專利名稱：無線監(jiān)測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測容器、板條箱或裝運(yùn)紙箱的狀況或安全以及利用射頻識別技術(shù)為發(fā)送而記錄這種信息的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻識別標(biāo)簽(下文稱作“RFID”)是眾所周知的電子設(shè)備，它們在許多領(lǐng)域有應(yīng)用，包括貨物運(yùn)輸和零售產(chǎn)品跟蹤。RFID首先通過在RFID設(shè)備存儲器中記錄或“燒入”識別數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù)來工作。之后，RFID發(fā)送記錄的識別或其他信息到RFID讀出裝置。RFID過條碼、光字符和磁儲存(例如在許多信用卡上的磁條)的特別優(yōu)點(diǎn)是，RFID不需要實(shí)際接觸或用光字符和條碼讀出裝置的情況下的標(biāo)簽和要讀取的讀出裝置之間的視線。一些當(dāng)前可得到的有源標(biāo)簽可以在達(dá)300英尺的距離上透過航行期間使用的板條箱和容器來讀。
RFID分成兩種有源的和無源的。有源的RFID包括電池或其他電源，并由來自讀出裝置的信號啟動。然后，啟動的RFID播出其識別或其他數(shù)據(jù)，它由讀出裝置采集。一些有源標(biāo)簽具有在其上能遠(yuǎn)程地寫和接收數(shù)據(jù)的存儲器芯片。有源RFID勝過無源RFID的優(yōu)點(diǎn)是，電源的包含使有源RFID可能向接收器發(fā)送，而不進(jìn)入到電磁場中給標(biāo)簽電路加電。有源RFID一般也能夠在較長的距離上發(fā)送和單獨(dú)啟動。有源RFID的優(yōu)勢使得其應(yīng)用于自動付費(fèi)系統(tǒng)等等。
無源RFID本身不具有電源，而是通過利用電磁功率接收器給RFID電路提供電力。RFID讀出裝置發(fā)送電力給RFID的電磁功率接收器，由此加電或接通RFID電路。接著，無源RFID播出含有識別或其他信息的響應(yīng)信號，然后由讀出裝置讀這個(gè)信息。因?yàn)闊o源RFID沒有電池，它花費(fèi)少且較輕。值得注意的是，無源RFID已經(jīng)在安全存取卡中使用了一段時(shí)間，在這里用戶持卡接近讀出裝置開門，以及作為附到服裝物品上的安全標(biāo)簽在衣兜中使用。
可以由配備RF發(fā)送能力的計(jì)算機(jī)(下文稱作“讀出裝置”)個(gè)別或成組聯(lián)系有源標(biāo)簽。讀出裝置可以是手提的、可運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備或者它可以安裝在一個(gè)固定位置。
連接讀出裝置帶有布置在門架周圍的天線陣地工作，并讀通過這個(gè)門架的所有標(biāo)簽。連接讀出裝置在它們只讀通過這個(gè)門架的標(biāo)簽方面是更多有選擇的。連接讀出裝置也能辨別標(biāo)簽通過門架時(shí)它在移動的方向，并且能在以每小時(shí)40或50英里的速度這樣做。
近接傳感器即沒有實(shí)際聯(lián)系能感知物體存在或不存在的傳感器可以許多形式獲得。所有這些設(shè)備具有共同的功能度，它們以該功能度產(chǎn)生和發(fā)送或引導(dǎo)能量和接收該能量從目標(biāo)反射回來時(shí)的返回部分，并借此探測目標(biāo)或在這種情況下門的存在或不存在。下面敘述某些類型的這些傳感器?；魻栃?yīng)傳感器利用感知移動物體的磁偏半導(dǎo)體、霍爾元件。光反饋或光纖傳感器發(fā)射器和接收器可以在同一機(jī)殼中或并排。發(fā)射器發(fā)送出直接被目標(biāo)反射(以任何角度)的脈沖的紅或紅外光，它在所有方向上漫射，一些光反射回來。接收器只見到原始光的一部分，當(dāng)在有效掃描范圍內(nèi)探測到一個(gè)目標(biāo)時(shí)轉(zhuǎn)接傳感器。超聲近接傳感器這種裝置供聲波的交變發(fā)送和接收之用。換能器發(fā)射某些被物體反射又返回到換能器的聲波。在該聲波發(fā)射后，超聲近接傳感器將轉(zhuǎn)換到接收模式。在發(fā)射和接收之間的經(jīng)過時(shí)間與物體離傳感器的距離成正比。射頻傳感器使用脈沖RF源作為參考RF功率值，每T秒鐘查詢二極管接收器找平均原始值。原始值的變化反映移動所有上述東西和類似裝置下文將稱作“傳感器”。
集裝箱、板條箱、紙板箱和盒子(下文稱作“容器”)久已是盜竊的目標(biāo)和是安全威脅，因?yàn)椴恢皇菑乃鼈冎型蹈`的物品，而且恐怖裝置或違禁品也能放置在它們旁邊。在過去，集裝箱靠使用鎖或其他物理的進(jìn)入妨礙物正常保護(hù)。也使用物理封條，以致迅速的可視檢查能確定是否封條破損。更最近，封條和鎖裝置成為更高級的，并有一些包含當(dāng)封條物理破損時(shí)播出RF警報(bào)的RF裝置。一些RFID封條包含纖維光纜或線，當(dāng)割斷或破損時(shí)它們使事故發(fā)出信號。所有這些需要某些機(jī)械或機(jī)電裝置在RF通信標(biāo)簽上播出事故之前確定事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于利用一個(gè)或多個(gè)安裝到容器上的監(jiān)測裝置來監(jiān)測容器的狀態(tài)或狀況的方法。該監(jiān)測裝置優(yōu)選的包括電源、使用帶有可編程參數(shù)的反射能量的傳感器、全局唯一傳感器識別、時(shí)間行上的記錄能力、長期存儲器和靠RFID無線電技術(shù)播出信息的能力。監(jiān)測裝置中的可編程監(jiān)測硬件探測作為觸發(fā)事件的傳感器輸出的明顯變化?？删幊瘫O(jiān)測硬件包括用于儲存容器的識別信息的存儲器。傳感器可包括探測各種形式能量的傳統(tǒng)裝置。各種形式能量包括可見光、紅外光、磁場、射頻能量和聲音。該事件可以作為相繼的輸出而登錄，和/或可以立即產(chǎn)生RF發(fā)送。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)測裝置安裝在適于長距離運(yùn)輸?shù)募b箱里邊。傳感器布置成使得開和關(guān)容器的門而產(chǎn)生傳感器輸出上的變化，這個(gè)變化作為觸發(fā)事件由監(jiān)測硬件進(jìn)行探測。觸發(fā)事件可用于損害探測保障。包含在監(jiān)測裝置中的狀態(tài)和登錄信息可以由帶有任何適當(dāng)配備的設(shè)備的RF電信來讀。這樣的設(shè)備包括手提裝置和膝上計(jì)算機(jī)。


圖1說明使用配備PCI卡和同監(jiān)測裝置通信的天線的手提、膝上或桌上計(jì)算機(jī)的按照本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例。
圖2說明按照本發(fā)明的監(jiān)測裝置的實(shí)施例。
圖3說明利用RS485串行接口與不同種RF設(shè)備接口的按照本發(fā)明的監(jiān)測裝置的實(shí)施例。
圖4說明帶有近接傳感器的按照本發(fā)明的監(jiān)測裝置的使用，當(dāng)把物品放進(jìn)容器中時(shí)，近接傳感器探測和跟蹤供應(yīng)鏈上的物品。
具體實(shí)施例方式
以下將說明優(yōu)選實(shí)施例的各種變化，這些變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。這里陳述的公開，只要不偏離本發(fā)明和對其所附的權(quán)利要求書的精神和范圍，對其他實(shí)施例和應(yīng)用也可是適用的。因此，本發(fā)明并不受限于所述的實(shí)施例，而是符合與這里陳述的公開一致的最廣范圍。
圖1描述了依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)20。該系統(tǒng)20包括一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測裝置21以及一個(gè)或多個(gè)讀出裝置30。讀出裝置30是用于從監(jiān)測裝置21讀取信息或與監(jiān)測裝置21通信的設(shè)備，例如手提/移動設(shè)備31、膝上型計(jì)算機(jī)32、桌面計(jì)算機(jī)33和/或?qū)Ｓ霉潭ㄎ恢迷O(shè)備34。每個(gè)讀出裝置30備有RF能力，對計(jì)算機(jī)而言，RF能力可以是市場上買得到的插入到計(jì)算機(jī)槽中的卡(未示出)。這種卡包含發(fā)送器、接收器和天線。讀出裝置30優(yōu)選的向監(jiān)測裝置21發(fā)送無線電信號和從監(jiān)測裝置21接收無線電信號。監(jiān)測裝置21包括一個(gè)或多個(gè)傳感器22和RF發(fā)送器/接收器25。僅僅對于某些應(yīng)用來說，RF能力可以只受限于發(fā)送。監(jiān)測裝置21的智能加入到監(jiān)測電子設(shè)備24內(nèi)部。該監(jiān)測電子設(shè)備24包括微型計(jì)算機(jī)、存儲器和用于連接到傳感器22的接口硬件。利用標(biāo)準(zhǔn)編程設(shè)備和技術(shù)開發(fā)程序或固件來控制監(jiān)測電子設(shè)備24。每個(gè)監(jiān)測裝置21包含有源RFID標(biāo)簽的能力。該標(biāo)簽中具有用于儲存與容器有關(guān)的識別信息的存儲器，該容器與存儲器相連。RF發(fā)送器/接收器25可以具有與識別從其發(fā)送和發(fā)送到其有關(guān)的地址或ID，它是與容器的識別信息分離的。任何能夠直接被聯(lián)系和從其信號被識別為唯一的單獨(dú)裝置的無線電設(shè)備是RFID無線電，并能在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用。一些例子是GSM蜂窩電話、超寬頻帶無線電、衛(wèi)星無線電和擴(kuò)展頻譜無線電。上述無線電中的任何一種都可以代替RF發(fā)送器/接收器25。由于監(jiān)測裝置21是與容器一起移動，所以需要比如電池這樣的自備電源(未示出)。
在特別的應(yīng)用中，大量的監(jiān)測裝置21可以在貨物堆置場、倉庫等地方同時(shí)使用。各種容器都可各自配備監(jiān)測裝置21。監(jiān)測裝置21可以單獨(dú)地或成組地借助RF發(fā)送和響應(yīng)進(jìn)行聯(lián)系。讀出裝置30和監(jiān)測裝置21之間的距離隨實(shí)際的RF發(fā)送器/接收器25和各種環(huán)境因素比如容器物理特性而變化，但一般達(dá)300英尺的距離是切實(shí)可行的，而且信號能穿過集裝箱。有源RFID技術(shù)是市場上可買得到的，而利用RFID技術(shù)可以部分實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。傳感器22用于監(jiān)測容器內(nèi)環(huán)境變化。例如，可以探測門的開關(guān)。傳感器22也可用于探測貨物的移動或闖入容器。傳感器22一般利用反射能量，例如，能通過發(fā)送能量和接收返回反射能量來探測門的存在。這種方法既不用需被斷開或切割來拉響警報(bào)的電線或纖維光纜也不需要起動或拉響警報(bào)的開關(guān)或電磁連接。本發(fā)明不限于任何個(gè)別類型的傳感器。按照本發(fā)明可有用地包含在監(jiān)測裝置21中的傳感器22包括探測各種形式能量的傳統(tǒng)器件。所說各種形式能量包括可見光、適用光、磁場、射頻能量和聲音。
圖2說明利用RFID標(biāo)簽54的監(jiān)測裝置21實(shí)施例。該實(shí)施例可用作損害探測安全保障。傳感器22連接到合適的模擬接口42，模擬接口42又連接到模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器44。模擬接口42也可以直接連接到數(shù)字總線46，因?yàn)槟承┪⑿陀?jì)算機(jī)設(shè)備具有機(jī)內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器。微處理器48執(zhí)行儲存在存儲器49內(nèi)的控制程序。微處理器48和存儲器49可以是單個(gè)集成電路比如微型計(jì)算機(jī)的的一部分。電力由電源監(jiān)測器53監(jiān)測的電池52供給。在該實(shí)施例中，RF通信由連接到微處理器48的自含RFID標(biāo)簽54完成。自含RFID標(biāo)簽由RF電路、電池、天線、邏輯電路和非易失性存儲器組成，在該存儲器上時(shí)間行作為其軟件程序的一部分而被記錄。該時(shí)間行使一個(gè)事件能夠隨著其發(fā)生的時(shí)間而被記錄和恢復(fù)。當(dāng)通過監(jiān)測傳感器探測到一個(gè)觸發(fā)事件時(shí)，例如門開，事故信號儲存在易失性存儲器上，一直到它能發(fā)送到在自含RFID標(biāo)簽中的時(shí)間行為止。然后，這個(gè)信息能由讀出裝置來讀取。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供一種方法。該方法用于利用監(jiān)測裝置21通過監(jiān)測狀況比如門或開口裝置的狀態(tài)以及記錄用于立即或隨后發(fā)送的這個(gè)信息來監(jiān)測任何容器、板條箱或裝運(yùn)紙箱的安全。較具體說，門的狀態(tài)等通過發(fā)送能量和接收其從門反射時(shí)返回到傳感器的能量來監(jiān)測。當(dāng)門被打開時(shí)，在被傳感器接收的能量改變，事故狀況發(fā)生。然后，事故信號伴隨由RF通信信號發(fā)送的相對或?qū)崟r(shí)時(shí)間標(biāo)記立即被轉(zhuǎn)播和/或記錄。
這種依賴于其安裝位置的裝置使門、門卡、門框、可移動開口或可拆卸舷門(下文稱為“門”)有可能利用傳感器而不是物理封口裝置或機(jī)電開關(guān)來監(jiān)測。該裝置使得門移動時(shí)傳感器探測到的事故狀況有可能被記錄為伴隨有為RFID標(biāo)簽所能使用的時(shí)間標(biāo)記，在RFID標(biāo)簽里，時(shí)間標(biāo)記可為到RFID讀出裝置的發(fā)送。
傳感器22最好放在門、貨物或其他監(jiān)測目標(biāo)附近。最大距離受傳感器能力限制。監(jiān)測裝置21可用螺釘、磁鐵等安裝在最好是容器里邊。傳感器最好用瞄準(zhǔn)目標(biāo)的能量發(fā)射器和接收器安裝，傳感器和目標(biāo)之間無障礙物。當(dāng)目標(biāo)移動或被擾動時(shí)，傳感器將探測到從目標(biāo)離開的反射能量的差別或消失。指示目標(biāo)移動的能量的差別或消失為事故或觸發(fā)事件。傳感器22可以與市場上可買得到的標(biāo)簽SIC技術(shù)信息文件中的SICK ELF傳感器相同。
然后，指示事故的信號被微處理器48或其他邏輯電路探測到，其儲存在可以是與微處理器或微型計(jì)算機(jī)分離的或者是屬于其內(nèi)部的存儲器中，如圖2所示。因?yàn)橹朗鹿屎螘r(shí)發(fā)生是有用的，并且必須記錄下一次事故，所以微處理器在其易失性存儲器中保持關(guān)于事故的信息，一直到該信息能借助相對時(shí)間行或利用來自實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間標(biāo)記而被記錄在其非易失性存儲器中。一旦在非易失性存儲器中關(guān)于事故的信息可被RFID標(biāo)簽54讀取，并且該事故被記錄在非易失性存儲器中，微處理器從其存儲器中清除事故狀況，并再一次接收下一次事故。
用于上述本發(fā)明實(shí)施例的RFID標(biāo)簽54可以是有源UHF標(biāo)簽i-Q系列文件中所介紹的市場上買得到的Identec Solutions公司i-Q系列。用于本發(fā)明的RFID標(biāo)簽是有源的，而且必須具有存取包括時(shí)間標(biāo)記的事故信息的能力或如在Identeci-Q標(biāo)簽的情況下具有實(shí)際上是標(biāo)簽的存儲能力的一部分的時(shí)間標(biāo)記能力。在該實(shí)施例中，Identec標(biāo)簽經(jīng)外部引導(dǎo)直接從微處理器取事故信息，并在Identec標(biāo)簽的存儲器中的時(shí)間行上儲存該事故信息。上述方法的優(yōu)點(diǎn)是，由于使用兩個(gè)帶有存儲器的裝置的加強(qiáng)效果，時(shí)間行可以被延長。這種情況的例子如下具有5年電池壽命和32K存儲器的Identec公司的iQ標(biāo)簽?zāi)茉跁r(shí)間行上記錄13312個(gè)事件或讀數(shù)。這意味著，它適用30天的集裝箱時(shí)間，每20秒讀一次傳感器。為了提供足夠的門上保護(hù)，必須連續(xù)或至少每兩秒監(jiān)測一次傳感器。一種達(dá)到此目的的方法是記錄如上所述的事件并將它保持在易失性存儲器中超過20秒，一直到它能被記錄在非易失性存儲器上為止。該非易失性存儲器每20秒由Identec標(biāo)簽啟動一次。該方法的缺點(diǎn)是，記錄事故時(shí)的事故時(shí)間只在20秒內(nèi)是準(zhǔn)確的。在這個(gè)實(shí)施例中，傳感器總是如Identec標(biāo)簽一樣處在工作狀態(tài)。如果電池?cái)嚅_、移出或變壞，因?yàn)楫?dāng)無能量反射回到傳感器時(shí)傳感器記錄一個(gè)事故，所以事故狀況總會顯現(xiàn)。同樣，適當(dāng)?shù)墓δ軙敲黠@的，并在沒有事故時(shí)會指示成功的安裝。在安裝時(shí)能利用一種讀出裝置讀取和檢驗(yàn)這種信息。
在另一個(gè)本發(fā)明監(jiān)測裝置21實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽54不需具有時(shí)間行儲存能力。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，來自傳感器22的事故信號儲存在監(jiān)測裝置21的存儲器49中的時(shí)間行或?qū)崟r(shí)時(shí)鐘上。在監(jiān)測裝置21這里，該信號對要被讀出裝置讀的RF電路是可利用的。在這種情況下，微處理器會被編程來連續(xù)地監(jiān)測傳感器或在預(yù)定間隔接通傳感器探測事故狀況。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，它便會立即被轉(zhuǎn)播或直接記錄在微處理器的邏輯電路中的時(shí)間行或?qū)崟r(shí)時(shí)鐘上。同一微處理器也會提供存儲器和具有RFID電路的接口和用于RFID電路的邏輯，在這個(gè)實(shí)施例中能通過RFID電路直接訪問該微處理器來完成如接通和關(guān)閉門傳感器的附加功能。由于傳感器安裝的離門距離或它的環(huán)境的反射值的差別，讀取來自傳感器的值來確定它是否在正確的起作用，是否在改變傳感器上的增益或靈敏度，以便調(diào)整或校準(zhǔn)傳感器。
對于本發(fā)明的目的來說，只要事故信息可容易地為中間發(fā)送利用或帶有為相繼的發(fā)送所能用的時(shí)間標(biāo)記地被儲存，是否邏輯控制和監(jiān)測傳感器并不重要，時(shí)間行或?qū)崟r(shí)時(shí)鐘實(shí)際上是RFID電路和其存儲器的一部分或者被保持在為帶有存儲器的自含RFID標(biāo)簽所能用的單獨(dú)的存儲器上。
在事故記錄在與時(shí)間標(biāo)記有關(guān)和在這里其能為RFID電路所利用的長期存儲器上之后，它必須被發(fā)送到要被使用的讀出裝置30。RFID標(biāo)簽?zāi)苡霉潭ǖ幕蚴痔岬淖x出裝置來讀取。讀出裝置也能如播出設(shè)備那樣工作，讀取標(biāo)簽上的信息，然后便通過遠(yuǎn)程技術(shù)發(fā)送信息。
圖3上說明的另一個(gè)監(jiān)測裝置21實(shí)施例使用RS485串行接口62從微處理器48向無線電發(fā)送器/接收器25發(fā)送數(shù)據(jù)，無線電發(fā)送器/接收器25可以是如上述的選擇方案中的任何一個(gè)。在這個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例中，監(jiān)測裝置21是自含的，不依賴由RFID標(biāo)簽提供的能力。所有功能控制、邏輯和存儲器都包含在監(jiān)測裝置21以內(nèi)，它的固件和無線電裝置只是用于通信。
監(jiān)測裝置21包含用來儲存涉及容器重要信息的存儲器，該重要信息為例如所有者的名字、容器內(nèi)含物或貨物清單，以及涉及在被監(jiān)測的特定集裝箱的聯(lián)系信息。此外，監(jiān)測裝置21還包含從傳感器記錄的數(shù)據(jù)，例如容器的門的狀態(tài)(安全警報(bào))。本身是敏感的數(shù)據(jù)的加密由讀出裝置處理。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)寫到監(jiān)測裝置21或RFID標(biāo)簽54存儲器時(shí)，用于讀出裝置的應(yīng)用程序必須加密數(shù)據(jù)。由此看來，只有授權(quán)的讀出裝置和用戶可以見到數(shù)據(jù)，挑選的具有適當(dāng)特許的少數(shù)人可以對該數(shù)據(jù)做變動。任何未授權(quán)的改變數(shù)據(jù)的嘗試將導(dǎo)致電子封口的破口，一旦電子封口被損，則產(chǎn)生事故狀況，然后便能做出適當(dāng)?shù)耐ㄖＤ芤匀齻€(gè)步驟的加密過程來寫數(shù)據(jù)首先，利用RSA標(biāo)準(zhǔn)加密算法(64位、128位或1024位，取決于利用該應(yīng)用的國家)加密要被寫的數(shù)據(jù)。初始檢查和關(guān)鍵碼儲存在加密時(shí)要被使用的數(shù)據(jù)流中以保證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是完整的。然后，最好利用現(xiàn)有技術(shù)壓縮方法壓縮結(jié)果數(shù)據(jù)，以便既使標(biāo)簽存儲器中的空間最佳也提供附加的數(shù)據(jù)擾碼。
在從監(jiān)測裝置21讀取數(shù)據(jù)時(shí)，這種過程被讀出裝置倒過來。在加密過程結(jié)束時(shí)，檢驗(yàn)檢查和關(guān)鍵碼的有效性，指示數(shù)據(jù)已事實(shí)上返回到其原始狀態(tài)。取決用戶的授權(quán)，部分或所有的數(shù)據(jù)成為對用戶是可利用的。
利用監(jiān)測裝置21的本發(fā)明的該方法的實(shí)施例如下一個(gè)托運(yùn)人把要被裝運(yùn)的貨物裝入容器。關(guān)閉容器的門，并利用手提(或固定)讀出裝置，容器被記錄為被該托運(yùn)人“關(guān)”。讀出裝置用數(shù)據(jù)包更新監(jiān)測裝置21，數(shù)據(jù)包包括(但不限于)容器被登錄為關(guān)的數(shù)據(jù)和時(shí)間、在容器被登錄為關(guān)上的時(shí)間記錄到讀出裝置中的用戶姓名、所有者信息、貨物請單信息以及放置適當(dāng)裝運(yùn)信息的文件場所。利用上述過程把這些數(shù)據(jù)寫到監(jiān)測裝置21中。在這時(shí)，監(jiān)測裝置21初始化、校準(zhǔn)本身并開始監(jiān)測傳感器目標(biāo)門、貨物等。該設(shè)備將自校準(zhǔn)本身，產(chǎn)生一個(gè)平均原始值，然后監(jiān)測指示事故的這個(gè)值上的變化。所有值或事故(不在設(shè)置的參數(shù)以內(nèi)的值)可以任選地同實(shí)時(shí)時(shí)鐘一起周期地記錄在RFID標(biāo)簽的存儲器中。事故將拉響警報(bào)，或者記錄的記錄對利用RFID技術(shù)的遠(yuǎn)程訪問來說將是可利用的。監(jiān)測過程繼續(xù)到容器被集裝箱過程中的中間站收到為止。在監(jiān)測裝置21與授權(quán)的讀出裝置聯(lián)系時(shí)，數(shù)據(jù)則被讀入到應(yīng)用軟件中，而加密過程被倒過來，在每個(gè)過程步驟用應(yīng)用軟件檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性。然后，數(shù)據(jù)對于用戶的查閱是可利用的。如果該中間站是集裝箱的終點(diǎn)站，用戶可以選擇領(lǐng)收容器。通過這樣做，監(jiān)測裝置21被登錄為“開”。
監(jiān)測裝置21具有它對其響應(yīng)并能根據(jù)應(yīng)用變化的命令組。每個(gè)監(jiān)測裝置21具有對其響應(yīng)的唯一地址，但最好它也對選擇的針對所有監(jiān)測裝置的播出命令響應(yīng)。這些播出命令包括另外的未指定地址如“00”，來指示所有裝置應(yīng)接受命令。然而，這些裝置不對播出命令響應(yīng)，所以播出命令的典型使用是喚醒為接著的各個(gè)命令做準(zhǔn)備的所有裝置。帶有監(jiān)測裝置的包含地址的NOP命令也能用于喚醒一個(gè)裝置。另一個(gè)應(yīng)在監(jiān)測裝置執(zhí)行的一般命令是“休眠”。在休眠模式，電源被保存。由于監(jiān)測裝置的各種類型/實(shí)施例是預(yù)計(jì)的，對該類型監(jiān)測裝置響應(yīng)的識別號碼應(yīng)是被由讀出裝置發(fā)出的命令(例如“得到裝置ID”)可讀的。監(jiān)測裝置對其響應(yīng)的改變地址(例如“建立地址”)的命令是希望有的。該“建立地址”命令能在避免地址沖突方面有幫助。由“得到響應(yīng)”命令執(zhí)行讀出儲存在監(jiān)測裝置21中關(guān)于事故的信息等。由裝置返回的數(shù)據(jù)的數(shù)量將隨應(yīng)用而不同。
除了保障外，本發(fā)明也用于物品通過供應(yīng)鏈時(shí)監(jiān)測和跟蹤它們。參考圖4，配備一個(gè)適當(dāng)傳感器的監(jiān)測裝置21能夠斷定物體通過供應(yīng)鏈時(shí)它們的存在，并通過這里所述的各種讀出裝置播出這個(gè)信息。接近傳感器長時(shí)間在供應(yīng)鏈上使用來監(jiān)測和觸發(fā)事件。一直到現(xiàn)在，這些傳感器被硬連接到固定場所中。用本發(fā)明，接近探測器可以是無線的，因此是可移動的，只受無線電距離限制。用于物體跟蹤或計(jì)數(shù)的監(jiān)測裝置21中的固件編程與用于警戒應(yīng)用的固件編程不同。觸發(fā)事件不意味事故狀況，只需足以發(fā)送到讀出裝置的長時(shí)間被記錄。如圖4上所說明的，關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用會是物體71從一個(gè)位置移動到另一個(gè)可移動位置或容器72時(shí)探測它們。在這個(gè)應(yīng)用中，重要的會是，記錄或記下在可移動裝置上的事件，尤其是在這里有多個(gè)可移動裝置，由此就把物體放進(jìn)去的這個(gè)移動裝置來說有各種可能性。在這個(gè)應(yīng)用中，每個(gè)可移動裝置會配備瞄準(zhǔn)移動裝置或容器的開口的一個(gè)或多個(gè)傳感器22。每個(gè)監(jiān)測裝置21會具有無線電發(fā)送器25，在這個(gè)應(yīng)用中它或許只是發(fā)送。當(dāng)一個(gè)物體74放進(jìn)容器時(shí)，監(jiān)測裝置21中的接近傳感器22會通過反射信號見到事件和通過RF發(fā)送器把這個(gè)事件播出到讀出裝置。讀出裝置會記下在放進(jìn)特定容器的特定物體。通過做這個(gè)，則會是有可能各個(gè)物體移動到各個(gè)容器時(shí)跟蹤它們，因此跟蹤和證實(shí)它們移動到操作者正在放到那里的正確容器72中，進(jìn)行自動分類設(shè)備等。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，傳感器的監(jiān)測利用可編程參數(shù)來確定何時(shí)觸發(fā)事件已發(fā)生。每個(gè)傳感器及應(yīng)用環(huán)境在其可被認(rèn)為是正常的輸出中具有一定水平的噪聲或額外的變化。為了避免記錄和發(fā)送不相關(guān)信息，可用可編程參數(shù)來濾波傳感器輸出。作為制造過程的一部分將一缺省參數(shù)組寫進(jìn)到監(jiān)測裝置的非易失性存儲器中。為一個(gè)個(gè)別傳感器選取的參數(shù)能由發(fā)送到監(jiān)測裝置21和由它接收的命令來改變。參數(shù)的例子是傳感器采樣率(監(jiān)測裝置21如何經(jīng)常取讀數(shù))、靈敏度或閾值參數(shù)、輸出類型(傳感器輸出按“開啟”條件起作用或按“關(guān)閉”條件起作用)、警報(bào)信號持續(xù)時(shí)間(在復(fù)位和為下一次通告做準(zhǔn)備之前警報(bào)維持多長時(shí)間)以及邊界參數(shù)，例如最高溫度、最大沖擊、最小輻射水平等，這些是在工廠的帶有缺省值的一組參數(shù)。
最好監(jiān)測裝置21包括在其間保存電源的休眠模式。在休眠模式期間，微處理器進(jìn)入保存電源的睡眠狀態(tài)。設(shè)置中斷激勵定時(shí)器，周期地喚醒微處理器取讀數(shù)和執(zhí)行其他任務(wù)。溫度、濕度和其他靜止傳感器以預(yù)定的采樣率(見上述參數(shù))被喚醒，然后進(jìn)行測量。由于溫度等能在時(shí)間上被記錄，測量本身未必是記錄的觸發(fā)事件，因此它睡眠以保存電源，喚醒它們以記錄當(dāng)前讀數(shù)。依靠從讀出裝置接收的命令，記錄值的登錄是清楚的。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測裝置，包括電源；產(chǎn)生輸出的傳感器；連接到傳感器輸出端的監(jiān)測電子設(shè)備，包括微處理器、儲存用于微處理器的程序的固件存儲器以及數(shù)據(jù)存儲器，該監(jiān)測電子設(shè)備探測和記錄作為觸發(fā)事件的傳感器輸出變化；以及無線電發(fā)送器，用于發(fā)送由監(jiān)測電子設(shè)備供給的關(guān)于觸發(fā)事件的信息，該信息包括監(jiān)測裝置的識別符。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置，還包括用于從讀出裝置接收命令和數(shù)據(jù)的無線電接收器。
3.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置，還包括用于把微處理器置于休眠模式的裝置和周期地將微處理器從睡眠中喚醒來執(zhí)行監(jiān)測活動的中斷激勵定時(shí)器。
4.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測裝置，還包括利用參數(shù)監(jiān)測傳感器輸出的裝置，這些參數(shù)控制用于確定傳感器輸出變化是否構(gòu)成觸發(fā)事件和用于從無線電接收器接收的命令中讀取參數(shù)的消息的閾值。
5.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測裝置，還包括用于沿時(shí)間行上的時(shí)間標(biāo)記記錄每個(gè)觸發(fā)事件的裝置和用于在接收命令時(shí)發(fā)送時(shí)間行到讀出裝置的裝置。
6.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測裝置，還包括用于從讀出裝置接收作為容器識別符的數(shù)據(jù)的裝置，該容器識別符與其上連接有監(jiān)測裝置的容器有關(guān)，以及用于在接收命令時(shí)發(fā)送容器識別符到讀出裝置的裝置。
7.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測裝置，還包括在接收命令時(shí)發(fā)送傳感器識別符到讀出裝置的裝置，該傳感器識別符確定傳感器的類型。
8.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測裝置，還包括根據(jù)從讀出裝置接收的命令改變監(jiān)測裝置的識別符的裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置，還包括實(shí)時(shí)發(fā)送關(guān)于每個(gè)觸發(fā)事件的信息的裝置。
10.一種監(jiān)測集裝箱中貨物的方法，包括步驟把監(jiān)測裝置連接到集裝箱的內(nèi)表面，該監(jiān)測裝置包括傳感器、監(jiān)測電子設(shè)備和無線電發(fā)送器；在從讀出裝置接收用無線電發(fā)送的啟動命令時(shí)開始采用時(shí)間標(biāo)記在監(jiān)測裝置的存儲器中登錄關(guān)于觸發(fā)事件的數(shù)據(jù)，觸發(fā)事件是傳感器輸出的變化；以及在從讀出裝置接收用無線電發(fā)送的得到響應(yīng)命令時(shí)發(fā)送關(guān)于觸發(fā)事件的數(shù)據(jù)到讀出裝置。
11.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)測集裝箱中貨物的方法，還包括步驟儲存用儲存識別符命令從讀出裝置接收的貨物識別符；以及在從讀出裝置接收讀取識別符時(shí)發(fā)送貨物識別符。
12.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)測集裝箱中貨物的方法，還包括將微處理器置于休眠模式，設(shè)置中斷激勵定時(shí)器，在耗用時(shí)間間隔之后，喚醒微處理器，恢復(fù)監(jiān)測操作。
13.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)測集裝箱中貨物的方法，還包括周期地測量環(huán)境參數(shù)，把環(huán)境參數(shù)值記錄在存儲器中以及在從讀出裝置接收命令時(shí)發(fā)送記錄的環(huán)境參數(shù)值。
14.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)測集裝箱中貨物的方法，還包括在從讀出裝置接收讀取傳感器識別符命令時(shí)發(fā)送傳感器識別符的步驟，傳感器識別符指示傳感器的類型。
15.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)測集裝箱中貨物的方法，還包括步驟接收帶有傳感器參數(shù)的命令；以及利用這些傳感器參數(shù)來確定何時(shí)通過按照這些參數(shù)濾波該傳感器輸出來發(fā)生觸發(fā)事件。
16.一種監(jiān)測通入到一個(gè)場所的物體的方法在要被監(jiān)測的場所連接一個(gè)監(jiān)測裝置，該監(jiān)測裝置包括近接傳感器、監(jiān)測電子設(shè)備和無線電發(fā)送器；在感知近接傳感器輸出變化時(shí)，利用無線電發(fā)送器發(fā)送監(jiān)測裝置的識別符到讀出裝置。
全文摘要
本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于利用一個(gè)或多個(gè)安裝到容器上的監(jiān)測裝置(21)監(jiān)測容器的狀態(tài)和狀況變化的方法。監(jiān)測裝置(21)最好包括電源(52)、使用帶有可編程參數(shù)的反射能量的傳感器(22)、全局唯一傳感器識別、在時(shí)間行上的記錄能力、長期存儲器和靠RFID無線電技術(shù)播出信息的能力。監(jiān)測裝置中的可編程監(jiān)測硬件探測作為觸發(fā)事件的傳感器(22)輸出變化。該可編程監(jiān)測硬件包括用于存儲關(guān)于容器的識別信息的存儲器(49)。傳感器(22)可以包括探測各種形式能量的傳統(tǒng)裝置。各種形式能量包括可見光、紅外光、磁場、射頻能量和聲音。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)測裝置(21)安裝在適于長距離運(yùn)輸?shù)募b箱里邊。觸發(fā)事件可用于損害探測保障。
文檔編號G06Q10/00GK1965246SQ200580011485
公開日2007年5月16日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者雷蒙德·林恩·內(nèi)夫, 弗雷達(dá)·巴雷特 申請人:費(fèi)爾菲爾德工業(yè)有限公司