DE102006057643A1 - Verfahren und System zur Überwachung eines Behälters - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Behälters (10). Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass Messdaten des Objekts durch einen Sensor erfasst werden, dass die erfassten Messwerte an einen Transponder übermittelt werden und dass der Transponder in Abhängigkeit von den Messdaten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit übermittelt. Die Erfindung betrifft ferner ein zur Duchführung des Verfahrens geeignetes Logistiksystem.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Behälters zur Aufnahme von Objekten.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Logistiksystem und ein Computerprogrammprodukt.
  • Im Bereich der Beförderung von Objekten innerhalb von Logistiksystemen besteht der Bedarf, die Objekte vor äußeren Einflüssen zu schützen.
  • Bei den Objekten kann es sich um Gegenstände unterschiedlicher Eigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Größe und Empfindlichkeit handeln. Insbesondere handelt es sich um Objekte, die in einen Behälter eingebracht werden können.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Maßnahmen zum Schutz des Inhaltes vor Beeinträchtigungen bekannt.
  • Das Erfordernis einer ausreichenden Sicherung der Transportbehälter und damit der darin befindlichen Objekte gegen Beschädigungen, Diebstahl oder sonstige unerwünschte Einflüsse ist bekannt. Um dazu keine aufwändig gesicherten und schweren Behälter einsetzen zu müssen, wird üblicherweise eine Überwachung der Behälter auf dem Transportweg realisiert.
  • Beschädigungen der transportierten Objekte können beispielsweise auftreten, wenn Objekte nicht bei bestimmten Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftzusammensetzung oder Luftfeuchtigkeit transportiert werden, so dass insbesondere Lebensmittel oder Medikamente nicht unter den geforderten optimalen Bedingungen befördert werden. Für den Betreiber eines Transport- und Logistiksystems ist es daher von Vorteil, wenn die Umgebungsbedingungen derartiger Objekte in einem Behälter überwacht und protokolliert werden können. Die Überwachung ermöglicht gegebenenfalls die direkte Beeinflussung der Bedingungen der Transportbehälter.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren bereitzustellen, welches gegenüber bekannten Verfahren eine verbesserte Überwachung des Transports von Objekten ermöglicht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein hierzu geeignetes Logistiksystem bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Logistiksystem nach Anspruch 27 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 26.
  • Die Erfindung sieht vor, ein Verfahren so durchzuführen bzw. ein Logistiksystem so auszustatten, dass Messdaten des Objekts durch einen Sensor erfasst werden, dass die erfassten Messwerte an einen Transponder übermittelt werden und dass der Transponder in Abhängigkeit von den Messdaten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit übermittelt.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen Behälter zur Aufnahme von Objekten, ein Transportmittel zur Beförderung der Behälter, einen Netzwerkknoten zu einem Einsatz in dem Logistiksystem und ein Computerprogrammprodukt.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Leseeinheit oder eine mit ihr verbundene Datenverarbeitungseinheit die Zustandsinformationen auswertet.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass die Zustandsinformationen gespeichert werden.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Zustandsinformationen in einem in dem Behälter angebrachten Speichermedium gespeichert werden.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass die Zustandsinformationen in der Leseeinheit und/oder der mit der Leseeinheit verbundenen Datenverarbeitungseinheit gespeichert werden.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Zustandsinformationen nur in der Leseeinheit und/oder der mit der Leseeinheit verbundenen Datenverarbeitungseinheit zu speichern. Dies hat den Vorteil, dass Spei cherplatz in den Behältern gespart wird, so dass diese sich einfacher herstellen lassen.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Datenverarbeitungseinheit eine Auswertung der Zustandsinformationen vornimmt.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Handhabungsvorgang des Behälters in Abhängigkeit von der Auswertung erfolgt.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass der logistische Handhabungsvorgang eine Ausschleusung des Behälters aus einem Transportprozess beinhaltet.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass der Handhabungsvorgang eine Ausschleusung des Behälters aus einem Transportprozess beinhaltet.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass der Handhabungsvorgang eine Wahl eines anderen Beförderungsweges beinhaltet.
  • Es ist zweckmäßig, dass die Wahl eines anderen Transportmittels beispielsweise dann erfolgt, wenn eine Gefahr besteht, dass die Objekte bei einer Beibehaltung eines ursprünglich vorgesehenen Beförderungsweges einer Belastung ausgesetzt werden, die höher ist als eine zulässige Belastung der Objekte.
  • Ein Beispiel für eine zu vermeidende Belastung der Objekte ist eine unerwünscht hohe Temperatur- und/oder eine Strahlenbelastung.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass eine Position des Transponders ermittelt wird.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Position des Behälters gespeichert wird.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass die Position in der Datenverarbeitungseinheit gespeichert wird.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Position des Behälters bestimmt und dass die Position des Behälters den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen zugeordnet wird.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass dem Transponder Energie zugeführt wird.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Energie durch die Leseeinheit zugeführt wird.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass eine Weiterleitung der Energie von dem Transponder zu dem Sensor erfolgt.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass eine Signalleitung zwischen dem Sensor und dem Transponder durch ein Verbindungselement erfolgt.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass das Verbindungselement wenigstens einen Draht beinhaltet.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass das Verbindungselement wenigstens einen Lichtleiter beinhaltet.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Sensor näher an dem Objekt befindet als der Transponder.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor; dass der Sensor und der Transponder durch eine Zwischenschicht voneinander getrennt sind.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass die Zwischenschicht thermisch isolierend wirkt.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Zwischenschicht schockabsorbierend wirkt.
  • Eine Fortbildung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Transportmittels, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts zeichnet sich dadurch aus, dass die Zwischenschicht elektromagnetische Strahlung absorbiert.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die Zwischenschicht elektromagnetische Strahlung reflektiert.
  • Für einen erfindungsgemäßen Einsatz eignen sich vielfältige Arten von Transpondern. Besonders bevorzugt sind Transponder, die als Sende- und/oder Empfangsgeräte dienen. Insbesondere handelt es sich hierbei um Empfangsgeräte, die nach Empfang eines fremden Signals geeignet sind, ein eigenes Signal abzugeben.
  • Der englische Begriff "Transponder" ist eine Abkürzung aus Transmitter (Sender) und Responder [(Signal)-beantworter].
  • Besonders bevorzugt ist ein Einsatz von Transpondern, die mit wenigstens einer Identifikationsangabe versehen sind. Derartige Transponder werden nachfolgend auch als RFID-Tags bezeichnet.
  • Es ist zweckmäßig, eine visuell erfassbare Kennzeichnung von Gegenständen in Transport- oder Logistiksystemen durch RFID-Technologien mit elektronisch mehrfach beschreibbaren und auslesbaren Transpondern zu ersetzen oder zu ergänzen. Derartige Systeme haben den Vorteil, dass in einem Transponder eine Vielzahl von Informationen elektronisch ein- und ausgelesen werden kann, wodurch automatische Transport-, Sortier-, Nachverfolgungs- oder Verteilvorgänge gesteuert werden können, ohne dass die visuelle Anzeige von Informationen erforderlich ist.
  • Ein Transponder mit Identifikationsangaben (RFID-Tags) wird vorzugsweise als ein RFID-Tag ausgeführt. Ein RFID-Tag besteht aus einem Mikrochip und einer Antenne. Auf dem Chip ist ein Code gespeichert, der verarbeitungsrelevante Informationen enthält. Insbesondere handelt es sich bei den Informationen über IdentifikationsID-Angaben.
  • Transponder sind so ausgestattet, dass sie auf ein auslösendes (Radio-) Signal eines Lesegerätes selbst Signale senden und/oder empfangen. Aktive Transponder enthalten eine Energieversorgung für ihren Betrieb. Passive Transponder erhalten hingegen Energie durch die von dem Lesegerät ausgesendeten Signale.
  • Die Erfindung beinhaltet ein neuartiges Logistiksystem, das einen Transport von Objekten an vorgesehene Empfänger automatisiert und erheblich vereinfacht.
  • Erfindungsgemäß wird ein Logistiksystem bereitgestellt, dass sich durch eine besonders hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit auszeichnet.
  • Der Begriff "Logistiksystem" betrifft hierbei jedes System, das dazu geeignet ist, Objekte zu lagern, zu sortieren und/oder zu transportieren.
  • Die technische Realisierung der Erfindung beinhaltet vorzugsweise eine Datenbank, in der Informationen zu der auszuliefernden Ware und über wenigstens eine für eine Objektauslieferung vorgesehene Ausgabestelle enthalten sind.
  • Es ist besonders vorteilhaft, dass in der Datenbank Informationen über mehrere für die Objektauslieferung vorgesehene Ausgabestellen enthalten sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Behälters zur Aufnahme von Objekten sieht vor, dass ein Sensor im Innenraum zur Feststellung von Zustandsveränderungen der physikalischen Beschaffenheit des Behälterinhalts dient.
  • Anschließend erfolgt eine Übermittlung der Messdaten an den Transponder.
  • Der Transponder übermittelt in Abhängigkeit von den Messdaten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit.
  • In einer ersten Ausführungsform werden die Messdaten selber als Zustandsinformationen an die Leseeinheit übermittelt.
  • In einer anderen, gleichfalls vorteilhaften Ausführungsform werden aus den Messdaten ermittelte kritische Größen – beispielsweise Temperaturüberschreitungen – übermittelt.
  • Eine Übermittlung von ausgewählten, komprimierten und/oder reduzierten Werten hat den Vorteil, dass Speicher- und Übertragungskapazitäten effektiver genutzt werden.
  • Bei einem Einsatz von Transpondern als Mittel zur Weiterleitung der Messwerte kommt eine Vielzahl von Lesegeräten in Betracht.
  • Es werden jeweils auf die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung der Transponder abgestimmte Antennen eingesetzt.
  • Die Möglichkeit, mehrere Transponder kurz hintereinander auszulesen, ergibt entsprechende Anforderungen an die jeweils einzusetzende Leseeinheit.
  • Es ist besonders vorteilhaft, die Leseeinheit mit der aus dem Stand der Technik bekannten BRM-Funktion auszustatten.
  • Die BRM-Funktion (Buffered Read Mode = Datenfilterung und -speicherung) stellt sicher, dass die Daten bereits ausgelesener Transponder im Leser zwischengespeichert und nur einmal ausgelesen werden. Dieser Vorteil kommt bei Anwendungen mit Pulkerkennung (Antikollision) zum Tragen, da immer nur "neue" Transponder ausgelesen werden. So steigt die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten.
  • Die auf diese Weise erfassten Informationen werden anschließend weiter verarbeitet.
  • Zur Übermittlung an die Leseeinheit sind verschiedene Übermittlungsarten einsetzbar.
  • Die Leseeinheit ist in einem Transportmittel für den Behälter, in einem Lager oder einem Bearbeitungszentrum für den Behälter angeordnet.
  • Eine Datenverarbeitungseinheit, die vorzugsweise mit der Leseeinheit verbindbar ist, erhält diese Zustandsinformationen von der Leseeinheit.
  • Eine Weiterentwicklung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass durch ein Ortungsmittel in Verbindung mit dem Behälter die Position des Behälters bestimmt wird und die Position des Behälters den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen zugeordnet wird. Dabei kann die Position des Behälters durch ein Ortungsmittel direkt an dem Behälter oder an einem Transportmittel bestimmt werden, mit welchem der Behälter transportiert wird. Befindet sich das Ortungsmittel an einem zugehörigen Transportmittel, steht es vorzugsweise in Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit des Behälters.
  • Die Position des Behälters kann beispielsweise durch ein Ortungsmittel in Form eines GSM-Moduls, eines GPS-Moduls und/oder eines Peilsenders bestimmt werden. Die verschiedenen Ortungsmittel können dabei in Abhängigkeit von einer geforderten Genauigkeit der Positionsbestimmung eingesetzt werden, wobei sie wahlweise senkrecht oder parallel eingesetzt werden können.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die von den Sensoren erhaltenen Zustandsinformationen mit Sollwerten verglichen werden, wobei eine Abweichung von einem Sollwert als Alarm gewertet wird. Der Vergleich der Zustandsinformationen erfolgt vorzugsweise durch einen Vergleich der gemessenen elektrischen Eigenschaften der leitfähigen Schichten mit einem Sollwert der elektrischen Eigenschaften. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Abweichung der von dem Sensor erfassten physikalischen Beschaffenheit des Behältermaterials von einem Sollwert nicht als Alarm gewertet wird, falls der Abweichung eine Position des Behälters zugeordnet ist, welche als Position zum erlaubten Öffnen eines Behälters in der Datenverarbeitungseinheit hinterlegt ist.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die vom Sensor erhaltenen Zustandsinformationen einem Kommunikationsmodul an dem Behälter übermittelt, und das Kommunikationsmodul übermittelt die Zustandsinformationen einem Nachrichtenempfangsgerät.
  • Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, wenigstens einen Transponder als Kommunikationsmodul einzusetzen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht Sensor-Transponder-Einheiten vor, bei denen ein Sensor mit einem Transponder, insbesondere einem RFID-Tag, verbunden ist.
  • Als Mittel für die Verbindung sieht eine Ausführungsform der Erfindung zwei Kabel zur seriellen Verbindung zwischen dem RFID-Tag und dem Sensor vor.
  • Ferner sind auch folgende Verbindungen möglich sind:
    • • Ein Sensor mit mehreren RFID-Tags;
    • • mehrere Sensoren mit einem RFID-Tag und
    • • mehrere Sensoren mit mehreren RFID-Tags.
  • Die Verknüpfung zwischen Sensoren und RFID-Tags wird auch als "Vermaschung" bezeichnet, um auf die maschenartige Struktur der Verknüpfung hinzuweisen.
  • Die Übermittlung der Zustandsinformationen von dem Kommunikationsmodul an das Nachrichtenempfangsgerät kann auf dem Transportweg oder nach der Ankunft des Behälters am Zielort stattfinden. Vorzugsweise findet die Übermittlung der Zustandsinformationen auf dem Transportweg nur statt, falls ein Vergleich innerhalb der Datenverarbeitungseinheit ergibt, dass eine Abweichung der von den Sensoren erfassten Zustandsinformationen von Sollwerten als Alarm gewertet wird.
  • Die Bestimmung der Position des Behälters und die Zuordnung der Position zu den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen erfolgt vorzugsweise in der Datenverarbeitungseinheit des Behälters, sie kann jedoch auch in dem Nachrichtenempfangsgerät bzw. in der Überwachungszentrale durchgeführt werden.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Behälter mit einem Atmosphärenmessgerät versehen, welches die Atmosphäre im Innenraum des Behälters erfasst, und die Messwerte des Atmosphärenmessgerätes werden der Datenverarbeitungseinheit des Behälters übermittelt. Bei dem Atmosphärenmessgerät kann es sich beispielsweise um einen Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor handeln, dessen Messwerte an die Datenverarbeitungseinheit des Behälters übermittelt werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der Behälter mit einem Objekterfassungsmittel zur Registrierung der Objekte in dem Behälter versehen wird und Daten über die erfassten Objekte an die Datenverarbeitungseinheit übermittelt werden. Als Objekterfassungsmittel kann beispielsweise eine Antenne vorgesehen sein, welche umlaufend um den Öffnungsrand des Behälters angebracht ist. Die Objekte werden über das Auslesen von an den Objekten befindlichen RFID-Tags registriert, wenn die RFID-Tags beim Einbringen des Objekts in den Behälter an der Antenne vorbeibewegt werden. Der Behälter kann ferner mit einem Pulkerfassungsgerät versehen sein, welches die Objekte erfasst, wenn alle Objekte in den Behälter eingebracht sind.
  • Bei der Objekterfassung wird wenigstens die Anzahl der in den Behältern eingebrachten Objekte in der Datenverarbeitungseinheit registriert. Dabei reduziert ein aus dem Behälter entnommenes Objekt die Anzahl der in der Datenverarbeitungseinheit erfassten Objekte, wobei der Vorgang der Entnahme eines Objektes aus dem Behälter dadurch registriert wird, dass die Anzahl der Vorgänge, bei denen der zu dem Gegenstand gehörende eindeutig identifizierbare RFID-Tag erfasst wird.
  • Neben der Anzahl der in den Behälter eingebrachten Objekte werden vorzugsweise weitere Daten der Objekte erfasst. Die Anzahl und/oder weitere Daten der registrierten Objekte werden in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung von der Datenverarbeitungseinheit an das Kommunikationsmodul übermittelt, welches die Informationen an ein Nachrichtenempfangsgerät übersendet. Das Nachrichtenempfangs gerät kann sich beispielsweise im Bereich des Empfängers der Objekte oder im Bereich einer Überwachungszentrale befinden.
  • Über eine Schnittstelle können diese Informationen ausgelesen und weiterverarbeitet werden.
  • Eine Weiterentwicklung der Erfindung umfasst neben einem Verfahren zur Überwachung eines Behälters auch einen Behälter mit Mitteln zur erfindungsgemäßen Überwachung.
  • Die Mittel zur Überwachung sind insbesondere Sensoren, die geeignet sind, wenigstens eine im Innenraum des Behälters wirkende Zustandsgröße zu erfassen.
  • Der Behälter umfasst in einer Ausführungsform ferner eine Datenverarbeitungseinheit und Ortungsmittel zur Bestimmung der Position des Behälters in Verbindung mit dem Behälter.
  • Es ist jedoch besonders bevorzugt, Behälter einzusetzen, die so ausgestattet sind, dass sie mit einer Datenverarbeitungseinheit zusammenwirken, die sich außerhalb des Behälters befindet.
  • Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenigstens einen Transponder so als Kommunikationsmittel auszustatten, dass er von wenigstens einem Sensor aufgenommene Messwerte und/oder aus den Messwerten gewonnene Zustandinformationen an eine Datenverarbeitungsanlage übermittelt.
  • Eine derartige Ausführungsform hat den Vorteil, dass Rechenvorgänge wenigstens teilweise außerhalb der Behälter erfolgen. Hierdurch ist es möglich, innerhalb der Behälter keine oder nur geringe Speichermittel einzusetzen. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Speichermittel so zu dimensionieren, dass sie Identifikationsangaben und/oder Angaben über das Vorhandensein eines auswertungsbedürftigen Ereignisses speichern.
  • Einzelheiten zu dem auswertungsbedürftigen Ereignis werden in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung außerhalb der Behälter gespeichert und/oder bearbeitet.
  • Dies hat zusätzlich zu der Reduzierung des erforderlichen Speichers in den Behältern den weiteren Vorteil, dass anschließende Bearbeitungsvorgänge der Sendung vereinfacht werden.
  • So ist es beispielsweise möglich, Behälter, deren Inhalt einer zu großen Belastung unterworfen wurden, aus einem Transportvorgang auszuschleusen.
  • Von noch größerer Bedeutung ist der Ersatz von beschädigten Objekten durch neuwertige Objekte.
  • Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sich um Objekte handelt, deren Einsatz an einem Einsatzort von besonderer Wichtigkeit ist. Dies gilt insbesondere für Medikamente und medizinische Hilfsmittel.
  • Vorzugsweise weist der Behälter ein Kommunikationsmodul in Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit und ein Atmosphärenmessgerät wie einen Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor auf. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Behälter ferner eine Schutzumhüllung auf. Vorteilhaft ist ferner die Ausführung des Behälters mit einem Objekterfassungsmittel zur Registrierung wenigstens der Anzahl der in den Behälter eingebrachten Gegenstände.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass der Zustand eines Behälters beim Transport von Objekten umfassend überwacht werden kann. Techniken zur Messung und Überwachung der physikalischen Beschaffenheit eines Behältermaterials und/oder der Umgebungsbedingungen können zusammen mit einem Ortungsmittel dazu genutzt werden, einem an dem Behälter eingetretenen Ereignis oder einem Zustand eine Position des Behälters zuzuordnen. Dies ermöglicht die genaue Festlegung des Ortes und damit beispielsweise eines Zuständigkeitsbereiches, in welchem ein Ereignis eingetreten ist.
  • Werden mehrere Ortungsmittel mit unterschiedlicher Präzision verwendet, können diese in Abhängigkeit von dem erforderlichen Genauigkeitsbereich eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung eines Kommunikationsmoduls, welches erfasste Daten kontinuierlich oder bei einem Alarm an eine Überwachungskomponente versenden kann.
  • Um bereits bei der Befüllung eines Behälters mit einer Überwachung zu beginnen, ist der Einsatz eines Objekterfassungsmittels vorteilhaft, welches die Registrierung aller Gegenstände in dem Behälter ermöglicht. Diese Informationen kann wiederum eine Position des jeweiligen Behälters zugeordnet und das Kommunikationsmodul dazu genutzt werden, die Daten an verschiedene Nachrichtenempfangsgeräte zu versenden. So kann protokolliert werden, dass die für einen Transport vorgesehenen Objekte in den Behälter eingebracht wurden und ein eventueller Diebstahl erst auf dem Transportweg eintreten kann.
  • Dies ist insbesondere für den Transporteur eines Behälters mit Objekten von Vorteil, da zusammen mit den Zustandssensoren und dem Ortungsmittel jegliches unerwünschte Ereignis an dem Behälter nachverfolgt werden kann, ohne dass Unklarheiten über den Inhalt des Behälters vor dem Transport zu berücksichtigen sind.
  • Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
  • Von den Abbildungen zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Behälters;
  • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Behälters mit Schutzumhüllung;
  • 3 ein Ausführungsbeispiel eines Behälters mit Mitteln zur Registrierung der Objekte,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Transportvorgangs des Behälters einschließlich eines Temperaturprofils;
  • 5 eine Integration des in 4 dargestellten Transportvorgang in ein Überwachungssystem (Shipmint Control & Management – SCM);
  • 6 eine manuelle Erfassung von Daten eines Transponders 600, der sich auf einem Behälter 601 befindet, durch ein Lesegerät 602;
  • 7a eine Ausführungsform eines Behälters, bei dem ein Sensor 701 als Sensorfläche ausgebildet ist und sich zwischen Objekten 702, 703, 704 und 705 in einem Innenraum eines Behälters 706 befindet;
  • 7b eine Ausführungsform eines Behälter, bei dem ein Sensorstreifen 801 zwischen Objekten 802, 803, 804, 805, 806, 807, in einen Innenraum eines Behälters 808 befindet;
  • 8a eine Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind;
  • 8b eine Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind;
  • 9 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Transportbehälter mit mehreren Sensoren und Transpondern;
  • 10 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters;
  • 11 einen erfindungsgemäßen Behälter, bei dem sich ein Sensor im Bereich der Objekte befindet und mit einem außerhalb des Innenraums des Behälters angeordneten Transponder verbunden ist und
  • 12 nebeneinander angeordnete Streifen zur Verdeutlichung zweckmäßiger Längenunterschiede zwischen verschiedenen Sensor-Transponder-Kombinationen.
  • Die Erfindung beinhaltet vielfältige Kombinationen von Sensoren und Transpondern.
  • So ist es beispielsweise möglich, mehrere gleichartige Sensoren für eine zwei- oder dreidimensionale Aufnahme einer Messgröße einzusetzen, beispielsweise zu einem Temperaturbild.
  • Ferner ist es bevorzugt, mehrere verschiedenartige Sensoren einzusetzen, um hierdurch unterschiedliche Messgrößen – beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Strahlungsbelastung – zu erfassen.
  • Außerdem ist es zweckmäßig, unterschiedliche Transponder einzusetzen. Dies ermöglicht einen Betrieb mit unterschiedlichen Operationsbedingungen, insbesondere unterschiedliche Operationsfrequenzen, beispielsweise UHF, HF.
  • Ferner ist es vorteilhaft, mehrere gleichartige Transponder vorzusehen, um die Lesequalität und -rate zu erhöhen. Derartige Anwendungen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Lesen der Daten besonders schnell und/oder zuverlässig erfolgen soll.
  • Hierfür ist es vorteilhaft, die Transponder in einer geeigneten Geometrie anzuordnen, beispielsweise in Form eines Netzes, eines Ringes oder einer Matte.
  • Ebenso sind umfasst:
    • • Mehrerer gleichartiger Sensoren mit einem Transponder;
    • • mehrere verschiedenartige Sensoren mit einem Transponder;
    • • mehrere gleichartige Transponder mit mehreren gleichartigen Sensoren;
    • • mehrere gleichartige Transponder mit mehreren unterschiedlichen Sensoren;
    • • mehrere unterschiedliche Transponder mit mehreren unterschiedliche Sensoren;
    • • mehrere unterschiedliche Transponder mit mehreren gleichartigen Sensoren.
  • Bei dem in 1 schematisch dargestellten Behälter 10 zur Aufnahme und zum Transport von Objekten kann es sich beispielsweise um einen quaderförmigen Behälter mit einer Bodenfläche, vier Seitenwänden und einer Deckelanordnung handeln. Der Behälter kann aus unterschiedlichen Materialien wie Karton, Holz, Kunststoff, Metall oder Kombinationen davon gefertigt sein. Wird ein weiches Material wie Karton verwendet, kann es zweckmäßig sein, die Kartonage mit einer Schutzumhüllung 100 zu versehen, welche den Behälter vollständig umschließt. Diese Schutzumhüllung kann beispielsweise ebenfalls aus Kunststoff, Holz oder Metall bestehen.
  • Ein derartiger Behälter mit einer Schutzumhüllung ist beispielhaft in 2 dargestellt. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Schutzum hüllung 100 einen Palettenboden 110 aus Holz und Seitenwände und einen Deckel aus Hartplastik. Der Boden 110 ist wie übliche Paletten ausgebildet und fest oder lösbar mit den Seitenwänden aus Hartplastik verbunden. Die Schutzumhüllung 100 kann fest mit dem Grundbehälter 10 verbunden sein, wobei es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen hat, sie von diesem trennbar auszuführen. Dadurch ist es möglich, den Grundbehälter auf Teilstrecken eines Transportes geschützt durch die Hülle zu transportieren, während der Behälter auf anderen Transportstrecken, bei denen kein zusätzlicher Schutz erforderlich ist, ohne Schutzhülle befördert oder gelagert werden kann. Ferner ist die Schutzhülle 100 dadurch wiederverwertbar und kann für eine hohe Anzahl an Transportvorgängen verwendet werden, auch wenn der Grundbehälter 10 beschädigt und nicht mehr verwendbar ist.
  • Vorzugsweise sind alle Wandflächen des Behälters 10 mit Flächen aus elektrisch leitfähigem Material versehen, das als Sensor 30 zur Feststellung von Zustandsänderungen der physikalischen Beschaffenheit des Behältermaterials dient. Dabei können die gesamte Fläche des Behälters mit leitfähigem Material beschichtet sein oder lediglich Teilflächen davon. Vorzugsweise ist die Behälterfläche mit mehreren leitfähigen Bändern versehen, welche in Form von elektronischer Tinte direkt auf das Behältermaterial oder auf eine Polymerfilmbeschichtung aufgedruckt sind. In der 1 ist zur Vereinfachung der Darstellung lediglich die vordere Seitenwand des Behälters mit leitfähigen Bändern 30 abgebildet. Die leitfähigen Bänder sind so angeordnet, dass eine physikalische Veränderung der Beschaffenheit des Behältermaterials und somit eine Beschädigung des Behältermaterials eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften der Bänder verursacht.
  • Zur Auswertung der von dem Sensor erfassten Zustandsinformationen sind die leitfähigen Bänder 30 mit einer Datenverarbeitungseinheit 40 verbunden, welche in Verbindung mit dem Behälter 10 steht. Die Datenverarbeitungseinheit weist zweckmäßigerweise wenigstens eine Spannungsquelle, Rechenmittel zum Verarbeiten von Daten und Speichermittel auf. Die Einheit befindet sich vorzugsweise direkt am oder im Behälter 10. Um die Einheit vor unbefugtem Zugriff zu schützen, können die einzelnen Komponenten beispielsweise in das Behältermaterial eingearbeitet sein.
  • Die leitfähigen Bänder 30 des Behälters können auf verschiedene Arten als Sensor zur Überwachung der Beschaffenheit des Behältermaterials verwendet werden. Beispielsweise kann permanent der Widerstand der Bänder gemessen werden, wobei eine Schwankung des Widerstandes als Beschädigung des Behältermaterials gewertet wird. Da dies die Möglichkeit zur Manipulation der Überwachung bietet, indem Bänder überbrückt werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Überwachung eines analogen Widerstandswertes durchzuführen. Dabei ist es vorteilhaft, Referenzbänder einzusetzen, um natürliche Veränderungen des Widerstandes beispielsweise durch Alterungs-, Feuchtigkeits- oder Temperatureinflüsse zu berücksichtigen. Wird eine Abweichung von dem durch die Referenzbänder bestimmten Sollwert des Widerstandes gemessen, wird dies als Beschädigung des Behältermaterials und gegebenenfalls als Alarm registriert.
  • Um nicht nur die Beschädigung des Behältermaterials beispielsweise durch Einschnitte zu registrieren, sondern auch das öffnen des Behälterdeckels, können verschiedene Deckelanordnungen vorgesehen sein. Ist es in einem Anwendungsbereich lediglich erforderlich, das einmalige öffnen des Deckels zu registrieren, kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, dass sich die leitfähigen Bänder 30 ebenfalls im Bereich der Behälterdeckelflächen 11 erstrecken. Wie es bei der Überwachung von Briefumschlägen aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann es dabei vorgesehen sein, Verschlussflächen so auszubilden, dass die leitfähigen Bänder 30 eine geringe Haftung zum Behältermaterial aufweisen, während sie eine starke Haftung zu Verschlussmaterialien wie Klebestreifen besitzen. Beispielsweise kann der Verschluss eines Behälterdeckels 11 aus Karton so ausgebildet sein, dass zwei oder vier Deckelflächen umgeklappt und miteinander verbunden werden. Ein derartiger Deckel mit zwei sichtbaren Deckelflächen ist in 1 dargestellt. Die Deckelflächen 11 werden vorzugsweise mit einem nicht dargestellten Klebestreifen verbunden, welcher auf Bereiche der Flächen aufgebracht wird, zu denen die leitfähigen Bänder eine geringe Haftung haben. Die Klebestreifen können zum Öffnen des Deckels somit nicht entfernt werden, ohne dass sich die darunter liegenden leitfähigen Bänder mit ablösen und eine daraus resultierende Veränderung der elektrischen Eigenschaften der Bänder registriert wird.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind sich überlappende Deckelflächen 11 mit kapazitiven Verbindungsflächen 12 versehen, welche sich beispielsweise entlang der Kanten der Deckelflächen erstrecken, wie es in 1 dargestellt ist. Bei geschlossenem Deckel liegen zwei Verbindungsflächen aufeinander, so dass aus den beiden Verbindungsflächen 12 ein kapazitives Element mit einer relativ hohen Kapazität gebildet wird. Wird der Deckel geöffnet, erhöht sich der Abstand zwischen den Verbindungsflächen 12, und die Kapazität verringert sich stark. Die Verbindungsflächen stehen ebenfalls in Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit 40 und die Verringerung der Kapazität kann so als Öffnung des Deckels registriert werden.
  • Eine Deckelanordnung mit kapazitiven Verbindungsflächen 12 hat den Vorteil, dass kein fester Verschluss durch Klebestreifen erforderlich ist und ferner ein mehrmaliges öffnen und Schließen registriert werden kann, ohne dass der Deckelverschluss dabei zerstört wird. Objekte 20 können somit aus dem Behälter entnommen oder in diesem ergänzt werden, falls eine Befugnis dazu vorliegt, während unbefugte Vorgänge registriert werden.
  • Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist es, dass der Behälter 10 in Verbindung mit einem Ortungsmittel 50 zur Bestimmung der Position des Behälters steht. Das Ortungsmittel 50 befindet sich vorzugsweise direkt am Behälter, es kann sich jedoch auch an einem Transportmittel befinden, mit welchem der Behälter transportiert wird. Beispielsweise kann sich das Ortungsmittel an einem Flugzeug, LKW oder Schiff befinden, mit welchem der Behälter befördert wird.
  • Bei dem Ortungsmittel kann es sich beispielsweise um einen Peilsender, ein GSM-Modul oder ein GPS-Modul handeln. Der Peilsender wird am Behälter oder einem zugehörigen Transportmittel angebracht und kann von einer entfernt liegenden Station geortet werden. In diesem Fall liegt die Information über die Position des Behälters der Datenverarbeitungseinheit 40 nicht vor, so dass der Peilsender zweckmäßigerweise durch ein weiteres Modul wie eine GPS-Ortung (Global Position System) ergänzt wird. Bei einer GPS-Ortung kann dem zugehörigen Satellitenempfänger seine aktuelle Position übermittelt werden, so dass die Position des Behälters für die Datenverarbeitungseinheit 40 verfügbar ist. Dies gilt ebenfalls für ein GSM-Modul, dem seine Position mittels einer Zellortung übermittelt wird. Der Einsatz eines GSM-Moduls ist ferner vorteilhaft, da es gleichzeitig als Kommunikationsmodul zum Versenden von Informationen verwendet werden kann.
  • Die beispielhaft genannten Ortungsmittel können wahlweise senkrecht oder parallel zum Einsatz kommen. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden wenigstens zwei der genannten Ortungsmittel zur Bestimmung der Position des Behälters eingesetzt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Position des Behälters aufgrund der verschiedenen Ortungstechniken mit einer variablen Genauigkeit und bei Bedarf auch innerhalb geschlossener Räume bestimmt werden kann. Um die Position des Behälters möglichst genau bestimmen zu können, kann beispielsweise der Peilsender verwendet werden, während für die Bestimmung eines größeren Umkreises die Ortung des GPS- und/oder GSM-Moduls ausreicht.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Behälter 10 ferner ein Atmosphärenmessgerät 70 auf, mit welchem die atmosphärischen Bedingungen innerhalb oder am Behälter gemessen werden können. Das Atmosphärenmessgerät steht ebenfalls in Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit 40. Bei dem Messgerät kann es sich beispielsweise um einen Temperatur- oder Feuchtigkeitssensor handeln, dessen Messwerte der Datenverarbeitungseinheit 40 übermittelt werden.
  • Der Behälter weist ferner ein Kommunikationsmodul 80 auf, das mit der Datenverarbeitungseinheit 40 verbunden ist. Bei dem Kommunikationsmodul 80 kann es sich beispielsweise um eine PC-Schnittstelle zum Auslesen von Daten handeln. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung eines GSM-Moduls, mit welchem Nachrichten im GSM-Netz versend- und empfangbar sind.
  • Das Kommunikationsmodul ist so ausgebildet, dass es von der Datenverarbeitungseinheit erhaltene Daten an eine Überwachungszentrale 60 und/oder alternative Nachrichtenempfangsmittel 61 übermitteln kann. Bei der Überwachungszentrale kann es sich beispielsweise um eine Zentrale des Transport- und Logistikunternehmens handeln, welches die Objekte in dem Behälter transportiert. Weitere Nachrichtenempfangsmittel 61 können sich bei dem Versender oder Empfänger der transportierten Objekte befinden, so dass diese Stationen ebenfalls Nachrichten von dem Behälter erhalten können.
  • Der beschriebene Aufbau des Behälters 10 mit verschiedenen Sensoren, einem Ortungsmittel 50 und einem Kommunikationsmodul 80 ermöglicht eine Überwachung des Behälters, wobei verschiedene Parameter wie Unversehrtheit, Position und Umgebungsbedingungen überwacht werden können. Dabei können alle verfügbaren oder ausgesuchten Parameter überwacht werden. Die Überwachung der Unversehrheit des Behälters 10 wird durch den Sensor 30 in Form von leitfähigen Flächen erreicht, wobei die gemessenen elektrischen Eigenschaften der Sensormittel der Datenverarbeitungseinheit 40 übermittelt werden. So kann überwacht werden, ob ein Behälter auf dem Transportweg beispielsweise durch scharfe Gegenstände aufgeschnitten wird, so dass Objekte unbefugt entnommen werden können.
  • Ferner kann es zweckmäßig sein, eine geplante Route des Behälters zu überwachen und dazu fortlaufend die aktuelle Position des Behälters durch das Ortungsmittel 50 zu bestimmen. So kann nachverfolgt werden, ob sich ein Behälter von einer vorgegebenen Route entfernt hat, was ein Zeichen für eine gegebenenfalls zu überprüfende Unregelmäßigkeit oder sogar den Diebstahl der Objekte in dem Behälter ist. Die Bestimmung der Position kann insbesondere dazu dienen, einem Alarm eine Po sition des Behälters zuzuordnen, an welcher eine Unregelmäßigkeit aufgetreten ist.
  • Die Überwachung bestimmter Werte für die Temperatur und/oder Feuchtigkeit innerhalb des Behälters wird durch den entsprechenden Sensor 30 erreicht, dessen Werte ebenfalls der Datenverarbeitungseinheit übermittelt werden. So kann beispielsweise beim Transport von Lebensmitteln oder Medikamenten überwacht werden, ob die geforderten atmosphärischen Bedingungen eingehalten werden.
  • Verfahren zur Überwachung des Behälters 10 können verschiedene Arten von Alarmen und Reaktionen darauf vorsehen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, die am Behälter erfassten Daten in der Datenverarbeitungseinheit 40 zu speichern und/oder kontinuierlich über das Kommunikationsmodul 80 an eine Überwachungszentrale 60 bzw. alternative Nachrichtenempfangsmittel 61 zu übermitteln. Im Falle einer reinen Speicherung können die Daten beispielsweise am Zielort des Behälters über eine Schnittstelle ausgelesen und verarbeitet werden. Dies kann durch den Anschluss des Kommunikationsmoduls 80 an eine Empfangsvorrichtung durchgeführt werden, wobei der Anschluss über einen direkten Kontakt oder eine Fernübertragung erfolgen kann. Zur Fernübertragung eignen sich als Kommunikationsmittel beispielsweise RFID-Chips in dem Behälter, deren gespeicherte Daten ausgelesen werden können.
  • Die Auswertung der Abweichungen der gemessenen Werte von Sollwerten kann ebenfalls in der Datenverarbeitungseinheit 40 selbst oder in einer separaten Auswerteeinheit erfolgen. Im zweiten Fall werden die Daten beispielsweise am Zielort ausgelesen und ausgewertet, ob Abweichungen von Sollzuständen aufgetreten sind. Dies kann zweckmäßig sein, wenn die jewei lige Anwendung lediglich die Feststellung erfordert, ob ein Behälter korrekt transportiert wurde und wo gegebenenfalls ein Schaden entstanden ist.
  • Besonders vorteilhaft ist jedoch die Überwachung des Behälters während des Transportes, so dass gegebenenfalls eine direkte Reaktion auf den betreffenden Alarm erfolgen kann. In diesem Fall übermittelt das Kommunikationsmodul 80 der Überwachungszentrale 60 bereits auf dem Transportweg Daten des Behälters. Dabei kann es zweckmäßig sein, dass die Datenverarbeitungseinheit keinen kontinuierlichen Datenstrom sendet, sondern eine Bewertung der gemessenen Zustandsinformationen durchführt und bei Abweichungen von Sollwerten einen Alarm auslöst. Erst bei Auslösung eines Alarmes werden der zentralen Überwachungseinheit 60 bzw. alternativen Nachrichtenempfangsmitteln 61 Informationen über den Zustand des Behälters übermittelt. Diese Benachrichtigung umfasst vorzugsweise die Art der Abweichung von einem Sollwert und die dazugehörige Position, an welchem die Abweichung auftrat. Wird beispielsweise ein Alarm in Bezug auf die Unversehrtheit des Behälters ausgelöst, wird diesem die aktuelle Position des Behälters zugeordnet und es kann vor Ort überprüft werden, ob der Behälter im Zuge eines Diebstahls beschädigt wurde.
  • Der erfindungsgemäße Behälter ermöglicht ferner weitere Verfahren zur Überprüfung der autorisierten Öffnung. Beispielsweise kann in der Datenverarbeitungseinheit 40 programmiert werden, dass der Behälter nur an einem bestimmten Ort geöffnet werden darf. Bei einer Öffnung des Behälters wird somit die aktuell von dem Ortungsmittel 50 erfasste Position des Behälters mit dem hinterlegten Ort der berechtigten Öffnung verglichen. Stimmen die Positionen überein, wird die Öffnung als korrekt registriert. Ergibt der Vergleich, dass die Posi tionen voneinander abweichen, wird dies als unbefugte Öffnung des Behälters gewertet. Dabei können verschiedene Toleranzen für die Abweichung von einer Position programmiert werden, wobei es wiederum vorteilhaft ist, verschiedene Ortungsmittel mit unterschiedlichen Genauigkeiten einzusetzen. Beispielsweise kann ein Peilsender verwendet werden, falls die Position bei der Öffnung auf etwa 1 m genau sein soll. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Behälter innerhalb eines Gebäudes nur in bestimmten Räumen geöffnet werden darf. Ist für die Öffnung ein größerer Bereich zulässig, können Ortungsmittel mit geringerer Genauigkeit wie GSM- oder GPS-Module zum Einsatz kommen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfordert die autorisierte Öffnung eines Behälters einen Zugangscode bzw. eine Freischaltung des Behälters. Der Zugangscode kann direkt von einem Nutzer in die Datenverarbeitungseinheit eingegeben werden. Besonders vorteilhaft kann eine Zugangskontrolle jedoch dadurch erreicht werden, dass die Datenverarbeitungseinheit 40 über das Kommunikationsmodul 80 eine Freischaltung des Behälters beispielsweise bei der Überwachungszentrale 60 oder bei alternativen Komponenten anfordert. Sind bestimmte Bedingungen erfüllt, übermittelt die Überwachungszentrale der Datenverarbeitungseinheit 40 beispielsweise einen Zugangscode und der Behälter kann geöffnet werden, ohne dass dies als unbefugter Zugriff gewertet wird. Auf diesem Wege kann ebenfalls realisiert werden, dass die Übermittlung eines Zugangscodes von mehreren Komponenten oder Nutzern erforderlich ist, um eine Öffnung des Behälters ohne Auslösung eines Alarmes zu autorisieren.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Behälter mit einem Objekterfassungsmittel 90 zur Registrierung der Objekte in dem Behälter 10 versehen. Eine derartige Anordnung mit einer Antenne, welche umlaufend um den Öffnungsrand des Behälters 10 angebracht ist, ist schematisch in 3 dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Deckelflächen des Behälters dabei nicht dargestellt. Zur Erfassung durch die Antenne sind die Objekte 20 vorzugsweise mit einem RFID-Tag 21 versehen, welcher beim Vorbeibewegen eines betreffenden Gegenstandes an der Antenne ausgelesen wird. So wird der Gegenstand erfasst, wobei die Antenne 90 mit der Datenverarbeitungseinheit 40 verbunden ist, in welcher die Erfassung der Objekte registriert wird. An den Objekten können auch andere Identifikationsmittel vorgesehen sein, welche von der Antenne erfassbar sind, RFID-Tags bieten jedoch den Vorteil, dass sie zu Identifikationszwecken bereits an verschiedenen Objekten angebracht sind und dass gegebenenfalls weitere Daten auslesbar sind.
  • Bei der Erfassung der Objekte wird wenigstens die Anzahl der in den Behälter eingebrachten Gegenstände registriert, und die Datenverarbeitungseinheit sieht ferner Rechenmittel vor, die registrieren, wenn ein Gegenstand aus dem Behälter entnommen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Anzahl der Vorgänge gespeichert wird, bei denen der zu einem Gegenstand gehörende, eindeutig identifizierbare RFID-Tag erfasst wurde. Ist die Anzahl der Erfassungsvorgänge eine gerade Zahl, wird der Gegenstand als nicht mehr im Behälter befindlich registriert. Ist die Anzahl der Vorgänge eine ungerade Zahl, wird der Gegenstand als im Behälter befindlich registriert.
  • Neben der Erfassung der Objekte durch eine wie in 3 dargestellte Randantenne kann alternativ eine Pulkerfassung der RFID-Tags 21 aller Gegenstände im Behälter vorgesehen werden, wenn der Befüllungsvorgang abgeschlossen ist. Die Pulkerfassung kann beispielsweise nach dem Befüllungsvorgang von einem Bediensteten ausgelöst werden. Um zu verhindern, dass Gegenstände nach der Erfassung unbefugt wieder aus dem Behälter entnommen werden, kann zusätzlich eine Randantenne vorgesehen sein, welche die Entnahme eines bereits durch die Pulkerfassung registrierten RFID-Tags registriert.
  • Die Erfassung der Objekte 20 durch das Objekterfassungsmittel 90 kann ferner das Auslesen weiterer Daten aus dem zugehörigen RFID-Tag 21 vorsehen. Dazu können beispielsweise Informationen wie der Sender oder Empfänger des Gegenstandes, Informationen zu geforderten atmosphärischen Bedingungen während des Transportes, eine vorgegebene Transportroute oder Daten zur Identifikation des Gegenstandes gehören. Diese Daten werden ebenfalls in der Datenverarbeitungseinheit 40 gespeichert und gegebenenfalls verarbeitet. Beispielsweise können anhand der Daten Sollwerte für die Überwachung des Behälters erzeugt werden.
  • Der erfindungsgemäße Behälter mit einem Ortungsmittel 50 ermöglicht die Zuordnung der Position des Behälters zu den erfassten Objekten 20. So kann in der Datenverarbeitungseinheit gespeichert werden, dass eine Anzahl bestimmter Objekte an einem Ort in einen Behälter eingebracht wurde. Das Kommunikationsmodul 80 ermöglicht ferner die Übermittlung einer entsprechenden Nachricht an ein Nachrichtenempfangsmittel 61 und/oder eine Überwachungszentrale 60, dass Objekte in einen Behälter eingebracht wurden. Handelt es sich bei dem Kommunikationsmodul um ein GSM-Modul, kann dieses eine Textnachricht an die Überwachungszentrale 60 oder ein entsprechendes Empfangsmittel 61 senden. Dadurch kann beispielsweise der Versender eine Bestätigung darüber erhalten, dass an einem Ver sendeort die korrekte Anzahl und Art von Objekten in einen Behälter eingebracht wurde.
  • In den Abbildungen 4 bis 12 ist eine erfindungsgemäß gestaltete Kühlkette dargestellt.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Transportvorgangs des Behälters einschließlich eines Temperaturprofils.
  • Die dargestellte Logistikkette ermöglicht einen Transport von gekühlt zu haltenden Objekten über beliebig weite Entfernungen, beispielsweise auch transkontinental.
  • Für den Fachmann auf dem Gebiet der Logistik ist klar, dass die Temperatur nur ein möglicher sicherzustellender Parameter des Transports ist.
  • Insbesondere ist es selbstverständlich gleichfalls möglich, anstelle und/oder zusätzlich zu der Temperatur andere für eine Produktqualität der Objekte erforderliche Größe zu kontrollieren, zu überwachen und ihre Einhaltung sicherzustellen.
  • Beispiele für weitere gegebenenfalls zu überwachende und einzuhaltende Parameter sind die Luftfeuchtigkeit und/oder Schockeinwirkungen.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, folgende Ziele zu erreichen:
    • • Sicherstellung der Produktintegrität der Objekte;
    • • Qualitätsmanagement;
    • • Einhaltung gesetzlicher Erfordernisse;
    • • Einleitung von Korrekturmaßnahmen;
    • • Einleitung von Vorsorgemaßnahmen und
    • • Prozesskontrolle und Prozessoptimierung.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, eine erwartete Verwendungsdauer der Objekte zu berechnen. Insbesondere werden erfindungsgemäß Sensor-RFID-Einheiten eingesetzt, die eine Temperaturverteilung überwachen und eine Gesamteinwirkung auf die Objekte ermitteln.
  • Gesamteinwirkung bedeutet hierbei vorzugsweise eine Gewichtung von Temperaturüberschreitungen und Zeiten, in denen die Temperaturüberschreitung auftrat.
  • Eine Berechnung des Ausmaßes von Temperaturüberschreitungen ist in einer Ausführungsform durch eine Recheneinheit im Bereich der Leseeinheit möglich.
  • Es ist jedoch gleichfalls möglich und vorteilhaft, die Berechnung in einer mit der Leseeinheit verbundenen Datenverarbeitungseinheit durchzuführen.
  • 5 zeigt eine Integration des in 4 dargestellten Transportvorgang in ein Überwachungssystem (Shipmint Control & Management – SCM).
  • 6 zeigt eine manuelle Erfassung von Daten eines Transponders 600, der sich auf einem Behälter 601 befindet, durch ein Lesegerät 602.
  • 7a zeigt eine Ausführungsform eines Behälters, bei dem ein Sensor 701 als Sensorfläche ausgebildet ist und sich zwischen Objekten 702, 703, 704 und 705 in einem Innenraum eines Behälters 706 befindet.
  • 7b zeigt eine Ausführungsform eines Behälter, bei dem ein Sensorstreifen 801 zwischen Objekten 802, 803, 804, 805, 806, 807, in einen Innenraum eines Behälters 808 befindet.
  • 8a zeigt eine Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind
  • 8b zeigt eine weitere Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind;
  • 9 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Transportbehälter mit mehreren Sensoren und Transpondern.
  • 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters.
  • 11 zeigt einen erfindungsgemäßen Behälter, bei dem sich ein Sensor im Bereich der Objekte befindet und mit einem außerhalb des Innenraums des Behälters angeordneten Transponder verbunden ist.
  • 12 zeigt nebeneinander angeordnete Streifen zur Verdeutlichung zweckmäßiger Längenunterschiede zwischen verschiedenen Sensor-Transponder-Kombinationen.
  • Eine besonders bevorzugte Radio Frequency Identification (RFID) ermöglicht eine automatische Identifikation (Funkerkennung) und Lokalisierung von Objekten.
  • Ein RFID-System umfasst in einer besonders bevorzugten Ausführungsform:
    • • Transponder (auch RFID-Tag, Smart Tag, Smart Label oder RFID-Chip genannt),
    • • Lesegeräte mit zugehöriger Antenne (auch Reader genannt) und
    • • Integration mit Servern, Diensten und sonstigen Systemen (Middleware).
  • Obwohl Transponder mit keinem oder wenig Speicherplatz besonders vorteilhaft sind, ist es gleichfalls möglich, Transponder einzusetzen, die Daten speichern.
  • Die Daten werden vorzugsweise berührungslos und ohne Sichtkontakt gelesen.
  • Transponder ohne Datenspeicherung sind bevorzugt.
  • Es ist besonders vorteilhaft, eine Datenermittlung – Durchführung von Messvorgängen – auf eine Anforderung hin vorzunehmen.
  • Die Datenübertragung zwischen Transponder und Lesegerät findet mittels elektromagnetischer Wellen statt. Bei niedrigen Frequenzen geschieht dies induktiv über ein Nahfeld, bei höheren über ein elektromagnetisches Fernfeld.
  • RFID-Tags können über einen mehrfach beschreibbaren Speicher verfügen, in dem während der Lebensdauer Informationen abgelegt werden können.
  • Nach Anwendungsgebiet unterscheiden sich auch die sonstigen Kennzahlen wie z. B. Funkfrequenz, Übertragungsrate, Lebensdauer, Kosten pro Einheit, Speicherplatz, Lesereichweite und Funktionsumfang.
  • Prinzipiell funktioniert die RFID-Kommunikation folgendermaßen: Der Reader erzeugt ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, welches die Antenne des RFID-Tags empfängt. In der Antennenspule entsteht, sobald sie in die Nähe des elektromagnetischen Feldes kommt, Induktionsstrom. Dieser aktiviert den Mikrochip im RFID-Tag. Durch den induzierten Strom wird bei passiven Tags zudem ein Kondensator aufgeladen, welcher für dauerhafte Stromversorgung des Chips sorgt. Dies übernimmt bei aktiven Tags eine eingebaute Batterie.
  • Ist der Mikrochip einmal aktiviert, so empfängt er Befehle, die der Reader in sein magnetisches Feld moduliert. Indem der Tag eine Antwort in das vom Reader ausgesendete Feld moduliert, sendet er seine Seriennummer oder andere vom Reader abgefragte Daten.
  • Dabei sendet der Tag selbst kein Feld aus, sondern verändert nur das elektromagnetische Feld des Readers. Hier unterscheiden sich die HF-Tags auf 13,56 MHz von den UHF-Tags auf 865–869 MHz (Europäische Frequenzen):
    HF-Tags verwenden Lastmodulation, das heißt, sie verbrauchen durch Kurzschließen die Energie des magnetischen Wechselfeldes. Dies kann der Reader detektieren. Durch die Bindung an das magnetische Wechselfeld funktioniert diese Technik ausschließlich im Nahfeld. Die Antennen eines Nahfeldtags bilden daher eine Spule ab.
  • UHF Tags hingegen verwenden das elektromagnetische Fernfeld zum Übermitteln der Antwort, das Verfahren nennt man Backscattering. Hier wird die elektromagnetische Welle entweder absorbiert oder mit möglichst großem Rückstrahlquerschnitt reflektiert. Bei den Antennen handelt es sich meist um Dipole, der Chip sitzt in der Mitte des RFID-Tags.
  • Da Metall diese Strahlung sehr stark reflektiert, erschwert es den Lesevorgang.
  • Weiterhin 'verstimmen' bestimmte Untergrundmaterialien die Resonanzfrequenz des Tags, daher ist vorgesehen, Tags auf die Materialien abzustimmen. Drucker, die heute in der Lage sind, RFID-Tags zu bedrucken und gleichzeitig zu beschreiben, könnten später einmal abhängig von der Ware Perforierungen in die Antennen schneiden, so dass die Antennen optimal auf die zu beklebenden Materialien abgestimmt sind.
  • Da die Energieversorgung des Mikrochips bei beiden Verfahren durchgehend gedeckt werden muss (ein handelsüblicher UHF-Tag mit Philips Chip nach EPC 1.19 Standard benötigt für den Chip etwa 0,35 Mikroampere an Strom), muss der Reader ein dauerhaftes Feld erzeugen. Dieses nennt man im UHF-Bereich „Continuous Wave" (Dauerstrich). Aufgrund der Tatsache, dass die Feldstärke quadratisch mit der Entfernung abnimmt und diese Entfernung in beide Richtungen – vom Reader zum Tag und zurück – zurückgelegt werden muss, muss diese Continuous Wave recht leistungsstark sein. Üblicherweise verwendet man hier zwischen 0,5 und 2 Watt EIRP.
  • Zum Auslesen der Tags stehen im UHF-Bereich mehrere, beispielsweise 10, freie Kanäle mit einer Leistung von beispielsweise 2 Watt zur Verfügung, oberhalb ein Kanal und unterhalb 3 Kanäle, welche lediglich mit geringerer Leistung betrieben werden können. Alle Kanäle erstrecken sich über eine Breite von 200 kHz. Die Tag-Antwort erfolgt durch Aufmodulieren des Antwortsignals mit 200 kHz auf die CW, dadurch entsteht ein Seitenband 200 kHz oberhalb und unterhalb dieser CW, es liegt also genau in einem Nachbarkanal.
  • Um in einer Umgebung möglichst viele RFID Reader gleichzeitig nutzen zu können, versucht man, möglichst das gesamte Spektrum der Kanäle auszunutzen. Eine häufig genutzte Variante ist es, dem Reader die Kanäle 1, 4, 7 und 10 zuzuteilen. Für die Seitenbänder stünden dann Kanal 0, 2, 3, 5, 6, 8, 9 und 11 zur Verfügung, wobei Kanal 0 und 11 lediglich mit geringerer Leistung betrieben werden dürfen, was allerdings kein Problem darstellt, da hier lediglich die Tag-Antwort übertragen wird und keine CW.
  • Zudem kann es zu Problemen kommen, wenn der RFID-Tag direkt am Produkt sitzt. Um dies Problem zu lösen, ist es vorteilhaft, Flap- oder Flag-Tags einzusetzen, die im rechten Winkel vom Produkt abstehen und so einen großen Abstand zum Produkt haben.
  • Maßgeblich für die Baugröße des Transponders sind die Antenne und das Gehäuse. Die Form und Größe der Antenne ist abhängig von der Frequenz bzw. Wellenlänge. Je nach geforderter Anwendung werden Transponder in unterschiedlichen Bauformen, Größen und Schutzklassen angeboten.
  • RFID-Tags können, je nach Einsatzgebiet, durchaus die Größe von Büchern besitzen (z. B. in der Containerlogistik). Jedoch ist es vorteilhaft, sehr kleine RFID-Tags herzustellen, die sich leicht in die Behälter integrieren lassen. Die Reichweite von passiven Transpondern ist neben der Frequenz auch maßgeblich von der Spulengröße abhängig.
  • Kleine batterielose RFID-Tags besitzen keine eigene Energieversorgung und müssen ihre Versorgungsspannung durch Induktion aus den Funksignalen der Leseeinheiten gewinnen. Dies reduziert zwar die Kosten und das Gewicht der Chips, gleichzeitig verringert es aber auch die Reichweite. Diese Art von RFID-Tags wird z. B. für Produktauthentifizierung bzw. -auszeichnung, Zahlungssysteme und Dokumentenverfolgung eingesetzt, da die Kosten pro Einheit hier ausschlaggebend sind. RFID-Tags mit eigener Energieversorgung erzielen eine erheblich höhere Reichweite und besitzen einen größeren Funktionsumfang, sind jedoch aufwändiger in der Herstellung.
  • In die Transponder werden codierte Informationen als Steuerungsinstrumente für die Paketlogistik eingebracht.
  • Insbesondere können die Transponder eine fortlaufende Nummerierung – gegebenenfalls mit Prüfziffer-, sonstige Nummerierungen sowie Adressangaben oder sonstige Informationen, die die Sendung klassifizieren oder beispielsweise zu Werbezwecken dienen, enthalten.
  • Besonders umfassende Datenmengen können in Smart-Transponder eingebracht werden.
  • RFID-Identifikationssysteme – "Smart-Transponder" – ermöglichen eine Optimierung der logistischen Vorgänge.
  • Sie sind damit ein geeignetes Mittel zur Beeinflussung – einschließlich Steuerung flexibler Distributionssysteme für die wegeoptimierte Bereitstellung der Postsendungen.
  • Zum Betrieb, insbesondere zur Signalmodulierung, muss der RFID-Mikrochip mit Energie versorgt werden. Hierbei werden zwei Arten von RFID-Tags unterschieden:
    • 1. Passive RFID-Tags beziehen ihre Energie zur Versorgung des Mikrochips aus den empfangenen Funkwellen. Mit der Antenne als Spule wird durch Induktion ein Kondensator aufgeladen, welcher den Tag mit Energie versorgt. Die Reichweite beträgt hier einige wenige Millimeter bis zu einigen Zentimetern.
    • 2. Aktive RFID-Tags erhalten die Energie zu ihrer Versorgung des Mikrochips aus einer eingebauten Batterie. Normalerweise befinden sie sich im Ruhezustand bzw. senden keine Informationen aus, um die Lebensdauer der Energiequelle zu erhöhen. Nur wenn ein spezielles Aktivierungssignal empfangen wird, aktiviert sich der Sender. Dies ermöglicht eine deutlich höhere Reichweite, die bis etwa 100 Meter betragen kann.
  • Frequenzbereiche
  • Für den Einsatz sind folgende Frequenzbänder vorteilhaft:
    • • Niedrige Frequenzen (LF, 30–500 kHz). Diese Systeme weisen eine geringe Reichweite auf, arbeiten in der am häufigsten verwendeten 64 bit Read Only Technologie einwandfrei und schnell genug für viele Anwendungen. Bei größeren Datenmengen ergeben sich längere Übertragungszeiten. LF- Transponder sind günstig in der Anschaffung, kommen mit hoher (Luft-)Feuchtigkeit und Metall zurecht und werden in vielfältigen Bauformen angeboten.
    • • Hohe Frequenzen (HF, 3–30 MHz). Kurze bis mittlere Reichweite, mittlere Übertragungsgeschwindigkeit, mittlere bis günstige Preisklasse. In diesem Frequenzbereich arbeiten die sog. Smart Tags (meist 13,56 MHz).
    • • Sehr hohe Frequenzen (UHF, 850–950 MHz, 2,4–2,5 GHz, 5,8 GHz). Hohe Reichweite (3–6 Meter für passive Transponder; 30 Meter und mehr für aktive Transponder) und hohe Lesegeschwindigkeit. Niedrige Preise für passive Transponder, tendenziell hohe Preise für aktive Transponder. Typische Frequenzen sind 433 MHz, 868 MHz (Europa), 915 MHz (USA), 950 MHz (Japan) und in den Microwave 2,45 GHz und 5,8 GHz Bereichen.
  • Die meisten RFID-Tags senden ihre Informationen in Klartext, einige Modelle verfügen aber auch über die Möglichkeit, ihre Daten verschlüsselt zu übertragen.
  • Beschreibbarkeit
    • 1. Datensatz des Transponders wird zum Zeitpunkt der Chipherstellung angebracht (lfd. Nummer), – besonders bevorzugt: nur Identifikationsabgabe; => weniger Herstellungsaufwand; geringerer Energieverbrauch.
    • 2. beschreibbare Transponder:
    • • EEPROM (electrically erasable programmable readonly memory) – induktiv gekoppelte RFID;
    • • FRAM (ferromagnetic random access memory);
    • • SRAM (static random access memory) – braucht unterbrechungsfreie Stromversorgung.
  • Energieversorgung
    • 1. Passive Transponder – Energieversorgung wird dem (elektrischen/magnetischen)Feld entnommen;
    • 2. semi-passive Transponder, (Stütz-)Batterie für die Nutzung von angeschlossenen Sensoren, aber nicht für die Datenübertragung;
    • 3. aktive Transponder – Batterie im Normalfall für die Erweiterung des Bereichs des Datentransfers, aber auch für parallele Sensorik.
  • Es ist besonders vorteilhaft, RFID-Tags einzusetzen, die wenigstens einen Sensoreingang aufweisen.
  • Beispielsweise wird ein RFID-Tag mit einem Sensoreingang oder mehreren Sensoreingängen, die jeweils einen Etikettdatenwortbitstrom, der durch eine Etikettabfrage-1-erkennungsvorrichtung gelesen wird, modifizieren.
  • Ein RFID-Tag kann einen Sensoreingang aufweisen, der dafür geeignet ist, veränderliche Signale von einem oder mehreren Sensoren, eine analoge Variable oder eine digitale Variable zu empfangen.
  • Die Amplitude des RFID-Tags moduliert den DS-HF-Träger des HF-Generators mit seinem Datenwortbitstrom durch Laden und Entladen der Resonanzschaltung oder Antenne des RFID-Tags entsprechend den binären Werten dieses Datenwortbitstroms.
  • Der Datenwortbitstrom ist eine Reihe von Ein-Aus-Impulsen, die beispielsweise einen seriellen Datenwortsynchronisationskopf und die RFID-Tagnummer darstellen.
  • Paritätsbits oder ein Prüfsummenwert können ebenfalls in dem Datenwortbitstrom enthalten sein. Diese Reihen von Ein-Aus-Impulsen werden durch eine Etikettlesevorrichtung (Abfragevorrichtung) erfasst, die Amplitudenveränderungen ihres DS-HF-Signals feststellt. Diese Amplitudenveränderungen werden durch das elektromagnetisch gekoppelte oder HF-Antennengekoppelte RFID-Tag verursacht, das die Resonanzschaltung bzw. Antenne der Etikettlese- oder Abfragevorrichtung lädt und entlädt.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist ein RFID-Tag einen digitalen Eingang zum Erfassen einer Veränderung der Spannung, des Stromes oder des Widerstandes eines mit dem digitalen Eingang verbundenen Sensors auf. Der Sensorzustand des digitalen Eingangs kann feststellen, ob die Bitwerte des Datenwortbitstroms invertiert werden können. Die Differenz zwischen den beiden Datenwortbitströmen ergibt die Veränderung in dem Sensor (offen oder geschlossen), wodurch dargestellt wird, was immer der Sensor anzeigt, d.h. ein geöffnetes oder geschlossenes Ventil, einen eingeschalteten oder ausgelösten Leistungsschalter oder dergleichen. Eine Spannungs- oder Stromversorgung des Sensors kann von einer externen Quelle oder von dem RFID-Tag selbst stammen, das dann einen Teil des Stromes von dem elektromagnetisch gekoppelten oder HF-Antennen-gekoppelten Dauerstrich von der Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung zuführt.
  • Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen elektromechanischen Schalter, einen Transistor, ein Hall-Effekt-Element, einen Fototransistor handeln.
  • Eine weitere Ausführungsform des RFID-Tags hat einen analogen Eingang zum Erfassen eines analogen Sensorsignals, das durch einen veränderlichen Spannungs-, Strom- oder Widerstandswert dargestellt wird.
  • Der analoge Eingang kann durch einen Spannungskomparator in eine Ein-Aus-High-Low-Darstellung umgewandelt werden.
  • Spannung oder Strom zum Versorgen eines oder mehrerer Analogsensoren kann von einer externen Quelle oder von dem RFID-Tag bezogen werden, das einen Teil der Energie von dem elektromagnetisch gekoppelten oder HF-Antennen-gekoppelten Dauerstrich von der Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung nutzt. Bei dem oder den Analogsensoren kann es sich um ein RTD, ein Thermoelement, einen piezoelektrischen Druckmesswertwandler und dergleichen handeln.
  • Bei dem erfassten Wert kann es sich beispielsweise um Folgendes handeln: Druck, Temperatur, Beschleunigung, Vibration, Feuchtigkeitsgehalt, Gasanteil, Dichte, Strömungsrate, Schallintensität, Strahlung, Magnetfluss, pH-Wert.
  • Spannung oder Strom zum Versorgen eines oder mehrerer Sensoren kann von einer externen Quelle oder von dem RFID-Tag bezogen werden, das dann einen Teil des Stromes von dem elektromagnetisch gekoppelten oder HF-Antennen-gekoppelten Dauer strich von der Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung zuführt.
  • Das RFID-Tag kann aus einem einzelnen Halbleiter-IC-Chip hergestellt sein, oder es kann aus mehreren Halbleiter-Einzelchips in einem einzelnen IC-Gehäuse bestehen. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen und liegt im Geltungsbereich der Erfindung, dass Mehrfachbaustein-RFID-Tags mit mehreren diskreten elektronischen Bausteinen in die oben angesprochenen Ausführungsformen integriert werden, einschließlich beispielsweise Mikrocontroller, Speicher, digitale Logikschaltungen, Analogschaltungen und diskrete und/oder monolithische Messwertwandler bzw. Sensoren.
  • Eine Weiterentwicklung der Erfindung beinhaltet einen RFID-Tag mit einem Sensoreingang, der Logikschaltkreise in dem RFID-Tag veranlasst, Dateninhalte zu modifizieren.
  • Falls das RFID-Tag passiv ist, hat es keinen internen Stromspeicher, und der Strom für seine Schaltkreise stammt von einer Nahfeld- oder Fernfeld-Dauerstrich-Hochfrequenz (DS-HF)-Quelle. Diese ist beispielsweise in einem Transportmittel (beispielsweise einem Land- oder Luftfahrzeug) oder einem Lager eingebaut.
  • Wenn das RFID-Tag in die Nähe des DS-HF-Feldes kommt, zieht das RFID-Tag mittels elektromagnetischer oder HF-Kopplung Energie aus dem Feld ab.
  • Das in der Nähe befindliche RFID-Tag beeinflusst die Amplitude des DS-HF-Trägers. Der DS-HF-Generator hat eine Abfragevorrichtung, die Veränderungen in der Amplitude des DS-HF-Trägers erkennt, und hat eine Auswerteschaltung, die über ei nen Zeitraum hinweg nach einem oder mehreren Mustern in diesen Amplitudenveränderungen sucht. Wenn ein erkennbares Muster festgestellt wird, so wurde ein RFID-Tag entdeckt, und die Informationen in diesem erkennbaren Muster können verwendet werden.
  • Das RFID-Tag kann auch den Sensor mit elektrischem Strom versorgen.
  • Das RFID-Tag erzeugt einen Datenwortbitstrom, der von einer Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung gelesen wird. In diesem Datenwortbitstrom befinden sich Informationen, die von einem Signalwert des Sensors beeinflusst sind. Wenn sich der Signalwert von dem Sensor ändert, so ändern sich auch die Informationen des Datenwortbitstroms.
  • Die Erfindung beinhaltet vielfältige Verbindungen zwischen Sensoren und Transpondern durch Verbindungsmittel V. Die Verbindungsmittel V können auf vielfältige Weise gestaltet sein. Beispielsweise handelt es sich hierbei um Elemente zur Weiterleitung von Signalen. Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel so ausgestattet, dass sie auch einen mechanischen Kontakt zwischen Transpondern und Sensoren ermöglichen.
  • Hierfür ist es vorteilhaft, dass die Verbindungsmittel biegbar sind.
  • Um eine Anpassung der Verbindungsmittel an geometrische Anforderungen zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, sie streifenförmig auszugestalten.
  • Das Verbindungsmittel können durch die streifenförmige Ausgestaltung besser in Behälter für einen Versand von Objekten eingebracht werden.
  • Das Verbindungsmittel V weist vorzugsweise eine Länge von 5 cm bis 1 m auf, vorzugsweise zwischen 10 cm und 80 cm.
  • Die Verbindungsmittel V bewirkt eine thermische Isolierung zwischen dem Sensor S und dem Transponder T. Zur weiteren Verbesserung der Isolierung ist es zweckmäßig, dass das Verbindungselement wenigstens teilweise aus einem thermisch isolierenden Material besteht.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, wenigstens einzelne Sensor-Transponder-Einheiten bereits bei einem Herstellungsvorgang der Behälter in diese zu integrieren. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass für eine Herstellung eines Kartons vorgesehene Zuschnitte eines zur Herstellung des Kartons eingesetzten faltbaren Materials mit den Sensor-Transponder-Einheiten in Verbindung gebracht werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, zunächst die Verbindung mit den Sensor-Transponder-Einheiten vorzunehmen und dann die Zuschnitte in eine für die Gestaltung des Behälters gewünschte Form zu falten.
  • Es ist jedoch gleichfalls möglich, zunächst die Behälter zu erzeugen beziehungsweise bereitzustellen und sie anschließend mit erfindungsgemäßen Sensor-Transponder-Einheiten auszustatten.
  • Selbstverständlich ist es gleichfalls möglich, eine erste Sensor-Transponder-Einheit vor einer endgültigen Herstellung des Behälters in für die Herstellung des Behälters vorgesehe ne Bereiche einzubringen und nach Herstellung des Behälters diesen – gegebenenfalls zu einem deutlich späteren Zeitpunkt – mit einer zweiten Sensor-Transponder-Einheit zu versehen.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, wenigstens einen Sensor einer Sensor-Transponder-Einheit während eines Befüllungsvorgangs der Behälter in diesen einzubringen. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor mit wenigstens einem Teil der Objekte in Kontakt gebracht werden kann.
  • Bei einem Einsatz eines Temperatur-Sensors ist es besonders vorteilhaft, wenn er sich wenigstens abschnittsweise in Kontakt mit wenigstens einem Objekt befindet. Dies stellt sicher, dass der Sensor die gleiche Temperatur aufweist wie das zu überwachende Objekt.
  • Die Anzahl der Sensoren und der Transponder wird jeweils auf die Anforderungen der zu bewirkenden Überwachung angepasst.
  • Beispielsweise besteht eine erste Ausführungsform der Sensor-Transponder-Einheit aus einem Transponder T und einem Sensor S.
  • Ebenso ist es möglich, einen Sensor mit mehreren Transpondern zu verbinden.
  • Ebenso ist es möglich, einen Transponder mit mehreren Sensoren zu verbinden.
  • Durch den Einsatz mehrerer Sensoren wird die Überwachungsmöglichkeit verbessert.
  • Durch einen Einsatz mehrerer Transponder ist es möglich, Lesevorgänge für Zustandsinformationen schneller und/oder zuverlässiger durchzuführen.
  • Die Anordnung der Sensoren und der Transponder erfolgt zweckmäßigerweise jeweils entsprechend den Anforderungen (Nähe zu den zu überwachenden Objekten beziehungsweise zu den gleichfalls zu überwachenden Außenkontaktstellen).
  • Der Sensor/die Sensoren kann/können digital oder analog sein, wie oben beschrieben.
  • Die Leseeinheit (Abfragevorrichtung bzw. die Etikettlesevorrichtung) erfasst durch den/die Transponder bewirkte Amplitudenveränderungen oder Frequenzveränderungen eines elektromagnetischen Signals und wandelt sie in den seriellen Datenwortbitstrom um.
  • Die Erfindung sieht somit ein System vor, in dem in besonders vorteilhafter Weise RFID-Tags so eingesetzt werden, dass sie zuverlässig Auskunft über einen Zustand und/oder einen Aufenthaltsort wenigstens eines Objekts geben.
  • Erfindungsgemäße RFID-Systeme übermitteln vorzugsweise nicht nur Identifikations- und Positionsdaten, sondern auch Temperatur-, Feuchtigkeits-, Schockabsorptions-, Biometrie- und weitere Daten. Diese Daten können aufgezeichnet und ausgewertet werden.
  • Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, Daten in Informationen zu transformieren und mit weiteren Informationen aus Anwendungssystemen zu verknüpfen.
  • Kontaktloses Auslesen von vielen Objekten gleichzeitig und die Abbildung der Logistikabläufe in der Software-Architektur hilft, gewonnene Echtzeit-Informationen zur Verbesserung der Logistikprozesse (Bearbeitungs-Handhabungs- und/oder Transportvorgänge im Logistiksystem) einzusetzen.
  • Die Rückverfolgbarkeit mit RFID-Technologie hilft, die Sicherheit durch optimierte Transportprozesse zu verbessern.
  • Die erfindungsgemäße RFID-Technologie ermöglicht es, eine weltweite Logistikkette in Echtzeit abzubilden und Informationen über den aktuellen Ort, Status, Herkunfts- und Bestimmungsort sowie bei Bedarf auch Sensordaten bereitzustellen.
  • Die Behandlung sensitiver Objekt kann durch Sensorik zeitnah erfasst und personen- und zeitpunktgenau nachverfolgt werden.
  • Die logistischen Abläufe werden unter Ausnutzung von RFID-Kennzeichnung, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmessung sowie Integration von Zugangskontrollen automatisiert und sicherer gestaltet. Hierzu ist es vorteilhaft, dass alle relevanten Informationen mit Real-time-Prozessen verarbeitet werden. Unter anderem sind davon folgende Teilprozesse betroffen:
    • • Objekteingang;
    • • Transport zu/von Zwischenlagern;
    • • Ein- und Auslagerung aus Zwischenlagern;
    • • Echtzeit-Monitoring der Bewegungen (Kombination von Identifikation und Lesezonen).
  • Überwachte Informationen beinhalten unter anderem:
    • • Behälter-Identifikation (eindeutig kodierte Seriennummer) per passivem RFID-Tag (Verknüpfung mit den Inhaltsdaten erst nach Autorisierung und Dekodierung).
    • • Umfeldfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Bei Über- bzw. Unterschreitung bestimmter Bandbreiten über Zeiträume verändert sich beispielsweise die Klassifizierung von einzelnen Stoffen und damit die Weiterverarbeitbarkeit.
    • • Bestands-Monitoring Zwischenlager: Innerhalb von vorgebbaren Zeitintervallen und/oder auf Aufforderung werden alle Tags gelesen.
  • In einzelnen Ausführungsformen der Erfindung ist es vorgesehen, nur Veränderungen zu erfassen. Alternativ ist es möglich, eine Datenhistorie zu speichern.
  • Die Erfindung ermöglicht einen Einsatz von Warnmeldungen. Die Warnmeldungen können dazu eingesetzt werden, logistische Prozesse – insbesondere die Sortierung, Lagerung und/oder den Transport der Objekte – zu verändern oder einen neuen logistischen Vorgang – beispielsweise einen neuen Transportvorgang – zu veranlassen.
  • Es ist vorteilhaft, zur Steuerung des Systems einen Server einzusetzen. Zum Betrieb des Servers dient ein Programm, das vorzugsweise auf einem Computerprogrammprodukt – beispielsweise einem geeigneten Speichermedium – gespeichert ist.
  • Hierdurch ist es möglich, Sensoren und gegebenenfalls auch Aktoren anzubinden. Zweckmäßigerweise erfolgt eine Filterung und gegebenenfalls Korrelation der Messdaten in Echtzeit, so dass die logistischen Vorgänge unmittelbar beeinflusst werden können.
  • Eine Datenbereitstellung kann über verschiedene Kommunikationskanäle erfolgen, beispielsweise die Datenkanäle der Transponder, mobile Kommunikationssysteme (PLUTUS, GSM, GPRS, UMTS). Dies ermöglicht:
    • • Anbindung der Sensoren und Aktoren;
    • • Filterung und Korrelation der Sensordaten in Echtzeit im Prozesskontext;
    • • Integration der bestehenden HMMS-Anwendung;
    • • Bereitstellung der Daten und Nachrichten über unterschiedliche Kanäle (Handheld, Telefon, Portal etc.).
  • Die Möglichkeit, Echtzeit-Informationen mit Hilfe von RFID-Tags zu erreichen und diese Informationen in die Informations-Architekturen zu integrieren, ist das Konzept der Sensor-Based Services.
  • Es ist besonders zweckmäßig, von den Lesegeräten empfangene Statusinformationen zu speichern und/oder an die Datenverarbeitungseinheit (Server) zu übermitteln.
  • Zweckmäßigerweise werden die ermittelten Zustandsinformationen mit Solldaten verglichen. Hierdurch ist es möglich, Abweichungen festzustellen und kurzfristig zu ermitteln, inwieweit ein Änderungsbedarf für die logistischen Vorgänge besteht.
  • Insbesondere ist es hierdurch möglich, einen vorgesehenen Empfänger oder den Absender des Objekts zeitnah über den Transportzustand zu informieren.
  • Handhabungs- und/oder Transportmittel sind auf diese Weise in der Lage ortsungebunden, bei gleichem Informationsniveau, eine verbesserte Zusammenarbeit zu erzielen und eine geeignete Reaktion auf Basis der gewonnenen Sensor-Informationen zu generieren.
  • Dadurch können die Logistikprozesse schneller und sicherer durchgeführt werden.
    • 10
    Behälter
    11
    Deckelfläche
    12
    Kapazitives Element
    20
    Gegenstand, Objekt
    21
    RFID-Tag, Identifikationsmittel
    30
    Sensor, elektrisch leitfähige Schicht/Band
    40
    Datenverarbeitungseinheit
    50
    Ortungsmittel
    60
    Überwachungszentrale
    61
    Nachrichtenempfangsmittel, -gerät
    70
    Atmosphärenmessgerät
    80
    Kommunikationsmodul, Schnittstelle
    90
    Objekterfassungsmittel, Randantenne
    100
    Schutzumhüllung
    110
    Palettenboden
    401
    Absendeort
    409
    Empfangsort
    600
    Transponder
    601
    Behälter
    602
    Lesegerät
    701
    Sensor
    702 bis 705
    Objekte
    706
    Behälter
    801
    Sensorstreifen
    802 bis 807
    Objekte
    808
    Behälter

Claims (27)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Behälters (10) zur Aufnahme wenigstens eines Objekts (20), dadurch gekennzeichnet, dass Messdaten des Objekts durch einen Sensor erfasst werden, dass die erfassten Messwerte an einen Transponder übermittelt werden und dass der Transponder in Abhängigkeit von den Messdaten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit übermittelt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinheit und/oder eine mit ihr verbundene Datenverarbeitungseinheit die Zustandsinformationen auswertet.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsinformationen gespeichert werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsinformationen in einem in dem Behälter angebrachten Speichermedium gespeichert werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsinformationen in der Leseeinheit und/oder der mit der Leseeinheit verbundenen Datenverarbeitungseinheit gespeichert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit eine Auswertung der Zustandsinformationen vornimmt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Handhabungsvorgang des Behälters in Abhängigkeit von der Auswertung erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein logistischer Prozess in einem Logistiksystem in Abhängigkeit von der Auswertung erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der logistische Prozess eine Ausschleusung des Behälters aus einem Transportprozess beinhaltet.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der logistische Prozess eine Wahl eines anderen Beförderungsweges beinhaltet.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des Transponders ermittelt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Behälters gespeichert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Position in der Datenverarbeitungseinheit gespeichert wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Behälters bestimmt und dass die Position des Behälters (10) den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen zugeordnet wird.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Transponder Energie zugeführt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie durch die Leseeinheit zugeführt wird.
  17. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Weiterleitung der Energie von dem Transponder zu dem Sensor erfolgt.
  18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalleitung zwischen dem Sensor und dem Transponder durch ein Verbindungselement erfolgt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement wenigstens einen Draht beinhaltet.
  20. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement wenigstens einen Lichtleiter beinhaltet.
  21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sensor näher an dem Objekt befindet als der Transponder.
  22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor und der Transponder durch eine Zwischenschicht voneinander getrennt sind.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht thermisch isolierend wirkt.
  24. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht schockabsorbierend wirkt.
  25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht elektromagnetische Strahlung absorbiert.
  26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht elektromagnetische Strahlung reflektiert.
  27. Logistiksystem zum Transport eines Behälters (10) mit wenigstens einem Objekt (20) von einem Absendeort (401) zu einem Empfangsort (409), dadurch gekennzeichnet, dass es Lesemittel aufweist, die so mit wenigstens einem in dem Behälter angeordneten Transponder zusammenwirken, dass durch einen Sensor erfasste Messdaten des Objekts an die Leseeinheiten übermittelt werden.
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