информацию о нарушении напрямую из микропроцессора через внешний провод и сохраняет ее на временной шкале в памяти тэга Identec. Преимущество вышеописанного способа состоит в том, что временная шкала может быть расширена путем увеличивающего эффекта использования двух устройств с памятью. Пример имеет следующий вид: тэг iQtag из Identec с 5 летним временем жизни аккумулятора и 32К памяти может записывать 13,312 событий или считываний на временной шкале, что значит, чтобы охватить время перевозки в 30 дней, он может считывать сигнал датчика каждые 20 секунд. Для предоставления адекватной защиты двери датчик должен наблюдать непрерывно или, по меньшей мере, каждую пару секунд. Один способ состоит в том, чтобы записать событие, как описано выше, и удерживать его в энергозависимой памяти в течение 20 секунд до тех пор, пока оно может быть записано в энергонезависимую память, которая активируется каждые 20 секунд тэгом Identec. Недостаток этого способа состоит в том, что время нарушения по мере того, как оно записывается, является точным только в пределах 20 секунд. В этом варианте осуществления датчик всегда находится во включенном положении, как тэг Identec. Так как датчик записывает нарушение, когда никакая энергия не отражается назад к датчику, условие нарушения всегда будет появляться, если аккумулятор отключается, удаляется или разряжается. Аналогично, функция будет очевидной и будет показывать успешную установку, когда нарушение отсутствует. Эта информация может считываться и тестироваться, используя считыватель во время установки.
В альтернативном варианте осуществления устройства 21 мониторинга настоящего изобретения RFID тэг 54 не должен иметь возможности сохранения временной шкалы. В этом варианте осуществления, когда происходит инициирующее событие, сигнал
нарушения от датчика 22 сохраняется на временной шкале или часах реального времени в памяти 4 9 устройства 21 мониторинга, где он доступен RF схеме, чтобы считываться считывателем. В этом случае микропроцессор будет запрограммирован, чтобы осуществлять мониторинг датчика непрерывно или включать датчик в заданные интервалы для поиска условия нарушения. Когда происходит нарушение, будет осуществляться немедленная повторная передача сигнала или она будет записываться напрямую на временной шкале или часах реального времени в логической схеме микропроцессора. Тот же микропроцессор также предоставит память и интерфейс и логику для схемы RFID, в этом варианте осуществления к микропроцессору может осуществляться доступ напрямую через схему RFID, чтобы выполнять дополнительные функции, такие как переключение датчика двери в выключенное и включенное состояния. Считывание значений из датчика для определения, правильно ли он функционирует, изменение усиления или чувствительности на датчике, чтобы регулировать или калибровать датчик вследствие различия расстояний от датчиков до двери, или его отражающих значений.
Для этого изобретения не важно, являются ли логика, управляющая и осуществляющая мониторинг датчика, и временная шкала или часы реального времени фактически частью схемы RFID и ее памяти или удерживаются в отдельной памяти, доступной автономному RFID тэгу с памятью, при условии, что информация нарушения доступна для промежуточной передачи или сохраняется с временной меткой, доступной для последующей передачи.
После того, как нарушение записывается в долгосрочную память, связанную с временной меткой, и она доступна схеме RFID, она должна передаваться считывателю 30. RFID тэги могут считываться посредством либо фиксированных, либо ручных считывателей. Считыватели также могут осуществлять повторное считывание информации на тэге и затем передачу информации по технологии дальнего действия.
В альтернативном варианте осуществления устройство 21 мониторинга (фиг.З) использует последовательный интерфейс 62 RS485 для передачи данных от микропроцессора 4 8 к радио
передатчику/приемнику 25, который может являться любой из альтернатив, как описано выше. В этом варианте осуществления изобретения устройство 21 мониторинга является автономным и не полагается на возможности, которые предоставляются RFID тэгом. Все функциональное управление, логика и память содержатся внутри устройства 21 мониторинга, и его встроенные программы и радио предназначены только для передачи данных.
Устройство 21 мониторинга содержит память, которая используется для хранения важной информации, относящейся к контейнеру, такой как имя владельца, содержимое контейнера или инвентарь, и контактная информация, относящаяся к конкретному грузу, который подвергается мониторингу. Кроме того, устройство 21 мониторинга содержит данные, которые запротоколированы от датчика (датчиков), такие как состояние двери контейнера (предупреждения защиты). Шифрование данных, которые являются чувствительными по характеру, осуществляется считывателями. Таким образом, прикладные программы для считывателя должны шифровать данные, когда они записываются в устройство 21 мониторинга или в память RPID тэга 54. Этим способом только авторизованные считыватели и пользователи могут видеть данные, и только определенные пользователи с соответствующими полномочиями могут делать изменения в этих данных. Любые неавторизованные попытки изменить данные приводят к нарушению электронного конверта, и как только электронная печать ломается, условие нарушения возбуждается и могут осуществляться соответствующие уведомления. Данные могут записываться в трехэтапном процессе шифрования: сначала данные, которые должны быть записаны, шифруются, используя алгоритмы шифрования стандарта RSA (64-битного, 128-битного или 1024-битного в зависимости от страны, использующей приложение). Начальный ключ контрольной суммы сохраняется в потоке данных, который должен использоваться при дешифровании, чтобы подтвердить, что структура данных нетронута. Результирующие данные затем предпочтительно сжимаются, используя известные способы сжатия, чтобы оптимизировать пространство в памяти тэга, а также предоставить дополнительное скремблирование данных.
После считывания данных из устройства 21 мониторинга процесс возобновляется считывателем. В заключение процесса дешифрования ключ контрольной суммы тестируется на действенность, показывая, что данные фактически были возвращены в исходное состояние. В зависимости от авторизации пользователя, части или все данные делаются доступными пользователю.
Один вариант осуществления способа согласно изобретению, в котором используется устройство 21 мониторинга, осуществляется следующим образом. Грузоотправитель загружает контейнер товарами, которые должны быть отправлены. Двери контейнера закрывают, и, используя ручной (или стационарный) считыватель, контейнер записывают как "закрытый" грузоотправителем. Считыватель обновляет устройство 21 мониторинга с помощью пакета данных, включающего в себя (но не ограниченного этим): дату и время, когда контейнер был зарегистрирован как закрытый, имя пользователя, запротоколированное в считывателе во время, когда контейнер был зарегистрирован как закрытый, информацию о владельце, инвентарную информацию и местоположения документов для имеющей отношение транспортной информации. Эти данные записываются в устройство 21 мониторинга, используя процесс, описанный выше. В это время, устройство 21 мониторинга инициализирует, калибрует себя и начинает мониторинг целевого объекта датчика: двери, груза и т.д. Устройство само калибрует себя, создав среднее базовое значение, и затем осуществляет обнаружение изменений в этом значении, которые будут показывать нарушение. Все значения, или нарушения (значения, которые не находятся внутри установленных параметров) могут необязательно записываться периодически в память RFID тэга вместе с часами реального времени. При нарушениях будут формироваться и осуществляться звуковые предупреждения, или запись будет доступной для удаленного доступа, используя технологию RFID. Процесс мониторинга продолжается до тех пор, когда контейнер не будет принят пунктом приема в процессе перевозки. Когда устройство 21 мониторинга приходит в контакт с авторизованным считывателем, данные считываются в прикладное программное
обеспечение, и начинается процесс шифрования, с помощью прикладного программного обеспечения для тестирования целостности данных на каждом этапе процесса. Данные затем становятся доступными для проверки пользователем. Если путевой пункт является конечным пунктом груза, пользователь может выбрать принять контейнер. При этом устройство 21 мониторинга регистрируются как "открытое".
Устройство 21 мониторинга содержит набор команд, на которые оно отвечает и которые могут изменяться согласно приложению. Каждое устройство 21 мониторинга имеет однозначный адрес, которому оно отвечает, но предпочтительно оно также будет отвечать выбранным широковещательным командам, которые предназначаются для всех устройств мониторинга.
Широковещательные команды могут включать в себя неназначенный адрес, такой как "00", чтобы показывать, что все устройства должны принять команду. Однако устройства не отвечают на широковещательные команды, так что обычное использование широковещательной команды состоит в том, чтобы запускать все устройства для подготовки для последующих индивидуальных команд. Команда NOP с содержащимся адресом устройства мониторинга также может использоваться для запуска устройства. Другая общая команда, которая должна быть реализована в устройстве мониторинга - это "режим ожидания". В режиме ожидания энергия сохраняется. Так как следует ожидать различные типы/варианты осуществления устройств мониторинга, должен назначаться идентификационный номер, который соответствует типу устройства мониторинга, и этот идентификационный номер должен быть читаемым командой (например, "получить ID устройства"), формируемой считывателем. Команда для изменения адреса (например, "установить адрес"), на который отвечает устройство мониторинга, является желательной. Команда "установить адрес" может быть полезной, чтобы избежать конфликт адресов. Считывание информации о нарушениях и т.д., хранимой в устройстве 21 мониторинга, выполняется командой "получить ответ". Количество данных, возвращаемых устройством, будет изменяться с приложением.
В дополнение к защите настоящее изобретение также может использоваться для мониторинга и отслеживания предметов по мере того, как они перемещаются через цепь доставки. На фиг.4 показано устройство 21 мониторинга, снабженное соответствующим датчиком, которое может распознавать присутствие объектов по мере того, как они перемещаются через цепь доставки, и осуществлять передачу этой информации через различные считыватели. Датчики наличия давно использовались в цепи доставки для мониторинга и инициации' событий. До сих пор эти датчики были постоянно вмонтированы в фиксированные местоположения. Согласно данному изобретению датчики наличия могут быть беспроводными, и поэтому мобильными, ограниченными только радиодиапазоном. Программно-аппаратные программы в устройстве 21 мониторинга, используемые для отслеживания объекта или подсчета, отличаются от программ, используемых для защиты. Инициирующее событие не влечет условие нарушения и просто должно записываться за достаточно длительное время до передачи считывателю. Как показано на фиг.4, в одном варианте использования изобретения объекты 71 или контейнер 72 будут обнаруживаться по мере того, как они перемещаются из одного места в другое место. В этом случае важно записывать или отмечать событие на мобильном устройстве, особенно где расположено много мобильных устройств, и поэтому имеется много возможностей в отношении того, в какое мобильное устройство был помещен объект. В этом варианте воплощения каждое мобильное устройство снабжено одним или более датчиками 22 для детектирования открытия мобильного устройства или контейнера. Каждое устройство 21 мониторинга содержит радиопередатчик 25, который в данном случае может быть только передающим. Когда объект 7 4 помещается в контейнер, датчик 22 наличия в устройстве 21 мониторинга определит это событие через отраженный сигнал и осуществит передачу этого события через RF передатчик считывателю, который отметит, что конкретный объект помещается в конкретный контейнер. Затем будет возможно отслеживать индивидуальные объекты по мере того, как они перемещаются в индивидуальные контейнеры, и поэтому отследить и
проверить, что они переместились в заданный контейнер 72, размещенный операторами, снабженный оборудованием
автоматической сортировки и т.д.
В предпочтительном варианте осуществления при мониторинге датчиков используют программируемые параметры для определения, когда произошло инициирующее событие. Каждый датчик и среда приложения имеет некоторые уровни шума, которые могут рассматриваться нормальными. Чтобы избежать записи и передачи ненужной информации, программируемые параметры могут использоваться для фильтрации вывода датчика. Устанавливаемый по умолчанию набор параметров записывается в энергонезависимую память устройства мониторинга как часть процесса производства. Выбранные параметры для конкретного датчика могут изменяться по команде, которую передают и принимают устройством 21 мониторинга. Примеры параметров: частота выборки датчика (как часто устройство 21 мониторинга осуществляет считывание), чувствительность или пороговые параметры, тип вывода (вывод датчика активный - условие "включено", или вывод датчика активный - условие "выключено"), продолжительность сигнала предупреждения (насколько долго предупреждение поддерживается до установки в исходное положение и подготовки для следующего уведомления) и граничные параметры, такие как максимальная температура, максимальная ударная нагрузка, минимальный уровень излучения, эти параметры устанавливаются по умолчанию на заводе.
Предпочтительно устройство 21 мониторинга имеет режим ожидания, в котором сохраняется энергия. В течение режима ожидания микропроцессор переходит в пассивный режим для сохранения энергии. Устанавливается управляемый прерываниями таймер, чтобы периодически осуществлять запуск микропроцессора для принятия сигналов считывания и выполнения других задач. Температура, влажность и другие статические датчики активируются на заданных частотах выборки (см. параметры выше) и затем осуществляются измерения. Так как температура и другие параметры могут записываться в течение времени, измерение не является инициирующим событием для записи, поэтому оно
находится в режиме ожидания для сохранения энергии, затем запускается в активный режим для записи текущего события. Журнал записанных значений можно считать после приема команды из считывателя.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство мониторинга, содержащее источник питания,
датчик, формирования сигнала выхода,
блок электроники для мониторинга, подсоединенный к выводу датчика и включающий в себя микропроцессор, программно-аппаратную память для сохранения программы для микропроцессора и память данных, причем блок электроники для мониторинга предназначен для детектирования и записи изменения сигнала на выходе датчика как инициирующего события,
радиопередатчик для передачи информации об инициирующем событии, предоставленном блоком электроники для мониторинга, причем информация включает в себя идентификатор для устройства мониторинга.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит радиоприемник для приема команд и данных от считывателя.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство перевода микропроцессора в режим ожидания и управляемый прерываниями таймер, предназначенный для периодического запуска микропроцессора из режима ожидания в рабочий режим мониторинга.
4. Устройство по п.З, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство мониторинга сигнала выхода датчика, используя параметры, которые управляют порогами, используемыми для определения, являются ли изменения сигнала выхода датчика инициирующим событием, и средство для считывания параметров, принятых радиоприемником.
5. Устройство по п.З, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство записи каждого инициирующего события вместе с временной меткой на временной шкале и средство для передачи временной шкалы считывателю при приеме команды.
6. Устройство по п.З, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство приема данных от считывателя в виде идентификатора контейнера, причем идентификатор контейнера ассоциирован с контейнером, к которому устройство мониторинга
прикреплено, и средство для передачи идентификатора контейнера считывателю при приеме команды.
7. Устройство по п.З, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство передачи идентификатора датчика считывателю при приеме команды, причем идентификатор датчика определяет тип датчика.
8. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство изменения идентификатора устройства мониторинга по команде, принятой от считывателя.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство передачи информации о каждом инициирующем событии в реальном времени.
10. Способ мониторинга груза в транспортном контейнере, заключающийся в том, что
прикрепляют устройство мониторинга к внутренней поверхности транспортного контейнера, причем устройство мониторинга содержит датчик, блок электроники для мониторинга и радиопередатчик,
после приема радируемой команды начала от считывателя осуществляют запись данных об инициирующих событиях в память устройства мониторинга с временной меткой, причем инициирующее событие является изменением сигнала выхода датчика,
после приема радируемой команды "получить отклик" от считывателя осуществляют передачу данных об инициирующих событиях считывателю.
11. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно сохраняют идентификатор груза, принятого в команде
"сохранить идентификатор" от считывателя,
передают идентификатор груза при приеме команды "считать идентификатор" от считывателя.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно переводят микропроцессор в режим ожидания, осуществляют установку управляемого прерываниями таймера, чтобы запустить микропроцессор после истечения некоторого времени для возобновления операций мониторинга.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно
периодически измеряют параметр среды, записывают значения параметра среды в память и передают записанные значения параметра среды после приема команды от считывателя.
14. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют передачу идентификатора датчика при приеме команды "считать идентификатор датчика" от считывателя, причем идентификатор датчика показывает тип датчика.
15. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют прием команды с параметрами датчика и используют параметры датчика для определения, когда произошло инициирующее событие посредством фильтрации сигнала вывода датчика согласно принятым параметрам.
16. Способ мониторинга объектов, приходящих в некоторый пункт, заключающийся в том, что
устанавливают устройство мониторинга в пункте прибытия, причем устройство мониторинга содержит датчик наличия, блок электроники для мониторинга и радиопередатчик,
после определения изменения выходного сигнала датчика наличия передают идентификатор в устройство мониторинга к считывателю, используя радиопередатчик.
По доверенности
1/4
140416
22.
'Датчик
22.
^ Датчик
22.
24 4-
• Датчик
Электроника: наблюдение память, микрокомпьютер
RF передатчик/ приемник
Ручные/мобильные устройства
.31
Портативные компьютеры
Настольные компьютеры
Устройства
фиксированного положения
.33
Фиг.1
2/4
Датчик
Аналоговый интерфейс
.42
Аналоговый/цифровой конвертер
.44
Цифровая логическая шина
Память: программа и данные
Микропроцессор
RFID ТЭГ
.52
Аккумулятор
Монитор питания -х-53
Фиг.2
3/4
Датчик
Аналоговый интерфейс
.42
Аналоговый/цифровой конвертер
Цифровая логическая шина
Память: программа и данные
Микропроцессор
Монитор питания
Аккумулятор
Интерфейс
RS485
RF передатчик/ приемник
Фиг.З
4/4
Фиг.4