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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Warenüberwachungssystem.
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Stand der Technik
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Warenüberwachungssysteme dienen dazu, Lieferprozesse einer Ware für den Versender oder für den Empfänger sichtbar und nachvollziehbar zu machen. Hierbei ist es sowohl von Interesse, eine Verfolgung der Warenposition zu ermöglichen als auch die Qualität des Transports zu überwachen. Um zu prüfen, ob ein korrekter Umgang mit der Ware während ihres Transports erfolgt, kann es beispielsweise von Interesse sein, Umgebungsparameter der Ware wie beispielsweise Temperatur oder Luftfeuchtigkeit zu messen.
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Es sind sogenannte Supply Chain Tracker bekannt, die die Lokalisierung und Verfolgung von Waren ermöglichen. Hierzu weisen sie ein Positionserfassungselement wie beispielsweise einen GPS-Empfänger auf. Durch Anbringen eines solchen Supply Chain Trackers an einer Ware kann diese dann lokalisiert und verfolgt werden, wobei ihr geographischer Standort in eine Karte eingebettet werden kann. Derartige Supply Chain Tracker müssen in einem Computersystem so programmiert werden, dass sie mit dem richtigen Objekt gekoppelt sind. Dies ist zeitaufwendig und anfällig für menschliches Versagen. Sie ermöglichen keine Überwachung von Umgebungsdaten.
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Zur Überwachung von Temperatur-, Feuchtigkeits-, Neigungs- und Schockereignissen einer Ware können Transport Data Logger verwendet werden. Diese großen und teuren Geräte weisen einen hohen elektrischen Energieverbrauch auf. Sie müssen daher regelmäßig von der zu überwachenden Ware entfernt und wieder aufgeladen werden. Auch beim Transport per Luftfracht wird häufig das vorübergehende Entfernen derartiger externer Geräte verlangt. Während der Transport Data Logger von der Ware entfernt ist, geht allerdings die Informationsverbindung zwischen der Ware und dem Transport Data Logger verloren. Außerdem ermöglicht dieser keine Lokalisierung der Ware.
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Da sowohl der Supply Chain Tracker als auch der Transport Data Logger dazu vorgesehen sind, vorübergehend an der Ware angebracht und anschließend wieder von ihr entfernt zu werden, sind die damit mögliche Nachverfolgung und Warenüberwachung nicht manipulationssicher.
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Die
DE 20 2010 015 973 U1 beschreibt ein Gehäuse zur Aufnahme von mehreren RFID-Transpondern, umfassend zwei zusammensetzbar ausgebildete Gehäuseelemente, die mit Aussparungen zur Aufnahme von mindestens zwei RFID-Transpondern ausgebildet sind und nach dem Zusammensetzen des Gehäuses die RFID-Transponder vollständig umschließen.
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In der
DE 600 31 610 T2 wird eine Kamera beschreiben. Ein RFID-Transponder ist am Gehäuse der Kamera und ein zweiter RFID-Transponder ist an ihrer Bilderfassungseinheit befestigt.
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Die
DE 10 2008 017 406 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung von Werten einer Feldgröße eines zwei- oder dreidimensionalen Feldes. Die Vorrichtung umfasst mehrere jeweils mit einem Transponder gekoppelte Sensoren, deren Signale drahtlos an ein Lesegerät übermittelbar sind.
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Aus der
DE 10 2004 026 879 A1 ist ein flexibler Schüttgutbehälter mit einem Tragbeutel und daran befestigten Traggurten bekannt. An dem Schüttgutbehälter ist mindestens ein Transponder angebracht.
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Die
DE 10 2019 125 081 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Identifikation und Zustandsüberwachung einer Einrichtung. Sie weist ein Gehäuse mit einer Gehäusebasis auf, welches an der Einrichtung festlegbar ist oder einstückig mit dieser verbunden ist. Ein Gehäusezweitteil ist an die Gehäusebasis ansetzbar und von der Gehäusebasis abnehmbar. Die Gehäusebasis weist eine Identifikationskennzeichnung der Einrichtung auf und das Gehäusezweitteil weist eine Identifikationskennzeichnung des Gehäusezweitteils auf.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Warenüberwachungssystem bereitzustellen, das eine manipulationssichere Nachverfolgung und/oder Überwachung von Waren ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch ein Warenüberwachungssystem gelöst, welches ein erstes Überwachungselement und ein zweites Überwachungselement aufweist. Das erste Überwachungselement ist eingerichtet, um unlösbar an einer Ware angeordnet zu werden. Hierzu kann es beispielsweise mit der Ware verklebt, verschraubt oder vernietet werden. Das erste Überwachungselement weist zumindest ein Gehäuse und zumindest einen RFID-Transponder auf. Das zweite Überwachungselement ist eingerichtet, um lösbar an der Ware angeordnet zu werden. Es weist ebenfalls einen RFID-Transponder auf, der ihm eine kurzreichweitige und daher manipulationssichere Kommunikation mit dem ersten Überwachungselement ermöglicht. Weiterhin weist es mindestens einen Funktransponder auf, der ihm eine drahtlose Kommunikation mit einem externen Gateway ermöglicht. Die drahtlose Kommunikation kann über Kommunikationsprotokolle wie beispielsweise LoRa, NB-IOT, 5G, LTE, oder 2G erfolgen. Wenn das zweite Überwachungselement mehrere Funktransponder aufweist, so kann es damit eingerichtet sein, mit unterschiedlichen externen Gateways über unterschiedliche Kommunikationsprotokolle zu kommunizieren. Außerdem weist das zweite Überwachungselement mindestens einen elektrischen Energiespeicher wie beispielsweise eine Lithiumionenbatterie auf. Ein Aufnahmebereich des zweiten Überwachungselements ist eingerichtet, um ein Gehäuse des ersten Überwachungselements aufzunehmen. Wenn das erste Überwachungselement an einer Ware angebracht wird, so definiert es damit zugleich eine Position zum Anbringen des zweiten Überwachungselements, welches dann so an die Ware angebracht wird, dass das erste Überwachungselement im Aufnahmebereich des zweiten Überwachungselements positioniert wird. Dabei können das erste Überwachungselement und der Aufnahmebereich des zweiten Überwachungselements Verbindungsmittel aufweisen, mittels welcher die lösbare Anordnung des zweiten Überwachungselements an der Ware mittelbar über das erste Überwachungselement erfolgt. Alternativ ist es aber auch möglich, dass das zweite Überwachungselement Verbindungsmittel aufweist, mittels derer es unmittelbar lösbar an der Ware befestigt werden kann.
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In dem ersten Überwachungselement ist ein Identifikator einer Ware gespeichert. Das erste Überwachungselement kann dabei zugleich die Funktion eines ID-Tags der Ware erfüllen. Wenn das zweite Überwachungselement auf dem ersten Überwachungselement positioniert wird und lösbar mit der Ware verbunden wird, kann es durch Kommunikation zwischen dem RFID-Transponder des ersten Überwachungselements und dem RFID-Transponder des zweiten Überwachungselements den Identifikator, bei dem es sich beispielsweise um eine Identifikationsnummer handeln kann, auslesen und über einen seiner Funktransponder einen Server zur Identifizierung kontaktieren. Sobald der Identifikator vom ersten Überwachungselement ins zweite Überwachungselement übertragen wurde, können vom zweiten Überwachungselement gesendete Daten dann korrekt als von der verfolgten Ware stammend identifiziert werden. Es ist deshalb nicht notwendig, das zweite Überwachungselement vorzuprogrammieren. Der Identifikator der Ware und eventuell weitere warenspezifische Informationen wie beispielsweise, welche Umgebungsdaten der Ware überwacht werden sollen, können durch das erste Überwachungselement erfolgen. Es ist also möglich, zwei zweite Überwachungselemente an einer Ware gegeneinander auszutauschen, ohne dass eine manuelle Programmierung erforderlich ist, um das neue zweite Überwachungselement der Ware zuzuweisen.
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Weiterhin weist das zweite Überwachungselement ein Positionserfassungselement auf. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Empfänger für ein Satellitennavigationssystem handeln, wie beispielsweise GPS, GLONASS oder Galileo. Grundsätzlich ist aber auch die Verwendung eines Trägheitsnavigationssystems als Positionserfassungselement denkbar. Auf diese Weise wird eine Nachverfolgung der Ware ermöglicht, wobei das Positionserfassungselement vom elektrischen Energiespeicher des zweiten Überwachungselements mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Es ist bevorzugt, dass das erste Überwachungselement und/oder das zweite Überwachungselement zumindest einen Sensor aufweist. Mittels dieses Sensors können Umgebungsdaten der Ware überwacht werden. Insbesondere ist der Sensor ausgewählt, aus einer Gruppe, die Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren, Neigungssensoren und Beschleunigungssensoren enthält. Die Anordnung von einem oder mehreren Sensoren ausschließlich im ersten Überwachungselement ermöglicht eine manipulationssichere Aufzeichnung von Umgebungsdaten auch dann, wenn das zweite Überwachungselement vom ersten Überwachungselement getrennt wurde. Sind ein oder mehrere Sensoren ausschließlich im zweiten Überwachungselement angeordnet, so ermöglicht dies eine besonders einfache und kostengünstige Ausführung des ersten Überwachungselements, das aufgrund seiner unlösbaren Befestigung an der Ware einen Einwegartikel darstellt. insbesondere benötigt das erste Überwachungselement dann keinen eigenen elektrischen Energiespeicher, da ein Auslesen eines Identifikators aus dem ersten Überwachungselements auch dann möglich ist, wenn sein RFID-Transponder lediglich als RFID-Tag ausgeführt ist, der mittels eines RFID-Transponders des zweiten Überwachungselements, welcher als RFID-Lesegerät ausgeführt ist, ausgelesen werden kann. Wenn beide Überwachungselemente Sensoren aufweisen, so kann eine redundante Überwachung ermöglicht werden. Es ist auch möglich, dass beispielsweise das erste Überwachungselement einen oder mehrere Sensoren zur Überwachung besonders kritischer Parameter aufweist, die permanent überwacht werden müssen, während ein oder mehrere weitere Sensoren im zweiten Überwachungselement angeordnet sind und Parameter überwachen, deren Überwachung unterbrochen werden darf. Diese Unterbrechung würde dann erfolgen, wenn das zweite Überwachungselement zur Aufladung seines elektrischen Energiespeichers vom ersten Überwachungselement entfernt wird.
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Das erste Überwachungselement weist zumindest einen Datenspeicher auf, der eingerichtet ist, um Daten des Positionserfassungselements und gegebenenfalls des zumindest eines Sensors zu speichern. Auf diese Weise können Sensordaten von im ersten Überwachungselement angeordneten Sensoren dort bei Entfernen des zweiten Überwachungselements so lange gespeichert werden, bis dieses wieder am ersten Überwachungselement angebracht wird und damit eine Weiterleitung der Daten mittels des Funktransponders wieder ermöglicht wird. Außerdem können vor dem Entfernen des zweiten Überwachungselements vom ersten Überwachungselement Daten eines Positionserfassungselements des zweiten Überwachungselements und Daten von Sensoren des zweiten Überwachungselements in dem Datenspeicher gespeichert werden, sodass sie auch bei Trennung des zweiten Überwachungselements vom ersten Überwachungselement der Ware zugeordnet bleiben.
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Sollte beispielsweise eine Funkverbindung zwischenzeitlich unterbrochen worden sein und das zweite Überwachungselement wird nach seinem Entfernen vom ersten Überwachungselement durch ein anderes zweites Überwachungselement ersetzt, so können die im Datenspeicher gespeicherten Daten des vormals an der Ware angebrachten zweiten Überwachungselements in das neue zweite Überwachungselement übermittelt werden, sodass dieses bei Wiederherstellung der Funkverbindung mit dem externen Gateway lückenlos alle Positions- und Umgebungsdaten der Ware an dieses übermitteln kann.
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Um Sensoren des ersten Überwachungselements auch dann betreiben zu können, wenn dieses nicht mit dem zweiten Überwachungselement verbunden ist, ist es bevorzugt, dass das erste Überwachungselement mindestens einen elektrischen Energiespeicher aufweist. Das zweite Überwachungselement weist dabei ein Ladegerät auf, das eingerichtet ist, um elektrische Energie aus mindestens einem elektrischen Energiespeicher des zweiten Überwachungselements in mindestens einen elektrischen Energiespeicher des ersten Überwachungselements zu übertragen. Es ist dann nicht notwendig, die elektrischen Energiespeicher des ersten Überwachungselements und des zweiten Überwachungselements jeweils mittels externer Energiequellen aufzuladen. Vielmehr genügt es, bei einem vorübergehenden Trennen des zweiten Überwachungselements vom ersten Überwachungselement dessen elektrischen Energiespeicher aufzuladen. Sobald die beiden Überwachungselemente wieder miteinander verbunden sind, kann dann aus dem nun vollgeladenen elektrischen Energiespeicher des zweiten Überwachungselements der elektrische Energiespeicher des ersten Überwachungselements geladen werden.
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Damit das zweite Überwachungselement möglichst selten vom ersten Überwachungselement getrennt werden muss, ist es bevorzugt, dass das zweite Überwachungselement mindestens eine Energiegewinnungsvorrichtung aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Solarzelle handeln.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das erste Überwachungselement ein Gehäuse aufweist, das eingerichtet ist, um unlösbar an einer Außenseite der Ware angeordnet zu werden und ein zweites Gehäuse aufweist, das eingerichtet ist, um unlösbar an einer Innenseite der Ware angeordnet zu werden. Wenn es sich bei der Ware beispielsweise um eine Kiste handelt, so kann ein Gehäuse an deren Außenwand und das andere Gehäuse an deren Innenwand angebracht sein. Diese Ausführung des ersten Überwachungselements mit zwei Gehäusen, die nicht mechanisch miteinander verbunden sein müssen, dies aber sein können, ermöglicht eine Vielzahl von Ausführungsformen des ersten Überwachungselements, um diesem zusätzliche Funktionalitäten zu verleihen:
- In einer ersten Ausführungsform ist in dem ersten Gehäuse und in dem zweiten Gehäuse jeweils ein RFID-Transponder angeordnet. Dabei sind die beiden Gehäuse mittels der RFID-Transponder elektromagnetisch miteinander gekoppelt. Sensoren können sowohl in dem Gehäuse an der Außenseite der Ware als auch in dem Gehäuse an der Innenseite der Ware angeordnet werden, um Umgebungsdaten entweder redundant zu messen oder Unterschiede der Umgebungsdaten an der Innenseite und an der Außenseite erfassen zu können. Ist in einem der beiden Gehäuse ein Datenspeicher angeordnet, so können unter Ausnutzung der elektromagnetischen Kopplung die Daten aller Sensoren in diesem Datenspeicher gespeichert werden. Weisen beide Gehäuse jeweils einen Datenspeicher auf, so ermöglicht dies eine redundante Speicherung aller Daten. Außerdem kann über die elektromagnetische Kopplung ein Manipulationsschutz erreicht werden. Wird eines der Gehäuse von der Ware entfernt, so kann dies im anderen an der Ware verbleibenden Gehäuse durch den Verlust der elektromagnetischen Kopplung zwischen den RFID-Transpondern erkannt werden.
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In einer zweiten Ausführungsform ist nur in dem ersten Gehäuse ein RFID-Transponder angeordnet. Dieser dient zur Kommunikation mit dem zweiten Überwachungselement. Eine Kommunikation der beiden Gehäuse untereinander wird in dieser Ausführungsform durch eine elektromechanische Kopplung der beiden Gehäuse ermöglicht. Wie in der ersten Ausführungsform ermöglicht diese Kommunikation einen Datenaustausch zwischen den beiden Gehäusen und einen Manipulationsschutz. Die elektromechanische Kopplung von der Außenseite der Ware zur Innenseite der Ware hin, die sich üblicherweise durch eine Wand der Ware erstrecken wird, ermöglicht außerdem eine definierte Positionierung der beiden Gehäuse zueinander.
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In einer dritten Ausführungsform weist nur das zweite Gehäuse einen RFID-Transponder auf. Eventuelle Sensoren und Datenspeicher sind in dieser Ausführungsform nur im zweiten Gehäuse angeordnet und kommunizieren mittels dieses RFID-Transponders mit dem zweiten Überwachungselement. Das erste Gehäuse dient lediglich dazu, im Aufnahmebereich des zweiten Überwachungselements aufgenommen zu werden und damit die korrekte Positionierung des zweiten Überwachungselements in der Nähe des zweiten Gehäuses zu gewährleisten, welches von der Außenseite der Ware üblicherweise nicht sichtbar sein wird. Diese Ausführungsform kann insbesondere dann genutzt werden, wenn ausschließlich Umgebungsdaten vom Innenraum der Ware mittels Sensoren des ersten Überwachungselements überwacht werden sollen und/oder wenn das Äußere der Ware und damit das erste Gehäuse sehr widrigen Umweltbedingungen ausgesetzt sind, aufgrund derer keine elektronischen Komponenten im ersten Gehäuse angeordnet werden sollen.
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Wenn das erste Überwachungselement zwei elektromagnetisch oder elektromechanisch miteinander gekoppelte Gehäuse aufweist, könnte eine Manipulation des Warenüberwachungssystems immer noch dadurch erfolgen, dass beide Gehäuse zusammen mit einem Teil einer Wand der Ware aus dieser herausgeschnitten werden. Um auch dieses Risiko auszuschließen, ist es bevorzugt, dass das zweite Gehäuse mindestens einen Draht aufweist, der mit einem im zweiten Gehäuse angeordneten Rechengerät verbunden ist. Dabei ist der Draht ausgeführt, um an einer Innenseite der Ware angeordnet zu werden. Beispielsweise kann er an dieser angeklebt werden. Wird nur ein einziger Draht verwendet, so kann er sich insbesondere als Drahtspule um das zweite Gehäuse herum erstrecken. Es ist aber auch möglich, dass eine Vielzahl von Drähten vom zweiten Gehäuse ausgeht. Beim Versuch, die beiden Gehäuse aus der Ware herauszuschneiden, würde dann zumindest ein Draht durchtrennt, was in dem Rechengerät erkannt werden würde. Hieraus kann auf eine Manipulation geschlossen und diese weitergemeldet werden.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Warenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Überwachungselements eines Warenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Überwachungselements mit einem Gehäuse eines Warenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Überwachungselements mit zwei elektromagnetisch miteinander gekoppelten Gehäusen eines Warenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Überwachungselements mit zwei elektromechanisch miteinander gekoppelten Gehäusen eines Warenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 6 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Überwachungselements mit zwei nicht miteinander gekoppelten Gehäusen eines Warenüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Ein Ausführungsbeispiel eines Warenüberwachungssystems 10 gemäß der Erfindung ist in 1 dargestellt. Dieses dient zur Überwachung einer Ware 20, bei welcher es sich in diesem und in den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils um eine Frachtkiste handelt. Ein erstes Überwachungselement 30 ist unlösbar an der Ware 20 angebracht. Ein zweites Überwachungselement 40 ist lösbar an der Ware 20 angebracht und dabei so angeordnet, dass es das erste Überwachungselement 30 teilweise umschließt. Ein externes Gateway 50, das mit einem Server verbunden ist, kommuniziert mittels eines Funkprotokolls mit dem zweiten Überwachungselement 40.
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2 zeigt die wichtigsten Bestandteile eines Ausführungsbeispiels des zweiten Überwachungselements 40. In einem Gehäuse 41 des zweiten Überwachungselements 40 ist ein Rechengerät 42 angeordnet, das einen Mikrocontroller und ein Datenspeicher aufweist. Es ist mit einem RFID-Transponder 43 verbunden, der zur Kommunikation mit dem ersten Überwachungselement 30 dient. Ein Funktransponder 44 dient zur Kommunikation mit dem externen Gateway 50. Mittels eines Positionserfassungselements 45, das beispielsweise als GPS-Empfänger ausgeführt sein kann, ist eine kontinuierliche Nachverfolgung der Position des zweiten Überwachungselements 40 möglich. Weiterhin weist das zweite Überwachungselement 40 einen Sensor 46 auf, der als Temperatursensor ausgeführt ist und die Temperatur in der Umgebung der Ware 20 misst. Das Rechengerät 42 und die weiteren elektronischen Komponenten 43 bis 46 werden mittels eines elektrischen Energiespeichers 47 mit elektrischer Energie versorgt. Eine Energiegewinnungsvorrichtung 48 an der Außenseite des Gehäuses 41, die als Solarzelle ausgeführt ist, ermöglicht bei Bestrahlung mit Licht aus der Umgebung die Gewinnung elektrischer Energie und dadurch die Aufladung des elektrischen Energiespeichers 47. Ein Aufnahmebereich 49 ist so im Gehäuse 41 des zweiten Überwachungselements 40 angeordnet, dass er ein Gehäuse des ersten Überwachungselements 30 aufnehmen kann. Dabei ist der RFID-Transponder 43 nahe am Aufnahmebereich 49 angeordnet, um über kurze Distanz einen Datenaustausch mit dem ersten Überwachungselement 30 zu ermöglichen.
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In einem ersten Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30, das in 3 dargestellt ist, weist dieses nur ein Gehäuse 60 auf. Dieses kann in der in 1 dargestellten Weise außen an der Ware 20 angebracht werden, indem es beispielsweise mit dieser verklebt wird. Ein Rechengerät 61 in dem Gehäuse 60 weist ähnlich wie das Rechengerät 42 des zweiten Überwachungselements 40 einen Mikrocontroller und einen Datenspeicher auf. Es ist mit einem RFID-Transponder 62 verbunden, der mit dem RFID-Transponder 43 des zweiten Überwachungselements 40 kommunizieren kann. Ein elektrischer Energiespeicher 63 versorgt das Rechenelement und alle weiteren elektronischen Komponenten 62, 64 des ersten Überwachungselements 30 mit elektrischer Energie. Ein Sensor 64, der als Temperatursensor ausgeführt ist, ermöglicht die Messung der Temperatur an der Außenseite der Ware 20.
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Wenn das zweite Überwachungselement 40 in der in 1 dargestellten Weise erstmals auf dem ersten Überwachungselement 30 angeordnet wird, liest es mittels Kommunikation zwischen den RFID-Transpondern 43, 62 einen Identifikator aus der im Rechengerät 61 des ersten Überwachungselements 30 gespeichert ist. Dieser wird in das Rechengerät 42 des zweiten Überwachungselements 40 kopiert und an das externe Gateway 50 übermittelt. Damit kann das Warenüberwachungssystem 10 an einem Server angemeldet werden. Es erfolgt nun eine kontinuierliche Nachverfolgung der Ware 20 mittels des Positionserfassungselements 45. Der Weg der Ware 20 wird redundant in den Datenspeichern der beiden Rechengeräte 42, 61 gespeichert und außerdem an das externe Gateway 50 übermittelt. Außerdem erfolgt ein redundantes Messen der Umgebungstemperatur mittels der beiden Sensoren 46, 64 und die Temperaturdaten werden ebenfalls in den Datenspeichern der beiden Rechengeräte 42, 61 gespeichert und an das externe Gateway 50 übermittelt. Sofern Umgebungslicht zur Verfügung steht, wird der elektrische Energiespeicher 47 des zweiten Überwachungselements 40 kontinuierlich mittels der Energiegewinnungsvorrichtung 48 nachgeladen. Gleichzeitig erfolgt ein Nachladen des elektrischen Energiespeichers 63 des ersten Überwachungselements 30 aus dem Energievorrat des elektrischen Energiespeichers 47 des zweiten Überwachungselements 40 mittels einer nicht dargestellten induktiven Ladevorrichtung des zweiten Überwachungselements 40. Hierbei wird ein hoher Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 63 des ersten Überwachungselements 30 gegenüber einem hohen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 47 des zweiten Überwachungselements 40 priorisiert. Sollte hierdurch der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 47 des zweiten Überwachungselements 40 auf ein kritisches niedriges Niveau sinken, so wird eine Mitteilung an das externe Gateway 50 versandt. Zusätzlich kann mittels optischer und akustischer Signale von nicht dargestellten Lampen und Lautsprechern am Gehäuse 41 des zweiten Überwachungselements 40 ein Hinweis erzeugt werden.
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Wenn das zweite Überwachungselement 40 daraufhin von einem Benutzer von der Ware 20 und dem ersten Überwachungselement 30 getrennt wird, um es in einem Ladegerät nachzuladen, so setzt das erste Überwachungselement 30 das Messen der Temperatur mittels seines Sensors 64 fort und speichert die Temperaturdaten im Datenspeicher seines Rechengeräts 61.
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Wird das zweite Überwachungselement 40 wieder an der Ware 20 angebracht, so überprüft es zunächst anhand des Idenitifikators des ersten Überwachungselements 30, ob es an derselben Ware angebracht wurde wie zuvor. Ist dies der Fall, so kopiert es die zwischenzeitlich gesammelten Temperaturdaten aus dem Datenspeicher des Rechengeräts 61 des ersten Überwachungselements 30 in sein eigenes Rechengerät 42, speichert diese und übermittelt sie an das externe Gateway 50. Aus dem Energievorrat seines inzwischen wieder vollgeladenen elektrischen Energiespeichers 47 lädt es anschließend den elektrischen Energiespeicher 63 des ersten Überwachungsgeräts 30 nach.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30 weist dieses zwei Gehäuse 60, 70 auf. Wie in 4 dargestellt ist sind das erste Gehäuse 60 und seine Bauteile 61 bis 64 baugleich mit den Komponenten 60 bis 64 des ersten Überwachungselements 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie im ersten Ausführungsbeispiel wird das erste Gehäuse 60 an der Außenseite der Ware 40 angebracht. Das zweite Gehäuse 70 wird an der Innenseite der Ware 20 angebracht. Hierzu wird es gegenüberliegend zum ersten Gehäuse 60 an der Innenwand der Frachtkiste angeklebt, während das erste Gehäuse 60 an ihrer Außenwand angeklebt ist. Im zweiten Gehäuse 70 sind ein Rechengerät 71 mit Mikrocontroller und Datenspeicher, ein RFID-Transponder 72, ein elektrischer Energiespeicher 73 und ein als Temperatursensor ausgeführter Sensor 74 angeordnet, die baugleich zu den entsprechenden Komponenten 61 bis 64 im ersten Gehäuse 60 sind. Zusätzlich zur Messung der Temperatur außerhalb der Ware mittels der Sensoren 46, 64, die im zweiten Überwachungselement 40 und im ersten Gehäuse 60 des ersten Überwachungselements 30 angeordnet sind, ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30 auch eine Messung der Temperatur innerhalb der Ware 20 mittels des weiteren Sensors 74. Die Daten aller Sensoren 46, 64, 74 und des Positionserfassungselements 54 werden redundant in den Datenspeichern aller drei Rechengeräte 42, 61, 71 gespeichert. Durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen den beiden RFID-Transpondern 62, 72 des ersten Überwachungselements 30 kann erkannt werden, wenn eines der Gehäuse 60, 70 von der Ware 20 getrennt wird. Hieraus kann auf eine Manipulation geschlossen werden. Das zweite Gehäuse 70 weist außerdem einen Draht 75 auf, der spiralförmig um das zweite Gehäuse 70 herum an der Innenseite der Wand der Ware 20 angeklebt ist. Werden beide Gehäuse 60, 70 gemeinsam aus der Ware 20 herausgeschnitten, so wird dabei der Draht 75 durchtrennt und das Rechengerät 71 im zweiten Gehäuse 70 erkennt hieran eine Manipulation. Wird eine Manipulation erkannt, so wird diese bei Bestehen einer Funkverbindung sofort an das externe Gateway 50 weitergemeldet. Ist dies aufgrund einer vorübergehenden Unterbrechung der Funkverbindung beispielsweise aufgrund einer Trennung des zweiten Überwachungselements 40 vom ersten Überwachungselement 30 nicht möglich, so wird der Hinweis auf die Manipulation in allen zu diesem Zeitpunkt zugänglichen Datenspeichern des ersten Überwachungselements 30 und des zweiten Überwachungselements 40 gespeichert und anschließend bei Wiederherstellung der Funkverbindung unverzüglich an das externe Gateway 50 weitergemeldet. Eine zuverlässige Energieversorgung in beiden Gehäusen 60, 70 wird sichergestellt, indem die beiden elektrischen Energiespeicher 63, 73 des ersten Überwachungselements 30 mittels der Ladevorrichtung des zweiten Überwachungselements 40 nachgeladen werden.
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5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30, welches eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt. Im dritten Ausführungsbeispiel weist das zweite Gehäuse 70 keinen RFID-Transponder 72 auf. Stattdessen ist ein elektromechanisches Kopplungselement 31 vorgesehen, das sich vom ersten Gehäuse 60 durch die Wand der Ware 20 in das zweite Gehäuse 70 erstreckt und mit den Rechengeräten 61, 71 der beiden Gehäuse 60, 70 verbunden ist. Es ermöglicht einen Datenaustausch zwischen den beiden Rechengeräten 61, 71. Alle im zweiten Gehäuse 70 gesammelten Daten werden über das elektromechanische Kopplungselement 31 zunächst in das Rechengerät 61 im ersten Gehäuse 60 weitergeleitet und dann mittels des RFID-Transponders 62 im ersten Gehäuse 60 an das zweite Überwachungselement 40 weitergeleitet. Wird eines der Gehäuse 60, 70 von der Ware 20 getrennt, so wird das elektromechanische Kopplungselement 31 dabei aus einem der Gehäuse 60, 70 herausgebrochen oder durchtrennt, was erkannt wird und zur Übermittlung einer Manipulationswarnung mittels des RFID-Transponders 62 im ersten Gehäuse 60 führt. Da die elektromechanische Kopplung beide Gehäuse 60, 70 fest an der Wand der Ware 20 fixiert, kann in diesem Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30 auf die Verklebung eines oder beider der Gehäuse 60, 70 mit der Ware 20 verzichtet werden.
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Ein viertes Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30, das in 6 dargestellt ist, stellt eine weitere Abwandlung des ersten Überwachungselements 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dar. Hierbei sind im ersten Gehäuse 60 keinerlei elektronische Komponenten angeordnet. Die elektronischen Komponenten 71 bis 74 im zweiten Gehäuse 70 erfüllen dabei die Funktionen die im ersten Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30, in welchem auch nur in einem Gehäuse elektronische Komponenten vorgesehen sind, die elektronischen Komponenten 61 bis 64 des ersten Gehäuses 60 erfüllen. Im vierten Ausführungsbeispiel des ersten Überwachungselements 30 dient das erste Gehäuse 60 lediglich zur Positionierung des zweiten Überwachungselements 40 an der Ware 20. Wenn das erste Gehäuse 60 im Aufnahmebereich 49 des zweiten Überwachungselements 40 angeordnet wird, so befindet sich der RFID-Transponder 43 des zweiten Überwachungselements 40 nahe genug am RFID-Transponder 72 des ersten Überwachungselements 30, um eine Kommunikation zwischen den beiden Überwachungselementen 30, 40 zu gewährleisten.
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In dem Warenüberwachungssystem 10 kann das beschriebene Ausführungsbeispiel des zweiten Überwachungselements 40 mit jedem der ersten Überwachungselemente 30 gemäß dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel kombiniert werden.
