ES2353741T3 - Aplicaciones para sistemas de identificación por radiofrecuencia. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de RFID manual, que comprende como una unidad integrada: (a) un ordenador; (b) una antena para transmitir comandos entre una etiqueta de RFID y un lector de RFID; (c) un lector de RFID para leer la información de identificación a partir de múltiples elementos de RFID sustancialmente de manera simultánea para identificar individualmente los elementos de RFID, en donde cada elemento de RFID etiqueta un artículo; y (d) una pantalla, el dispositivo de RFID manual está configurado para mostrar en tiempo real o bien información leída en un elemento de RFID que ha sido leído, o bien información que se ha almacenado en el dispositivo manual, estando relacionada la información con un artículo etiquetado del que se ha leído el elemento de RFID.

Description

CAMPO TÉCNICO

La invención se refiere a aplicaciones de sistemas de identificación por radiofrecuencia (radio frequency identification - RFID) y particularmente al uso de tales sistemas en bibliotecas. 5

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los sistemas de vigilancia electrónica de artículos (electronic article surveillance - "EAS") detec-tan la presencia de pequeños dispositivos electrónicos colocados sobre o en un artículo o transportados por una persona de interés y suelen usarse en entornos de venta al por menor o de bibliotecas para im-pedir el robo o la retirada no autorizada de artículos. Estos dispositivos, que se conocen comúnmente 10 como etiquetas o marcadores, antes sólo contenían información relativa a la presencia de un artículo. Esta información podía obtenerse interrogando electrónicamente a la etiqueta, de modo intermitente o continuo. A lo largo del tiempo se han desarrollado al menos cuatro tipos distintos de sistemas de EAS basados en el modo de efectuar esa interrogación: magnético, magnetomecánico, radiofrecuencia (RF) y microondas. Entre estos cuatro sistemas, los sistemas magnéticos han proporcionado el máximo nivel de 15 seguridad en la mayoría de las aplicaciones. Las etiquetas magnéticas se esconden fácilmente en o sobre un objeto, son difíciles de detectar (porque son menos susceptibles de blindarse, doblarse o presionarse) y se desactivan y reactivan con facilidad, proporcionando pues un grado elevado de seguridad y alguna información en cuanto al estado del artículo etiquetado.

Muchos usuarios de sistemas de EAS desean conocer algo más que la presencia de un objeto 20 etiquetado. También quieren saber de qué objeto se trata, por ejemplo. La información detallada referente a las características de los objetos, tal como su fecha de fabricación, su situación de inventario y su pro-pietario, generalmente se ha comunicado mediante un código óptico de barras a sistemas automatizados de manipulación y control. Aunque el sistema de códigos ópticos de barras es barato y eficaz, sin embar-go, tiene ciertas limitaciones. Los códigos de barras deben ser visibles, lo cual limita las posiciones en las 25 que pueden colocarse, y pueden taparse fácilmente, accidental o intencionadamente. Asimismo, la dis-tancia a la que un detector puede detectar el código de barras es relativamente pequeña. El código de barras también tiene que situarse apropiadamente para su detección. Además, dado que los códigos de barras suelen quedar expuestos para permitir su detección, el código de barras es susceptible de deterio-rarse, lo que puede provocar fallos en la detección. Finalmente, cuando hay múltiples artículos deben 30 procesarse uno por uno. Estas limitaciones de los sistemas de códigos de barras hacen que sean inde-seables o ineficientes en algunas aplicaciones, tales como el marcado de los medios de bibliotecas.

De un tiempo a esta parte se han desarrollado técnicas de identificación electrónica (también co-nocida como identificación por radiofrecuencia o RFID) para tratar las limitaciones de los códigos ópticos de barras. Los sistemas de RFID han dado buenos resultados en la identificación y rastreo de objetos, 35 pero son deficientes en cuanto a la seguridad de los objetos porque la mayoría de los sistemas de RFID funcionan en intervalos de frecuencia (~1 MHz y por encima) en los que la etiqueta falla con facilidad. La deficiencia de seguridad de las etiquetas de radiofrecuencia se debe a que pueden "blindarse", por ejem-plo, cubriendo la etiqueta con una mano o con una lámina de aluminio, o incluso colocando la etiqueta en un libro. Hasta las etiquetas de radiofrecuencia accionadas por batería pueden bloquearse, aunque su 40 intervalo es mayor y el bloqueo resultaría más difícil. Por consiguiente, los objetos etiquetados con una etiqueta de RFID pueden escapar a su detección, inadvertida o intencionadamente. Esto reduce enorme-mente su efectividad como dispositivos de seguridad. Los marcadores de RFID también están relaciona-dos con las "tarjetas inteligentes". En aplicaciones comerciales han aparecido tarjetas inteligentes tanto de contacto como sin contacto. Las tarjetas inteligentes tienden a asociarse a una persona específica, en lugar de a un objeto etiquetado. Las cuestiones relacionadas con la seguridad y el rastreo de la tarjeta inteligente (o de la persona que la lleve) son similares a las tratadas anteriormente para los marcadores de RFID.

Los problemas de seguridad relacionados con los marcadores de RFID son similares a los cono-5 cidos por cualquier experto en la técnica de etiquetas de EAS basadas en radiofrecuencia o en microon-das. Se han realizado esfuerzos sustanciales para intentar remediar las deficiencias de las etiquetas de EAS basadas en radiofrecuencia o en microondas. No obstante, ninguno de ellos ha mejorado sustan-cialmente su eficacia como etiquetas de seguridad. La Patente de EE.UU. n.º 5.517.195 (Narlow et al.), titulada "Etiqueta de Doble Frecuencia para EAS con Bobina de Desactivación" - "Dual Frequency EAS 10 Tag with Deactivation Coil", describe una etiqueta para EAS de microondas con doble frecuencia que incluye un circuito de antena, que tiene un diodo, y un circuito de desactivación. El circuito de desactiva-ción responde a un campo magnético alterno de baja energía induciendo una tensión en el diodo del cir-cuito de antena que inhabilita el diodo y la antena, desactivando de este modo la etiqueta. Aunque resulta útil en algunas aplicaciones, la etiqueta basada en un condensador, descrita por Narlow et al., puede 15 perder carga eléctrica con el tiempo, lo que podría hacer que la etiqueta se activase involuntariamente.

Las etiquetas de radiofrecuencia de EAS del tipo descrito en la Patente de EE.UU. n.º 4.745.401 (Montean et al.) incluye un elemento magnético. El elemento magnético altera la sintonía de la etiqueta cuando se magnetiza adecuadamente mediante un dispositivo accesorio y de este modo bloquea la res-puesta de radiofrecuencia de la etiqueta. Aunque estas etiquetas tienen cierta utilidad, sin embargo, no 20 mejoran las cuestiones relativas a la seguridad y la identificación mejorada.

La tecnología de identificación por radiofrecuencia ha sido desarrollada por diversas compañías, incluyendo Motorola/Indala (véanse las Patentes de EE.UU. n.os 5.378.880 y 5.565.846), Texas Instru-ments (véanse las Patentes de EE.UU. n.os 5.347.280 y 5.541.604), Mikron/Philips Semiconductors, Sin-gle Chip Systems (véanse las Patentes de EE.UU. n.os 4.442.507; 4.796.074; 5.095.362; 5.296.722 y 25 5.407.851), CSIR (véanse los documentos europeos n.os 0 494 114 A2; 0 585 132 A1 ; 0 598 624 A1; y 0 615 285 A2), IBM (véanse las Patentes de EE.UU. n.os 5.528.222; 5,550,547, 5,521,601, y 5.682.143) y Sensormatic Electronics (véase la Patente de EE.UU. n.º 5.625.341). Todas estas etiquetas tratan de proporcionar identificación remota sin necesidad de batería. Estas etiquetas funcionan a frecuencias com-prendidas en el intervalo de 125 kHz a 2,45 GHz. Las etiquetas de frecuencias menores (~125 kHz) son 30 medianamente resistentes al blindaje, pero sólo tienen una funcionalidad limitada de radiofrecuencia de-bido a restricciones del ancho de banda. En particular, los sistemas basados en estos marcadores gene-ralmente funcionan de manera fiable sólo cuando hay una sola etiqueta a la vez en la zona de interroga-ción. Además, tienden a ser relativamente voluminosas y caras de fabricar. A frecuencias mayores (típi-camente 13,56 MHz, 915 MHz y 2,45 GHz) el ancho de banda añadido disponible ha permitido el desarro-35 llo de sistemas que pueden procesar de manera fiable múltiples etiquetas en la zona de interrogación durante un corto período de tiempo. Esto es sumamente deseable en muchas aplicaciones de productos. Además, algunos de los diseños de etiquetas prometen ser relativamente baratos de fabricar y por tanto más atractivos para un cliente. No obstante, estos dispositivos de mayor frecuencia tienen en común diversos grados de susceptibilidad al blindaje, como se ha tratado anteriormente. Por lo tanto, estos dis-40 positivos no pueden proporcionar el elevado nivel de seguridad requerido en ciertas aplicaciones, tales como una biblioteca.

A partir del argumento precedente debería ser evidente que hay varias aplicaciones de etiquetas de RFID en diversos entornos en los que es importante la identidad del artículo etiquetado. Por ejemplo, la Publicación PCT WO 99/05660, publicada el 4 de febrero de 1999 y cedida a Checkpoint Systems, Inc., describe un sistema de inventario que usa artículos con etiquetas de RFID. La realización preferida des-crita en ella considera el uso de etiquetas de RFID en materiales de biblioteca, cuyo cumplimiento de que satisfacen todos los requisitos de entrega puede comprobarse después automáticamente interrogando a 5 la etiqueta de RFID para determinar la identidad del material. No obstante, en esta última publicación ni se describen ni se sugieren diversas funciones importantes o deseables en una biblioteca o en un inventario.

El documento US-A-5008661 describe un lector manual que interroga a un transpondedor y muestra la información obtenida del transpondedor.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN 10

El presente invento se refiere a dispositivos de RFID, en particular dispositivos de RFID manua-les, y aplicaciones para tales dispositivos. Los dispositivos y las aplicaciones se pueden usar con relación a artículos que están asociados con una etiqueta de RFID y opcionalmente un elemento magnético de seguridad. Los dispositivos y las aplicaciones se describen con referencia particular a los materiales de biblioteca, tales como libros, publicaciones periódicas y medios ópticos y magnéticos. También se prevén 15 otras aplicaciones de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La presente invención se describe con mayor detalle con referencia a las Figuras adjuntas, en las que las referencias numéricas iguales representan estructuras iguales en las diversas vistas, y en las que: 20

las Figuras 1A y 1B son ilustraciones esquemáticas de etiquetas de identificación por radiofre-cuencia;

la Figura 2 es una ilustración esquemática de un segundo ejemplo de una etiqueta de identifica-ción por radiofrecuencia;

la Figura 3 es una vista superior esquemática de una etiqueta combinada; 25

la Figura 4 es un diagrama de bloques de un sistema de interrogación con RFID que interacciona con una etiqueta de RFID;

las Figuras 5, 6, 7 y 8 son ilustraciones de etiquetas combinadas según los ejemplos que se re-fieren a la presente invención; y

las figuras 9, 10, 11, 12 muestran un lector de RFID no portátil; y 30

las figuras 13 y 14 son ilustraciones de una realización del presente invento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Las realizaciones de la presente invención descritas en la presente memoria hacen uso de eti-quetas de RFID y preferiblemente de etiquetas de seguridad combinadas de RFID/magnéticas. Las eti-quetas de este tipo se describieron en la patente de EE.UU. nº 6.154.137, presentada el 8 de junio de 35 1998 y titulada "Identification Tag With Enhanced Security" ("Etiqueta de Identificación con Seguridad Mejorada"). En la Sección I siguiente se incluye una descripción detallada de las etiquetas magnéticas, las etiquetas de RFID y las etiquetas combinadas usadas en conjunción con las realizaciones de la presente invención y en la Sección II siguiente se exponen con detalle las realizaciones de la presente invención.

I. Etiquetas y Elementos para Uso con Realizaciones de la Presente Invención 40

Una etiqueta usada con las realizaciones de la invención descrita en la Sección II siguiente, pue-de incorporar en un solo dispositivo tanto la identificación del objeto, como su seguridad efectiva. Preferi-blemente incluyen un elemento sensible a una señal magnética de interrogación y un elemento sensible a una señal de radiofrecuencia de interrogación. En una realización, el elemento sensible magnéticamente también proporciona la antena del elemento sensible por radiofrecuencia. En el contexto de la presente invención el término "sensible" significa que el elemento proporciona información inteligible cuando se somete a un campo de interrogación apropiado. A continuación se describen en primer lugar los elemen-tos individuales y después se hace la descripción de una etiqueta combinada. Como será evidente, las 5 realizaciones de la presente invención descritas en la Sección II siguiente pueden incluir un solo elemento de RFID o una combinación de un elemento de RFID y un elemento magnético de seguridad.

A. El Elemento Sensible Magnéticamente

El elemento sensible magnéticamente preferiblemente se hace de un material ferromagnético de baja fuerza coercitiva y elevada permeabilidad, tal como el material usado en las tiras vendidas por Min-10 nesota Mining and Manufacturing Company, de St. Paul, Minnesota, (3M), con la denominación tiras de la marca "TATTLE-TAPETM". Estas tiras, o conjuntos marcadores, están descritas en varias patentes cedi-das a 3M que incluyen las Patentes de EE.UU. n.os 5.331.313 (Koning) y 3.747.086 (Peterson). Los ejem-plos de materiales ferromagnéticos de baja fuerza coercitiva y elevada permeabilidad incluyen permalloy (aleación de hierro y níquel) y metales amorfos de alta calidad, tales como los obtenibles en AlliedSignal 15 Company, de Morristown, NY, con las denominaciones Metglas 2705M y Metglas 2714A.

El elemento sensible magnéticamente puede ser de un solo estado o de doble estado, depen-diendo de la naturaleza del artículo con el que esté asociado el elemento. Por ejemplo, ciertas obras de consulta de las bibliotecas no han de sacarse de la biblioteca y por tanto un marcador de un solo estado (no desactivable) siempre indicaría si una obra de esta clase pasó dentro de una zona de interrogación. 20 Otros artículos, tales como los materiales comunes de las bibliotecas o los artículos comerciales, pueden requerir un conjunto marcador de doble estado, de modo que cuando el artículo se haya procesado ade-cuadamente pueda desactivarse apropiadamente el marcador para evitar su detección por la fuente de interrogación. La funcionalidad de doble estado se proporciona generalmente mediante la adición de sec-ciones de material magnético de mayor coercitividad en las proximidades del material magnético de baja 25 coercitividad, como se describe más abajo y en la patente de Peterson, referenciadas antes.

Ciertos elementos sensibles magnéticamente tienen la capacidad de cambiar rápidamente su orientación magnética cuando pasan a través de un campo magnético alterno de baja frecuencia (50 Hz a 100 kHz, por ejemplo) y producir una respuesta característica predeterminada que puede ser detectada por las bobinas receptoras de un detector. La función de cambio del conjunto marcador se controla por el 30 estado de magnetización de los elementos de elevada fuerza coercitiva, o "elementos de seguridad." Cuando se magnetizan estos elementos de seguridad se altera la capacidad del marcador de cambiar magnéticamente en uno u otro sentido dentro del campo magnético alterno de la zona de interrogación y el marcador típicamente no se detecta. Cuando se desmagnetizan los elementos de seguridad, el marca-dor puede efectuar de nuevo la función de cambio, permitiendo que la fuente de interrogación detecte la 35 presencia del marcador. Los elementos de seguridad pueden disponerse de diversos modos, como es conocido en la técnica.

El conjunto marcador también puede incluir un adhesivo, en uno o en ambos lados del mismo, que permita pegar el marcador en un libro o en otro artículo. La capa o capas adhesivas pueden estar cubiertas por un revestimiento protector retirable, para evitar la adhesión del marcador sobre una superfi-40 cie no deseada, antes de su aplicación sobre la superficie deseada. Estas y otras características del con-junto marcador están descritas en las Patentes de EE.UU. n.os 3.790.945 (Fearon), 5.083.112 (Piotrows-ki) y 5.331.313 (Koning).

Dado que los elementos magnéticos de baja frecuencia de este tipo son difíciles de blindar con-tra su detección, pueden usarse eficazmente sobre una gran variedad de artículos cuando sea importante su seguridad. Además pueden ser desactivados y reactivados más conveniente, completa y repetidamen-te que los marcadores que emplean otras tecnologías de EAS, haciéndolos más adecuados para su uso en ciertas aplicaciones (tales como en bibliotecas) en las que esta característica es sumamente deseable. 5

B. El Elemento Sensible por Radiofrecuencia

Las etiquetas de RFID pueden ser activas o pasivas. Una etiqueta activa incorpora una fuente adicional de energía, tal como una batería, en la estructura de la etiqueta. Esta fuente de energía permite activar etiquetas de RFID para crear y transmitir señales de respuesta fuertes, incluso en zonas en las que sea débil el campo de interrogación por radiofrecuencia, y por consiguiente la etiqueta activa de RFID 10 puede ser detectada a mayor distancia. No obstante, la duración relativamente corta de la batería limita la vida útil de la etiqueta. Además, la batería aumenta el tamaño y el coste de la etiqueta. Una etiqueta pasi-va obtiene la energía necesaria para que funcione la etiqueta a partir del campo de interrogación por ra-diofrecuencia y usa esa energía para transmitir códigos de respuesta modulando la impedancia que pre-senta la antena al campo de interrogación, modulando de este modo la señal retrorreflejada hacia la ante-15 na lectora. Por consiguiente, su alcance es más limitado. Dado que en muchas aplicaciones se prefieren etiquetas pasivas, el resto de la discusión se centrará en esta clase de etiqueta. No obstante, los expertos en la técnica reconocerán que estos dos tipos de etiquetas tienen en común muchas características y que ambas pueden usarse con esta invención.

Como se muestra en la Figura 1, un elemento pasivo sensible por radiofrecuencia 10 típicamente 20 incluye dos componentes: un circuito integrado 12 (integrated circuit - IC) y una antena 14. El circuito integrado proporciona la función primaria de identificación. El circuito integrado incluye un software y un conjunto de circuitos para archivar permanentemente la identificación de la etiqueta y otra información deseable, interpretar y procesar comandos recibidos desde el hardware de interrogación, responder a las peticiones de información del interrogador, y ayudar al hardware a resolver los conflictos resultantes de 25 las respuestas simultáneas de múltiples etiquetas a la interrogación. Opcionalmente, el circuito integrado puede realizar la actualización de la información almacenada en su memoria (de lectura/escritura), en lugar de efectuar únicamente la lectura de la información (de sólo lectura). Los circuitos integrados ade-cuados para usarse en marcadores de RFID incluyen los obtenibles en Texas Instruments (en su línea de productos TIRIS o Tag-it), Philips (en su línea de productos I-Code, Mifare y Hitag), Motorola/Indala, y 30 Single Chip Systems, entre otros.

La geometría y las propiedades de la antena dependen de la frecuencia deseada de funciona-miento de la parte de RFID de la etiqueta. Por ejemplo, las etiquetas de RFID de 2,45 GHz (o similar) típicamente incluirían una antena dipolo, tal como las antenas dipolo lineales 14 mostradas en la Figura 1A o las antenas dipolo plegadas 14a que se muestran junto al elemento sensible por radiofrecuencia 10a 35 en la Figura 1B. Una etiqueta de RFID de 13,56 MHz (o similar) usaría una antena espiral o de bobina 14b, como se muestra junto al elemento sensible por radiofrecuencia 10b en la Figura 2. En cualquier caso, la antena 14 intercepta la energía de radiofrecuencia radiada por una fuente de interrogación. Esta energía de la señal transmite a la etiqueta tanto energía como comandos. La antena permite que el ele-mento sensible por radiofrecuencia absorba energía suficiente para hacer funcionar el chip del IC y pro-40 porcione de este modo la respuesta a detectar. Por consiguiente, las características de la antena deben corresponder a las del sistema en el que se incorpore. En el caso de etiquetas que funcionen en el inter-valo alto de MHz a GHz, la característica más importante es la longitud de la antena. Típicamente, la longitud eficaz de una antena dipolo se selecciona de modo que esté cerca de media longitud de onda o de un múltiplo de media longitud de onda de la señal de interrogación. En el caso de etiquetas que fun-cionen en la zona de MHz baja a media (13,56 MHz, por ejemplo), en la que es poco práctica una antena de media longitud de onda debido a las limitaciones de tamaño, las características importantes son la inductancia de la antena y el número de vueltas de la bobina de antena. En ambos tipos de antena se 5 requiere buena conductividad eléctrica. Típicamente se usarían metales tales como cobre o aluminio, pero también son aceptables otros conductores, incluyendo metales magnéticos tales como permalloy, y de hecho son preferidos a efectos de esta invención. También es importante que la impedancia de entrada del chip seleccionado de IC corresponda a la impedancia de antena de máxima transferencia de energía. Los expertos en la técnica conocen la información adicional respecto a las antenas, por ejemplo, de textos 10 de consulta tales como J.D. Kraus, Antennas (2ª ed. 1988, McGraw-Hill, Inc., New York).

Suele incluirse un condensador 16 para aumentar la eficacia del marcador, como se muestra en la Figura 2. El condensador 16, cuando está presente, sintoniza en un valor particular la frecuencia de funcionamiento de la etiqueta. Esto es deseable para obtener el alcance máximo de funcionamiento y asegurar la conformidad con los requisitos legales. El condensador puede ser un componente individual o 15 estar integrado en la antena, como se describe más adelante. En algunos diseños de etiquetas, particu-larmente en etiquetas diseñadas para funcionar a frecuencias muy altas, tales como 2,45 GHz, no se requiere condensador de sintonización. El condensador se selecciona de modo que cuando se acople a la inductancia proporcionada por la antena, la frecuencia resonante de la estructura compuesta, dada por:

20

donde

C = capacidad (en Faradios)

L = inductancia (en Henrios)

corresponda aproximadamente a la frecuencia deseada de funcionamiento del sistema de RFID. El con-25 densador también puede ser un condensador distribuido, como el descrito en las Patentes de EE.UU. n.os 4.598.276 (Tait et al.) y 4.578.654 (Tait et al.), que están cedidas a 3M. La capacidad distribuida es de-seable para reducir el tamaño de la etiqueta, particularmente su espesor, y para minimizar el conjunto manual.

En funcionamiento, como se muestra en la Figura 4, la etiqueta sensible por radiofrecuencia 110 30 es interrogada por un sistema de seguridad de EAS 100, que típicamente se sitúa cerca del punto en que hayan de controlarse las etiquetas. Una zona de interrogación puede establecerse colocando paneles de detección espaciados a través de las salidas de la sala en la que estén situados los artículos etiquetados, cerca de una cinta transportadora que transporte los artículos a controlar, o similares. También pueden usarse dispositivos manuales de detección. Una fuente de interrogación 102 (que típicamente incluye un 35 oscilador excitador y un amplificador) se acopla a una antena 104 (descrita a veces como bobina de cam-po) para transmitir un campo alterno de radiofrecuencia, o señal de interrogación, en la zona de interroga-ción. El sistema 100 también incluye una antena para recibir una señal (mostrada como una antena 104 y descrita a veces como bobina receptora) y un detector 106 para procesar las señales producidas por etiquetas en la zona de interrogación. 40

La fuente de interrogación 102 transmite una señal de interrogación 200, la cual puede seleccio-narse dentro de ciertas bandas de frecuencia conocidas, que son preferidas porque no interfieren con otras aplicaciones y porque cumplen las normas legales aplicables. Cuando el elemento sensible por radiofrecuencia recibe una señal de interrogación, transmite su propia señal codificada de respuesta 202 que es recibida por la antena 104 y transmitida al detector 106. El detector descodifica la respuesta, iden-5 tifica la etiqueta (basándose típicamente en información almacenada en un ordenador u otro dispositivo de memoria 108) y actúa basándose en la señal de código detectada. Los expertos en la técnica conocen varias modificaciones del sistema ilustrado que incluyen, por ejemplo, usar antenas distintas para la fuen-te de interrogación 102 y para el detector 106, en lugar de una sola antena 104 como se ilustra.

Las modernas etiquetas de RFID también proporcionan una cantidad significativa de memoria 10 accesible del usuario, a veces en forma de memoria de sólo lectura o de memoria grabable una vez, pero que más preferiblemente ofrecen al usuario la capacidad de actualizar repetidamente la memoria regra-bando su contenido desde cierta distancia. La cantidad de memoria proporcionada puede variar e influye en el tamaño y el coste de la parte de circuito integrado de una etiqueta de RFID. Típicamente, de manera económica pueden proporcionarse entre 128 bits y 512 bits de memoria total. Por ejemplo, una etiqueta 15 de RFID obtenible en Texas Instruments, de Dallas, Texas, con la denominación "Tag-it", proporciona 256 bits de memoria programable de usuario, además de 128 bits de memoria reservada para elementos tales como el número de serie único de la etiqueta, información de la versión y de la fabricación, y similares. De modo similar, una etiqueta de RFID obtenible en Philips Semiconductors, de Eindhoven, Holanda, con la denominación "I-Code", proporciona 384 bits de memoria de usuario, junto con 128 bits adicionales reser-20 vados para los tipos de información mencionados anteriormente.

Esta memoria accesible al usuario puede aprovecharse para mejorar la eficacia de un sistema de identificación de artículos utilizado, por ejemplo, en un entorno de biblioteca. Actualmente las bibliote-cas identifican los artículos escaneando un código de barras óptico. El único identificador contenido en este código de barras se usa para acceder a una base de datos de circulación que incluye un software 25 proporcionado por vendedores de automatización de bibliotecas (software LAV), en el que se mantiene permanentemente información más extensa del artículo. Aunque este sistema está muy desarrollado y funciona muy bien en muchas aplicaciones, puede tener dos desventajas. En primer lugar, para acceder a la información debe establecerse una conexión con la base de datos de circulación. Esto limita la disponi-bilidad de la información cuando un artículo está en una localización alejada de una conexión con esta 30 base de datos. En segundo lugar, la recuperación de la información existente en la base de datos de circulación a veces puede requerir un tiempo excesivo, particularmente durante los periodos de uso ex-tenso. Almacenando ciertos elementos de información críticos en la etiqueta de RFID pueden superarse ambas limitaciones.

Un ejemplo de información que podría mejorar la eficacia de un sistema bibliotecario de identifi-35 cación sería un número bibliotecario de identificación, si está presente en la propia etiqueta de RFID. Después, sin acceder a ninguna base de datos, podría determinarse rápida y convenientemente la biblio-teca "nativa" de un artículo simplemente escaneando la etiqueta de RFID. Otro ejemplo de información presente preferiblemente en una etiqueta de RFID sería un código que indicase si el artículo es un libro, una cinta de vídeo, una cinta de audio, un CD o algún otro artículo. Este código podría comprender, por 40 ejemplo, el código de tipo de medio especificado en el Protocolo Estándar de Intercambio de 3M (3M Standard Interchange Protocol), que es obtenible en el cesionario de la presente invención. Conociendo directamente el tipo de medio, los sistemas bibliotecarios de gestión de materiales podría asegurar que un artículo se procesase apropiadamente sin incurrir en la demora y en la incomodidad de consultar una base de datos remota de circulación. Los expertos en la técnica encontrarán evidentes otros ejemplos de información adecuada para su incorporación en la etiqueta de RFID.

Otra área en la que los sistemas de RFID ofrecen una ventaja sobre sistemas basados en códi-gos de barras es la identificación de múltiples artículos. Usando algoritmos sofisticados de software, los 5 lectores y marcadores de RFID cooperan para asegurar que todos los artículos existentes en la zona de interrogación del lector sean identificados satisfactoriamente, sin intervención del operario. Esta capaci-dad permite el desarrollo de numerosas aplicaciones útiles en las áreas del control de inventarios, rastreo de artículos y clasificación, que sería difícil o imposible implementar con los sistemas de identificación basados en códigos de barras. 10

C. La Etiqueta Combinada

Como se muestra en las Figuras 3 y 5 a 8, la etiqueta combinada 20 combina un elemento sen-sible magnéticamente, con un elemento sensible por RF, para proporcionar las ventajas de ambos. Por consiguiente, los dos elementos pueden aplicarse al mismo tiempo en un artículo de interés, reduciéndo-se así el coste. La etiqueta combinada puede estar provista de un adhesivo sensible a la presión cubierto 15 por un revestimiento protector retirable, que permita adherir la etiqueta combinada a una superficie del artículo cuando se haya quitado el revestimiento protector. En otra realización la etiqueta usa el elemento sensible magnéticamente como una antena para el elemento sensible a la radiofrecuencia. El elemento sensible magnéticamente, cuando se usa como antena, se acopla eléctricamente al elemento sensible por radiofrecuencia y también puede acoplarse físicamente al elemento sensible por radiofrecuencia. 20

La etiqueta combinada puede ser interrogada de dos maneras. En primer lugar, la fuente de in-terrogación de RFID usaría señales de radiofrecuencia para solicitar y recibir códigos al y del circuito integrado. Esta información indicaría, por ejemplo, la identificación del artículo con el que esté asociada la etiqueta y si el artículo se ha procesado apropiadamente. En segundo lugar, un campo magnético de interrogación interrogaría a la etiqueta para determinar si la parte magnética del conjunto marcador está 25 activa. Si el conjunto marcador está activo, la fuente de interrogación produciría una respuesta, tal como una notificación de que el artículo marcado no se ha procesado apropiadamente. Dado que la interroga-ción magnética es más resistente al blindaje que la interrogación por radiofrecuencia, la parte magnética de la etiqueta combinada proporcionaría mayor seguridad. Por consiguiente, las características de ambas etiquetas magnéticas y de RFID se combinan en una sola etiqueta combinada. 30

En una realización preferida, la etiqueta combinada incluye un elemento sensible magnéticamen-te que también funciona como antena del conjunto de circuitos del elemento sensible por radiofrecuencia. Para atender a ambas funciones, el material de la antena debe presentar baja coercitividad magnética y muy alta permeabilidad magnética (para que sirva como elemento eficiente de seguridad) y de moderada a elevada conductividad eléctrica (para que funcione como antena eficiente). Además, la geometría de la 35 antena debe ser compatible con las dos funciones. En esta realización, la antena puede, por ejemplo, se fabricada de una aleación de hierro y níquel.

En un ejemplo, una tira de seguridad de la marca 3M "Tattle-TapeTM", u otro elemento magnéti-co equivalente, puede usarse como antena dipolo lineal que funcione a 2,45 GHz u otra alta frecuencia similar. La longitud, la anchura y el espesor de esta tira se seleccionan de modo que corresponda a la 40 frecuencia particular de funcionamiento y a otras características del chip de RFID usado. Típicamente, la tira se haría de permalloy (obtenible en varias fuentes que incluyen Carpenter Specialty Alloys, Reading, PA, con la denominación comercial "HyMu80") o una aleación amorfa tal como la obtenible en AlliedSignal Company de Morristown, NY, con la denominación 2705M, y su longitud estaría comprendida entre 6,35 y 16,5 cm (2,5 y 6,5 pulgadas). Los terminales del circuito integrado se conectarían físicamente a los extre-mos de la tira de seguridad. Las mediciones eléctricas de impedancia y ganancia de potencia han esta-blecido que una tira magnética de este tipo proporciona las mismas características eléctricas fundamenta-les que las antenas dipolo de cobre o aluminio usadas normalmente con un chip de esta clase y por con-5 siguiente se espera que realice ambas funciones satisfactoriamente.

Cuando el elemento sensible magnéticamente se usa como al menos parte de la antena del elemento sensible por radiofrecuencia, los dos se acoplan eléctricamente entre sí. El acoplamiento eléc-trico puede realizarse mediante una conexión física entre múltiples elementos (como se muestra en la Figura 5) o, en ausencia de conexión física, con un acoplamiento electromagnético sin contacto (como se 10 muestra en las Figuras 6, 7 y 8). El acoplamiento sin contacto puede incluir acoplamiento por unas co-rrientes parásitas, un acoplamiento capacitivo o un acoplamiento inductivo y usar tales componentes de antena como elementos de antena pasiva, antenas de reflector y director, antenas Yagi-Uda u otras confi-guraciones de antena adecuadas.

La etiqueta combinada mostrada en la Figura 3 incluye espiras de bobina hechas de material 15 magnético. La etiqueta podría ser, por ejemplo, una etiqueta de 13,56 MHz que tenga una estructura de antena tal como 14c en la que están dispuestos colectores de flujo en las esquinas para mejorar la fun-ción magnética de la etiqueta. Pueden disponerse otros tipos de colectores de flujo.

La etiqueta combinada 20 mostrada en la Figura 5 incluye una conexión física entre la antena 22, que está hecha de material sensible magnéticamente, y el circuito integrado 12. Al material sensible 20 magnéticamente también puede aplicarse uno o más elementos de seguridad del tipo descrito anterior-mente, de modo que puedan activarse y desactivarse selectivamente para proporcionar una etiqueta de doble estado. No obstante, la antena 22a mostrada en la Figura 6 no está conectada físicamente al circui-to integrado 12 ni a la antena dipolo 23, pero se acopla eléctricamente a la antena dipolo mediante aco-plamiento dipolar por corrientes parásitas para proporcionar una etiqueta combinada 20a. La antena dipo-25 lo 23 puede comprender material sensible magnéticamente o material no sensible magnéticamente.

Las Figuras 7 y 8 ilustran ejemplos en los que está dispuesta más de una antena 22 para pro-porcionar el acoplamiento eléctrico con las antenas 23b y 23c, respectivamente. En la etiqueta combinada 20b mostrada en la Figura 7, el circuito integrado 12 incluye una antena dipolo 23b, que se acopla por corrientes parásitas a las antenas 22b. Las antenas 22b están hechas de material sensible magnética-30 mente y la antena o antenas 23b pueden hacerse de material sensible magnéticamente. En la etiqueta combinada 20c mostrada en la Figura 8, un elemento sensible por radiofrecuencia del tipo mostrado en la Figura 2 se acopla eléctricamente y por corrientes parásitas a las antenas 22c. Las antenas 22c están hechas de material sensible magnéticamente y la antena(s) 23c puede(n) estar hecha(s) de un material magnéticamente sensible. Otras variaciones de estos ejemplos se diseñan fácilmente. 35

El espesor total de la etiqueta combinada debería ser lo más pequeño posible para que la etique-ta pueda colocarse de manera poco llamativa sobre o en un artículo. Por ejemplo, la etiqueta puede apli-carse con adhesivo entre las páginas de un libro y es deseable hacer la etiqueta suficientemente fina para evitar que se detecte con facilidad observando lateralmente el libro. Los IC convencionales pueden tener aproximadamente 0,5 mm (0,02 pulgadas) de espesor y el espesor total de la etiqueta preferiblemente es 40 menor de 0,635 mm (0,025 pulgadas).

Las etiquetas combinadas pueden ser dispuestas en forma de rollo, para permitir la aplicación secuencial automatizada de etiquetas individuales a artículos. Este sistema general está descrito, por ejemplo, en la Publicación PCT n.o WO 97/36270 (De Vale et al.). Las etiquetas combinadas individuales, en las que una o más de sus superficies pueden estar cubiertas con un adhesivo (tal como un adhesivo sensible a la presión), pueden retirarse del rollo y aplicarse entre dos páginas de un libro, cerca del lomo. Puede disponerse un separador de páginas para facilitar la inserción de la etiqueta combinada y también pueden disponerse otras opciones, tales como sensores, para detectar la posición de diversos componen-5 tes en el sistema.

Se cree que la etiqueta combinada tiene un uso particular, aunque no exclusivo, en el proceso de materiales de biblioteca. En los materiales de biblioteca que tengan una etiqueta de RFID de este tipo podría comprobarse más fácilmente si satisfacen todos los requisitos de devolución o de entrega, quizá sin intervención humana. Es decir, se comprobaría automáticamente si los materiales satisfacen todos los 10 requisitos de entrega a un usuario particular (que puede tener su propia etiqueta de RFID asociada a su tarjeta de biblioteca) cuando el usuario pase a través de una zona adecuada de detección y se volvería a comprobar automáticamente que satisfacen todos los requisitos de devolución cuando el usuario vuelva a entrar en la biblioteca con los materiales. La etiqueta también puede facilitar la gestión y el análisis del inventario, permitiendo que los administradores de la biblioteca rastreen los materiales instantánea y con-15 tinuamente. Por supuesto, estas y otras características del invento pueden usarse a efectos de otras apli-caciones, tales como la gestión de materiales en tiendas, almacenes y similares.

En un otro ejemplo, la etiqueta combinada podría proporcionar información del marcador de do-ble estado, tanto mediante una respuesta magnética (que indique si las características magnéticas de la etiqueta han sido activadas o desactivadas), como mediante una respuesta por radiofrecuencia (que indi-20 que, usando el software apropiado, si la base de datos o la memoria del propio chip de RFID indica que el artículo ha sido procesado apropiadamente).

Los Ejemplos siguientes proporcionarán aún más información respecto a las etiquetas usadas en las realizaciones de la invención descritas en la Sección II siguiente.

Ejemplo Primero 25

Una etiqueta combinada fue hecha. Un tira de permalloy producida a partir de una aleación ob-tenible en Carpenter Technology Corporation, de Reading, Pensilvania, con la denominación "HyMu80", se fijó a un accesorio de prueba fabricado por Single Chip Systems (SCS) de San Diego, California. La tira medía aproximadamente 1,6 mm (0,625 pulgadas) de ancho, por 0,0254 mm (0,001 pulgadas) de espesor y por 10,16 cm (4 pulgadas) de longitud. El accesorio de prueba consistía en una antena están-30 dar SCS de 2,45 GHz conectada a un diodo LED. El dispositivo se diseñó de modo que tras su exposición a un campo de 2,45 GHz, suficientemente fuerte para suministrar energía a una etiqueta SCS de RFID típica, se encendiese el LED proporcionando una confirmación visible inmediata del funcionamiento apro-piado de la parte del dispositivo receptora de energía. Al cambiar la antena estándar SCS por la antena prototipo de permalloy, el LED se iluminó aproximadamente con la misma intensidad de campo, confir-35 mando el funcionamiento satisfactorio del prototipo.

Ejemplo Segundo

La figura 3 ilustra otro ejemplo de una antena que se cree que es útil con un diseño de RFID de 13.56 MHz. A esta frecuencia se prefiere una geometría de antena de tipo bobina. Las espiras que com-prende la bobina se forman a partir de una aleación magnética, tal como permalloy, por grabado (físico o 40 químico), troquelado, o deposición a través de una mascarilla. En este diseño, las partes rectas de "bra-zos" de la bobina también sirven como elementos sensibles magnéticamente. No obstante, en esta geo-metría la reducida longitud de estos elementos metálicos limita la efectividad de la parte magnética de seguridad del dispositivo. En la realización mostrada en la Figura 3 y para superar esa limitación se han añadido a la bobina de antena los elementos colectores de flujo dispuestos en las esquinas. La estructura mostrada en la Figura 3 preferiblemente incluiría un condensador, como se ha descrito previamente, para sintonizar la frecuencia de funcionamiento de la antena en la frecuencia requerida de interrogación.

Las características de la antena descrita en este ejemplo se compararon con las características 5 de antenas conocidas destinadas a circuitos integrados de radiofrecuencia, y, dado que esas característi-cas resultaron similares, se cree que la antena de este ejemplo funcionaría adecuadamente en una apli-cación de esta clase.

Las realizaciones de la presente invención descritas a continuación pueden usar una etiqueta que tenga sólo un elemento de RFID o una etiqueta combinada, ambas descritas anteriormente. 10

A. Dispositivo de RFID con Capacidad Magnética

Dado que un usuario de una biblioteca puede blindar las etiquetas de RFID intencionada o involun-tariamente, suele ser importante disponer tanto elementos de seguridad magnéticos como de RFID en el material etiquetado de biblioteca, preferiblemente en la misma etiqueta. Cuando el elemento magnético de seguridad es de doble estado, lo que quiere decir que puede ser activado y desactivado selectivamente, 15 su estado se cambia típicamente mediante la aplicación de un campo magnético al elemento. Las opera-ciones de magnetización de este tipo no afectan a los materiales de biblioteca tales como libros y revistas, pero pueden producir efectos perjudiciales en los medios grabados magnéticamente. El dispositivo de RFID inventivo con capacidad magnética resuelve tales problemas, preferiblemente sin involucrar a los empleados de la biblioteca. 20

Como se puede ver en la Figura 9, un dispositivo de RFID está equipado para leer información de una etiqueta de RFID en un artículo, tal como un libro, tarjeta de usuario u otro material. Preferiblemen-te, la información leída en la etiqueta de RFID incluye una denominación del tipo de medio (magnético, impreso u óptico, por ejemplo), que puede usarse para asegurar el proceso apropiado posterior del artícu-lo. El dispositivo de RFID también dispone de un dispositivo, tal como la bobina, diseñado de manera que 25 permita la activación y desactivación de la parte de elemento de seguridad de la etiqueta del artículo. Después de que el dispositivo de RFID lee la etiqueta de RFID, el dispositivo transmite la información de identificación del artículo a un ordenador que tiene un software proporcionado por un vendedor de auto-matización de bibliotecas o LAV (library automation vendor). Entre aproximadamente 50 sistemas de software de LAV existentes están "Dynix", que es obtenible en Ameritech Library Services, de Provo, 30 Utah, "Carl ILS", que es obtenible en CARL Corporation, de Denver, Colorado, y "DRA", que es obtenible en DRA, de San Luis, Misuri.

Hay varios modos de transmitir la información obtenida en una etiqueta de RFID al sistema de LAV. Un modo supondría usar los comandos implementados en el Protocolo Estándar de Intercambio de 3M (3M Standard Interchange Protocol - SIP). Otro modo supondría usar un dispositivo electrónico cono-35 cido como "cuña" ("wedge") para transmitir la información a medida que se origina en un escáner conven-cional de códigos de barras. Estas y otras técnicas son bien conocidas por los expertos en la técnica. De esta manera, el componente de RFID del dispositivo de RFID realiza las funciones que antes realizaba un escáner óptico de códigos de barras, el cual puede seguir usándose con el dispositivo. Por consiguiente, las bibliotecas pueden seguir usando sus interfaces y terminales existentes del sistema de software de 40 LAV, disfrutando al mismo tiempo de la funcionalidad y de las características añadidas que proporciona la tecnología de RFID. No es necesario que el dispositivo de RFID incluya una pantalla si aquél coopera con una pantalla del sistema de software de LAV para proporcionar retroalimentación al operario. Opcional-mente, en el dispositivo de RFID puede incluirse una pantalla, u otros mecanismos de retroalimentación, como paquete integrado.

En los dispositivos que tienen capacidad de lectura tanto óptica de códigos de barras como por RF, el dispositivo debería poder manejar materiales de biblioteca etiquetados con etiquetas de RF, con etique-tas de códigos de barras o con ambas. En funcionamiento, el dispositivo procesaría un artículo para com-5 probar que satisface todos los requisitos de devolución escaneando una etiqueta de RFID, un código de barras, o ambos recuperando de una o ambas etiquetas el código de identificación del artículo y, preferi-blemente, el tipo de medio, y pasando esta información al sistema de software de LAV. Cuando el disposi-tivo incluye tanto un sistema de RFID como un sistema óptico de escaneado de códigos de barras, el dispositivo también puede usarse para crear etiquetas de RFID para medios que sólo tengan código de 10 barras. En primer lugar se escanearía el código de barras y después se escribiría (grabaría) el identifica-dor (o un código de ID asociado con ese identificador, dependiendo del diseño del sistema) en (sobre) la etiqueta de RFID junto con otros datos, tales como el tipo de medio y otra información seleccionada de-vuelta por el sistema de software de LAV relativa a ese medio. A continuación podría aplicarse al artículo la etiqueta de RFID. 15

El dispositivo de RFID preferiblemente también realiza la resensibilización y desensibilización "inteligente" de los elementos magnéticos de seguridad fijados a los materiales de biblioteca. Cuando el dispositivo lee la etiqueta de RFID y transmite la información de identificación al software de LAV, el soft-ware de LAV puede estar programado de modo que responda con una indicación del tipo de material de biblioteca con el que esté asociada la etiqueta de RFID. Si el software de LAV responde con una indica-20 ción de que el material etiquetado es alguno que requiera una operación especializada de magnetización (típicamente un medio grabado magnéticamente), el dispositivo puede activar solamente el sistema que efectúe esa operación. Por ejemplo, si el software de LAV indica que la etiqueta de RFID está asociada con un libro corriente y que el libro satisface todos los requisitos de entrega al usuario solicitante, enton-ces puede activarse un sistema de magnetización para desactivar el elemento magnético asociado con 25 ese libro. No obstante, si el software de LAV indica que una etiqueta de RFID está asociada con una cinta de vídeo, por ejemplo, entonces puede activarse un sistema de magnetización distinto para desactivar el elemento magnético de seguridad asociado con esa cinta de vídeo. Este sistema de magnetización distin-to podría involucrar, por ejemplo, un campo magnético más débil o un campo confinado en la zona inme-diata al elemento de seguridad, a fin de evitar cualquier deterioro del propio medio magnético, dependien-30 do de las características detalladas de uso de las etiquetas de seguridad. Dependiendo del diseño deta-llado del dispositivo, el procedimiento podría incluir la inhibición de la activación automática para no dete-riorar el medio magnético.

Preferiblemente, puede almacenarse suficiente información en la memoria de la propia etiqueta de RFID para que la fuente de interrogación no necesite transmitir esa información al software de LAV y 35 pueda llamar directamente al sistema de magnetización apropiado. Esta realización probablemente mejo-raría la eficacia del sistema, puesto que se necesitan menos pasos para conseguir el mismo resultado. Como mínimo, la etiqueta de RFID debería almacenar un tipo de medio en la memoria del elemento de RFID, pero, como se ha indicado anteriormente, podría incluir información adicional. A este tipo de proce-so, que no vuelve a transmitir a una base de datos separada del dispositivo de RFID, se alude en esta 40 memoria como que ocurre en "tiempo real".

Una ventaja de un dispositivo de RFID, tal como el descrito, es que puede aceptar y procesar artículos con menos dependencia de su orientación respecto al dispositivo. Por consiguiente, aunque un material de biblioteca puede procesarse con un escáner óptico de código de barras solamente cuando la etiqueta del código de barras esté situada apropiadamente y sea legible por el escáner, un libro que tenga una etiqueta de RFID o una etiqueta combinada puede situarse con la cubierta delantera hacia arriba o hacia abajo y sin que sea necesario alinear cuidadosamente la etiqueta con el escáner. Esta ventaja de los sistemas de RFID, respecto a los sistemas convencionales ópticos y de código de barras, tiene como 5 consecuencia un ahorro considerable de tiempo de los usuarios y del personal de la biblioteca. La "distan-cia de lectura" puede ser diferente con diferentes escáneres, etiquetas u otros componentes, pero se cree que sería satisfactoria una distancia de lectura de aproximadamente 15 centímetros (6 pulgadas). No obstante, para proporcionar un escaneado fiable con RFID, puede ser deseable que las etiquetas de RFID de diversos artículos se sitúen en la misma posición fija respecto a un borde del artículo. Por ejemplo, 10 todas las etiquetas de RFID dispuestas en libros de biblioteca podrían situarse 5 centímetros (2 pulgadas) por encima de la parte inferior del libro.

Los beneficios del dispositivo de RFID son numerosos y significativos, e incluyen: tener sólo una estación para identificar, resensibilizar y desensibilizar materiales de biblioteca, la eliminación de la for-mación del operario sobre y la eficacia de distintas operaciones de magnetización, mayor velocidad de 15 proceso por la reducción de las restricciones de orientación presentes solamente en los sistemas de códi-gos de barras, y menor probabilidad de que los operarios sufran reiteradas lesiones por la fatiga. Otro beneficio es que resulta más rápido escanear etiquetas de RFID que leer un código de barras, especial-mente con códigos situados dentro de la cubierta o caja del artículo, en gran parte porque no es preciso que el usuario sitúe y alinee el código de barras. Finalmente, el sistema también tiene poco coste porque 20 se espera que los lectores de RFID cuesten menos que los escáneres de códigos de barras de gran cali-dad. A un experto en la técnica le resultarán evidentes estos y otros beneficios y ventajas.

B. Uso del Dispositivo de RFID con Múltiples Artículos.

Otro beneficio de un dispositivo de RFID es la capacidad de procesar a la vez múltiples artículos, como se muestra en la Figura 10. Mientras que los dispositivos convencionales que sólo tienen escáneres 25 ópticos de códigos de barras únicamente pueden procesar cada vez un solo artículo presentado al escá-ner de códigos de barras, puede procesarse esencialmente de modo simultáneo un grupo de artículos que tengan elementos de RFID. Esto se puede conseguir teniendo múltiple fuentes de interrogación de RFID (lectores) montadas en o sobre el dispositivo, o teniendo un único lector de RFID de alta velocidad que posee los algoritmos de identificación de múltiples artículos. Esta capacidad reduce enormemente el 30 tiempo requerido para que el personal de la biblioteca procese múltiples artículos.

Para evitar que el dispositivo realice una operación de magnetización que resulte inadecuada para uno o varios de los materiales de un grupo de materiales que se está procesando, el dispositivo puede adaptarse de modo que envíe un mensaje al usuario solicitando que se presenten juntos todos los materiales de cierto tipo (libros y revistas, por ejemplo) y después todos los materiales de otro tipo (cintas 35 de vídeo y de audio, por ejemplo). El lector de RFID puede determinar, a partir de la información obtenida en los elementos individuales de RFID, si el usuario ha separado los materiales apropiadamente y en caso contrario puede sugerir al usuario que lo haga, como se muestra en la Figura 12. En otra realización, el dispositivo incluye una zona para procesar medios de un tipo (libros y revistas, por ejemplo) y una zona separada para procesar medios de otro tipo (cintas de vídeo y de audio, por ejemplo). De este modo pue-40 de realizarse de manera fiable la operación adecuada de magnetización para cada material.

El dispositivo también puede incluir una pantalla para indicar el número de artículos con etique-tas de RFID que haya sido presentado al dispositivo para su proceso. Es decir, el lector de RFID obtendr-ía información de cada artículo presentado al dispositivo y actualizaría la pantalla para indicar que se habían presentado, por ejemplo, cinco artículos. También podría usarse un detector óptico o de otra clase para verificar que realmente se había presentado ese número de artículos, a fin de alertar al usuario o al personal de la biblioteca en caso de que se haya incluido involuntaria o intencionadamente un artículo sin etiqueta de RFID en el grupo de otros materiales. Los detectores ópticos de este tipo pueden incluir los 5 descritos en la Patente de EE.UU. nº 6.142.375 (Belka et al.), presentada el 10 de abril de 1998 y titulada "Apparatus and Method for the Optical Detection of Multiple Items on a Platform" ("Aparato y Método para la Detección Óptica de Múltiples Artículos situados sobre una Plataforma"), cedida al cesionario de la presente invención. Otros detectores pueden incluir los basados en el peso (en los que el lector de RFID puede determinar a partir de la etiqueta de RFID o del software de LAV el peso de los artículos detecta-10 dos y compararlo con el peso real de los materiales presentados) o en el número de elementos magnéti-cos detectados [como se describe en la Patente de EE.UU. nº 5.260.690 (Mann et al.)]. La comparación del número de artículos detectados por el lector de RFID y del número detectado por un detector óptico o de otra clase asegura que los elementos magnéticos de seguridad asociados con artículos sin etiqueta de RFID no se desactiven sin cargar el artículo a un usuario especifico. El dispositivo puede procesar los 15 artículos después de que se haya presentado un número predeterminado de artículos (cinco artículos, por ejemplo) o después de que un operario instruya al dispositivo para que procese los artículos o automáti-camente sin ninguna intervención del operario. Una visualización adecuada puede aconsejar al operario en cuanto al estado de la operación.

Otro ejemplo relacionado con la invención muestra cómo se puede verificar el contenido de un 20 paquete o caja que tenga dentro múltiples artículos, como se muestra en la Figura 11. Por ejemplo, un conjunto de cintas de audio puede empaquetarse dentro de una sola caja. Para asegurar que sólo esas cintas, y todas esas cintas, se procesen conjuntamente, el lector de RFID puede identificar la caja, identi-ficar cada una de las cintas del interior de la caja y cotejar las identidades antes de permitir que se com-pruebe que los materiales satisfacen todos los requisitos de entrega a un usuario. La etiqueta de RFID de 25 la caja puede incluir la información relativa al contenido de la caja o puede almacenarse esa información en el software de LAV y accederse a ella mediante la información de identificación obtenida en la etiqueta de RFID.

Los dispositivos que tienen la capacidad de procesar múltiples materiales aumentan aún más la velocidad con la que puede comprobarse que los materiales satisfacen todos los requisitos de devolución 30 o de entrega de una biblioteca. El dispositivo puede adaptarse para transmitir una sola señal al sistema de software de LAV a fin de procesar múltiples artículos y recibir como respuesta una sola señal de ese soft-ware.

C. Dispositivos de RFID Portátiles según la invención.

En varias aplicaciones es deseable proporcionar un dispositivo portátil de RFID, manual. El dis-35 positivo manual de RFID es capaz de buscar entre estantes, cajones, montones y carritos de la biblioteca. Esencialmente puede buscar en cualquier parte que pueda situarse suficientemente cerca de los artícu-los. Es capaz de identificar múltiples artículos que estén dentro del alcance del dispositivo. Estas y otras características hacen que el dispositivo portátil de RFID del invento sea una herramienta valiosa de la biblioteca. Por sencillez, los dispositivos portátiles de RFID se describirán en primer lugar en cuanto a sus 40 componentes y funcionamiento, y en segundo lugar por lo que corresponde a diversas funciones útiles para o métodos de usar tales dispositivos. Es importante observar que las funciones y los métodos descri-tos en la presente memoria también son aplicables a dispositivos de RFID no portátiles y que las funcio-nes y los métodos descritos anteriormente con referencia a dispositivos de RFID no portátiles son aplica-bles de modo similar a dispositivos de RFID portátiles. Las distintas funciones y métodos sólo se han agrupado con el tipo de dispositivo de RFID usado más frecuentemente para realizar esa función o méto-do.

1. Componentes y operación. El dispositivo de RFID manual del presente invento incluye un lec-5 tor y escritor de RFID, una memoria, una fuente de alimentación y software que permite que varias fun-ciones de los tipos descritos en esta memoria. El lector/escritor de RFID podría consistir en un lector de RFID, Commander 320 de 13,56 MHz, fabricado por Texas Instruments, de Dallas, Texas. La memoria, preferiblemente en forma de ordenador, puede ser proporcionada, por ejemplo, por un ordenador "de bolsillo" o de mano obtenible en 3Com Company, de Santa Clara, California, con la denominación Palm 10 Pilot. El ordenador portátil puede incluir un sistema operativo, una pantalla táctil, varios botones para interfaces desarrolladas por el usuario, una estación de recarga, una estación de acoplamiento para trans-ferir datos entre el dispositivo y otro ordenador, uno o más puertos para conectar periféricos al dispositivo de mano (tal como un lector de RFID) y una fuente de energía por baterías. Algunas unidades también pueden incluir un periférico incorporado, tal como un escáner de códigos de barras. También puede con-15 tener diversos sistemas de retroalimentación, incluyendo luces, audio y una pantalla.

Como se ha descrito anteriormente, existen varias opciones para transferir datos entre el disposi-tivo de mano y otra estación de proceso. Una solución de estación de acoplamiento puede ser usada para subir o descargar datos, como muestra la Figura 14. Este método podría usarse, por ejemplo, para cargar la información de identificación de los artículos antes de efectuar una búsqueda de esos artículos especí-20 ficos. Otro ejemplo sería la descarga de datos después de recoger artículos que se hayan usado dentro de la biblioteca. La conexión podría implementarse en forma de: estación de acoplamiento (como se ilus-tra); carga y/o descarga inalámbrica o por cable; conexión inalámbrica o por cable en tiempo real entre el dispositivo de mano y otro procesador, o de cualquier otra manera adecuada para transferir tales datos. Un ejemplo de esta clase es un sistema LAN inalámbrico Spectrum24, de Symbol Technologies, de Holts-25 ville, New York. Los sistemas similares al Spectrum24 permiten que los usuarios móviles establezcan una comunicación inalámbrica entre los dispositivos móviles y redes de área local. Para llevar a cabo esta operación, la unidad móvil incluirá típicamente un componente de comunicación que soporte la comunica-ción inalámbrica, tal como la Tarjeta PC LAN Inalámbrica LA 2400 de Symbol.

La interfaz de usuario del dispositivo se diseña de modo que comunique el estado de la búsque-30 da y permita al usuario introducir datos. La introducción de datos puede incluir la conmutación del disposi-tivo entre varios modos de búsqueda y la introducción de datos específicos en una tarea (por ejemplo, comprobar si se satisfacen todos los requisitos de entrega de un artículo o reservar un artículo). La retroa-limentación al usuario se proporciona preferiblemente mediante una combinación de sonido, luces y una pantalla. La pantalla puede estar separada de o integrada en la unidad. Cuando es una pantalla separada 35 puede estar diseñada de diversos modos, incluyendo en forma de pantalla "portátil" que pueda ver fácil-mente el usuario.

Una realización particularmente útil del dispositivo manual de RFID es el que sigue. Se propor-ciona un dispositivo manual de RFID en el que el lector de RFID, la interfaz de usuario, la fuente de energía, la antena, el procesador y el software están dispuestos en una sola unidad integrada, como 40 muestra la Figura 13. Usando un ordenador de mano, tal como el Palm Pilot descrito anteriormente, pue-den realizarse varias funciones en tiempo real del tipo descrito a continuación, en contraposición con los sistemas en los que el dispositivo de RFID debe interaccionar con otro ordenador, base de datos, sistema de software y similares. El software también puede proporcionar una capacidad limitada o completa de soporte de funciones del tipo descrito en la presente memoria, según se desee. El dispositivo manual de RFID preferiblemente incluye también una fuente integral de energía, aunque puede conectarse a una fuente mayor de energía del tipo que pueda colocarse alrededor de la cintura del usuario. En el caso de tratarse de una fuente integral de energía, la fuente puede alimentar al procesador y puede recargarse 5 cuando se conecte a la estación de acoplamiento. Cuando se usa un ordenador de mano, puede incluir su propia fuente de energía y puede recargarse cuando se conecte a la estación de acoplamiento para car-gar y/o descargar información, como muestra la Figura 14.

Un dispositivo manual de RFID puede interrogar e identificar artículos etiquetados de RFID, siempre que se active dentro del alcance de los artículos. La activación intermitente puede proporcionar-10 se, por ejemplo, mediante un gatillo asociado con el dispositivo, de modo que se minimice el intervalo de tiempo en que requiera energía el dispositivo de RFID. La distancia de lectura es función de muchos fac-tores, pero se espera que esté entre 15 y 45 centímetros (6 y 18 pulgadas) dada la tecnología actual y las frecuencias probables a las que funcionaría el sistema. En algunas aplicaciones puede ser deseable res-tringir el alcance de funcionamiento del dispositivo, a fin de que solamente se interroguen las etiquetas de 15 RFID asociadas con artículos situados en una zona cercana. En otros casos se deseará el máximo alcan-ce disponible de funcionamiento. En otras aplicaciones puede preferirse restringir la potencia de salida (y por tanto el alcance de lectura) para permitir un funcionamiento continuo más prolongado del grupo de baterías. El alcance de lectura también estará influido por el diseño de la antena, además de por la orien-tación de la etiqueta de RFID respecto a la antena. Debe observarse que el alcance de lectura, el peso de 20 las baterías y la duración entre recargas o sustituciones de las baterías, suelen tener una dependencia mutua. Puede preverse una compensación entre esos factores, basándose en la aplicación particular del dispositivo.

En funcionamiento, una característica particularmente útil de un dispositivo de mano es la de ob-tener información en tiempo real relativa a un artículo que haya sido escaneado por el dispositivo. Es 25 decir, el dispositivo de mano obtiene información a partir de la etiqueta de RFID y muestra inmediatamen-te esa información o muestra inmediatamente información almacenada en el dispositivo manual que esté relacionada con el artículo etiquetado. Esto contrasta con los dispositivos que deben acoplarse o comuni-carse de algún modo con otra base de datos de información, antes de que pueda mostrarse al usuario esa información. El dispositivo manual del presente invento puede ser acoplado también o puede comuni-30 carse de otra forma con una base de datos separada, si tal característica se desea.

2. Funciones, Métodos y Aplicaciones. El dispositivo manual de RFID de la presente invención puede usarse para varias funciones, métodos y aplicaciones, que incluyen las siguientes.

El dispositivo de RFID manual, inventivo tiene una utilidad particular en la localización de artículos. Por ejemplo, el dispositivo podría programarse con información específica que identifique ciertos artículos 35 que un operario desee localizar. El identificador único de cada artículo deseado se almacenaría en una posición reservada de memoria del ordenador de mano. A medida que los identificadores, por ejemplo, de los artículos de un estante fueran leídos por el lector de RF, cada uno de ellos se compararía, usando rutinas estándares de software conocidas por los expertos en la técnica, con la lista de artículos almace-nados en memoria. Cuando se produjera una coincidencia el dispositivo generaría una o más señales 40 visuales, de audio, táctiles o de otro tipo que indicasen la presencia del artículo. Una aplicación de esta función incluye la localización de artículos que se consideren perdidos. Una biblioteca típicamente man-tiene una lista de artículos perdidos - es decir, artículos que se espera que estén en la biblioteca, pero que no pueden encontrarse. Descargando en el dispositivo de mano los identificadores de esos artículos per-didos, el operario puede pasar el dispositivo por artículos y obtener una retroalimentación cuando se en-cuentre algún artículo perdido.

Otro ejemplo es localizar artículos que no hayan circulado o que no se hayan usado durante un número determinado de meses. De nuevo, podrían descargarse en el dispositivo manual los identificado-5 res de esos artículos para su búsqueda. Alternativamente, los recuentos de circulación pueden mantener-se directamente en la memoria de la etiqueta de RFID. En este caso el dispositivo manual no necesita descargar ningún dato desde otro sistema de ordenador. El dispositivo manual únicamente compara los datos de la memoria de RFID con criterios establecidos y proporciona una retroalimentación al operario basándose en parámetros seleccionados. 10

Otro ejemplo en el que pueden descargarse datos de una base de datos de la biblioteca en el dis-positivo manual u obtenerse directamente de la etiqueta de RFID, es localizar artículos de la biblioteca en los que no se haya comprobado si satisfacen todos los requisitos de devolución o entrada. Podría obte-nerse una lista de artículos en los que no se haya comprobado si satisfacen todos los requisitos de devo-lución o entrada y descargarla en el dispositivo manual, o la etiqueta de RFID podría mantener una posi-15 ción de memoria que indicase el estado de la comprobación de que se han satisfecho todos los requisitos de devolución o entrada de un artículo. Cuando la memoria de la etiqueta de RFID indica el estado de la comprobación de que se han satisfecho todos los requisitos de devolución o entrada, el dispositivo ma-nual no necesita ningún dato de una base de datos externa para realizar la búsqueda. Una aplicación natural de obtención de datos coincidentes directamente a partir de la etiqueta de RFID, es la de localizar 20 artículos que pertenezcan a distintos edificios de la biblioteca o a diferentes sistemas de la biblioteca. Para esta aplicación, preferiblemente se codifica la biblioteca propietaria en la etiqueta de RFID y el dis-positivo manual alerta al operario cuando se encuentra una etiqueta de RFID con distinto código de biblio-teca propietaria. El dispositivo manual de RFID también podría usarse para determinar, como el dispositi-vo de RFID descrito anteriormente, si todos los miembros de un conjunto de artículos asociados se pre-25 sentan juntos, como las cintas del caso de los libros que llevan una cinta adjunta.

El dispositivo de RFID de la presente invención también podría usarse para verificar el orden de los materiales situados en un estante. En este modo se escanea con el dispositivo una o más filas de artícu-los. El dispositivo lee cada artículo e indica al operario los artículos que no estén colocados en los estan-tes en el orden correcto. Como entrada, el dispositivo accede al algoritmo de colocación en estantes usa-30 do por la biblioteca para la sección escaneada. Los algoritmos posibles incluyen: orden Decimal de De-wey, orden de la Biblioteca del Congreso, y orden del apellido del Autor/Título. Caben otros métodos de clasificación, según determine cada biblioteca.

Otro método de establecer la información de los estantes es asociar cada artículo con una locali-zación. Las localizaciones de los estantes pueden ser tan específicas o tan generales como desee la 35 biblioteca. Por ejemplo, una localización general de estante podría incluir todos los "títulos de Narrativa de Adultos". Una localización de estante más específica podría ser "Narrativa de Adultos, Autores AA - AB". En la realización preferida, la localización de estante de un artículo se codifica directamente en la memo-ria de la etiqueta de RFID de ese artículo. También puede usarse un sistema de indización para ahorrar memoria, de modo que se use un número codificado corto para indicar una localización de estante. Por 40 ejemplo, el número 1 podría representar Narrativa de Adultos, el número 2 podría representar Narrativa Juvenil, etc. La cantidad de memoria necesaria para almacenar todas las localizaciones de estantes de-pende del número de localizaciones de una biblioteca. Otra realización es obtener la localización de es-tante deseada a partir de una base de datos de la biblioteca y descargar esas localizaciones como parte de la transferencia de datos al dispositivo manual.

Cuando los artículos están asociados con una localización de estante, por cualquier método ante-rior, el operario puede usar el dispositivo manual para localizar artículos que estén en una localización equivocada. Pueden usarse dos métodos de proceso para determinar la localización de estante que se 5 esté procesando en ese momento para buscar artículos con localizaciones no coincidentes. En una reali-zación, la localización de estante correcta se obtiene leyendo varias etiquetas de RFID y procesando heurísticamente los datos para deducir una localización. Por ejemplo, si el dispositivo de RFID lee cierto número de etiquetas que estén indizadas en la zona de narrativa de Adultos, el dispositivo puede progra-marse de modo que alerte al usuario cuando se encuentren artículos que no sean de Narrativa de Adul-10 tos. En otra realización, la biblioteca pone "etiquetas de localización" en los estantes o en otras localiza-ciones a buscar. Estas etiquetas de localización en primer lugar son leídas por el dispositivo manual para indicar que los artículos posteriores leídos deberían pertenecer a esa localización y se da una alerta cuando se produce una discordancia.

En otra realización, el dispositivo manual de RFID puede usarse para introducir datos en el disposi-15 tivo relativos a un artículo específico. Esa información puede transmitirse inmediata y directamente al software de LAV, o puede transmitirse posteriormente cuando se vuelva a conectar el dispositivo de mano en una estación de acoplamiento y descargue la información en el software de LAV. Por ejemplo, cuando un usuario coge un material de biblioteca de su localización, el usuario puede introducir el nuevo estado del artículo en el dispositivo manual de RFID. Dado que esta información debe introducirse eventualmente 20 en el software de LAV, se ahorra el tiempo del operario al poder indicar ese estado directa e inmediata-mente, en lugar de esperar hasta que el o ella pueda acceder a un terminal del sistema de software de LAV.

Según la invención, el dispositivo manual podría usarse para proporcionar información adicional acerca de un artículo específico una vez obtenido el artículo y escaneada su etiqueta de RFID con el 25 dispositivo de RFID. Por ejemplo, el personal de la biblioteca puede recoger materiales que se hayan usado en la biblioteca y escanear esos materiales ya sea para obtener más información respecto a ese material (quién hizo la última comprobación de que satisfacía todos los requisitos de entrega; frecuencia de uso del mismo) o para proporcionar información a una base de datos que genere perfiles estadísticos del uso de los materiales de la biblioteca o para ambas cosas. El operario simplemente lee las etiquetas 30 de RFID de los artículos a medida que se recogen de las distintas localizaciones de la biblioteca en que se usaron. A medida que se recogen los artículos, el operario también puede indicar dónde se recogieron los artículos seleccionándolo de una lista de localizaciones, introduciendo un código de localización o leyendo una "Etiqueta de localización de RFID" que esté asociada con esa localización y que preferible-mente se fijaría en o cerca de esa localización. De este modo, el personal de la biblioteca es capaz de 35 obtener información adicional acerca de dónde se usaron tales materiales en la biblioteca. Alternativa-mente, si los artículos usados en la biblioteca en primer lugar se ponen en un carrito de libros, por ejem-plo, el dispositivo manual podría hacer un solo pase por los artículos del carrito para registrarlos. Las funciones descritas en este párrafo se denominan en la presente memoria como "barrido."

Los beneficios de un dispositivo manual de RFID son numerosos e incluyen la capacidad de locali-40 zar artículos más rápidamente y con mayor seguridad en comparación con la lectura de cada signatura o título de los artículos, la capacidad de "acercarse" más rápidamente a un artículo deseado y examinar después los artículos más de cerca para localizar un artículo de interés, la capacidad de identificar rápi-damente los artículos que concuerden con un conjunto determinado de criterios (pérdida, sin comproba-ción de que se satisfagan todos los requisitos de entrega, concordancia con valores específicos de circu-lación, etc.), y la capacidad de identificar artículos que estén en un estante erróneo e indicar al operario la localización correcta de los artículos. Esto incluiría los artículos que no pertenezcan a la colección que se esté escaneando. Otras ventajas incluyen la capacidad de introducir transacciones directamente en el 5 equipo de mano cuando se localicen los artículos, la capacidad de identificar un artículo sin tener que escanear ningún código de barras ni cualquier otra marca del artículo, tal como el autor, el título y la sig-natura, y la capacidad de determinar si determinado artículo está en algún lugar en un estante, en un carrito de la biblioteca, en un cajón, en una mesa o incluso en un montón. Estas y otras ventajas resul-tarán evidentes a los expertos en la técnica. 10

En las reivindicaciones adjuntas a esta memoria, las personas de experiencia normal reconocerán que los artículos enumerados podrían ser materiales de biblioteca (incluyendo libros, publicaciones perió-dicas, medios magnéticos u ópticos, y similares) o podrían ser otros materiales completos no relaciona-dos, tales como paquetes, cartas, cuadros, dispositivos electrónicos, animales, automóviles, bicicletas o cualquier otro artículo de valor. 15

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES
2. 1. Un dispositivo de RFID manual, que comprende como una unidad integrada:

   (a) un ordenador;

   (b) una antena para transmitir comandos entre una etiqueta de RFID y un lector de RFID; 5

   (c) un lector de RFID para leer la información de identificación a partir de múltiples elementos de RFID sustancialmente de manera simultánea para identificar individualmente los elementos de RFID, en donde cada elemento de RFID etiqueta un artículo; y

   (d) una pantalla,

   el dispositivo de RFID manual está configurado para mostrar en tiempo real o bien información leída en un 10 elemento de RFID que ha sido leído, o bien información que se ha almacenado en el dispositivo manual, estando relacionada la información con un artículo etiquetado del que se ha leído el elemento de RFID.
3. 2. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 1, que además comprende:

   (e) un escritor de RFID para transmitir información a un elemento de RFID para almacenarla en el mismo. 15
4. 3. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 1, que además comprende:

   (e) un sistema de transferencia de datos para transferir datos desde el dispositivo de RFID hasta una base de datos separada.
5. 4. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 3, en el que el sistema de transferencia de datos comprende una conexión para acoplar operativamente con una estación de acoplamiento. 20
6. 5. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 3, en el que el sistema de transferencia de datos comprende una conexión de transferencia de datos por cable.
7. 6. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 3, en el que el sistema de transferencia de datos comprende un sistema de transferencia de datos inalámbrico.
8. 7. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 1, en el que el dispositivo incluye una fuen-25 te de energía integrada.
9. 8. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 1, en el que el ordenador es un ordenador de mano desmontable.
10. 9. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 8, en el que el ordenador incluye una fuente de energía separada de la fuente de energía para el resto del dispositivo. 30
11. 10. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 8, en el que el ordenador de mano des-montable comprende una conexión para acoplarlo de manera operativa con una estación de acoplamien-to.
12. 11. El dispositivo de RFID manual de la reivindicación 1, que además comprende:

    (e) un sistema de entrada de información para proporcionar al dispositivo de RFID in-35 formación distinta a la interrogación por radiofrecuencia.