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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Identifikationsvorrichtung.
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Oft
müssen
der Standort und die Bewegung von Materialien in einem Verteilungszentrum
oder einer Produktionseinrichtung überwacht werden. Ein Verfahren
zur Nachverfolgung der Materialien ist das Anbringen einer drahtlosen
Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. eines Hochfrequenzidentifikations-(RFID-)Transponders
oder einer anderen Identifikationsvorrichtung, an Behältnissen,
welche die Materialien enthalten. Beispielsweise kann ein Flüssigkeitsbehältnis, wie
z. B. eine Tonne oder ein Faß, eine
Identifikationsvorrichtung umfassen, welche die im Inneren desselben
enthaltene Flüssigkeit
angibt. Ein Abfrage-Lesegerät
oder eine Reihe von Empfängern,
das/die eine Antennenvorrichtung aufweist/aufweisen und Informationen
durch elektronische Signale über
eine Entfernung senden kann/können, wird/werden über die
Verteilungs- oder Produktionseinrichtung verteilt plaziert, um von
den Identifikationsvorrichtungen übertragene Signale zu empfangen.
Die Signale werden dann an ein zentrales Steuerungssystem weitergeleitet,
das die zutreffenden Informationen überwacht und aufzeichnet. Das
zentrale Steuerungssystem kann auch Informationen an seine Abfrage-Lesegeräte senden,
damit diese zwecks einer Antwort an die Transponder gesendet und/oder
im Speicher des Transponders gespeichert werden.
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Ein
solches Identifikationssystem ist beispielsweise in der
DE 44 46 203 A1 beschrieben.
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Das
Identifikationssystem ermöglicht
auch eine statistische Analyse der Materialien, um ein exaktes Inventarverzeichnis
zu führen
bzw. Produktionsgeschwindigkeiten und andere Produktionsstandards
aufrechtzuerhalten. Zusätzlich
können
die Identifikationsvorrichtungen spezifische Informationen über die
in den Behältnissen
enthaltenen Materialien, einschließlich Herstellungsdatum, Herstellungsort,
Art des Produkts im Behältnis,
der Temperatur des Be hältnisses
und der Umgebungsluft, der Temperatur des Inhalts des Behältnisses,
des Drucks des Behältnisses
etc., umfassen.
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Ein
Problem tritt auf, wenn die Behältnisse für das Anbringen
einer Identifikationsvorrichtung oder eines Transponders nicht geeignet
sind. Ein Beispiel ist ein Bierfaß, das eine im wesentlichen
zylindrische Form mit glatten, einheitlichen Außenwänden aufweist. Es sind keine
Ausdehnungen oder Bereiche zum wirksamen Anbringen der Identifikationsvorrichtung
vorhanden. Zusätzlich
können
diese Behältnisse
schwer und umständlich
zu handhaben sein. Während
des Füllvorgangs
und der Verteilung können
die Behältnisse
gegen andere Behältnisse, Lagerregale,
Beförderungsausrüstung etc.
stoßen. Eine
am Behältnis
angebrachte Identifikationsvorrichtung kann während dieses Vorgangs leicht
beschädigt
oder zerstört
werden.
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Ein
anderes Anliegen ist, daß die
Identifikationsvorrichtungen schnell an den Behältnissen anzubringen sein sollen.
Jedes Behältnis
sollte mit einer separaten Identifikationsvorrichtung identifiziert
werden. Die Arbeitskosten waren übermäßig und
würden gegenüber den
Vorteilen des Identifikationssystems überwiegen, wenn jede Vorrichtung
zeitaufwändig
an den Behältnissen
anzubringen wäre.
Daher ist es wichtig, daß die
Identifikationsvorrichtungen schnell an jeder der einzelnen Vorrichtungen
angebracht werden können.
Neben der schnellen Anbringung sollten die Vorrichtungen in einer
einfachen Weise befestigt sein, die nicht übermäßig schwierig ist, so daß während des
Anbringungsvorgangs spezielle Ausrüstung oder hoch qualifizierte
Techniker erforderlich sind.
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Zusätzlich zur
schnellen Anbringung sollten die Identifikationskennzeichnungen
auch sicher an den Behältnissen
angebracht sein. Eine sichere Anbringung sollte verhindern, daß die Kennzeichnungen
versehentlich von den Behältnissen
abfallen, und zwar auch während
der Handhabung der Behältnisse,
wenn diese möglicherweise
fallengelassen, herumgestoßen
oder in sonstiger Weise grob behandelt werden.
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Es
ist auch wichtig, daß die
Identifikationskennzeichnungen unauffällig angebracht sind. Bei Mehrwegbehältnissen,
die an die Verbraucher geliefert und dann zwecks erneuter Befüllung und
Verteilung zurückgebracht
werden, hilft eine unauffällige Plazierung
sicherzustellen, daß die
Verbraucher die Identifikationskennzeichnung nicht manipulieren oder
in sonstiger Weise zerstören.
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Bekannte
Anbringungsmittel für
Transponder sind beispielsweise in der
DE 295 04 712 U1 und der
DE 197 03 819 C1 beschrieben.
Ein Nachteil dieser Anbringungsmittel ist, daß sie den oben beschriebenen
Erfordernissen nicht gerecht werden.
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Erfindungsgemäß wird eine
Identifikationsvorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Identifikationssystem nach Anspruch
6 bereit, das eine erfindungsgemäße Identifikationsvorrichtung
umfaßt.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Anbringen einer erfindungsgemäßen Identifikationsvorrichtung
an einem Behältnis
nach Anspruch 8 bereit.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Überwachen eines Behältnisses
nach Anspruch 13 bereit.
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Die
Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
seitliche Schnittansicht einer in einer Kammer eines Behältnisses
angebrachten erfindungsgemäßen Identifikationsvorrichtung,
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2 ein
Schema, das die Kommunikation zwischen einer Identifikationsvorrichtung
und einem Abfrage-Lesegerät
veranschaulicht,
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3 ein
Schema, das ein Nachverfolgungs- und Informationssystem zur Verwendung
mit einer Identifikationsvorrichtung veranschaulicht,
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4A eine
perspektivische Ansicht einer Identifikationsvorrichtung bei der
Verwendung in einer nicht entfalteten Konfiguration bzw. Gestaltungsform,
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4B eine
perspektivische Ansicht einer Identifikationsvorrichtung bei der
Verwendung in einer entfalteten Konfiguration,
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5A eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Identifikationsvorrichtung
in einer nicht entfalteten Konfiguration,
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5B eine
Seitenansicht der Identifikationsvorrichtung von 5A in
einer entfalteten Konfiguration und
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Behältnisses, mit dem die vorliegende
Erfindung verwendet werden kann.
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Auf
die Zeichnungen im Allgemeinen und insbesondere auf 1 Bezug
nehmend, umfaßt eine
Identifikationsvorrichtung 10 eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 20,
die von einer Anbringungsstruktur oder -einheit 12 umgeben
ist. 1 veranschaulicht die Anbringungseinheit 12 in
einer entfalteten Position, durch welche die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 20 in
einer Kammer 33 eines Behältnisses 30 gehalten
wird. Die Identifikationsvorrichtung 10 wird später näher beschrieben.
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2 veranschaulicht
eine konkrete Art einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 20,
die als Hochfrequenztransponder bezeichnet wird. Dem Fachmann ist
klar, daß es
viele andere verschiedene Arten drahtloser Identifikationsvorrichtungen 20 gibt, die
eine elektronische Kommunikation ermöglichen, und die vorliegende
Erfindung nicht auf eine bestimmte Art beschränkt ist. Der Transponder 20 ist üblicherweise
aus einem Kunststoff oder einem anderen Material gefertigt, das
in seinem Inneren ein Steuerungssystem 102, drahtlose Kommunikationselektronik 104,
eine Antenne 106 und einen Speicher 108 aufweist.
Die Antenne 106 kann entweder extern oder intern in den
Transponder 20 integriert sein.
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Das
Steuerungssystem 102 ist eine integrierte Schaltung oder
eine andere Art Mikroprozessor- oder Mikrocontrollerelektronik,
welche die grundsätzlichen
Operationen des Transponders 20 steuert. Das Steuerungssystem 102 ist
mit der drahtlosen Kommunikationselektronik 104 verbunden,
um Übertragungen
zu übermitteln
und zu empfangen. Zum Speichern von Informationen und Abrufen von
Informationen ist das Steuerungssystem 102 auch mit dem
Speicher 108 verbunden.
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2 stellt
auch dar, wie mit dem Transponder 20 eine Kommunikation
erreicht wird. Ein Abfrage-Lesegerät 120 enthält Abfrage-Kommunikationselektronik 122 und
eine Abfrageantenne 124. Das Abfrage-Lesegerät 120 kommuniziert
mit dem Transponder 20 durch Aussenden eines elektronischen
Signals oder eines Befehls, das/der durch die Abfrageantenne 124 in
einer Frequenz 126 moduliert wird. Die Abfrageantenne 124 kann
jede Art von Antenne sein, die das modulierte Signal 126 durch
ein Feld 128 ausstrahlen kann, so daß eine kompatible Vorrichtung,
wie z. B. ein Transponder 20, ein solches Signal 126 mit
seiner eigenen Antenne 106 empfangen kann. Das Feld 128 könnte eines
einer Vielzahl verschiedener Arten sein, die in der elektronischen
Kommunikation verwendet werden, einschließlich elektromagnetisch, magnetisch
oder elektrisch. Das Signal 126 ist eine Nachricht, die
Informationen und/oder spezifische Anweisungen für den Transponder 20 enthält.
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Wenn
sich die Transponder-Antenne 106 innerhalb des durch die
Abfrage-Lesegerät-Antenne 124 ausgesandten
Feldes 128 befindet, wird die drahtlose Kommunikationselektronik 104 energetisiert,
wodurch der Transponder 20 energetisiert wird. Der Transponder 20 bleibt
so lange energetisiert, wie sich seine Antenne 106 im Feld 128 des
Abfrage-Lesegerätes 120 befindet.
Die drahtlose Kommunikationselektronik 104 demoduliert
das Signal 126 und sendet die Informationen und/oder spezifische
Anweisungen enthaltende Nachricht für geeignete Handlungen an das
Steuerungssystem 102. Beispielsweise kann die Anforderung
in der Nach sicht sein, daß der
Transponder 20 Informationen über die im Behältnis 30 enthaltenen
Materialien, einschließlich
Herstellungsdatum, Herstellungsort und Art des Produkts im Behältnis, zurücksendet.
Bei der Nachricht kann es sich auch um Anweisungen handeln, Informationen
bezüglich
der Temperatur des Behältnisses,
seiner Umgebungsluft, der Temperatur des Inhalts des Behältnisses,
des Drucks des Behältnisses etc.
zurückzusenden.
Der Transponder 20 sendet Informationen an das Abfrage-Lesegerät 120 durch Ändern des
Inhalts des Signals 126 zurück.
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Für das Kommunizieren
mit einer drahtlosen elektronischen Vorrichtung, wie z. B. einem
Transponder 20, existieren alternative Formen. Beispielsweise
kann der Transponder 20 einen Sender aufweisen, so daß er Informationen
an das Abfrage-Lesegerät
senden kann, ohne das Signal 126 als Mittel für die Kommunikation
verwenden zu müssen.
Der Transponder 20 kann eine Batterie enthalten, um den Sender
mit Strom zu versorgen, oder eine Energiespeichereinheit, die mit
Energie aufgeladen wird, wenn sich der Transponder im Feld 128 des
Signals 126 befindet. Dem Fachmann ist klar, daß es viele andere
Weisen gibt, um mit einer drahtlosen Identifikationsvorrichtung,
wie z. B. einem Transponder 20, zu kommunizieren, und daß die vorliegende
Erfindung nicht auf die oben beschriebene konkrete Weise beschränkt ist.
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3 veranschaulicht
ein Nachverfolgungssystem, bei dem Transponder 20 enthaltende
Behältnisse 30 durch
eine Umgebung, wie z. B. eine Fabrik oder eine Verteilungseinrichtung,
nachverfolgt werden können.
Beispielsweise könnte
der mit dem Behältnis 30 verbundene
Transponder 20 eine erste Abfragestelle 150 passieren,
die ein Abfrage-Lesegerät 120 umfaßt. Wenn
sich das Behältnis 30 und
sein Transponder 20 bei dem Abfrage-Lesegerät 120 befinden,
wie zuvor beschrieben, kann eine Informationen und/oder eine spezifische
Informationsanforderung enthaltende Nachricht durch das Abfrage-Lesegerät 120 gesendet
und vom Transponder 20 empfangen werden. Dieser Vorgang
wird fortgesetzt, wenn sich das Behältnis 30 zu einer
zweiten Abfragestelle 152, einer dritten Abfragestelle 154,
einer vierten Abfragestelle 156 usw. bis zu einer letzten
Abfragestelle 158 bewegt.
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Ein
zentrales Steuerungssystem 130 verwaltet die Informationen
von den Abfrage-Lesegeräten 120 und überwacht
die Bewegung der Behältnisse 30 durch
die Einrichtung. Die von jedem der Abfrage-Lesegeräte 120 empfangenen
Informationen können
an das zentrale Steuerungssystem 130 entweder über eine
direkte Draht- oder eine LAN-Verbindung weitergeleitet werden. Das
zentrale Steuerungssystem 130 könnte auch Informationen an
das Abfrage-Lesegerät 120 senden,
damit diese zu Identifikationszwecken an den Transponder 20 übertragen
werden. Das zentrale Steuerungssystem 130 verfolgt den
erwarteten Standort der Behältnisse 30 nach
und Alarm auslösen,
wenn es erwartet, Informationen über
ein bestimmtes Behältnis
zu empfangen, dies aber nicht tut.
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Während der
Inbetriebnahme jedes Behältnisses 30 kann
es notwendig sein, das den Transponder 20 enthaltende Behältnis 30 in
der Reichweite eines Abfrage-Lesegerätes 120 zu plazieren,
um zuvor im Speicher 108 gespeicherte Informationen zu löschen oder
bestimmte Daten oder Informationen bezüglich der Konfiguration des
Behältnisses 30 zur späteren Verwendung
im Speicher 108 zu speichern. Vorzugsweise ist an jedem
Behältnis 30 eine
separate drahtlose Kommunikationsvorrichtung 20 angebracht.
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Eine
Anbringungsstruktur oder -einheit 12 dient dem Anbringen
der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 20 an dem Behältnis 30.
Bei einer Ausführungsform
ist die Anbringungseinheit 12 wahlweise positionierbar:
von einer ersten Konfiguration, deren Größe so ausgelegt ist, daß sie in
eine Öffnung im
Behältnis
paßt,
zu einer zweiten, vergrößerten Konfiguration,
deren Größe so ausgelegt
ist, daß sie sich
in die Abmessungen der Kammer 33 des Behältnisses
hinein ausdehnt. Nachdem die Anbringungseinheit 12 in die
zweite Konfiguration ausgedehnt wurde, nimmt sie vorzugsweise nicht
wieder die kleinere, erste Konfiguration an. Dies erhält die Positionierung
der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 20 aufrecht und
verhindert, daß die
Vorrichtung versehentlich vom Behältnis 30 entfernt
wird.
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4A veranschaulicht
eine Identifikationsvorrichtung 10 in einer ersten, nicht
entfalteten Konfiguration. Bei diesem Beispiel ist die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 20 eine mit einer Dipolantenne 22 verbundene
integrierte Schaltung. Die Antenne 22 ist vorzugsweise
flexibel, was das Einführen
in eine Vielzahl von Behältnissen
ermöglicht.
Bei der ersten Kon figuration sind Arme 24 gegen die oder
in enger Ausrichtung mit den Antennen 22 positioniert und
sorgen so für
ein reduziertes Profil zur Einführung
in eine Zugangsöffnung.
Die Arme 24 sind vorzugsweise flexibel, um den Einführungsvorgang
weiter zu erleichtern, wie z. B. Federn. Die Arme 24 können in
einer Richtung winklig sein, so daß das Schieben der Vorrichtung
durch die Zugangsöffnung
bewirkt, daß sich
die Arme 24 nach unten, gegen die Vorrichtung 20 falten
und die Querschnittsgröße reduzieren.
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4B veranschaulicht
die entfaltete zweite Konfiguration, bei der sich die Arme 24 zum
Positionieren in der Kammer 33 von den Antennen 22 nach außen erstrecken.
Wenn sich die Vorrichtung 20 in der Kammer 30 befindet,
dehnen sich die Anne 24 aus und arretieren dadurch die
Vorrichtung in ihrer Position. Versuche, die Vorrichtung 20 durch
die Zugangsöffnung
zurückzuziehen,
bewirken nicht, daß die
Arme 24 zusammenklappen, wodurch eine Entfernung verhindert
wird.
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Für das sichere
Anbringen der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung in der Kammer 33 erstrecken
sich die Arme 24 von den Antennen 22 vorzugsweise
in einer Vielzahl von Winkeln. Wie in 4B veranschaulicht,
erstrecken sich die Arme 24 von vier Seiten der Antennen 22.
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Ein
anderes Beispiel umfaßt,
daß die
Arme 24 Schraubenfedern sind. Die Querschnittsgröße der Arme 24 nimmt
ab, wenn die Federn auseinander gezogen und verlängert werden, um die Vorrichtung 20 in
das Behältnis 30 einzuführen. Wenn
keine Kraft mehr ausgeübt
wird, springen die Federn in eine zweite Konfiguration mit einer
größeren Querschnittsform
zurück.
Es sind jedoch verschiedene Konfigurationen bezüglich der Positionierung und Ausgestaltung
der Arme verfügbar.
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Die 5A und 5B veranschaulichen eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anbringungsvorrichtung.
Eine ausdehnbare Schaumstoffbeschichtung 26 umgibt die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 20. Die Beschichtung 26 umgibt die
Vorrichtung 20 vorzugsweise vollständig, obwohl sie je nach Anwendung
auch nur einen Abschnitt bedecken kann. Die Beschichtung 26 ist
als Reaktion auf einen Aktivator von einer ersten nicht entfalteten Konfiguration
zu einer zweiten entfalteten Konfiguration mit größerer Querschnittsbreite
ausdehnbar, um die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 20 sicher in
der Kammer zu halten. Alternativ könnte die Beschichtung 26 von
der nicht entfalteten Konfiguration zur größeren entfalteten Konfiguration
ausdehnbar sein, wenn sie über
eine vorher bestimmte Temperatur hinaus erwärmt wird.
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Das
Behältnis 30 kann
eine Vielzahl von Formen und Größen aufweisen. 6 veranschaulicht ein
Behältnis 30 mit
einem Hauptkörper 32 zum
Aufnehmen von Materialien. Ein Rand 38 erstreckt sich von
der oberen Oberfläche 36 nach
außen
und umfaßt
Handgriffe 34 zum Ergreifen und Tragen des Behältnisses.
Wie in 1 veranschaulicht, kann der Rand 38 ferner
ein geringeltes oberes Ende mit einer Öffnung 40 aufweisen.
Durch den Rand 38 wird eine Kammer 33 ausgebildet,
die sich rund um die obere Kante des Behältnisses erstreckt. In der
Lippe 38 kann ein Abzugsloch 35 positioniert sein,
das sich in die Kammer 33 hinein erstreckt. Das Abzugsloch 35 ermöglicht das
Entfernen von Flüssigkeit,
die sich in der Kammer sammeln kann, und stellt auch einen Zugangsweg
zum Anbringen der Identifikationsvorrichtung 10 bereit.
Bei einer Ausführungsform
ist das Behältnis 30 ein
Bierfaß,
obwohl für
den Fachmann offensichtlich ist, daß die vorliegende Erfindung
auf eine breit gefächerte
Vielzahl von Behältnisformen und
-größen anwendbar
ist.
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Die
Breite der Zugangsöffnung
in die Kammer 33, wie z. B. des Abzugsloches 35 oder
der Öffnung 40,
ist kleiner als die Breite der Kammer 33. Dadurch muß die nicht
entfaltete, nicht ausgedehnte Identifikationsvorrichtung 10 eine
maximale Breite aufweisen, die so ausgelegt ist, daß sie in
die Zugangsöffnung
paßt.
Sobald sich die Anbringungsstruktur oder -einheit 12 in
der Kammer 33 befindet und entfaltet ist, ist die Größe größer als
die Zugangsöffnung,
um zu verhindern, daß die
Identifikationsvorrichtung 10 versehentlich hinausrutscht.
Die Kammer 33 kann mehrere Öffnungen oder Zugangsstellen
zur Einführung
der Identifikationsvorrichtung aufweisen.
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Die
Identifikationsvorrichtung 10 kann auf zahlreiche Weisen
in die Kammer 33 eingeführt
und in derselben entfaltet werden. Bei der Verwendung des Behältnisses
und der Identifikationsvorrichtung wie in 1 veranschaulicht
ist die Identifikationsvorrichtung 10 mit der daran angebrachten
Anbringungseinheit 12 anfänglich in einer nicht entfalteten Konfiguration
angeordnet. Die Vorrichtung 10 wird in die Zugangsöffnung,
wie z. B. das Abzugsloch 35 oder die Öffnung 40, eingeführt. Die
Einführung
kann manuell durch einen Nutzer entweder mit dessen Hand oder einem
einfachen Einführungsinstrument erfolgen.
Beispielsweise kann eine Röhre
verwendet werden, deren eines Ende in die Zugangsöffnung eingeführt ist.
Dann wird die Vorrichtung in das gegenüberliegende Röhrenende
eingeführt
und in das Behältnis
eingebracht. Nachdem die Identifikationsvorrichtung 10 in
der Kammer 33 positioniert wurde, kann die Anbringungseinheit 12 zur
ausgedehnten zweiten Konfiguration entfaltet werden. Eine andere Ausführungsform
weist eine Hülse
oder ein ähnliches Halteband
auf, die/das die Vorrichtung in der ersten, kleineren Konfiguration
hält. Nach
dem Einführen
in die Zugangsöffnung
wird die Haltevorrichtung entfernt, aufgeschnitten, aufgelöst, was
dazu führt,
daß die
Einheit die zweite, vergrößerte Konfiguration
erhält.
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Die
entfaltete Konfiguration ermöglicht
es, daß die
Identifikationsvorrichtung 10 in der Kammer 33 geschützt ist.
Diese Konfiguration verhindert auch, daß die Vorrichtung versehentlich
aus der Kammer hinausrutscht, da die entfaltete Konfiguration größer ist
als die in die Kammer führenden Öffnungen.
Vorzugsweise positioniert die entfaltete Konfiguration die Identifikationsvorrichtung 10 auch
in einem zentralen Abschnitt der Kammer, um die übertragene Signalstärke zu erhöhen.
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Die
Identifikationsvorrichtung 10 kann auch an anderen Bereichen
eines Behältnisses 30 angebracht
werden. Zu geeigneten Stellen zählen
teilweise umschlossene Bereiche, in denen die nicht ausgedehnte
Vorrichtung plaziert und, nachdem sie ausgedehnt wurde, in Position
gehalten werden kann. Beispielsweise kann die Anbringungsvorrichtung
in der Zugangsöffnung
plaziert und ausgedehnt werden, ohne vollständig in der Kammer 33 positioniert
zu sein.
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In
der vorstehenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten. Es sollte
auch klar sein, daß solche
Begriffe wie „(nach) vorn", „(nach)
hinten", „links", „rechts", „nach oben", „nach unten" und dergleichen
der Einfachheit halber gewählte
Wörter
sind, die nicht als einschränkende Begriffe
auszulegen sind.