CN104517080A - 包括近场rfid检测的抑制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了包括近场RFID检测的抑制系统。该抑制系统(100)包括抑制设备(110),该抑制设备(110)包含第一和第二可互锁部件(112、114),当第一和第二互锁部件(112、114)互锁时,系统被抑制。抑制系统(100)进一步包括被附连到第一部件(112)的无源RFID标签(120)以及被耦合到第二部件(114)的无源RFID读取器(130),用于第二部件(114)的规定范围内的标签(310)的近场检测。
Description
背景技术
高架平台可以配备安全带和其他坠落抑制装置以确保工作在高架环境的人员的安全。这些人员通常负责固定他们的坠落抑制装置。如果他们的坠落抑制装置没有正常工作,如果他们选择不使用其坠落抑制装置或者如果他们忘记使用其坠落抑制装置,则他们会处于危险中。
可以执行视觉检查,以确保坠落抑制装置正常工作及其正被使用。然而,视觉检查具有有限的价值。
发明内容
根据本文中的实施例,抑制系统(RS)包括包含第一和第二可互锁部件的抑制设备,当第一和第二可互锁部件被互锁时,系统被抑制。抑制系统进一步包括附连到第一部件的无源RFID标签以及耦合到第二部件的无源RFID读取器,用于第二部件的规定范围内的标签的近场检测。
根据本文中的另一实施例,平台系统包括平台以及在平台上的多个抑制系统。每个抑制系统包括无源RFID标签和被配置为执行该标签的近场检测以确定抑制系统是否被固定到平台的读取器。平台系统进一步包括用于向每个抑制系统的读取器广播激励器标识符的激励器。每个读取器广播表明读取器标识符、激励器标识符以及安全状态的状态信号。
根据本文中的另一实施例,一种方法包括在安全带的第一互锁部件的规定的检测范围内执行近场RFID检测,以及只要与第二互锁部件关联的RFID标签在规定的范围内被检测到就表明第一部件与系索一端的第二部件互锁。
这些特征和功能可以在各种实施例被独立实现或者可以在其他实施例中被组合。参考以下的描述和附图可以了解这些实施例的进一步的细节。
附图说明
图1是抑制系统的说明。
图2是无源RFID标签的说明。
图3是操作图1的抑制系统的方法。
图4是高架平台系统的说明。
图5是用于与高架平台系统一起使用的抑制设备的说明。
图6是图4的系统的读取器的说明。
图7是使用图4的高架平台系统为飞行器刷漆的方法的说明。
具体实施方式
参考图1,其示出了抑制系统100。系统100包括具有第一和第二可互锁部件112和114的抑制设备110,当第一和第二可互锁部件112和114被互锁时,系统100被抑制。在某些实施例中,抑制设备110可以包括一件衣服。
系统100进一步包括附连到第一可互锁部件112的无源RFID标签120,以及耦合到第二部件114以便于第二部件114的规定范围内RFID标签120的近场检测的无源RFID读取器130。标签120和读取器130是近场的,因为射频识别在仅几英寸的规定检测范围内被执行。作为示例,距离d等于约3到6英寸(在其他示例中,下界可以小于3英寸和/或上界可以大于6英寸)。如果标签120(并且,因此,第一部件112)在规定的范围内,则其被读取器130检测。如果标签120被检测到,则第一部件112被假设与第二部件114互锁。
在部件112和114已经被互锁之后,继续检测标签120。如果标签120不再被检测到,则部件112和114被假设为没有被互锁。
RFID读取器130可以以各种方式被耦合到第二部件114。在某些实施例中,整个读取器130的位置紧邻第二部件114。在其他实施例中,仅RFID读取器130的天线的位置紧邻第二部件114。在其他实施例中,第二部件114用作RFID读取器130的天线。
考虑抑制系统100的以下示例。作为第一示例,抑制设备110包括具有D型环(第二部件114)的安全带。在系索的自由端处有弹簧钩(第一部件112)。系索的固定端被固定到固定物体上。当弹簧钩和D型环互锁时,佩戴安全带的人员的移动被抑制。
RFID标签120被附连到系索的自由端处的弹簧钩,并且读取器130由安全带携带。读取器130在D型环的规定范围内执行近场检测。当RFID标签120在第二部件114的规定范围内被检测到时,第一部件112和第二部件114被假设为互锁。一旦标签120不再被检测到,则第一部件112和第二部件114被假设为没有互锁。
第二示例涉及不带系索的安全带。第二部件114被安装在固定物体上,并且与第一部件112互锁,第一部件112由安全带携带。标签120被附连到第一部件112,并且读取器130被固定到固定物体上,以使得读取器130在第二部件114的规定范围内执行近场检测。
作为第三示例,抑制设备110包括太空服。在系链的自由端上的装置(第一部件112)与太空服上的装置(第二部件114)互锁。系链的固定端被锚定到空间飞行器。
现参考图2,其示出无源RFID标签120的示例。标签120包括处理器210、机器可读存储器220、收发器230以及天线240。标签120的操作功率可以从读取器130或者其他外部源(例如,通过RF回波激活)获取。然而,在某些实施例中,操作功率可以由电池或者其他内部源提供。
存储器220包含用于使标签120响应读取器130的询问的可执行代码。当标签120被读取器130询问时,它可以简单地以周期脉冲的形式发送无线信号,该脉冲被称为“闪烁传输(blink transmission)”。在闪烁传输中编码的信息可以包括唯一的标识符,例如,对应于抑制设备110的标识符。
读取器130可以包括信号采集器元件以及用于向标签120发送操作功率并且用于接收来自标签120的闪烁传输的收发器。读取器130也可以包括用于处理闪烁传输的处理器。
标签120的天线240和读取器130的信号采集器元件可以被配置为通信,而不管标签120和读取器130的相对取向。读取器130设置发送功率并且调节增益以在规定的范围内执行近场检测。
某些环境可以包含多个抑制设备110。因此,这些环境可以包括多个RFID标签120和多个RFID读取器130。在仅几英寸的检测范围下操作的读取器130不大可能检测到其他邻近的抑制设备110的RFID标签。此外,多个读取器130的检测范围不大可能重叠。
现参考图3,其示出RFID读取器130的操作。在方框310中,读取器130执行近场RFID检测。如果标签120没在读取器130的检测范围内,则其将不产生闪烁传输。
标签120接着被移动到读取器130的规定范围内。例如,第一部件112与第二部件114互锁。
在方框320中,读取器130检测来自标签120的闪烁传输。只要闪烁传输被检测到,读取器130就增强表明部件112和114被互锁的互锁信号。
在方框330中,一旦读取器130停止检测闪烁传输,它就在部件112和114不再互锁的假设下减弱互锁信号。除了减弱互锁信号,读取器130可以立即行动并且以合适的方式。如一个示例,读取器130可以产生标志着部件112和114不再互锁的可听见的声音。
抑制系统100可以检测未互锁的情况,而不需要视觉检查或者使用诸如开关的机械设备。未互锁情况的检测是非接触的,并且因此其不经受机械磨损或者失效。抑制系统100比机械设备更难以忽视或者以其它方式欺骗。
在读取器130中的处理器可以提供超出检测互锁情况的优势。现在将通过结合高架平台系统来讨论这些优势中的一些优势。
现参考图4,其示出包括一个或多个高架平台420的平台系统410。诸如伸展台或脚手架(或者甚至在建设中的桥或者建筑物的梁)的高架平台420可以具有固定的高度,而诸如升降平台的高架平台可以通过升降组件(例如,交叉式升降机,悬臂起垂机)来升高和降低。升降平台可以包括可操作用于改变其高度的控制单元。如果平台系统410包括多个升降平台,则每个升降平台可以经设计以独立于其他升降平台来操作。
平台系统410进一步包括与每个高架平台420相关的激励器430。每个激励器430无线地广播唯一的激励器标识符。该激励器广播可以是连续的。唯一的标识符在相关的高架平台420的界限内被广播。每个激励器430的发送功率和增益可以是受限的,以防止与来自邻近平台420相关的其他激励器430的广播重叠。因此,激励器450的标识符也识别其相关的平台420。
平台系统410在每个高架平台420上进一步包括至少一个抑制系统100。每个抑制系统100被配置为阻止从高架平台420下落。激励器430向相关的高架平台420上的每个抑制系统100的RFID标签无线地广播其唯一的标识符。
现参考图5,其示出平台系统410的抑制设备110的示例。抑制设备110包括具有环512的安全带510以及具有在弹簧钩522中终止的自由端的系索520。
无源RFID标签120(图5中未示出)可以被附连(例如,使用环氧基树脂粘合)到弹簧钩522。读取器130(图5中未示出)可以由安全带510携带,其在环512的几英寸内。在某些实施例中,安全带510可以被佩带在衣服上面,并且读取器130被固定到该衣服上,邻近环512。
读取器130被配置为当弹簧钩522与环512互锁时检测RFID标签120。无源RFID通信的操作频率通常是13MHz、433MHz或者900MHz。
现参考图6,其示出平台系统410的RFID读取器130的示例。读取器130包括诸如嵌入式微控制器610的处理器、机器可读存储器620、收发器630以及天线640。读取器130可以是电池供电的。
存储器620存储可执行代码,该可执行代码用于使读取器130询问标签120,接收来自标签120的任何传输,当标签120被检测到时增强互锁信号以及当标签120未被检测到时减弱互锁信号。
读取器130进一步包括用于接收激励器广播的遥测模块650。遥测模块650可以通过低频通信(例如,125kHz)与激励器430通信。遥测模块650具有也可以用作读取器标识符的标识符。储存在存储器620中的可执行代码还使微控制器610读取广播的激励器标识符,并且产生表明激励器标识符、读取器标识符以及互锁状态(即,安全带510的环512是否固定到系索520的弹簧钩522上)的状态信号。
微控制器610向遥测模块650发送状态信号,遥测模块650广播该状态信号。可以以不干扰激励器广播和RF通信的频率广播状态信号。例如,遥测模块650可以经由WiFi或者超宽带(UWB)广播状态信号。
返回到图4,高架平台系统410进一步包括用于接收来自读取器130的广播状态信号的基站440。基站440可以响应于状态信号而采取适当的行动。
作为第一示例,如果读取器130中的任意一个正在广播未互锁状态,则基站440发出警报或者产生通告。作为第二示例,如果人员试图从一个平台跳到另一个,则由该人员携带的读取器130将检测不同的激励器标识符,并且广播表明不同激励器标识符的状态信号。作为回应,基站440产生通告。
作为第三示例,高架平台420包括升降机制以及与基站440通信的控制器422。如果基站440接收到表明高架平台420上的未互锁状态的状态信号,则基站440可以使控制器422禁用升降机制,并且由此防止高架平台420被上升或者下降。
RFID标签的使用提供了除检测互锁状态之外的优势。基站440可以使用状态信号来实时报告在每个高架平台420上的工人数量。这个信息可以被用于确定每个高架平台420是否过度拥挤。该信息也可以被基站440和/或升降控制器使用,以控制每个高架平台420的下降速率和上升速率。
高架平台系统410的一个具体的应用是飞行器的涂漆。可以在装配了多个工业中被称为“堆垛机”的可移动高架平台420的漆吊架中对商业飞行器进行涂漆。每个堆垛机420可以包括吊车、杆、平台以及控制器422。吊车可沿着架空桥移动。基站440可以与每个高架平台420的控制器422通信,以围绕飞行器定位平台,并且还控制每个高架平台420的高度。
图7示出使用平台系统410来对商业飞行器涂漆的方法。在方框710中,油漆工从指定的存储位置取出安全带。每个安全带被分配给特定的油漆工,并且安全带上携带的读取器具有唯一的标识符。因此,每个读取器标识符还对应一个油漆工。
在方框720中,每个油漆工系上安全带。随着安全带被系上,安全带携带的读取器开始向基站连续地广播状态信号。在这个阶段中,状态信号仅识别已经系上安全带的油漆工。
在方框730中,油漆工走上其分配的堆垛机。与堆垛机相关的激励器连续地广播唯一的激励器标识符。随着油漆工走上分配的堆垛机,读取器接收来自堆垛机的激励器的广播,并且还更新状态信号以表明广播的激励器的标识符。
在方框735中,基站确定堆垛机是否被正确地占据。基站可以知道到每个堆垛机的油漆工分配。即,基站可以知道在任何给定的时刻应当在每个堆垛机上的油漆工的数量和识别。因为每个读取器与一个油漆工关联,并且因为每个激励器与一个堆垛机关联,所以状态信号可以表明在任何给定的时刻实际在堆垛机上的那些油漆工的数量和识别。
在方框740中,油漆工将他们的安全带与系索的自由端互锁。检测RFID无源标签的那些读取器将更新它们的状态信号,以表明互锁状况。现在状态信号也识别已经将其安全带固定到分配的堆垛机的油漆工以及没有将其安全带固定到分配的堆垛机的那些油漆工。
在方框750中,基站处理状态信号以确定是否所有的安全带都与系索互锁。如果状态信号表明安全带未被互锁,则基站可以立即向具体的堆垛机和该堆垛机上的具体人员指导适当的行动。
在方框760中,基站与堆垛机控制器通信,并且启动已经满足所有初始安全条件的那些堆垛机。每个已启动的堆垛机可以控制其升降机制以升高其平台。
在方框770中,随着飞行器被涂漆,基站持续地处理状态信号以确保维持安全的工作条件。例如,基站确保没有任何油漆工从系索拆离他们的安全带。读取器标识符也可以用于推断每个油漆工在堆垛机上工作所花费的时间量。这种额外的信息可以被用于诸如通过识别可能的疲劳状况来加强工人的安全。
在方框780中,油漆工可以从一个堆垛机移动到另一个,以对飞行器的不同部分进行涂漆。在这段时间里,由油漆工携带的读取器仍持续地广播状态信号。当油漆工拆离系索时,状态信号表明系索已经被拆离。随着油漆工移动到不同的堆垛机并且读取器接收来自不同激励器的广播,状态信号识别新的堆垛机。随着油漆工将安全带系到新的系索,状态信号表明互锁状况。
在方框790中,当工作已经被完成之后,堆垛机降低其平台至地面水平。油漆工将他们的安全带从系索拆离,走下平台,并且将他们的安全带返还到仓库。
进一步,本公开包括根据以下条款的实施例:
条款1.一种抑制系统,其包括:
包括第一和第二可互锁部件的抑制设备,当所述第一和第二可互锁部件被互锁时,所述系统被抑制;
附连到所述第一部件的无源RFID标签;以及
被耦合到所述第二部件的无源RFID读取器,用于所述第二部件的规定范围内的所述标签的近场检测。
条款2.根据条款1所述的系统,其中所述读取器在所述第二部件的几英寸的规定范围内执行近场检测。
条款3.根据条款1所述的系统,其中所述读取器在所述部件已经互锁后,继续所述近场检测。
条款4.根据条款1所述的系统,其中所述抑制设备进一步包括携带所述无源读取器和所述第二部件的一件衣服。
条款5.根据条款1所述的系统,其中所述抑制设备进一步包括携带所述无源读取器和所述第二部件的安全带。
条款6.根据条款5所述的系统,其进一步包括具有其携带所述第一部件的自由端的系索。
条款7.根据条款1所述的系统,其中所述读取器包括当所述读取器检测到所述标签时,被编程以增强互锁信号的处理器。
条款8.根据条款7所述的系统,其中一旦所述读取器检测不到所述标签,所述处理器进一步被编程以减弱所述互锁信号。
条款9.一种平台系统,其包括:
高架平台;以及
在所述平台上的至少一个如权利要求1所述的抑制系统。
条款10.根据条款9所述的系统,其进一步包括与所述高架平台关联的激励器,所述激励器向所述平台上的每个RFID标签无线地广播唯一的激励器标识符。
条款11.根据条款10所述的系统,其中所述平台上的每个抑制系统的RFID读取器被配置为读取所广播的激励器标识符,并且广播表明读取器标识符、所述激励器标识符以及表明所述读取器是否检测到所述标签的互锁状态的状态信号。
条款12.根据条款11所述的系统,其进一步包括用于接收来自所述平台上的每个抑制系统的所述读取器的所广播的状态信号的基站。
条款13.根据条款12所述的系统,其中所述高架平台包括升降机制;并且其中当至少一个状态信号表明未互锁状态时,所述基站禁用所述升降机制。
条款14.一种平台系统,其包括:
平台;
在所述平台上的多个抑制系统,每个抑制系统包括无源RFID标签以及被配置为执行所述标签的近场检测以确定所述抑制系统是否被固定到所述平台的读取器;以及
用于向每个所述抑制系统的所述读取器广播激励器标识符的激励器;
其中每个读取器广播表明读取器标识符、所述激励器标识符以及安全状态的状态信号。
条款15.根据条款14所述的平台系统,其中每个标签被附连到系索的自由端,并且其中每个抑制系统包括携带所述读取器的安全带,使得当所述系索与所述安全带互锁时,所述读取器检测所述标签。
条款16.根据条款14所述的平台系统,其进一步包括用于接收来自所述读取器的广播的状态信号的基站。
条款17.根据条款16所述的平台系统,其中所述平台包括升降机制和控制器;并且其中当广播的状态信号表明在所述平台上的所有抑制系统被固定时,所述基站启用所述控制器。
条款18.根据条款16所述的平台系统,其中所述基站使用所述状态信号来确定适当的平台人群和工作时间中的至少一种。
条款19.根据条款14所述的系统,其中所述平台被配置用于对飞行器进行涂漆。
条款20.一种方法,其包括:
在安全带的第一互锁部件的规定的检测范围内执行近场RFID检测;以及
只要与第二互锁部件相关的RFID标签在所述规定范围内被检测到,就表明所述第一部件与系索一端的所述第二部件互锁。
Claims (15)
1.一种平台系统(410),其包括:
高架平台(420);以及
在所述平台(420)上的至少一个抑制系统(100),每个所述抑制系统包括:
第一和第二可互锁部件(112、114),当其互锁时,所述系统被抑制;
附连到所述第一部件(112)的无源RFID标签(120);以及
被耦合到所述第二部件(114)的无源RFID读取器(130),用于所述第二部件(114)的规定范围内的所述标签(120)的近场检测(310)。
2.根据权利要求1所述的系统(410),其中所述读取器(130)在所述第二部件(114)的几英寸的规定范围内执行近场检测。
3.根据权利要求1所述的系统(410),其中在所述部件已经互锁后,所述读取器(130)继续所述近场检测。
4.根据权利要求1所述的系统(410),其中所述抑制设备(110)进一步包括携带所述无源读取器和所述第二部件(114)的一件衣服。
5.根据权利要求1所述的系统(410),其中所述抑制设备(110)进一步包括携带所述无源读取器和所述第二部件(114)的安全带。
6.根据权利要求5所述的系统(410),其进一步包括系索,所述系索具有携带所述第一部件(112)的自由端。
7.根据权利要求1所述的系统(410),其中所述读取器(130)包括当所述读取器检测到所述标签(120)时被编程以增强互锁信号(320)的处理器(210)。
8.根据权利要求7所述的系统(410),其中一旦所述读取器(130)没有检测到所述标签(120),所述处理器(210)进一步被编程以减弱所述互锁信号(330)。
9.根据权利要求1所述的系统(410),其进一步包括与所述高架平台(420)关联的激励器(430),所述激励器(430)向所述平台(420)上的至少一个RFID标签(120)无线地广播唯一的激励器标识符。
10.根据权利要求9所述的系统(410),其中所述平台(420)上的每个抑制系统(100)的所述RFID读取器(130)被配置为读取所广播的激励器标识符,并且广播表明读取器标识符、所述激励器标识符以及表明所述读取器(130)是否检测到所述标签(120)的互锁状态的状态信号。
11.根据权利要求11所述的系统(410),其进一步包括用于接收来自所述平台(420)上的每个抑制系统(100)的所述读取器(130)的所广播的状态信号的基站(440)。
12.根据权利要求12所述的系统(410),其中所述高架平台(420)包括升降机制(422);并且其中当至少一个状态信号表明未互锁状态时,所述基站(440)禁用所述升降机制(422)。
13.根据权利要求11所述的平台系统(410),其中所述平台(420)包括升降机制和控制器(422);并且其中当所广播的状态信号表明在所述平台(420)上的所有的所述抑制系统(100)被固定时(720),所述基站(440)启用所述控制器(422)。
14.根据权利要求11所述的平台系统(410),其中所述基站(440)使用所述状态信号来确定适当的平台人群和工作时间中的至少一种。
15.一种方法,其包括:
在安全带的第一互锁部件(112)的规定的检测范围内执行近场RFID检测(310);以及
只要与第二互锁部件(114)关联的RFID标签(120)在所述规定范围内被检测到,就表明所述第一部件(112)与系索(520)一端的所述第二部件(114)互锁。
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