JP2011123878A - 追跡システム - Google Patents

Abstract

【課題】冗長を備えた追跡デバイスを利用した追跡システムを提供する。
【解決手段】追跡デバイス（機械読み込み可能な媒体１３０）またはシステムが、基板３１４上に配置されたラジオ周波識別（ＲＦＩＤ）回路（ＲＦＩＤトランスポンダ３１０）と、基板およびＲＦＩＤ回路を封止する封止キャップ（封止材料３２０）と、封止キャップ上に配置された情報ベアリング証印（ＩＢＩ）１１３とを有し、読取デバイス１１２でそれぞれ読み取られるとき、ＲＦＩＤ回路およびＩＢＩが、少なくともいくつかの類似の情報を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明はシステムを追跡することに関し、さらに具体的には、RFIDおよびバーコード冗長を備える追跡システムに関する。

証印読み取りデバイス（また、スキャナ、画像入力装置、証印リーダー、バーコードリーダなどとも称される）は、典型的には、印刷されたまたは表示された情報ベアリング証印（IBI）（また、シンボル、象徴学、バーコードなどとも称される）を表したデータを読み取る。例えば、あるタイプのシンボルは、矩形のバーおよびスペースの列であり、機械で読める書式のデータの要素を表す特定の方法に配置される。証印読み取りデバイスは、典型的には、シンボルに光を当て、バーコード・シンボルまたは証印から戻って反射された、及び／又は、散乱された光を受ける。シンボルにより表されるデータを抽出するために信号および／または画像処理を実行するプロセッサによって、受け取られる光が、解釈される。証印読み取りデバイスは典型的には、可視光または赤外線を利用する。レーザー証印読み取りデバイスは、典型的には、送信されたレーザー光を利用する。

一次元（１Ｄ）の光学バーコードリーダは、棒およびスペースの幅で、単一の軸に沿ってコード化されるデータを読み込むことによって、特徴づけられ、その結果、シンボルがその軸に沿って十分に高い解像度でサンプリングされると仮定するならば、かかるシンボルはその軸に沿って単一の走査から読み込まれることができる。

単一のバーコード・シンボルのデータのかなりの量の符号化を許容するために、コード化されたデータを多数の列に分割する多くの1Dスタックバーコードシンボルが呈され、それぞれの1Dバーコードパターンを包含する各々のいくつかまたは全てが走査され、復号化され、次いで、完全なメッセージを形成するために互いにリンクされる必要がある。スキャンすることは依然として一次元だけの比較的高い解像度を必要とするが、２次元の異なる場所の多数の線形スキャンは全部のシンボルを読み込む必要がある。

二次元（2D）マトリックスシンボルとして知られるバーコードシンボルのクラスが開発され、イメージベースリーディングを要求し、１Dシンボルより大きなデータ密度および容量を提供する。2Dマトリックス・コードは、規則的な多角形のマトリックスの範囲内で暗いか明るいデータ・エレメントとしてデータをコード化し、グラフィック・ファインダ、オリエンテーションおよびリファレンス・ストラクチャが付随する。

しばしば、証印リーダーは、ポータブルで無線であってよく、それによって追加の柔軟性を提供する。これらの状況において、かかるリーダーは、リーダーの範囲内で集められるデータが、無線リンクを介して物理的に組み込まれたバックボーンに配置されたホストコンピュータと通信する無線ネットワークの一部を形成する。例えば、リーダーは、リモート・コンピュータと通信するための無線または光トランシーバを含むことができる。

ハンドヘルド証印リーダーのようなデータ収集または読み込みデバイス、ポータブルデータ端末（PDT）、パーソナル携帯情報機器（PDA）、携帯電話のようなモバイルデバイス等は、バーコードを読み込むのと同様にイメージを捕捉することができる。IBIのリーディングおよび復号化は、イメージを捕捉する際に包含されることとは別の動作を表す。バーコードのリーディングおよび復号化は、イメージングを包含し、次いで、英数字、完全なアスキーまたはシンボルによってコード化される他のデータ・シーケンスに1次元または二次元のグラフィックシンボルを復号化することを含む。イメージを捕捉することは、電子的にビジュアルなコピー／イメージの表現を格納することが必要である。この種のシステムに関する努力は、それらの用途の広さ、実用性および効率を改善するために開発を続けることにつながる。

図１は、典型的な追跡システムのブロック図である。 図2は、典型的な追跡システムのブロックの略図である。 図3は、追跡システムを作動するための典型的なフローチャートである。 図４ａは、追跡システムのための典型的なタグを例示する。 図４ｂは、追跡システムのための典型的なタグを例示する。 図４ｃは、追跡システムのための典型的なタグを例示する。

以下、典型的な実施形態を添付の図面に基づいて説明する。他の実施形態は、さまざまな形式であることができ、本願明細書に記載される実施形態の典型的な実施形態に限定して解釈されてはならない。むしろ、この開示は、完全に範囲、構造、動作、機能性および当業者への潜在的適用性を伝達するために、これらの代表的な実施形態を詳述する。可能な場合は、同じ参照番号を同じまたは類似のパーツとして参照して図面の全体にわたって用いる。本願明細書において用いられる用語「スキャン（走査）」または「スキャニング」は、証印または機械可読の媒体を運ぶ情報から読み込むかまたはデータを抽出することに関する。本願明細書において用いられる用語イメージングは、取得または電子イメージの作成に関する。

機械可読媒体（自動化されたデータ媒体）は、自動検出装置によってアクセスされることができ、ある形のデジタルデータに変えることができる機械可読のフォーマットに格納できる媒体である。機械可読のメディアの例は、シンボル（symbologies）、バーコード、RFID、などを含む。エネルギーのいかなる形状にもよって検索可能な情報は機械可読でありえる。

人間で読取り可能な媒体または人間で読取り可能なフォーマットは、データの表現であり、若しくは、人間によって、自然に読み込まれることができる情報である。
図1および2は、典型的な追跡システム構成を例示し、機械読み込み可能な媒体（MRM）130は、携帯スキャナ、若しくは、MRMからデータを抽出するために操作されるかまたは利用されるモバイルデバイス112のような読取デバイス112によりスキャンされる。

典型的なMRM追跡デバイスまたはタグは、基板314に配置されているRFIDトランスポンダ310から成る。典型的な基板材料は、0.1mm厚または他の材料（例えばプラスチックまたは紙、その他）を有するスチール金属シートのような金属箔である。RFIDトランスポンダ310および基板314は、封入され、または封止材料320により封止されることができる。IBI 113またはデータフォームは、カプセル化材料に配置されまたは印刷されうる。典型的なカプセル化材料は、熱可塑性熱硬化性重合体、（プラスチック・フィルムまたは箔、リリース・ライナ、織物、ファブリック、プラスチック容器、（軽量、重量、コーティングされた、コーティングされていない、ボール紙などの）種々の紙、または、パーチメントを含む（が、それらに限定されない）。

IBIまたはデータフォームは、1Dのバーコード、２次元のバーコード、1Dスタック・バーコード、ロゴ、シンボル、カラーコードなどのような機械読み込み可能なものである機械生成可能なシンボルであってよい。UPCコードのような典型的なIBIはまた、モバイルデバイス証印リーダーを使用することなく人間によって、読み込まれることができる。

例示のMRM追跡デバイスは、基板に配置されたラジオ周波識別（RFID）回路、RFID回路および基板を封入するカプセル化キャップ、および、基板に配置された情報ベアリング証印（IBI）を有し、それぞれの読取デバイスで読み込まれるとき、RFID回路およびIBIは、少なくとも類似した情報を提供する。

典型的な読取デバイスは、RFID計測器（トランスポンダ、タグ、ラベルその他）から、情報を得るためのハウジング117に配置されているRFIDリーダー217を有するモバイルデバイスである。RFIDは、理論の点で、電磁スペクトルのRF部分の電磁または静電カップリングが信号を送るために用いる象徴学識別と同様の技術である。ユニークな識別システムが必要な所で、RFIDシステムを使うことができる。RFIDトランスポンダに格納される情報は、IBIに提供される情報と同じまたは類似でもよい。RFIDシステムは、処理デバイスおよびトランスポンダ、又はタグに無線周波数および転送情報またはデータを読み込むアンテナおよびトランシーバから成り、送信されるRF回路および情報を含んでいる集積回路である。正しく作動する場合、RFIDシステムは、バー符号化が依存する照準線読み込みの必要を除去する。RFIDスキャンニングは、バーコード・スキャンより大きな距離でされることができる。超高周波RFIDシステム（850MHz乃至950MHzおよび2.4GHz乃至2.5GHz）は、90フィート以上の伝達範囲を提供できる。他方、高周波RFIDシステム（13.56MHz）は、タグおよびより近い読み込み範囲をもつリーダーの双方に関するアンテナのより小さいフットプリントを提供する。

技術を追跡するRFIDアセットは、RFIDリーダーを備えた付近にRFIDトランスポンダを輸送することまたは移動を容易にし、若しくは、RFIDトランスポンダを備えた付近にRFIDリーダーを移動するのを容易にする。ある場所から次まで移動させるとき、複数の場所、建物、床、部屋などに広がる資産アイテムおよび在庫の監査を急速に達成できる。

MRM 130に埋めた低価格プリントRFIDトランスポンダは例示的には、発明の名称「COMPOSITIONS AND METHODS FOR FORMING A SEMICONDUCTING AND/OR SILICON-CONTAINING FILM, AND STRUCTURES FORMED THEREFROM」という米国特許第7,553,545号、および、発明の名称「PRINTED RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION (RFID) TAG USING TAGS-TALK-FIRST (TTF) PROTOCOL」という米国特許出願第20070126556号に開示されたようなプリントシリコンRFID回路であってよく、それらは共にKovio, Inc.に譲受され、リファレンスとしてここに組み入れられる。例示的なプリントシリコン高周波（HF）RFIDチップは、少なくとも13.56MHzのHFバンドを有する128-Bit情報をコード化する。典型的な印刷技術は、オフセットリソグラフィ、フレキソ印刷、グラビア、スクリーン印刷、インク・ジェット、および、ナノインプリンティング（nanoimprinting）である。

この種の複合型MRMs（IBIおよびRFID）を読み取るための典型的な方法は、証印リーダー114に同時にまたは前後にタグを読み取るMRMおよび統合したRFIDリーダー217上のIBIを復号化するためにIBIを捕獲させる。リーダーがうまくいくものはどれでも、結果を報告する。両方とも読みとった場合、IBI復号化は、復号化の正確性を確認するためにRFID読み取り結果と比較される。

ある具体例では、RFIDリーダーが読み取り範囲の中で持ってくる複数のRFIDトランスポンダを読む場合、RFID結果がIBI結果と矛盾しているならば、IBI復号化を優先する結果となる。範囲内の全てのRFIDタグからの複数のRFID読み取りを解決するために、IBI上の複数解決パリティ・チェックスキームを、実装することができる。

モバイルデバイスのある実施形態を使用するとき、人間のオペレータは、直観的に直接証印リーダーを、そのタイプに関係なく、集められるデータに向けることができ、トリガーを作動させることができる。人間のオペレータは、情報ベアリング証印（IBI）113またはデータフォーム、テキスト、若しくは、他のエレメントを備えたターゲットに証印リーダーを有する携帯モバイルデバイスを照準させ、ＩＢＩからデータを抽出するためにトリガーを作動させる。

典型的な読取デバイス112は、携帯型データターミナル（PDT）、パーソナルデジタルアシスタンス（PDA）、携帯スキャナ、携帯電話など（例えばハネウェル4600rまたはハネウェル9600）であってよい。読取デバイスは、ディスプレイ116を備えることができる。デバイスは、データを収集するためにフィールドまたは商店で、ストア、倉庫、病院で使用するために、証印リーダーおよびRFIDリーダーとして役立つことができる。読取デバイスは、遠隔場所からデータベースにアクセスすることができる。ポータブルデータターミナルすなわちPDTは、典型的には、無線伝送（WLANまたはWWAN）を介してデータを入力または検索するのに用いる電子デバイスである。パーソナルデジタルアシスタンス（PDA）は、電子手帳として典型的に使用される携帯装置であって、計算、在庫追跡、インターネットアクセス、データの送受信、電子メール、ノートとり、アドレス帳としての用途、スプレッドシートとしての用途などのような多くの用途有することができる。

典型的な読取デバイスは、イメージング視野に見られる代表的なイメージをデジタル化するイメージ・センサ154を備えている。読取デバイスは、リモートまたはローカル・トランザクション処理システム140への通信（有線またはワイヤレス）であってよい。トランザクション処理システム140は、ポイント・オブ・トランザクション（POT）またはセールであってよく、ローカル・サーバ122との通信（有線またはワイヤレス）であってよい。ローカル・サーバ122は、ネットワーク120と、及び／又は、リモート／webサーバ134と通信してもよい。

典型的な読取デバイスは、タグ130、目標、ラベル、パッケージその他のデジタル化されたイメージを提供するためにイメージ・センサ154を利用する証印リーダー114を有することができる。デジタル化することまたはデジタル化は、そのポイントまたはサンプルのディスクリートセットによって、目的、イメージまたは信号（通常はアナログ信号）を示すことができる。その結果は、「デジタル表示（digital representation）」、または、より特別には、その目的のための「デジタル画像（digital image）」および、信号のための「ディジタルフォーム（digital form）」と称されるデジタルデータである。

イメージ・センサの出力は、ターゲット130のデジタル化されたイメージを提供するためにデジタル化されることを含む、下流の更なる処理で使用するために適当な信号を条件づけするために、一またはそれ以上の機能またはアルゴリズムを利用して処理され得る。デジタル化することまたはデジタル化は、そのポイントまたはサンプルのディスクリートセットによって、目的、イメージまたは信号（通常は、アナログ信号）を表すことができる。その結果は、「デジタル表示（digital representation）」、または、より特定には、ある対象のための「デジタルイメージ（digital image）」、ある信号のための「ディジタルフォーム（digital form）」と称されるデジタルデータである。

典型的な実施形態では、証印リーダーは、タグを離れてレーザー光を反射するためにレーザーを利用できる。これは、反射されたレーザー光が、変換された光を表すIBI信号に、IBIを離れて反射される信号に変換される、レーザースキャンニングと称される。照明レーザーが照明機能に加えて照準機能を提供する場合、照準パターン・ジェネレータは、この種の実施形態において必要ではない。

読取デバイス114の構成要素は、一つ以上のバス168、データ・ラインまたは他の信号またはデータ通信形式により接続されることができる。ローカルプロセッサ170は、多くの関連したステップの実行を含む、多くの機能的な動作を実行するために利用でき、特に、メモリ166に保存される特定の構成設定により、または、それに基づいて決定される。読取デバイスの外部のホストプロセッサ118は、ローカルプロセッサ170と同様の機能性を提供できる。

プロセッサ118、170の典型的な機能は、タグに提供されるMRMsを復号化するか、さもなければ処理することであってもよい。復号化とは、IBIおよび／またはRFID回路に含まれる機械読み取り可能な情報の解釈を記載するのに用いる用語である。

通信モジュール180は、他のイメージングリーダー、または、他のシステム（例えばローカル・ホスト/サーバまたはリモート・ホスト/サーバ124）に読取デバイス112から通信リンクを提供する。

ローカルプロセッサ、メモリ、および、機能を読み込み、復号化する典型的なMRMを実行または制御する関連する回路は、読取デバイスに提供され、または、ハウジング117内に配置される関連する回路基板に提供され得る。

電池218は、読取デバイスの構成要素に、パワーを提供するために用いることができる。
典型的な複合型MRM追跡システムでは、図4a乃至4cに図示したような動物の耳タグが、機械または人間によるどちらにでも読みとるのが困難なMRMであるエージングおよび／または環境ダメージにさらされ、IBIに印刷される。典型的なエージングおよび環境問題は、：1）コードのコントラストが、オーバータイムの日光、水分、雨、風および塵条件下で低下すること、 2）プラスチック耳タグの損耗、および／または、熱、動物の歯形などによる変形に晒されること、または、3）タグが、ほこり、水などにより覆われることなどを含む。IBIタグにRFIDタグを埋め込むことは、二重に読むことができるタグを提供する。特にきつい環境で、この種の冗長は、情報捕獲の成功を強化する。

追跡システムを作動する典型的な方法を図3に例示し、ターゲットはステップ410のIBIおよびRFIDデータをスキャンする。スキャンの際に両方とも復号化可能なIBIおよびRFIDがある場合、ステップ412において、クエリが作られる。「はい」の場合、RFIDデータは、ステップ414のIBIデータと比較される。ステップ418で比較したとき少なくとも部分的な冗長がある場合、クエリが作られる。「はい」の場合、IBIデータは、ステップ422の更なる処理のために送られる。クエリステップ412でIBIおよびRFIDデータの両方がない場合、ターゲットの復号化可能なIBIデータがあるかどうか、クエリはステップ426で作られる。「はい」の場合、IBIデータは、ステップ422の更なる処理のために送られる。目標の復号化可能なIBIデータがない場合、RFIDデータがターゲットから読みとられるかどうか、クエリがステップ430で作られる。「いいえ」であれば、他のターゲットが、ステップ410のIBIおよびRFIDデータに関してスキャンされる。クエリステップ430に対する答えが「はい」である場合、複数のRFIDが読みとられるかどうか、クエリはステップ434で作られる。「はい」の場合は、他のターゲットが、ステップ410のIBIおよびRFIDデータに関してスキャンされる。クエリステップ434に対する答えが「いいえ」である場合、RFIDデータはステップ440の更なる処理のために送られる。

ステップ422および440の典型的な処理は、例えばデータ解釈、在庫監視、および／または制御、プロセスモニタリング、および／または制御、動物のモニタリングおよび／または制御、販売モニタリングおよび／または制御などの多くのものからなる。

典型的な追跡システムでは、1または全ての証印リーダー、RFIDリーダー、ローカルプロセッサ、ホストプロセッサ、ローカル・ホスト/サーバは、同じであるか異なるハウジングに配置されていてもよいモバイル又は固定デバイスである。

RFID回路は、0.1mm厚いのスチール金属シートのような金属箔、若しくは、プラスチックまたは紙などのような他の材料からなる基板上に、オフセットリソグラフィ、フレキソ印刷、グラビア、印刷しているスクリーン、インク・ジェット、および、ナノインプリンティング（nanoimprinting）を使用して印刷されることができる。RFID回路およびIBIは、少なくとも部分的に冗長な情報を提供できる。RFID情報は、IBI情報と比較されてもよい。

プログラム、方法、方法および本願明細書に記載されている装置と関係なく、若しくは、コンピュータまたはネットワーク装置（ハードウェアまたはソフトウェア）のいかなる特定のタイプにも限定されないと理解されなければならない。種々のタイプの汎用、または、特定のコンピュータ装置が、本願明細書に記載されている教示に従って動作を実行する。好ましい実施形態のさまざまなエレメントが、ソフトウェアで実装されるように記載されると共に、他の実施形態では、逆も同様に、ハードウェアまたはファームウェア実装が用いられてもよい。記載されている実施形態は例示の目的だけのものであり、本発明の範囲を限定するものとされるべきではない。例えば、フローダイアグラムのステップは、より多い、または、より少ない他のエレメントがブロックダイアグラムに用いられうる、記載されているもの以外のシーケンスであってもよい。また、出願人が本出願の範囲内ではっきりといかなる内容も否定しない限り、具体例または内容は本願明細書において、否定されると考えられない。

特許請求の範囲は、もし述べられている効果がない限り、記載されているオーダーまたはエレメントに限定して読む必要はない。加えて、特許請求の範囲の用語「手段」の使用は、米国特許法（35 U.S.C.）§112パラグラフ6を想起することを目的とし、用語「手段」のない特許請求の範囲はそのような意味はない。それゆえ、以下の特許請求の範囲および均等の範囲の目的及び精神の範囲内の全ての実施形態は、本願発明の範囲内である。

Claims (4)

1. 基板上に設けられたラジオ周波識別（ＲＦＩＤ）回路と、
   前記基板および前記ＲＦＩＤを封止する封止キャップと、
   前記封止キャップに設けられた情報ベアリング証印（ＩＢＩ）と、
   を有し、
   各々の読取デバイスで読み取られるとき、前記ＲＦＩＤ回路およびＩＢＩが、少なくともいくつかの同様な情報を提供することを特徴とする、追跡デバイス。
2. 抽出されたＲＦＩＤ情報を前記ＩＢＩ情報と比較するようにされたプロセッサシステムを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の追跡デバイス。
3. ラジオ周波識別（ＲＦＩＤ）回路を基板上に配置するステップと、
   前記基板および前記ＲＦＩＤを封止するステップと、
   情報ベアリング証印（ＩＢＩ）を封止キャップに配置するステップと、
   前記ＲＦＩＤ回路及び／又はＩＢＩから情報を読み取るステップと、
   を有することを特徴とする情報を追跡する方法。
4. 前記ＲＦＩＤ回路およびＩＢＩから読み取った情報を比較するステップを更に有することを特徴とする請求項３に記載の情報を追跡する方法。

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