CN112183702A - 一种用于识别或跟踪工具的装置及包括该装置的滚轮机柜 - Google Patents

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Abstract

一种用于识别或跟踪工具的装置，所述装置包括：金属壁，其界定第一区域，在该区域中可放置包括RFID标签的第一工具，天线，其用以每当所述第一工具在所述第一区域中时与所述RFID标签通信，其中，天线是在金属壁中切出的缝隙天线。

Description

一种用于识别或跟踪工具的装置及包括该装置的滚轮机柜
技术领域
本发明涉及一种用于识别或跟踪工具的装置。
背景技术
已经提出了一种包括用于跟踪或识别配备有RFID标签的工具的***的机柜。RFID标签是无源元件(passive element)(在这个意义上，配备有RFID标签的工具不包括任何用于向RFID标签供电的内部电源)。该***包括用于与固定在机柜中的任何工具的RFID标签通信的两个天线：第一天线设置在机柜的顶部，第二天线设置在机柜的底部。
为了检查工具是否被固定在机柜中，***的天线发射请求无线电信号(requestradio signal)。位于天线之一附近的工具的RFID标签接收请求无线电信号，并且发射携带关于工具的信息的响应无线电信号(response radio signal)。该响应信号由天线获取。然后，***可以提取所述信息以识别发射响应的工具。
然而，当由所述工具的RFID标签发射然后由天线接收的响应信号太弱时，该***可能无法检测到工具被固定在机柜中。
由天线获取的响应信号的质量实际上取决于发射请求无线电信号的天线使用的设置(特别是由天线用来发送请求无线电信号的功率(power)和频率(frequency))。
当工具实际存在于机柜中时，由天线获取的响应信号的质量还取决于工具的环境。位于工具和天线之间的一些障碍物可能阻碍响应无线电信号的传播。限定其中放置工具的空腔的金属壁也可以阻碍这种传播。
为了避免漏检，可以增加天线发射请求无线电信号所使用的功率(power)。然而，这种解决方案是耗能的。
发明内容
本发明的第一个目的是提出一种用于跟踪或识别工具的***，该***较少受到漏检影响，且不需要较高的能量。
为此，提出了根据第一方面的用于识别或跟踪工具的装置。所述装置包括：第一金属壁，其界定第一区域，在所述第一区域中能够放置包括RFID标签的第一工具；第一天线(1)，其用以每当所述第一工具在所述第一区域中时与所述RFID标签通信，所述第一天线是在所述第一金属壁中切出的缝隙天线。
基本上，金属壁是易于受到RF干扰的恶劣环境。在这种金属壁中限定缝隙以获得缝隙天线(slot antenna)实际上将这种恶劣环境转换成其中由放置在该区域中的工具的RFID标签发射的响应信号被更有效地检测到的环境。在不增加天线所使用的功率电平(power level)的情况下获得该效率增益。此外，缝隙天线比独立天线(standaloneantenna)更容易制造并且更便宜。
根据第一方面的装置的可包括以下叙述的可选特征。
所述的装置可还包括第一模数转换器，其用以将由所述第一天线获取的模拟信号转换成第一数字信号；第一处理单元，其用于处理所述数字信号；数字链路，其用以将所述数字信号发传送至所述第一处理单元。
所述第一金属壁和/或所述第一模数转换器可相对于所述第一处理单元是可移动的。
所述第一模数转换器可以被置于：(1)相对于所述第一处理单元的第一位置，其中，所述第一模数转换器连接到所述数字链路以允许所述数字信号被传送到所述第一处理单元，以及(2)相对于所述第一处理单元的第二位置，其中，所述第一模数转换器从所述数字链路断开以防止所述数字信号传送到所述第一处理单元。
所述第一抽屉可包括所述第一金属壁，所述第一金属壁例如是所述第一抽屉(36)的底壁，所述第一工具能够搁置在所述底壁上。
所述第一位置可以是所述第一抽屉的关闭位置，并且所述第二位置可以是所述抽屉(36)的打开位置。
所述第一模数转换器可以被固定到所述第一抽屉，例如被固定到所述抽屉的背部。
所述装置还可以包括第一控制单元，所述第一控制单元被配置为将所述第一天线设置为具有满足以下标准的第一频率值和第一功率值：(1)所述第一频率值在RFID频率的预定范围内被选择，并使所述RFID标签响应于由所述第一天线发射的请求信号而发射的响应信号的功率最大化，(2)第一功率是使设置为所选第一频率的值的第一天线能够有效地检测响应信号以使得可以从响应信号中提取关于第一工具的信息的功率最小值。该最小值使配置有所选频率值的所述第一天线能够有效地检测所述响应信号从而能够从所述响应信号中提取关于所述第一工具的信息。
所述第一控制单元可以被配置为执行以下步骤：(1)在所述第一工具在所述第一区域中的第一时间，通过测试在RFID频率的所述预定范围内的不同值和在功率范围内的不同值，确定所述第一频率值及所述第一功率值，(2)在所述第一时间之后的第二时间，将所述第一天线设置为具有在所述第一时间确定的所述第一频率值和所述第一功率值，尝试从所述第一响应信号提取关于所述第一工具的所述信息，并且仅当尝试失败时重复该确定步骤。
所述装置还可以包括：第二金属壁，其界定第二区域，当所述第一工具放置在所述第一区域中时，包括RFID标签的第二工具能够放置在第二区域中；第二天线，其用于每当第二工具在所述第二区域中时与所述RFID标签通信，其中，所述第二天线是在所述第二金属壁中切出的缝隙天线。
所述装置还可以包括：第二模数转换器，其用以将由所述第二天线获取的模拟信号转换成第二数字信号；第二处理单元，其用于处理所述第二数字信号；第二数字链路，其用于将所述第二数字信号传送到所述第二处理单元。
所述第二壁和/或所述第二模数转换器可以相对于所述第二处理单元是可移动的。
所述第二模数转换器可以被置于：相对于所述第二处理单元的第三位置，其中，所述第二模数转换器连接到所述第二数字链路以允许所述第二数字信号被传送到所述第二处理单元；以及相对于所述第二处理单元的第四位置，其中，所述第二模数转换器从所述第二数字链路断开以防止所述第二数字信号传送到所述第二处理单元。
所述装置还可以包括不同于所述第一抽屉的第二抽屉，其中，所述第二抽屉包括所述第二金属壁，所述第二金属壁例如是所述第二抽屉的底壁，所述第二工具能够搁置在所述底壁上。
所述第三位置可以是所述第二抽屉的关闭位置，且其中，所述第四位置是所述第二抽屉的打开位置。
所述第一模数转换器可以被固定到所述第一抽屉，例如被固定到所述抽屉的背部。
所述的装置还可以包括第二控制单元，所述第二控制单元被配置为将所述第二天线设置为具有满足以下标准的第二频率值和第二功率值：(1)所述第二频率值在RFID频率的预定范围内被选择，并使所述第二工具的所述RFID标签响应于所述第二天线发射的请求信号而发射的响应信号的功率最大化；(2)所述第二功率值是使设置为所选频率值的所述第二天线能够有效地检测所述响应信号从而可以从所述响应信号中提取关于所述第二工具的信息的最小值。该最小值使设置有所选频率值的所述第二天线能够有效地检测所述响应信号从而可以从所述响应信号中提取关于所述第二工具的信息。
所述第二控制单元可以被配置为执行以下步骤：在所述第二工具在所述第二区域中的第三时间，通过测试在RFID频率的所述预定范围内的不同值和不同功率值，确定所述第二频率值和所述第二功率值；在所述第一时间之后的第四时间，将所述第二天线设置为具有在所述第三时间确定的所述第二频率值和所述第二功率值，尝试从所述第二无线电信号中提取关于所述第二工具的所述信息，并且仅当尝试失败时重复该确定步骤。
一种滚轮机柜(roller cabinet)可以包括根据本发明的第一方面的用于识别或跟踪工具的装置
本发明的第二个目的是减少在预定区域中检测工具是否存在所需的电力量(amount of power)。
为此，提出了一种根据第二方面的用于识别或跟踪工具的装置。
根据第二方面的装置包括：
第一壁，其界定第一区域，包括RFID标签的第一工具可被放置在其中，
第一天线，其用于每当第一工具在第一区域中时与RFID标签通信，包括发送请求信号到RFID标签和接收由RFID标签响应于请求信号而发射的响应信号，
第一控制单元，其被配置为将第一天线的第一频率和第一功率设置为满足以下标准(criteria)的值：
第一频率在RFID频率的预定范围内被选择，并使响应信号的功率最大化，
第一功率是使设置为所选第一频率的值的第一天线能够有效地检测响应信号以使得可以从响应信号中提取关于第一工具的信息的最小值。该最小值使得所述第一天线设置在有所选第一频率值时能够以功率最小值有效地检测所述响应信号，从而可从中提取关于所述第一工具的信息。
根据第二方面的装置还可以包括单独或组合(当这种组合在技术上可行时)在一起的以下可选特征。
第一控制单元可以被配置为执行以下步骤：
在该第一工具在该第一区域中的第一时间，通过测试在RFID频率的预定范围内的不同值和在功率范围(power range)内的不同值，确定该第一频率值和该第一功率值，
在第一时间之后的第二时间，将所述第一天线设置为具有在所述第一时间确定的所述第一频率值和所述第一功率值，尝试从所述第一无线电信号提取关于所述第一工具的所述信息，并且仅当尝试失败时重复该确定步骤。
另外，在第二时间重复确定步骤时测试的不同频率值的数量可以小于在第一时间时测试的不同频率值的数量，和/或在第二时间重复确定步骤时测试的不同功率值的数量可以小于在第一时间时测试的不同功率值的数量。
根据第二方面的装置还可以包括：
用于将第一天线所获取的模拟信号转换为第一数字信号的第一模数转换器(ADC)，
用于处理数字信号的第一处理单元，
数字链路(digital link)，其用于将数字信号传送到第一处理单元。
第一壁和/或第一模数转换器(ADC)可以相对于第一处理单元移动。
优选地，第一模数转换器(ADC)可以被置于：
相对于所述第一处理单元的第一位置，其中，所述第一模数转换器(ADC)连接到所述数字链路以允许所述数字信号被传送到所述第一处理单元，以及
相对于所述第一处理单元的第二位置，其中，所述第一模数转换器(ADC)从所述数字链路断开以防止将所述数字信号传送到所述第一处理单元。
根据第二方面的装置可以包括第一抽屉，该第一抽屉包括第一壁，第一壁例如是第一抽屉的底壁，第一工具可以搁置在该底壁上。
第一位置可以是第一抽屉的关闭位置，第二位置可以是抽屉的打开位置。
第一模数转换器(ADC)可以被固定到第一抽屉，例如固定到抽屉的背面。
第一壁可以是金属的，并且第一天线可以是在第一壁中切出的缝隙天线。
根据第二方面的装置可以进一步包括
界定第二区域的第二壁，其中，当第一工具放置在第一区域中时，包括RFID标签的第二工具可放置在第二区域中，
第二天线，其用于每当第二工具在第二区域中时与第二工具的RFID标签通信，
第二控制单元，其被配置为将所述第二天线设置为具有满足以下标准的第二频率值和第二功率值：
所述第二频率值在RFID频率的预定范围内被选择，并使所述第二工具的所述RFID标签响应于所述第二天线发射的请求信号而发射的响应信号的功率最大化，
所述第二功率值是使设置为所选频率值的所述第二天线能够有效地检测所述响应信号从而可以从所述响应信号中提取关于所述第二工具的信息的最小值。该最小值使得所述第二天线设置在有所选第二频率值时能够以功率最小值有效地检测所述响应信号，从而可从中提取关于所述第二工具的信息。
第二控制单元可以被配置为执行以下步骤：
在所述第二工具在所述第二区域中的第三时间，通过测试在RFID频率的预定范围内的不同值和不同功率值，确定所述第二频率值和所述第二功率值，
在所述第三时间之后的第四时间，将所述第二天线设置为在所述第三时间确定的所述第二频率值和所述第二功率值，尝试从所述第二无线电信号中提取关于所述第二工具的所述信息，并且仅当尝试失败时重复该确定步骤。
在第四时间重复确定步骤时测试的不同频率值的数量可以小于在第三时间时测试的不同频率值的数量，和/或在第四时间重复确定步骤时测试的不同功率值的数量可以小于在第三时间时测试的不同功率值的数量。
第一控制单元和第二控制单元可以是相同的控制单元。
根据第二方面的装置还可以包括：
第二模数转换器(ADC)，其用以将第二天线所获得的模拟信号转换成第二数字信号，
用于处理第二数字信号的第二处理单元，
第二数字链路，其用于将数字信号传送到第二处理单元。
第二壁和/或第二模数转换器(ADC)可以相对于第二处理单元移动。
优选地，第二模数转换器(ADC)可以被置于：
相对于所述第二处理单元的第三位置，其中，所述第二模数转换器(ADC)连接到所述第二数字链路以允许所述第二数字信号被传送到所述第二处理单元，以及
相对于所述第二处理单元的第四位置，其中，所述第二ADC从所述第二数字链路断开以防止所述第二数字信号传送到所述第二处理单元。
根据第二方面的装置还可以包括第二抽屉，该第二抽屉包括第二壁，其中，第二抽屉与第一抽屉不同，第二壁例如是第二抽屉的底壁，第二工具可以搁置在该底壁上。
第二壁可以是金属的，并且第二天线可以是在第二壁中切出的缝隙天线。
一种滚轮机柜可以包括根据本发明的第二方面的用于识别或跟踪工具的装置。
附图说明
在附图中示出的本发明的示例性实施例的帮助下在下面更详细地解释了本发明的进一步细节、特征和优点，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的识别或跟踪工具的***的示意图。
图2是根据本发明的实施例的图1的***的从模块的示意图。
图3是根据本发明的实施例的图2的从模块(slave module)的透视图。
图4是根据本发明的实施例的图1的***的主模块(master module)4的示意图。
图5是根据本发明实施例的滚轮机柜的侧视图。
图6是根据本发明的实施例的滚轮机柜的壳体的透视图。
图7和8是根据本发明的实施例的滚轮机柜的抽屉的两个不同的透视图。
具体实施方式
1/用于识别或跟踪工具的***
参考图1，用于识别或跟踪配备有RFID标签的工具的***包括用于与RFID标签通信的多个天线1、多个从模块2和主模块4。
每个天线1被配置成与RFID标签通信。每个天线可以向RFID标签发送请求无线电信号，并接收由RFID标签发射的响应无线电信号。
每个从模块2(下文中称为RF头)通过模拟链路(analog link)6(诸如，同轴电缆)至少与天线1连接。从模块可以使用至少一个模拟链路6与单个天线1或与多个天线1连接。
主模块4通过至少一个电力链路(power link)8和至少一个数据链路(data link)10与每个RF头2连接。
每个电力链路8被配置为向RF头2提供电力。
每个数据链路10是数字链路，其被配置为将数字信号从RF头2传送到主模块4，并且将数字信号从主模块4传送到至少一个RF头2。
参考图2，RF头2包括用于与至少一个天线通信的接口12、电源单元14和转换器单元16。
接口12通过模拟链路6至少连接到天线1。
电源14通过电力链路8与主模块4连接。当电源单元14通过电力链路8接收电力时，它向RF头2的所有其它电子组件以及向通过接口12连接到RF头2的每个天线1提供电力。
转换器单元16通过至少一个数据链路与主模块4连接。
转换器单元16包括模数转换器(ADC)。ADC被配置为将由天线获取并由接口接收的模拟信号转换为数字信号，并经由数字链路10将该数字信号发送到主模块4。
转换器单元16还可包括数模转换器(DAC)。DAC被配置成将来自数据链路10的数字信号转换成模拟信号，并且将该模拟信号发送到接口12，使得所述接口12然后可以将该模拟信号发送到天线1。
参照图3，RF头2包括容纳上述所有电子组件12、14、16的外壳18。这些电子组件通常包括在如图3所示的公共电路(common circuit)中。
外壳18可以包括两个部分：基座18a和盖子18b，它们可以彼此固定以封闭外壳18。
外壳18还包括多个端口20，每个端口20被设计成与电力链路8和数据链路10连接。
现在转到图4，主模块4包括电力管理单元22、处理单元24和用于访问(access)工具数据库的装置(means)26、28。
工具数据库不存储在主模块4中，而是存储在滚轮机柜外部的服务器的存储器(memory)中。用于访问工具数据库的装置可以包括用于访问该外部数据库的通信接口，例如，无线通信接口26(Wi-Fi、蓝牙等)和/或有线通信接口28。
替代地，用于访问工具数据库的装置包括包含在主模块4中的存储器，工具数据库存储在该存储器中。该存储器可以是任何类型的：HDD、SSD、闪存等等。
电力管理单元22被配置为通过电力链路8向RF头2供电并且被配置为向主模块4的其他电气组件24、26供电。电力管理单元22可以包括用于供应电力的电池和/或可以通过通用电力链路30与外部电源连接。
处理单元24连接到数据链路。它被配置为处理由数据链路传送的数字信号。
一般而言，该***包括控制单元，该控制单元被配置为为每个天线设置频率和功率。控制单元例如是单独的电力管理单元22，或者是电力管理单元22和处理单元24的组合。控制单元可以将不同的功率/频率分配给不同的天线1。
工具数据库包括多个条目，每个条目包括可能与关于工具的其他信息相关联的工具标识符。
图4中所示的主模块4的所有电子组件通常可以集成在母板类型的公共电路中。
2/包括用于识别或跟踪工具的***的滚轮机柜
参照图5和6，用于存储工具的滚轮机柜32包括上述用于跟踪或识别工具的***。
滚轮机柜32包括壳体34和多个抽屉36。多个抽屉可以包括至少三个抽屉，例如，如图5所示的七个抽屉。
滚轮机柜32还包括安装在壳体34上的轮子38，用于移动滚轮机柜。
如图6所示，壳体34限定滚轮机柜32的内部空腔。
壳体34包括顶壁40、底壁42、后壁44和两个侧壁46、48。
空腔限定在两个侧壁46、48之间，并且限定在顶壁40和底壁42之间。
主模块4被固定到壳体。在图6所示的实施例中，主模块4固定到后壁44的内表面。
电力链路8和数字链路10也固定在后壁44的内表面上。链路8、10彼此平行地延伸，并在由壳体34限定的空腔中垂直地延伸。
抽屉36垂直堆叠在由壳体34限定的空腔中。
每个抽屉36相对于壳体34是可移动的。更准确地说，每个抽屉36被布置在空腔中，并可相对于壳体34在关闭位置和打开位置之间滑动。其中，在关闭位置时，抽屉完全被顶壁40覆盖，并与链路8、10电连接。其中，在打开位置时，抽屉36与后壁44分离，而与链路8、10的电连接亦断开。
如图7和图8所示，抽屉36包括水平延伸的底壁50，以及垂直延伸并与底壁相连的下列壁：前壁52、后壁54和两个侧壁56、58。
抽屉36限定了一个区域，只要抽屉36处于打开位置，工具就可以放置在该区域中。当第一抽屉处于其关闭位置时，放置在其中的任何工具都固定(secure)在滚轮机柜32中。
该区域被限定在前壁52和后壁54之间，并且被限定在两个侧壁56、58之间。壁50、52、54、56、58中的每一个界定该区域。
放置在该区域中的工具搁置在底壁50上。
底壁包括上表面及与上表面相对的下表面。底壁是矩形的。
***的至少一个天线1是在界定工具可放置的区域的金属壁中切出的缝隙天线。
由于许多原因，这种布置是有利的：首先，第一(缝隙)天线和放置在第一抽屉中限定的第一区域中的工具的RFID标签之间的通信是特别有效的；第二，在***中不需要包括昂贵的独立天线。
在图7和图8所示的实施例中，其中至少一个缝隙天线1被切出的金属壁是底壁50。
缝隙天线1包括在金属壁的两个相对的表面(例如，底壁的上表面和下表面)中的至少一个缝隙开口(slot opening)。
天线1的缝隙的尺寸(长度、宽度)限定RFID频率的范围，该RFID频率可由缝隙天线用于与工具的RFID标签进行无线电通信。
可以在金属壁中切出多于一个缝隙天线1。在图7和图8中描绘的实施例中，在抽屉36的底壁50中切出八个缝隙天线1。缝隙可相对于后壁和侧壁对角地延伸。
此外，***的RF头2被固定到抽屉36。
将抽屉36的天线1连接到固定到同一抽屉36的RF头2的模拟链路6在抽屉36的底壁50的下表面上延伸。
同轴电缆(coaxial cable)易于在无线电信号中产生干扰。将RF头2固定到抽屉36是有利的，因为模拟链路可以是短的。因此，由这种模拟链路6产生的潜在干扰是有限的。
更准确地说，RF头2被固定到抽屉36的后壁54，使得RF头2的端口20面对壳体34的后壁44。
当抽屉36处于其关闭位置时，RF头的端口20接触数据/电力链路8、10。换句话说，在关闭位置，可以使用至少一个数字链路10在RF头2和主模块4之间交换数据，并且主模块4可以使用电力链路8向RF头供电。
当抽屉36打开时，端口20与数据/电力链路8、10断开。换句话说，在打开位置，在RF头和主模块4之间不能交换数据，并且主模块4不向RF头供电。
根据图7和图8所示的布置，滚轮机柜32的每个抽屉36包括RF头2和至少一个天线1。例如，图5示出了一个实施例，其中，滚轮机柜32包括七个抽屉26和七个RF头2，每个RF头2都固定到相应的抽屉36。
3/用于识别或跟踪包括RFID标签的工具的方法
假设M为要固定(secure)在滚轮机柜中的预定工具的数量。
每个工具可以是任何类型的：螺丝刀、锤子、钳子等。
每个工具包括RFID标签。RFID标签包括存储关于工具的信息的存储器，这些信息包括工具标识符。RFID标签能够与***的任何天线1通信。RFID标签是无源的(passive)，因为它不包括任何内部电源。
每个工具都应该装配在一个抽屉中，例如，仅装配在一个抽屉中。优选地，滚轮机柜的至少一个抽屉36(或每个抽屉36)容纳工具归整装置(organizer)。每个工具归整装置限定了用于容纳M个工具中的一个工具的至少一个空腔。每个空腔的形状与M个工具中的一个工具的形状互补。
在预备步骤中，M个工具被登记在数据库中。对于每个工具，在数据库中创建工具条目，所述工具条目至少包括：
工具的唯一标识符，
装配该工具的抽屉的唯一标识符，
用来当工具放置在参考抽屉(reference drawer)中时与工具通信的最佳天线1的唯一标识符(稍后将描述如何确定该最佳天线)。应当注意，最佳天线不一定是装配工具的抽屉的一部分；相反，该最佳天线可以是滚轮机柜的另一抽屉的一部分。
预定频率值，和
预定功率值。
每个抽屉36的配置也可以在数据库中登记。例如，为每个抽屉36创建抽屉条目，该抽屉条目包括：抽屉的唯一标识符，以及抽屉中包括的每个天线1的唯一标识符。
按照惯例，数据库的条目内的数据被称为彼此相关联。
为了检查M个工具中的任何一个工具是否存在于滚轮机柜内，***执行以下步骤。
处理单元检测到抽屉已经到达其关闭位置(该抽屉在下文中被称为“参考抽屉”)。例如，该检测包括检测第一时间段，在第一时间段中，没有从参考抽屉36的RF头2接收到信号(这意味着所述RF头2与主模块断开连接)，然后检测第二时间段，在第二时间段中，来自参考抽屉36的RF头2的信号被处理单元接收(这意味着该RF头2刚刚重新连接到主模块)。
在检测到参考抽屉36关闭时，处理单元确定装配在刚刚关闭的参考抽屉中的所有工具。为此，处理单元访问数据库并搜索包含参考抽屉36的唯一标识符的工具条目。
对于装配在参考抽屉中的每个工具，处理单元执行以下子步骤。
处理单元确定用于与该工具通信的天线1。为此，处理单元访问数据库并读取工具条目中的与所述工具相关联的最佳天线1的唯一标识符。
如前所述，该最佳天线1不必是参考抽屉本身的一部分。因此，处理单元然后确定包括与工具相关联的最佳天线1的抽屉36。为此，处理单元分析(parses)在数据库中登记的抽屉条目。
然后，主模块4的控制单元向最佳天线1提供与数据库中的最佳天线1相关联的功率值相对应的电力量。为此，控制单元通过电力链路8向包括最佳天线1的抽屉36的RF头2发送电力。接着，该RF头2向最佳天线1供电。
此外，控制单元将最佳天线1设置成具有在数据库中与最佳天线1相关联的预定频率。
最佳天线1发送请求无线电信号并等待响应信号。
如果最佳天线1应该与之通信的工具实际上存在于参考抽屉36中，则所述工具的RFID标签接收请求信号并响应于该请求信号发射响应无线电信号，所述响应信号携带关于工具的信息，该信息包括工具的唯一标识符。然后，最佳天线1接收该响应信号，将其转换为模拟信号，并通过模拟链路6将该模拟信号传送到RF头2。RF头2中包含的ADC将该模拟信号转换为数字信号，然后通过数字链路将该数字信号传送到主模块。处理单元从该数字信号中提取工具的唯一标识符。然后，处理单元访问数据库，并将所提取的唯一标识符与数据库中的与最佳天线相关联的工具标识符进行比较。如果两个工具标识符匹配，则处理单元24生成指示工具存在于滚轮机柜32中，或更具体地存在于参考抽屉36中的讯息。
如果最佳天线1没有接收到任何响应信号和/或如果由处理单元比较的工具标识符不匹配，则处理单元24生成指示工具不在滚轮机柜32中，或更具体地不在参考抽屉36中的讯息。
由处理单元生成的任何讯息可以被发送到包括显示屏的用户终端，使得所述讯息被显示在显示屏上。
对于装配在参考抽屉36中的每个工具重复上述步骤。
4/自适应(adaptive)频率和功率
基本上，***的任何天线1可以使用不同的频率值和不同的功率值与放置在抽屉36中的工具的RFID标签通信。任何工具的RFID标签是无源元件。由RFID标签发射的响应信号的功率取决于天线发送请求信号所使用的功率。
如果天线1已经被设置成具有非常低的功率和/或不适当的频率，则可能无法从该天线所获取的响应信号中正确地提取信息。
此外，将***的天线设置为具有非常高的功率是耗能的。
还应当注意，天线1可以用于与RFID标签通信的所有RFID频率并不是同样有效。实际上，天线1允许适当提取响应信号所携带的信息所需的功率取决于所述天线1发送请求信号所使用的频率。
另外，被配置成使用相同功率和相同频率的多个天线1对于与放置在抽屉36中的工具通信来说不是同样有效的，因为天线具有不同的位置。非常靠近工具的天线1往往要比远离所述工具的另一个天线更有效地通信。
如上所述，当关闭参考抽屉时，***试图通过相关的最佳天线1和存储在数据库中的相关的功率/频率值与装配在参考抽屉中的每个工具通信。这些最佳天线1和它们使用的功率/频率参数在包括以下子步骤的初步校准步骤中被确定。
M个工具都被放置在它们各自的基准参考抽屉36中，并且所有的抽屉36都被关闭。
该***确定***的第i个天线与固定在滚轮机柜32中的第j个工具通信所使用的频率值Fij和第一功率值Pij，其中，频率值Fij和功率值Pij满足以下标准：
频率值Fij在天线可以使用的RFID频率的预定范围内被选择，并且F最大化由工具的RFID标签响应于由天线发射的请求无线电信号而发射的响应信号的功率。
功率值Pij是使配置有所选频率值的天线能够有效地检测响应信号从而可以从响应信号中提取关于工具的信息的最小值。
控制单元测试不同的频率值和不同的功率值以确定Fij、Pij。
控制单元可以例如将第i个天线设置有RFID频率范围的最低频率和非常低的功率。此时，由于所设置的功率太低，因此不能从由第i个天线获取的然后由处理单元处理的响应信号中提取信息。控制单元逐渐增加第i个天线使用的功率值。在某一点上，在第i个天线中设置的功率变得足够高，以允许从由第i个天线获取的响应信号中提取数据。替代地，控制单元可以将第i个天线设置为高功率，然后逐渐降低第i个天线使用的功率值。在某一点上，在第i个天线中设置的功率变得太小，以至于不能从由第i个天线获取的响应信号中正确地提取信息。
允许这种提取的最小功率与频率相关联地存储在存储器中。控制单元对包括在RFID频率范围内的频率值重复上述步骤。结果，尽管在存储器中存储了许多个的最小功率，每个最小功率与频率相关联。控制单元选择到目前为止存储在存储器中的最小功率值中的最小值作为功率Pij，并选择与所述最小值相关联的频率作为频率Fij。
对每个天线(对从1到N中的i)和对每个工具(对从1到M中的j)重复确定步骤。换句话说，确定步骤被执行NM次。
在这个阶段，每个工具j与N对参数(Pij，Fij)相关联，每对参数与天线i相关联。在这些对中，存在包括最小功率的对；与该最小功率相关联的天线被***选择为最佳天线。所选最佳天线的唯一标识符以及为该最佳天线确定的Pij值和Fij值被写入第j个工具的工具条目中。
校准步骤例如可以在一段时间内仅执行一次，例如一天一次或一周一次。
一旦校准步骤完成，每当抽屉36关闭时，执行在部分3/中描述的方法，以检查工具是否存在于滚轮机柜中。
如果***断定给定工具存在于刚刚关闭的抽屉中，则不执行校准步骤。这是有利的，因为校准(calibration)是耗时的。
由于工具的局部环境，***有时可能不能正确地检测放回其参考抽屉中的工具。例如，由于在执行校准步骤时在参考抽屉中不存在而现在在参考抽屉中存在的一些障碍物(如另一工具)，最佳天线1可能无法接收由工具发送的响应信号。
为了避免这种误检测，如果***断定给定工具不存在于其参考抽屉中，则***有利地尝试更新最佳频率以及存储在数据库中的与该工具相关联和与对应的最佳天线相关联的最佳频率。在该更新期间，***测试不同的频率值和/或功率值，如在校准步骤期间一样。然而，在更新步骤期间测试的频率的数量和/或测试的功率值的数量优选地小于在校准步骤期间的数量，以使得该更新短于校准步骤。

Claims (19)

1.一种用于识别或跟踪工具的装置，所述装置包括：
第一金属壁(50)，其界定第一区域，在所述第一区域中能够放置包括RFID标签的第一工具，
第一天线(1)，其用以每当所述第一工具在所述第一区域中时与所述RFID标签通信，
其特征在于，所述第一天线(1)是在所述第一金属壁(50)中切出的缝隙天线。
2.根据前一权利要求所述的装置，还包括
第一模数转换器(16)，其用以将由所述第一天线获取的模拟信号转换成第一数字信号，
第一处理单元(14)，其用于处理所述数字信号，
数字链路(10)，其用以将所述数字信号传送至所述第一处理单元(14)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一金属壁(50)和/或所述第一模数转换器相对于所述第一处理单元(14)是可移动的。
4.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述第一模数转换器可以被置于：
相对于所述第一处理单元的第一位置，其中，所述第一模数转换器(16)连接到所述数字链路(10)以允许所述数字信号被传送到所述第一处理单元(14)，以及
相对于所述第一处理单元(14)的第二位置，其中，所述第一模数转换器(16)从所述数字链路(10)断开以防止所述数字信号传送到所述第一处理单元(14)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括：第一抽屉(36)，所述第一抽屉包括所述第一金属壁(50)，所述第一金属壁(50)例如是所述第一抽屉(36)的底壁，所述第一工具能够搁置在所述底壁上。
6.根据结合权利要求4的前一权利要求所述的装置，其中，所述第一位置是所述第一抽屉(36)的关闭位置，并且其中，所述第二位置是所述抽屉(36)的打开位置。
7.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述第一模数转换器被固定到所述第一抽屉(36)，例如被固定到所述抽屉(36)的背部(54)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括第一控制单元(22、24)，所述第一控制单元被配置为将所述第一天线(1)设置为具有满足以下准则的第一频率值和第一功率值：
所述第一频率值在RFID频率的预定范围内被选择，并使所述RFID标签响应于由所述第一天线(1)发射的请求信号而发射的响应信号的功率最大化，
所述第一功率值是所述第一天线(1)设置在所选的频率值时能够有效地检测所述响应信号，从而可从中提取关于所述第一工具的信息的功率最小值。
9.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述第一控制单元(22、24)被配置为执行以下步骤：
在所述第一工具在所述第一区域中的第一时间，通过测试在RFID频率的所述预定范围内的不同值和在功率范围内的不同值，确定所述第一频率值及所述第一功率值，
在所述第一时间之后的第二时间，将所述第一天线设置为具有在所述第一时间确定的所述第一频率值和所述第一功率值，尝试从所述第一响应信号提取关于所述第一工具的所述信息，并且仅当尝试失败时重复该确定步骤。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括：
第二金属壁，其界定第二区域，当所述第一工具放置在所述第一区域中时，包括RFID标签的第二工具能够放置在第二区域中，
第二天线，其用于每当第二工具在所述第二区域中时与所述RFID标签通信，其中，所述第二天线是在所述第二金属壁中切出的缝隙天线。
11.根据前一权利要求所述的装置，还包括：
第二模数转换器(16)，其用以将由所述第二天线获取的模拟信号转换成第二数字信号，
第二处理单元，其用于处理所述第二数字信号，
第二数字链路，其用于将所述第二数字信号传送到所述第二处理单元。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的装置，其中所述第二壁和/或所述第二模数转换器相对于所述第二处理单元是可移动的。
13.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述第二模数转换器可以被置于：
相对于所述第二处理单元的第三位置，其中，所述第二模数转换器(16)连接到所述第二数字链路以允许所述第二数字信号被传送到所述第二处理单元，以及
相对于所述第二处理单元的第四位置，其中，所述第二模数转换器从所述第二数字链路断开以防止所述第二数字信号传送到所述第二处理单元。
14.根据结合权利要求4的权利要求10至13中任一项所述的装置，还包括不同于所述第一抽屉的第二抽屉，其中，所述第二抽屉包括所述第二金属壁，所述第二金属壁例如是所述第二抽屉的底壁，所述第二工具能够搁置在所述底壁上。
15.根据结合权利要求13的前一权利要求所述的装置，其中，所述第三位置是所述第二抽屉的关闭位置，且其中，所述第四位置是所述第二抽屉的打开位置。
16.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述第一模数转换器被固定到所述第一抽屉，例如被固定到所述抽屉的背部。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的装置，还包括第二控制单元，所述第二控制单元被配置为将所述第二天线设置为具有满足以下准则的第二频率值和第二功率值：
所述第二频率值在RFID频率的预定范围内被选择，并使所述第二工具的所述RFID标签响应于所述第二天线发射的请求信号而发射的响应信号的功率最大化，
所述第二功率值是所述第二天线设置在所选的频率值时能够有效地检测所述响应信号从而可以从所述响应信号中提取关于所述第二工具的信息最小值。
18.根据前一权利要求所述的装置，其中，所述第二控制单元被配置为执行以下步骤：
在所述第二工具在所述第二区域中的第三时间，通过测试在RFID频率的所述预定范围内的不同值和不同功率值，确定所述第二频率值和所述第二功率值，
在所述第一时间之后的第四时间，将所述第二天线设置为具有在所述第三时间确定的所述第二频率值和所述第二功率值，尝试从所述第二无线电信号中提取关于所述第二工具的所述信息，并且仅当尝试失败时重复该确定步骤。
19.一种滚轮机柜，其包括根据前述权利要求中任一项所述的用于识别或跟踪工具的装置。
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