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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum drahtlosen Kommunizieren
von Informationen an ein drahtloses System zum drahtlosen Kommunizieren
von Kraftinformationen mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren
zum drahtlosen Kommunizieren von Informationen.
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Drahtlose
Kommunikationsvorrichtungen werden heute allgemein verwendet, um
drahtlos Informationen über
Güter zu
kommunizieren. Beispielsweise können
Transponder während
der Herstellung, dem Transport und/oder Vertrieb an Gütern befestigt
sein, um Informationen bereitzustellen, wie z. B. die Kennzahl,
Verfallsdatum, Herstellungsdatum oder „Geburts-"datum,
Chargennummer des Guts und ähnliches.
Der Transponder ermöglicht,
daß diese
Informationen unauffällig
unter Verwendung drahtloser Kommunikation gewonnen werden, ohne
den Herstellungs-, Transport- und/oder Vertriebsprozeß zu verlangsamen.
Antennenanordnungen für
solche drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen sind beispielsweise
aus der
WO 02/093685
A1 bekannt, die nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung
veröffentlicht
wurde, die eine Ball-Grid-Array-Antenne offenbart, oder aus der
US 2001/0020921 A1 ,
die eine einstellbare Antenne mit gesonderten Strahlteilen offenbart.
Die aus der
WO 02/093685
A1 bekannte Antenne umfaßt leitende Antennenelemente
von einem integrierten Schaltungspaket, eine Leiterplatte, an der
das integrierte Schaltungspaket befestigt ist, und ein signalführendes
Anschlußmittel
zwischen dem integrierten Schaltungspaket und der Leiterplatte.
Die aus der
US 2001/0020921
A1 bekannte Antenne umfaßt miteinander gekoppelte gesonderte
Strahlerteile. Die Kopplung zwischen den Teilen wird durch Drehen und/oder
durch Verschieben der Teile zueinander geändert, so daß die Antenne
ein Strahlungsmuster aufweist, das mit einem jeweiligen Grad der
Drehung und/oder Verschiebung verbunden ist, um eine Einstellbarkeit
der Antenne zu erreichen.
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Manche
Güter umfassen
konstruktionsgemäß Umweltfaktoren,
die für
ihre Herstellung und/oder ihren bestimmungsgemäßen Betrieb entscheidend sind.
Ein Beispiel für
ein solches Gut ist ein Fahrzeugreifen. Ein Reifen ist dazu konstruiert, unter
Druck gesetzt zu werden, um korrekt zu arbeiten. Zu wenig Druck
kann dazu führen,
daß ein
Reifen durch das Gewicht eines vom Reifen getragenen Fahrzeugs beschädigt wird.
Zu viel Druck kann dazu führen,
daß der
Reifen reißt.
Der Reifendruck muß während der
Herstellung geprüft
werden, um zu gewährleisten,
daß der
Reifen bestimmungsgemäße Konstruktionsspezifikationen
erfüllt.
Der Reifendruck muß auch
während
der Verwendung innerhalb bestimmter Druckbegrenzungen liegen, um
gefährliche Zustande
zu vermeiden. Die Kenntnis des Reifendrucks während des Betriebs eines Fahrzeugs
kann verwendet werden, um einen Fahrer und/oder ein Fahrzeugsystem
zu informieren, daß ein
Reifen einen gefährlichen
Druckzustand aufweist. Das Fahrzeug kann dem Fahrer des Fahrzeugs
einen Druckzustand durch das Erzeugen eines Alarms oder Warnsignal
anzeigen.
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Ein
Drucksensor kann in dem Reifen bereitgestellt und unter Verwendung
einer drahtgebundenen Verbindung mit dem Fahrzeug gekoppelt sein. Während der
Bewegung des Fahrzeug bewegt sich der Reifen jedoch in Bezug auf
das Fahrzeug, und eine drahtgebundene Verbindung kann anfällig für Beschädigung oder
Reißen
sein und dadurch zu einem Versagen beim Empfangen der Druckinformationen
vom Drucksensor führen.
Es kann vorteilhafter sein, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
in einem Reifen anzubringen, um Reifendruck zu kommunizieren. Ein
Drucksensor kann mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung
gekoppelt sein, die im Inneren eines Reifens befestigt ist, um drahtlos Reifendruck
ohne Notwendigkeit drahtgebundener Verbindungen zu kommunizieren.
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Eine
solche drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die einen gesonderten
Drucksensor umfaßt, ist
beispielsweise aus der
WO
99/29525 A1 bekannt, die der
EP 1 037 755 A1 entspricht und eine Antenne für einen
Funktransponder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart. Die
Kommunikationsvorrichtung umfaßt
einen Hochfrequenztransponder, der einen integrierten Schaltungsbaustein
und optionale Sensoren im Baustein oder mit dem Baustein verbunden
umfaßt,
wobei der integrierte Schaltungsbaustein des Transponders zumindest
die Kapazität
hat, Daten bezüglich
der Reifen- oder Radkennzeichnung zu übertragen. Die Antenne dieser
allgemeinen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung umfaßt einen Verbund
eines elektrischen Leiters und eine Gummisubstanz, wobei der Verbund
zur Dehnung geeignet ist. Die Zusatzkosten der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung
zusätzlich
zum Drucksensor können jedoch
unerschwinglich sein.
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Deshalb
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
bereitzustellen, die bestimmte Umweltbedingungen, wie z. B. Druck,
ohne die Verwendung und die zusätzlichen
Kosten eines gesonderten Umweltsensors bestimmen und kommunizieren
kann. Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung
gekoppelte Antenne, die eine Reihe von leitenden Elementen umfaßt, die
einen Leiter bilden, wenn sie einer Kraft ausgesetzt sind. Der Leiter
ist an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekoppelt, um eine
Antenne bereitzustellen, so daß die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung geeignet ist, bei einer durch
die Länge
und die Ausformung des Leiters definierten Betriebsfrequenz zu kommunizieren.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung agiert durch ihre Kommunikation
unter Verwendung des Leiters als eine Antenne als eine Kraftanzeige
für eine
Abfragelesevorrichtung, da die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
nicht zum Kommunizieren mit der Abfragelesevorrichtung geeignet
ist, wenn die Reihe von leitenden Elementen, die die Antenne bilden,
nicht einer Kraft ausgesetzt ist.
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In
einer Ausführungsform
umfaßt
die Reihe von leitenden Elementen Glieder, die eine Gliederkette
bilden. Die Gliederkette ist an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
gekoppelt, um eine Dipolantenne zu bilden. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
und die Gliederkette sind auch an einem biegsamen, formbeständigen Material
befestigt. Wenn das biegsame Material und/oder die Gliederkette
einer Kraft ausgesetzt sind, bilden die Glieder in der Gliederkette
leitende Verbindungen miteinander, um eine Antenne für die Verwendung
durch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung zur drahtlosen Kommunikation
zu bilden.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfaßt die
Reihe von leitenden Elementen hohle leitende Kugeln, die sich unter
Verwendung geformter Bindeglieder verbinden. Die geformten Bindeglieder
bilden leitende Verbindungen zwischen den hohlen leitenden Kugeln,
wenn die hohlen leitenden Kugeln und/oder ein biegsames Material,
das die hohlen leitenden Kugeln enthält, einer Kraft ausgesetzt
sind.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die Reihe von leitenden Elementen an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
gekoppelt, die sich im Inneren eines Reifens befindet, um als eine
Druckanzeige zu agieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung an eine Reihe von leitenden
Elementen gekoppelt, die an einer Last befestigt ist, um als eine
Gewichtsanzeige zu agieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung an eine Reihe von leitenden
Elementen gekoppelt, die an einer Achse befestigt ist, um als eine
Drehzahlanzeige zu agieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung an einen Einstellring
gekoppelt und der Einstellring ist an eine Reihe von leitenden Elementen
gekoppelt. Der Einstellring agiert als eine erste Antenne, um der
drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zu ermöglichen, bei einer ersten Betriebsfrequenz
zu arbeiten. Die Reihe von leitenden Elementen agiert als eine zweite Antenne,
wenn sie einer Kraft ausgesetzt ist, um der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung
zu ermöglichen,
bei einer zweiten Betriebsfrequenz zu arbeiten.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung an eine Reihe von leitenden
Elementen gekoppelt, die ein bewegliches Bindeglied enthält. Die
Reihe von leitenden Elementen agiert als eine erste Antenne mit
einer ersten Länge,
wenn das bewegliche Bindeglied keiner Kraft ausgesetzt ist, um der
drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zu ermöglichen, bei einer ersten Betriebsfrequenz
zu arbeiten. Die Reihe von leitenden Elementen agiert als eine zweite
Antenne mit einer zweiten Länge,
wenn das bewegliche Bindeglied einer Kraft ausgesetzt ist, um der
drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zu ermöglichen, bei einer zweiten
Betriebsfrequenz zu arbeiten.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung an einen festen Leiter
gekoppelt, der an eine Reihe von leitenden Elementen gekoppelt ist.
Der feste Leiter agiert als eine erste Antenne ungeachtet jeder
auf die Reihe von leitenden Elementen ausgeübten Kraft, um der drahtlosen
Kommunikationsvorrichtung zu ermöglichen,
bei einer ersten Betriebsfrequenz zu arbeiten. Die Reihe von leitenden
Elementen koppelt an den festen Leiter, um ein als eine zweite Antenne
agierender Leiter zu werden, wenn die Reihe von leitenden Elementen
einer Kraft ausgesetzt ist, um der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung
zu ermöglichen,
bei einer zweiten Betriebsfrequenz zu arbeiten.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung an eine Reihe von leitenden
Elementen gekoppelt, die einen Sperrmechanismus umfaßt. Die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist geeignet, die Reihe von
leitenden Elementen als eine Antenne zur drahtlosen Kommunikation
zu verwenden, wenn der Sperrmechanismus eingerastet ist, indem er
die Reihe von leitenden Elementen in einer leitenden Verbindung
arretiert. Die leitende Verbindung bleibt auch bestehen, wenn die Kraft
später
von der Reihe von leitenden Elementen genommen wird.
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Die
Abfragelesevorrichtung kann von einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung
empfangene Informationen unter Verwendung der Reihe von leitenden
Elementen als eine Antenne an ein Berichtssystem kommunizieren,
das sich in der Nähe
der Abfragelesevorrichtung, eines Fernsystems oder beidem befindet.
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Art
und Weisen der Ausführung
der Erfindung werden nun ausführlich
beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Abfragelesevorrichtung und eines
drahtlosen Kommunikationsvorrichtungssystems nach dem Stand der
Technik ist;
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2A eine
schematische Darstellung einer an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
gekoppelten Kette, deren Glieder keiner Kraft ausgesetzt sind, ist;
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2B eine
schematische Darstellung einer an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
gekoppelten Kette, deren Glieder einer Kraft ausgesetzt sind, um
einen Leiter und eine Dipolantenne zu bilden, ist;
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3 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform von hohlen leitenden
Kugeln, die eine Kette bilden und die konstruiert sind, einen Leiter
zu bilden, wenn sie einer Kraft ausgesetzt sind, ist;
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4 ein
Flußdiagramm
einer Abfragelesevorrichtung, die feststellt, daß eine bestimmte Kraft- oder
Temperaturschwellenwertbedingung bei der drahtlosen Kommunikationseinrichtung
erfüllt
ist, wenn die Abfragelesevorrichtung erfolgreiche Kommunikation
von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung empfängt, ist;
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5 eine
schematische Darstellung einer an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
in einem Reifen gekoppelten Kette, die eine Antenne bildet, wenn
der Reifen zu einem bestimmten Druckpegel aufgepumpt wird, ist;
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6 eine
schematische Darstellung einer Kette, die an eine Last und eine
drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekoppelt ist, so daß die Kette eine
Antenne bildet, wenn die Last oberhalb eines bestimmten Gewichts
liegt, ist;
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7 eine
schematische Darstellung einer Kette, die an eine Achse und eine
drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekoppelt ist, so daß die Kette eine
Antenne bildet, wenn die Achse sich oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit
dreht, ist;
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8 eine
schematische Darstellung einer Kette und eines Einstellrings, die
an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekoppelt sind, so daß die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung bei einer ersten Betriebsfrequenz unter
Verwendung des Einstellrings als eine erste Antenne arbeiten kann
und bei einer zweiten Betriebsfrequenz unter Verwendung der Kette
als eine zweite Antenne arbeiten kann, ist;
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9 eine
schematische Darstellung einer Kette mit einem beweglichen Bindeglied,
das an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekoppelt ist, so
daß die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung bei einer ersten Betriebsfrequenz
kommunizieren kann, wenn die Kette eine erste Antenne bildet, und
bei einer zweiten Betriebsfrequenz kommunizieren kann, wenn das
bewegliche Bindeglied einer Kraft ausgesetzt ist, um eine zweite
Antenne zu bilden, ist;
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10 eine
schematische Darstellung einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
die an einen festen Leiter gekoppelt ist, um eine erste Antenne
zu bilden, um bei einer ersten Betriebsfrequenz zu kommunizieren,
und die an eine Kette gekoppelt ist, um eine zweite Antenne zu bilden,
um bei einer zweiten Betriebsfrequenz zu kommunizieren, wenn die
Kette einer Kraft ausgesetzt ist, ist;
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11A eine schematische Darstellung leitender Elemente
in einem Sperrmechanismus, der sich in einer offenen Stellung befindet,
ist;
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11B eine schematische Darstellung leitender Elemente
in einem Sperrmechanismus in geschlossener Stellung, wobei die leitenden
Elemente und der Sperrmechanismus einen Leiter bilden zur Verwendung
als eine Antenne durch eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung,
ist; und
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12 eine
schematische Darstellung eines Berichtssystems ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne, die an eine drahtlose
Kommunikationsvorrichtung gekoppelt ist. Die Antenne umfaßt eine
Reihe von leitenden Elementen, die keine leitenden Verbindungen miteinander
bilden, wenn sie nicht einer Kraft, wie z. B. einer Spannung oder
Kompression, ausgesetzt sind. Wenn die leitenden Elemente einer
Kraft ausgesetzt sind, bilden die leitenden Elemente leitende Verbindungen
miteinander, um einen Leiter zu bilden.
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Dieser
Leiter ist an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekoppelt,
um eine Antenne bereitzustellen, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
geeignet ist, bei einer durch die Länge und die Ausformung des
Leiters definierten Betriebsfrequenz zu kommunizieren. Auf diese
Art und Weise agiert die drahtlose Kommunikationsvorrichtung, durch
ihre Kommunikation unter Verwendung des Leiters als eine Antenne,
als eine Kraftanzeige für eine
Abfragelesevorrichtung, da die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
nicht zum Kommunizieren geeignet ist, wenn die Reihe von leitenden
Elementen nicht einer Kraft ausgesetzt ist. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
kann in unterschiedlichen Anwendungen als eine Kraftanzeige verwendet werden.
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Vor
Erörterung
der besonderen Aspekte der vorliegenden Erfindung und der Ausführungsformen, die
eine Reihe von leitenden Elementen bereitstellen, um einen Leiter
und eine Antenne zu bilden, wenn diese einer Kraft ausgesetzt ist,
folgt eine kurze Erörterung
von Abfragelesevorrichtungen und drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen.
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1 stellt
eine typische drahtlose Kommunikationsvorrichtung und ein Kommunikationssystem nach
dem Stand der Technik dar. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist
geeignet zum drahtlosen Kommunizieren von Informationen und kann
ein Steuerungssystem 12, eine Kommunikationselektronik 14 und
einen Speicher 16 umfassen. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist
auch als Radiofrequenz (RF) bzw. Hochfrequenz-Identifikationsvorrichtung (RFID) bekannt.
Die Kommunikationselektronik 14 ist an eine Antenne 18 zum
drahtlosen Kommunizieren von Informationen in Hochfrequenzsignalen
gekoppelt. Die Kommunikationselektronik 14 ist zum Empfangen
von modulierten Hochfrequenzsignalen durch die Antenne 18 und
zum Demodulieren dieser Signale in an das Steuerungssystem 12 weitergeleitete
Informationen geeignet. Die Antenne 18 kann sich innerhalb
oder außerhalb
der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 befinden. Die
Antenne 18 kann eine Polantenne oder eine Schlitzantenne
sein.
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Das
Steuerungssystem 12 kann jede Art von Schaltung oder Prozessor
sein, der durch die Kommunikationselektronik 14 empfangene
Informationen empfängt
und verarbeitet, einschließlich
eines Mikrocontrollers oder Mikroprozessors. Die drahtlose Kommunikationsvor richtung 10 kann
auch einen Speicher 16 zum Speichern von Informationen
enthalten. Diese Informationen können
jede Art von Informationen über
Güter oder
Gegenstände
sein, die mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden
sind, insbesondere Identifikations-, Verfolgungs- und andere angemessene
Informationen. Der Speicher 16 kann ein elektronischer
Speicher sein, wie. z. B. Random-Access-Memory (RAM), Read-Only-Memory
(ROM), Flashspeicher, eine Diode usw. oder der Speicher 16 kann
ein mechanischer Speicher sein, wie z. B. ein Schalter, DIP-Schalter usw.
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Manche
drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen
10 werden als „aktive" Vorrichtungen bezeichnet,
da sie Daten unter Verwendung ihrer eigenen, an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
10 gekoppelten
Energiequelle empfangen und senden. Eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
10 kann
eine Batterie als Energie verwenden, wie in dem
US-Patent Nr. 6130602 mit dem Titel „Hochfrequenzdatenkommunikationsvorrichtung" beschrieben, oder
sie können
andere Energieformen verwenden, wie z. B. einen Kondensator, wie
in dem
US-Patent Nr. 5833603 mit dem
Titel „Implantierbarer
biosensorischer Transponder".
Beide vorangehenden Patente sind hierin durch Bezugnahme in ihrer
Gesamtheit aufgenommen.
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Andere
drahtlose Kommunikationsvorrichtungen
10 werden als „passive" Vorrichtungen bezeichnet,
was bedeutet, daß sie
nicht aktiv senden und daher womöglich
nicht ihre eigene Energiequelle als Energie enthalten. Eine Art
von passiver drahtloser Kommunikationsvorrichtung
10 ist
als ein „Transponder" bekannt. Ein Transponder
sendet gewissermaßen
Informationen durch Reflektieren eines von einer externen Kommunikationsvorrichtung,
wie z. B. einer Abfragelesevorrichtung, empfangenen Signals. Ein
Beispiel eines Transponders wird in dem
US-Patent Nr. 5347280 mit dem Titel "Transponderanordnung
mit Frequenzvielfalt" offenbart,
das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist. Ein
weiteres Beispiel eines Transponders wird im
US-Patent Nr. 6501435 mit dem Titel „Drahtlose Kommunikationsvorrichtung
und Verfahren" beschrieben,
das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
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Dem
Fachmann ist leicht verständlich,
daß es
viele andere Arten drahtloser Kommunikationsvorrichtungen und Kommunikationstechnik
gibt, als die hierin beschriebenen, und die vorlie gende Erfindung ist
nicht auf eine bestimmte Art von drahtloser Kommunikationsvorrichtung,
-technik oder -verfahren beschränkt.
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1 stellt
auch die Kommunikation zwischen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und
einer Abfragelesevorrichtung 20 dar. Die Abfragelesevorrichtung 20 kann
ein Steuerungssystem 22, eine Abfragekommunikationselektronik 24,
einen Speicher 26 und eine Abfrageantenne 28 umfassen. Die
Abfrageantenne 28 kann eine Polantenne oder ein Schlitzantenne
sein. Die Abfragelesevorrichtung 20 kann auch ihre eigene
integrierte Energiequelle 30 enthalten oder die Abfragelesevorrichtung 20 kann durch
eine externe Energiequelle (nicht dargestellt) mit Energie versorgt
sein. Die Energiequelle 30 kann eine Batterie, einen Kondensator,
eine Solarzelle oder ein anderes Medium umfassen, das Energie enthält. Die
Energiequelle 30 kann auch wieder aufladbar sein. Die Abfragelesevorrichtung 20 kann auch
einen Zeitgeber 23 umfassen, der an das Steuerungssystem 22 gekoppelt
ist und von diesem zum Ändern
von Taktzyklen und Taktsteuerungsvorgängen und/oder anderen Taktberechnungen
verwendet wird.
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Die
Abfragelesevorrichtung 20 kommuniziert mit der drahtlosen
Kommunikationsvorrichtung 10 durch Ausstrahlen eines durch
die Abfragekommunikationselektronik 24 modulierten elektronischen Kommunikationssignals 32 durch
die Abfrageantenne 28. Die Abfrageantenne 28 kann
jede Art von Antenne sein, die ein Kommunikationssignal 32 durch ein
Feld 34 ausstrahlen kann, so daß eine Empfangsvorrichtung,
wie z. B. eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10,
ein solches Kommunikationssignal 32 durch ihre eigene Antenne 18 empfangen kann.
Das Feld 34 kann elektromagnetisch, magnetisch oder elektrisch
sein. Das Kommunikationssignal 32 kann eine Nachricht sein,
die Informationen und/oder eine spezielle Anforderung an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 enthält, eine
Aufgabe auszuführen
oder Informationen zurück
zu kommunizieren.
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Wenn
die Antenne 18 sich in der Gegenwart des durch die Abfragelesevorrichtung 20 ausgestrahlten
Felds 34 befindet, wird die Kommunikationselektronik 14 durch
die Energie im Kommunikationssignal 32 mit Energie versorgt,
wodurch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 mit
Energie versorgt wird. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 bleibt
so lange mit Energie versorgt, wie ihre Antenne 18 sich
im Feld 34 der Abfragelesevorrichtung 20 befindet.
Die Kommunikationselektronik 14 demoduliert das Kommunikationssignal 32 und
sendet die Nachricht, die Informationen und/oder eine Anfrage an
das Steuerungssystem 12 nach angemessenen Maßnahmen
enthält.
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Nun
unter Zuwendung auf Aspekte der vorliegenden Erfindung stellt 2A eine
Ausführungsform
der Antenne 18 für
die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 dar. Die Antenne 18 umfaßt eine Reihe
von leitenden Elementen, die eine Gliederkette 40 bilden.
Die Gliederkette 40 ist an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt,
um als ihre Antenne 18 zu agieren, wenn die Gliederkette 40 einer
Kraft, wie z. B. einer Spannung oder Kompression, ausgesetzt ist.
In dieser Ausführungsform
sind zwei Gliederketten 40 an Anschlußpunkten 41 an die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt, um eine Dipolantenne 18 zu
bilden.
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Die
Gliederkette 40 umfaßt
eine Mehrzahl von einzelnen Gliedern 42, die von kreisförmiger Gestalt
sind. Die Glieder 42 sind aus einem leitenden Material
konstruiert, wie z. B. Aluminium, Kupfer oder Stahl. Die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 und die Gliederkette 40 sind
an einem biegsamen Material 43 befestigt. Das biegsame
Material 43 ist ein formbeständiges Material, das zum Biegen,
wie z. B. zum Ausdehnen oder Stauchen, geeignet ist, wenn das biegsame
Material 43 einer Kraft ausgesetzt ist. Da es formbeständig ist,
kehrt das biegsame Material in seine ursprüngliche Gestalt zurück, wenn es
keiner Kraft ausgesetzt ist. Das biegsame Material 43 kann
aus Gummi, Schaumstoff oder jedem Material konstruiert sein, das
geeignet ist, gestreckt oder gestaucht zu werden, und das formbeständig ist.
Es ist zu beachten, daß das
biegsame Material 43 optional ist und Kraft direkt auf
die leitenden Elemente ausgeübt
werden kann, um der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 zu
ermöglichen,
als eine Druckanzeige zu agieren.
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Die
auf das biegsame Material 43 ausgeübte Kraft kann eine externe
mechanische Kraft, einschließlich
von Schwerkraft, sein oder kann durch die Reaktion des biegsamen
Materials 43 auf Umweltbedingungen, wie z. B. Temperatur,
verursacht werden. Das biegsame Material kann jede Art von biegsamem Material
sein, so lange sich das Material biegt.
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Das
in 2A dargestellte biegsame Material 43 ist
keiner Kraft ausgesetzt. Die Glieder 42 sind an dem biegsamen
Material 43 befestigt, so daß die Glieder 42 entweder
(1) keine gute leitende Verbindung oder (2) überhaupt keine leitende Verbindung zwischen
einander bilden, wenn das biegsame Material 43 keiner Kraft
ausgesetzt ist. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist
konstruiert, bei einer Frequenz zu arbeiten, die die Gliederkette 40 als
eine Antenne 18 verwendet, wenn die Gliederkette 40 einer
Kraft ausgesetzt ist. Also selbst wenn es einige Glieder 42 in
der Gliederkette 40 gibt, die leitend miteinander verbunden
sind, wenn das biegsame Material 43 keiner Kraft ausgesetzt
ist, wird die leitende Länge
der Gliederkette 40 anders sein, als für die Verwendung durch die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und/oder die Abfragelesevorrichtung 20 bei
ihrer spezifischen Betriebsfrequenz vorgesehen.
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2B stellt
dieselbe in 2A dargestellte oben erörterte drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 und Gliederkette 40 dar.
In 2B ist das biegsame Material 43 jedoch
einer Kraft ausgesetzt; es wird gestreckt. Dieses Dehnen führt dazu,
daß die
Gliederkette 40 und ihre Glieder 42 sich ebenfalls
dehnen, da die Glieder 42 an dem biegsamen Material 43 befestigt
sind. Auf diese Weise kommen die Glieder 42 miteinander
in Berührung,
um einen Leiter zu bilden, der an den Anschlüssen 41 an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt
ist. Wenn die Glieder 42 einen Leiter bilden, sind die
Glieder durchgehend an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt,
so daß die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 die Glieder 42 als
eine Antenne 18 verwenden kann.
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Die
Glieder 42 in der Gliederkette 40 können auch
durch Stauchen des biegsamen Materials 43 gestaucht sein,
um einen Leiter zu bilden. Wenn die Glieder 42 gestaucht
sind, so daß die
Glieder 42 in leitende Berührung miteinander kommen, bilden
die Glieder 42 einen Leiter, der ebenfalls durch die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 als eine Antenne 18 verwenden
kann. Stauchen der Glieder 42 erzeugt eine Antenne 18,
die verwendet wird, um bei einer höheren Betriebsfrequenz zu arbeiten,
als Dehnen der Glieder 42, da Stauchen der Glieder 42 einen
Leiter bildet, der eine kürzere
Länge aufweist,
als ein durch Dehnen der Glieder 42 gebildeter Leiter.
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Gleich
ob das biegsame Material 43 und/oder die Glieder 42 gestreckt
oder gestaucht sind, ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 zum
Kommunizieren unter Verwendung der Gliederkette 40 als
eine Antenne 18 bei der gewünschten und spezifischen Betriebsfrequenz
geeignet, wenn die Glieder 42 einen Leiter bilden. Wenn
die Abfragelesevorrichtung 20 ein Kommunikationssignal 32 von der
in 2B dargestellten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfängt, weiß die Abfragelesevorrichtung,
daß eine
solche erfolgreiche Kommunikation anzeigt, daß ein Kraftschwellenwert auf
das biegsame Material 43 und/oder die Gliederkette 40 ausgeübt wurde.
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3 stellt
eine andere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar, wobei die Antenne 18 aus anderen
leitenden Elementen als den in den 2A und 2B dargestellten
Gliedern 42 konstruiert ist. Die Antenne 18 umfaßt zwei
oder mehr hohle leitende Kugeln 44, die an dem biegsamen
Material 43 befestigt sind. Die hohlen leitenden Kugeln 44 können aus
Aluminium, Stahl, Kupfer oder jedem anderen leitenden Material konstruiert
sein. Die hohlen leitenden Kugeln 44 können vollständig hohl oder im wesentlichen
hohl sein, solange die nachstehend erörterten geformten Bindeglieder 48 im
wesentlichen keine leitende Verbindung mit den hohlen leitenden
Kugeln 44 bilden, wenn die hohlen leitenden Kugeln 44 keiner
Kraft ausgesetzt sind.
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Jede
hohle leitende Kugel 44 enthält zwei Öffnungen 46. Die Öffnungen 46 sind
an der linken Seite und der rechten Seite jeder hohlen leitenden Kugel 44 angeordnet.
Geformte Bindeglieder 48 sind zwischen jeder hohlen leitenden
Kugel 44 bereitgestellt, um die hohlen leitenden Kugel 44 zusammenzufügen, um
einen Leiter zu bilden, wenn die hohlen leitenden Kugeln 44 gestreckt
werden. Die geformten Bindeglieder 48 sind so konstruiert,
daß sie
einen engen Teil 50 im mittleren Bereich des geformten
Bindeglieds 48 und breitere Teile 52 an jedem
Ende der geformten Bindeglieder 48 aufweisen. Die breiteren
Teile 52 weisen einen größeren Durchmesser als den Durchmesser
der Öffnungen 46 auf.
Auf diese Weise können
sich die hohlen leitenden Kugeln 44 frei entlang dem geformten
Bindeglied 48 hin und her bewegen, wenn Kraft auf die hohlen
leitenden Kugeln ausgeübt
wird. Die hohlen leitenden Kugeln 44 können sich jedoch nicht weiter
als die Länge
des geformten Bindeglieds 48 auseinander bewegen, da die
breiteren Teile 52 der geformten Bindeglieder 48 einen
größeren Durchmesser
aufweisen als die Öffnungen 46.
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Wenn
das biegsame Material 43 und/oder die hohlen leitenden
Kugeln 44 unter Spannung stehen, bewegen sich die hohlen
leitenden Kugeln 44 waagerecht entlang dem geformten Bindeglied 48 voneinander
weg, bis die Formlänge 48 den
Punkt erreicht, an dem der Durchmesser seiner breiteren Teile 52 die
Durchmessergröße der Öffnungen 46 erreicht.
Auf diese Weise wird eine leitende Verbindung zwischen benachbarten
hohlen leitenden Kugeln 44 durch die Verbindungsfähigkeit
der geformten Bindeglieder 48 zu den benachbarten hohlen
leitenden Kugeln 44 durch Berührung mit den Öffnungen 46 hergestellt.
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Die
hohlen leitenden Kugeln 44 können auch in leitende Berührung miteinander
kommen, wenn das biegsame Material 43 und/oder die hohlen
leitenden Kugeln 44 zusammengestaucht werden. Auf diese
Weise bewegen sich die hohlen leitenden Kugeln 44 in waagerechter
Richtung entlang dem geformten Bindeglied 48 näher zueinander.
Schließlich
befindet sich das geformte Bindeglied 48 zwischen benachbarten
hohlen leitenden Kugeln 44 vollständig im Inneren der hohlen
leitenden Kugeln 44 und die Außenseiten der benachbarten
hohlen leitenden Kugeln 44 kommen miteinander in Berührung, um
einen Leiter zu bilden.
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Gleich
ob das biegsame Material 43 und/oder die hohlen leitenden
Kugeln 44 gestreckt oder gestaucht werden, erzeugen die
hohlen leitenden Kugeln 44 einen Leiter, um eine Antenne 18 zu bilden,
wenn das Strecken oder Stauchen dazu führt, daß die hohlen leitenden Kugeln 44 einander
leitend berühren,
um einen Leiter zu bilden. Wenn die Abfragelesevorrichtung 20 ein
Kommunikationssignal von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfängt, die
die durch die hohlen leitenden Kugeln 44, die einen Leiter
bilden, gebildete Antenne verwendet, weiß die Abfragelesevorrichtung 20,
daß eine
solche erfolgreiche Kommunikation anzeigt, daß eine definierte Kraft auf
das biegsame Material 43 ausgeübt wird.
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4 stellt
ein Flußdiagramm
des Vorgangs dar, der durch die Abfragelesevorrichtung 20 ausgeführt wird,
um zu bestimmen, ob eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 in
Reichweite ihres Felds 34 einer Kraft ausgesetzt ist. Die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 kann jede Antenne 18 verwenden,
die eine Reihe von leitenden Elementen ist, die einen Leiter bilden,
wenn die Elemente einer Kraft, wie z. B. Spannung oder Kompression,
ausgesetzt sind. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 kann
eine Antenne 18, wie z. B. eine Gliederkette 40 oder
hohle leitende Kugeln 44 verwenden, wie in den 2 und 3 dargestellt
und oben erörtert.
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Der
Vorgang beginnt (Feld 60) und die Abfragelesevorrichtung 20 sendet
ein Kommunikationssignal 32 durch das Feld 34,
um Kommunikation mit jeder drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 in
der Reichweite des Felds 34 aufzubauen (Feld 62). Wenn
die Abfragelesevorrichtung 20 keine modulierte Signalantwort
von einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 zurückerhält (Entscheidung 64), zeigt
dies einen von zwei Zuständen
an, (1) es ist keine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 in
der Reichweite des Felds 34 vorhanden, oder (2) eine drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 in der Reichweite des Felds 34 ist
keiner solchen Kraft ausgesetzt, daß das an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelte
leitende Element einen Leiter bildet, um eine Antenne 18 zu
bilden. Bei beiden Zuständen
wiederholt Abfragelesevorrichtung 20, indem sie in einer
Endlosschleife wieder ein Kommunikationssignal 32 sendet
(Feld 62), bis eine Antwort eines modulierten Kommunikationssignals 32 von
einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfangen
wird.
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Wenn
die Abfragelesevorrichtung 20 ein Antwortsignal von einer
drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfängt (Entscheidung 64),
zeigt dies an, daß die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 einer Kraft ausgesetzt
ist, da die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 mit
einer Antenne 18 konfiguriert ist, die keinen Leiter bilden,
wenn die Antenne 18 nicht einer Kraft ausgesetzt ist. Die
Abfragelesevorrichtung 20 empfängt das Kommunikationssignal
von einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und ergreift
jede Maßnahme,
die notwendig und/oder konstruktionsgemäß auszuführen ist (Feld 66).
Die Abfragelesevorrichtung 20 wiederholt den Vorgang durch
Senden eines Kommunikationssignals 32, um zu bestimmen,
ob entweder dieselbe drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10,
die vorher abgefragt wurde, immer noch einer Kraft ausgesetzt ist,
und/oder, ob eine andere drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 einer
Kraft ausgesetzt ist (Feld 62).
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Beispielsweise
kann das durch die Abfragelesevorrichtung empfangen Kommunikationssignal 32 die
Kennzeichnung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 umfassen.
Diese Kennzeichnung kann ein Gut oder einen Herstellungsartikel,
der die drahtlose Kommunikations vorrichtung 10 enthält, einzigartig
kennzeichnen. Auf diese Weise ist die Abfragelesevorrichtung geeignet
zu bestimmen und/oder zu berichten, daß das Gut einer Kraft ausgesetzt
ist. Die Abfragelesevorrichtung 20 muß konstruiert sein, bei einer
Betriebsfrequenz zu arbeiten, die dieselbe ist wie die Betriebsfrequenz
der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10, die eine Antenne 18 verwendet,
wenn sie einer Kraft ausgesetzt ist. Verschiedene Beispiele für Anwendungen,
die die vorliegende Erfindung verwenden können, werden nachstehend erörtert und
in den 5–12 dargestellt.
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5 stellt
eine Anwendung zur Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und
Antenne 18 dar, um den Druck in einem Reifen 70 anzuzeigen.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist an eine
Gliederkette 40 gekoppelt und beide sind in der Innenseite 72 des
Reifens 70 angeordnet. Die Innenseite 72 des Reifens 70 umfaßt ein biegsames
Material 43, nämlich
Gummi, das sich streckt und dehnt, wenn es Druck ausgesetzt ist. Wenn
der Reifen 70 unter Druck aufgepumpt wird, strecken oder
dehnen sich die Komponenten der Antenne 18. Wenn der Reifen 70 auf
einen Druckschwellenwert aufgepumpt wird, bilden die Glieder 42 einen
Leiter, um der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 eine
Antenne 18 bereitzustellen. Bei diesem Druckschwellenwert
ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet,
unter Verwendung der Gliederkette 40 als eine Antenne 18 einer Abfragelesevorrichtung 20 ein
Kommunikationssignal 32 zu antworten.
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Die
Abfragelesevorrichtung 20 ist so konstruiert, daß ihr Empfang
von Kommunikation durch eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 anzeigt, daß der Reifen 70 bis
zu einem bestimmten Druck aufgepumpt wurde. Es ist zu beachten,
daß auch
andere leitende Elemente, wie z. B. hohle leitenden Kugeln 44,
mit dieser Ausführungsform
verwendet werden können,
um den Leiter und die Antenne 18 zu bilden.
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6 stellt
eine andere Anwendung der vorliegenden Erfindung dar, wobei die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 konstruiert ist,
mit einer Abfragelesevorrichtung 20 zu kommunizieren, wenn ein
Gegenstand oder eine Last 80 oberhalb eines bestimmten
Gewichtsschwellenwerts liegt. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist
an einem biegsamen Material 43 befestigt. Die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 ist auch an eine Glieder kette 40 gekoppelt,
die an dem biegsamen Material 43 befestigt ist, wie das
in 2 dargestellte, um eine Antenne 18 bereitzustellen.
In dieser Ausführungsform ist
jedoch die Gliederkette 40 in senkrechter Richtung ausgerichtet,
so daß Schwerkraft
die auf das biegsame Material 43 ausgeübte Kraft ist.
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Wenn
das Gewicht der Last 80 ausreichend ist, um das biegsame
Material 43 nach unten zu ziehen und zu strecken, so daß die Glieder 42 leitende Verbindungen
miteinander bilden, um einen Leiter zu bilden, ist die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet, unter Verwendung
der Gliederkette 40 als eine Antenne 18 einer
Abfragelesevorrichtung 20 Kommunikationssignal 32 zu
antworten. Auf diese Weise bilden die an dem biegsamen Material 43 befestigte
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und Gliederkette 40 eine
Gewichtsanzeige, so daß eine
Abfragelesevorrichtung 20 geeignet ist, zu bestimmen, ob
die Last 80 oberhalb eines bestimmten Gewichtsschwellenwerts
liegt. Es ist wieder zu beachten, daß auch andere leitende Elemente,
wie z. B. hohle leitende Kugeln 44, mit dieser Ausführungsform
verwendet werden können,
um den Leiter zu bilden.
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7 stellt
eine andere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar, wobei die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
geeignet ist, mit einer Abfragelesevorrichtung 20 zu kommunizieren,
wenn eine Achse 90 sich oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit
dreht. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist an
eine Reihe von hohlen leitenden Kugeln 44 gekoppelt, um
eine Antenne 18 zu bilden, wenn die hohlen leitenden Kugeln 44 einen
Leiter bilden, wie in 3 dargestellt. Die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 10 und eine Reihe von hohlen leitenden
Kugeln 44 sind an einem biegsamen Material 43 befestigt.
Die Achse 90 dreht sich entweder mit oder gegen den Uhrzeigersinn.
Die Reihe von hohlen leitenden Kugeln 18 ist an einem Befestigungspunkt 92 mit
der Achse 90 verbunden.
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Wenn
die Achse 90 rotiert, führt
die Zentrifugalkraft der Drehung dazu, daß die hohlen leitenden Kugeln 44 sich
von der Achse nach außen
in die Drehbahn 94 bewegen. Zentrifugalkraft ist Geschwindigkeit
geteilt durch den Radius des sich drehenden Gegenstands zum Quadrat.
Wenn die Drehzahl und damit die Zentrifugalkraft über einen
bestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert steigt, bewegen sich die
hohlen leitenden Kugeln 44 entlang dem geform ten Bindeglied 48 auseinander,
um leitende Verbindungen miteinander zu bilden, um einen Leiter
zu bilden. Auf diese Wiese bilden die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und
die hohlen leitenden Kugeln, die an dem biegsamen Material befestigt sind,
eine Geschwindigkeitsanzeige, so daß eine Abfragelesevorrichtung 20 geeignet
ist zu bestimmen, ob die Achse 90 sich oberhalb eines bestimmen
Geschwindigkeitsschwellenwerts dreht. Es ist wieder zu beachten,
daß auch
andere leitende Elemente, wie z. B. Glieder 42, mit dieser
Ausführungsform
verwendet werden können,
um den Leiter zu bilden.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann die Reihe von leitenden Elementen, wie z. B. eine Gliederkette
40 oder
eine Reihe von hohlen leitenden Kugeln
44, verwendet werden,
um anzuzeigen, ob eine ausreichende Menge von Druck auf ein Sicherheitsband
ausgeübt
wurde. Beispielsweise kann die an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
10 gekoppelte
Gliederkette
40 als ein Sicherheitsband für Luftfrachtpaletten
verwendet werden. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
10 kann
das Band nicht als eine Antenne
18 verwenden, wenn das
Band nicht mit der ordnungsgemäßen Menge
an Druck gesichert wurde. Ein Beispiel für Bänder, die an Paletten befestigt
werden, um Fracht zu sichern ist in der Internationalen Patentanmeldung
Nr.
WO 02/07084 mit
dem Titel "Drahtlose
Transportkommunikationsvorrichtung und -Verfahren" offenbart, das hierin durch
Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
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8 stellt
eine andere Ausführungsform der
Antenne 18 dar, wobei ein Einstellring 100 durch die
Anschlüsse 41 an
die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt ist.
Eine Gliederkette 40 ist an Verbindungspunkten 102 an
jeder Seite des Einstellrings 100 befestigt. In dieser
Ausführungsform sind
zwei Gliederketten 40 an den Einstellring 100 gekoppelt,
um eine Dipolantenne 18 zu bilden, wenn die Gliederketten
einer Kraft ausgesetzt sind, um Leiter zu bilden.
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Der
Einstellring 100 wird verwendet, um die Verbindungsbeanspruchungen
zwischen der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und
der Gliederkette 40 zu verbessern, so daß eine auf
die Gliederkette 40 aufgebrachte Kraft eher Kraft auf den
Einstellring 100 ausübt
als auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10. Zusätzlich ermöglicht der
Einstellring 100 der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
auf zwei unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zu kommunizieren.
Der Einstellring 100 bildet immer eine leitende Verbindung
mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10, um eine
erste Antenne 18A zu bilden, ungeachtet der Kraft, deren
Mangel, die auf das biegsame Material 43, die Gliederkette 40 und/oder
den Einstellring 100 ausgeübt werden. Der Einstellring 100 stellt
die erste Antenne 18A bereit, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet
ist, bei einer ersten Betriebsfrequenz zu arbeiten. In einer Ausführungsform
ist der Einstellring 100 konstruiert, bei ungefähr 2,45
GHz zu schwingen.
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Wenn
eine ausreichende Kraft auf die Gliederkette 40 ausgeübt wird,
bilden die einzelnen Glieder 42 leitende Verbindungen miteinander,
um eine zweite Dipolantenne 18B zu bilden. Die Gliederkette 40 bildet
eine Antenne 18B, die konstruiert ist, bei einer anderen,
zweiten Betriebsfrequenz zu arbeiten, als der für den Einstellring 100 vorgesehenen.
Auf diese Weise ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet,
eine zweite Betriebsfrequenz zu kommunizieren, wenn eine Kraft auf
das biegsame Material 43 und/oder die Gliederkette 40 ausgeübt wird.
In einer Ausführungsform
ist die Gliederkette 40 konstruiert, bei ungefähr 915 MHz
zu schwingen. Es ist wieder zu beachten, daß auch andere leitende Elemente,
wie z. B. hohle leitende Kugeln 44, mit dieser Ausführungsform
verwendet werden können,
um den Leiter zu bilden.
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9 stellt
eine andere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar, die der in 8 dargestellten
Ausführungsform
gleicht. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist
geeignet, bei zwei unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zu arbeiten. Diese
Ausführungsform
enthält
jedoch keinen Einstellring 100. Eine Gliederkette 40 ist
an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt,
die ein bewegliches Glied 110 enthält, das sich frei bewegen kann.
Dieses bewegliche Glied 110 bildet eine leitende Verbindung
mit benachbarten Gliedern 42 in der Gliederkette 40,
wenn ein bestimmter Kraftschwellenwert an die Gliederkette 40 angelegt
wird. Die anderen Glieder 42 in der Gliederkette 40 sind
leitend miteinander verbunden ungeachtet der auf die Gliederkette 40 aufgebrachten
Kraft oder deren Fehlen.
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Die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist an die Gliederkette 40 gekoppelt,
um eine erste Antenne 18A der Länge L1 zu
bilden, wenn das bewegliche Glied 110 keine leitende Verbindung
mit benachbarten Gliedern 42 bildet. Auf diese Weise ist
die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet, bei
einer ersten Betriebsfrequenz zu arbeiten, die durch die Länge L1 und die Konstruktion der ersten Antenne 18A definiert
ist. In einer Ausführungsform ist
die Länge
L1 ungefähr
30,6 Millimeter, so daß die Gliederkette 40 der
Länge L1 bei ungefähr 2,45 GHz schwingt.
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Wenn
eine Kraft auf die Gliederkette 40 ausgeübt wird,
so daß das
bewegliche Glied 110 eine leitende Verbindung mit benachbarten
Gliedern 41 in der Gliederkette 40 bildet, ist
eine zweite Antenne 18B der Länge L2 an
die drahtlose Kommunikationsverbindung 10 gekoppelt. Auf
diese Weise ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet, bei
einer zweiten Betriebsfrequenz zu arbeiten, die durch die Länge L2 und die Konstruktion der zweiten Antenne 18B definiert
ist, wenn das biegsame Material 43 und/oder die Gliederkette 40 einem
bestimmten Kraftschwellenwert ausgesetzt sind. In einer Ausführungsform
ist die Länge
L2 ungefähr
51,4 Millimeter, so daß die
Gliederkette 40 der Länge
L2 bei ungefähr 915 MHz schwingt. Es ist
wieder zu beachten, daß auch
andere leitende Elemente, wie z. B. hohle leitende Kugeln 44,
mit dieser Ausführungsform
verwendet werden können,
um den Leiter zu bilden.
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Es
ist auch zu beachten, daß mehr
als ein bewegliches Glied 110 in der Gliederkette 40 angeordnet
sein kann, so daß die
Gliederkette 40 einen oberen und einen unteren Frequenzbereich
hat. Ein bewegliches Glied 110 kann beispielsweise in der Gliederkette
bei einem Abstand von 30 Millimeter vom Ende der Gliederkette 40 angeordnet
sein, so daß die
Gliederkette 40 bei ungefähr 2,5 GHz schwingt, wenn eine
Kraft auf das erste bewegliche Glied 110 ausgeübt wird.
Ein zweites bewegliches Glied 110 kann in der Gliederkette 40 bei
einem Abstand von 31 Millimeter vom Ende der Gliederkette 40 angeordnet
sein, so daß die
Gliederkette 40 bei ungefähr 2,4193 GHz schwingt, wenn
eine Kraft auf das zweite bewegliche Glied 110 ausgeübt wird.
Auf diese Weise stellt sich die durch die Gliederkette 40 gebildete
Antenne 18 selbst mit Hilfe von Kraft ein.
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10 stellt
eine andere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar, wobei eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet
ist, unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Längen von Antenne 18 bei
zwei unterschiedlichen Frequenzen zu arbeiten. Ein fester Leiter 114 ist
an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt,
um eine erste Antenne 18A zu bilden. Der feste Leiter 114 hat eine
feste Länge,
die sich nicht ändert,
wenn Kraft aufgebracht wird. In dieser Ausführungsform sind zwei feste
Leiter an der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 befestigt,
um eine Dipolantenne 18A zu bilden.
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Eine
Reihe von Metallkugeln 112 ist an die festen Leiter 114 gekoppelt.
Die Metallkugeln 112 sind leitend aneinander gekoppelt
ungeachtet der aufgebrachten Kraft oder deren Fehlen. Die in 3 dargestellten
hohlen leitenden Kugeln 44 sind an den Enden der Metallkugeln 112 verbunden,
so daß die Metallkugeln 112 zwischen
den hohlen leitenden Kugeln 44 und dem festen Leiter 114 verbunden
sind. Die Metallkugeln 112 sind unabhängig von einer Kraft aneinander
gekoppelt. Die hohlen leitenden Kugeln 44 bilden eine leitende
Verbindung mit den Metallkugeln 112, um einen Leiter zu
bilden, wenn ein bestimmter Kraftschwellenwert auf die Metallkugeln 112 aufgebracht
wird. Auf diese Weise ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 geeignet,
unter Verwendung der ersten Antenne 18A bei einer ersten Betriebsfrequenz
zu arbeiten, wenn ein bestimmter Kraftschwellenwert nicht auf die
Metallkugeln 112 aufgebracht wird, da nur der feste Leiter 114 an
die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt ist.
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Die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 kommuniziert bei
einer zweiten Betriebsfrequenz, die durch die hohlen leitenden Kugeln 44,
die durch die Metallkugeln 112 leitend an den festen Leiter 114 gekoppelt
sind, um eine zweite, längere
Antenne 18B zu bilden, gebildet wird, wenn ein bestimmter
Kraftschwellenwert auf die Metallkugeln 112 aufgebracht wird.
Es ist wieder zu beachten, daß auch
andere leitende Elemente, wie z. B. Glieder 42, mit dieser
Ausführungsform
verwendet werden können,
um den Leiter zu bilden.
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Die 11A und 11B stellen
eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, wobei eine Abfragelesevorrichtung 20 geeignet
ist, zu ermitteln, ob eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 einem
bestimmen Kraftschwellenwert ausgesetzt wurde. Wie in 3 dargestellt
ist eine Reihe von Gliedern 42 an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 gekoppelt,
um eine Antenne 18 zu bilden. 11A stellt
zwei Sperrmechanismen 115A, 115B in offener Stellung
dar, die befestigt durch eine Verbindungsvorrichtung 113 linear
in der Reihe von Gliedern 42 bereitgestellt sind. Die Sperrmechanismen 115A, 115B sind
an der Außenseite von
zwei benachbarten Gliedern 42 angeordnet. Die Sperrmechanismen 115A, 115B sind
nach außen
geneigt und konstruiert, sich nur nach außen zu bewegen und in ihre
ursprüngliche
Stellung zurückzukehren,
jedoch bewegen sich die Sperrmechanismen 115A, 115B nicht
weiter nach innen als zu ihrer Ruhestellung, wie in 11A dargestellt.
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Wenn
die Glieder 42 auf jeder Seite nach außen gezogen werden, bewegen
sich die Sperrmechanismen 115A, 115B nach außen und
die Höhe der
Sperrmechanismen 115A, 115B vermindert sich. Wenn
eine ausreichende Spannung auf die Glieder 42 ausgeübt wird, üben die
Glieder 42 Druck auf die Sperrmechanismen 115A, 115B aus
und bewegen dadurch die Sperrmechanismen 115A, 115B nach außen. Schließlich bewegen
sich die Sperrmechanismen 115A, 115B nach außen, so
daß die
Glieder 42 die Sperrmechanismen 115A, 115B freigeben
und sich zu deren Außenseite
bewegen, wie in 11B dargestellt.
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Die
Sperrmechanismen 115A, 115B sind aus einem leitenden
Material konstruiert, so daß die Sperrmechanismen 115A, 115B in
geschlossener Stellung einen Teil des durch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 als
eine Antenne 18 verwendeten Leiters bilden. Wenn die Sperrmechanismen 115A, 115B in
geschlossener Stellung sind, sind die Glieder 42 durch
die Kraft der Verbindungsvorrichtung 113, die dazu führt, daß die Glieder 42 einer nach
innen gerichteten Kraft ausgesetzt sind, in leitender Berührung mit
den Sperrmechanismen 115A, 115B und bilden dadurch
einen durch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 als
eine Antenne 18 zum Kommunizieren mit einer Abfragelesevorrichtung 20 zu
verwendenden Leiter.
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Da
die Sperrmechanismen 115A, 115B nur geschlossen
sind, wenn ein bestimmter Kraftschwellenwert auf die Glieder 42 aufgebracht
wird, wird der Leiter nur gebildet, wenn mindestens einmal ein bestimmter
Kraftschwellenwert auf die Glieder 42 aufgebracht wurde.
So bald dieser Kraftschwellenwert aufgebracht wurde, bleibt der Leiter
gebildet, auch wenn die Kraft gelockert wird, weil die Sperrmechanismen 115A, 115B die
Glieder 42 daran hindern, zu entspannen und dadurch die
Leitfähigkeit
im Leiter zu unterbrechen.
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Die
Abfragelesevorrichtung 20 weiß durch Empfang von Kommunikationsinformationen
von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10, die die Sperrmechanismen 115A, 115B umfaßt, daß ein bestimmter
Kraftschwellenwert auf die Glieder 42 ausgeübt wurde.
Wenn die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 zum Zeitpunkt,
an dem der Kraftschwellenwert auf die Glieder 42 aufgebracht
wurde, nicht in Reichweite des Felds 34 der Abfragelesevorrichtung 20 war,
kann die Abfragelesevorrichtung 20 immer noch bestimmen,
daß zu
einem Zeitpunkt in der Vergangenheit der Kraftschwellenwert auf
die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 aufgebracht
wurde, da die Sperrmechanismen 115A, 115B geschlossen
bleiben und dadurch den Leiter gebildet halten. Es ist wieder zu
beachten, daß auch
andere leitende Elemente, wie z. B. hohle leitende Kugeln 44,
mit dieser Ausführungsform
verwendet werden können,
um den Leiter zu bilden.
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12 stellt
ein Strukturbild einer Informationen berichtenden Konfiguration
der vorliegenden Erfindung dar, wobei durch die Abfragelesevorrichtung 20 von
der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfangene
Informationen an andere Systeme kommuniziert werden. Die Abfragelesevorrichtung 20 kann
an ein Berichtssystem 120 gekoppelt sein. Diese Berichtssystem 120 kann
in der Nähe
der Abfragelesevorrichtung 20 angeordnet sein und kann entweder
durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung an die Abfragelesevorrichtung 20 gekoppelt
sein. Das Berichtssystem 120 kann eine Benutzeroberfläche oder
ein anderes Rechnersystem sein, das geeignet ist, Informationen über Gegenstände zu empfangen,
die drahtlose Kommunikationsvorrichtungen 10 enthalten.
Die Informationen können
verwendet werden, um die Gegenstände
zu verfolgen oder um die Gegenstände
betreffende Informationen in einem Speicher (nicht dargestellt)
zu speichern.
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Das
Berichtssystem 120 kann ferner auch Informationen von der
drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 an ein Fernsystem 122 kommunizieren, das
entfernt von dem Berichtssystem 120 und/oder der Abfragelesevorrichtung 20 angeordnet
ist. Die Kommunikation zwi schen dem Berichtssystem 120 und
dem Fernsystem 120 kann durch drahtgebundene Kommunikation,
Modemkommunikation oder andere Netzkommunikation, wie z. B. das
Internet, erfolgen. Alternativ kann die Abfragelesevorrichtung 20 Informationen über die
drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 direkt an das Fernsystem 122 kommunizieren,
statt die Information zuerst durch das Berichtssystem 120 zu
berichten.
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Bestimmte
Abänderungen
und Verbesserungen werden Fachleuten beim Lesen der voranstehenden
Beschreibung einfallen. Es wird vorausgesetzt, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von Bauteil beschränkt ist,
einschließlich
der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und ihrer Bauteile,
der Abfragelesevorrichtung 20 und ihre Bauteile, der Gliederkette 40,
der Glieder 42, des biegsamen Materials 43, der
hohlen leitenden Kugel 44, des geformten Bindeglieds 48,
des Reifens 70, der Last 80, der Achse 90,
des Einstellrings 100, des beweglichen Glieds 110,
der Metallkugeln 112, der Sperrmechanismen 115A, 115B,
der Verbindungsvorrichtung 113, des festen Leiters 114,
des Berichtssystems 120 und des Fernsystems 122.
Zum Zweck dieser Anmeldung ist koppeln, gekoppelt oder koppelnd
entweder als direkte Verbindung oder als reaktive Kopplung definiert.
Reaktive Kopplung ist entweder als kapazitive oder induktive Kopplung
definiert.
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Ein
Fachmann wird erkennen, daß es
andere Weisen gibt, auf denen diese Elemente die vorliegende Erfindung
realisieren können.