SISTEMA Y MÉTODO DE PROGRAMACIÓN DE DISPOSITIVO DE IDENTIFICACIÓN DE RADIOFRECU ENCIA (RFID)
Campo Técnico La presente invención se refiere a dispositivos de identificación de radiofrecuencia (RFI D) y, más particularmente, a un sistema y método de programación de dispositivos de RFI D. Información de Antecedentes Se conocen generalmente los sistemas de identificación de radiofrecuencia (RFI D) y pueden ser usados para un número de aplicaciones tales como manejo de inventarios, control de acceso electrónico, sistemas de seguridad , identificación automática de carros en carreteras de cuota y reconocimiento electrónico de artículos (EAS). Los dispositivos de RFI D pueden ser usados para rastrear o monitorear la ubicación y/o el estado de artículos o piezas a los cuales se aplican los dispositivos de RFI D. Un sistema de RFI D comprende típicamente un programador de RFI D y un dispositivo de RFI D tal como un código o etiqueta . El programador de RFI D puede transmitir una señal portadora de radiofrecuencia al dispositivo de RFI D. El dispositivo de RFI D puede responder a la señal portadora con una señal de información codificada con información almacenada en el dispositivo de RFI D. Los dispositivos de RFI D pueden almacenar información tal como un identificador único o Código de Producto Electrónico (EPC) asociado con el artículo o código. Los dispositivos de RFI D pueden ser programados (por ejemplo, con el EPC apropiado) y aplicados al artículo o pieza que se va a rastrear o monitorear. De acuerdo con una técnica, los dispositivos de RFI D se programan, uno a la vez, en el punto de aplicación a un producto. El tiempo que toma programar y verificar los dispositivos de RFI D en un modo en el punto de aplicación limita la velocidad de aplicación. Aplicadores convencionales de etiquetas no RFI D usados en líneas de productos son capaces de correr a velocidades hasta de 300 partes por minuto. Cuando se requiere la codificación o programación de RFI D, se puede reducir la velocidad del aplicador de etiquetas hasta alrededor de 50 partes por minuto. Cuando se detecta una etiqueta defectuosa usando estas técnicas convencionales, se puede remover del proceso y se puede re-codificar otra etiqueta en su lugar. Cada etiqueta defectuosa que se encuentra puede cortar el régimen de aplicación de producto hasta un 50% adicional. Como resultado, las líneas de productos pueden correr a velocidades de aproximadamente 25 partes por minuto para no perder un producto en el caso de que se detecte una etiqueta defectuosa. En consecuencia, existe una necesidad de un sistema y un método para programar dispositivos de RFID para ser aplicados a artículos o piezas a velocidades mayores. Breve Descripción de los Dibujos Estos y otros aspectos y ventajas de la presente invención serán entendidos mejor leyendo la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos, en donde:
La Figura 1 es un diagrama de bloques funcional que ilustra un sistema de programación de RFID, consistente con una modalidad de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra una estación de programación de RFI D, consistente con una modalidad de la presente invención. La Figura 3 3 un diagrama de flujo que ilustra un método de programación de dispositivos de RFID, consistente con una modalidad de la presente invención. Descripción Detallada En general, se puede usar un sistema y un método de programación de dispositivos de identificación de radiofrecuencia (RFID) para proporcionar dispositivos de RFID pre-programados para aplicación posterior a artículos o piezas. Los dispositivos de RFID pre-programados pueden aplicarse a artículos o piezas (por ejemplo, productos o mercancía) usando aplicadores convencionales, tales como aplicadores de etiquetas no-RFID que sean capaces de velocidades mayores de aplicación. Haciendo referencia a la Figura 1 , se puede usar una modalidad de un sistema 100 de programación de dispositivos de RFID para programar dispositivos 1 10 de RFID soportados en una red 1 12. La red 1 12 puede proporcionarse como un rollo 1 14 de dispositivos 1 10 de RFID no programados, que se desenrolla conforme la red 1 12 pasa a través del sistema 100 de programación. Después de pasar a través del sistema 100 de programación, la red 1 12 puede enrollarse en un rollo 1 16 de dispositivos 1 10 de RFI D programados. Aunque la red 1 12 que soporta los dispositivos 1 10 de RFID se dispone en rollos 1 14, 1 16 en la modalidad de ejemplo ilustrada, la red 1 12 puede disponerse en otras configuraciones tal como una caja de pliegue en abanico. En un ejemplo, los dispositivos 1 10 de RFI D pueden ser etiquetas de RFID que tienen un adhesivo en un lado y la red 1 12 puede ser un material de respaldo. Las etiquetas de RFID pueden estar adheridas de manera removible al material de respaldo de manera que las etiquetas de RFI D están soportadas en el material de respaldo durante la programación y pueden ser removidas para la aplicación. Los dispositivos 1 10 de RFID pueden ser cualquier etiqueta o marbete de RFI D conocido por aquellos expertos en la técnica, tales como, por ejemplo, la "Etiqueta o Marbete de EAS/RFID Combo" descrita en la Solicitud Provisional de Patente de E. U. No. de Serie 60/628,303, la cual se incorpora completamente en la presente por referencia. El sistema 100 de programación de dispositivos de RFID puede incluir una o más sondas 120 de RFID para aplicar señales de programación a los dispositivos 1 10 de RFID y uno o más programadores 122 de RFID conectados a la(s) sonda(s) 120 de RFID para generar las señales de programación. Las señales de programación pueden generarse y aplicarse a cada programa de los dispositivos 1 10 de RFID con un código único electrónico de productos (EPC) usando técnicas conocidas por aquellos expertos en la técnica y de acuerdo con los estándares de la industria. El sistema 100 de programación de dispositivos de RFID puede incluir también un mecanismo 130 de posicionamiento de red para posicionar la red 1 12 de manera que los dispositivos 1 10 de RFID en la red 1 12 estén posicionados dentro de un rango de programación de la(s) sonda(s) 120 de RFID. Se puede usar un controlador 140 y una interfase 150 de usuario para controlar el sistema 100 de programación de dispositivos de RFID, como se describirá con mayor detalle más adelante. El sistema 100 de programación de dispositivos de RFID puede incluir también uno o más dispositivos 160 marcadores colocados sobre la(s) sonda(s) 120 para marcar cualesquiera dispositivos 1 10 de RFI D defectuosos. Una modalidad del dispositivo 160 marcador incluye uno o más marcadores con tinta negra sensible a la luz o permanente que marca a los dispositivos 1 10 de RFI D. Los marcadores pueden ser controlados mediante actuadores neumáticos o de motor controlados usando técnicas conocidas por aquellos expertos en la técnica. El sistema 100 de programación puede incluir también una impresora 170 para imprimir indicaciones, tales como códigos de barra y/o códigos UPC, en los dispositivos 1 10 de RFI D. En la modalidad de ejemplo ilustrada, la impresora 170 está colocada corriente abajo para imprimir en la superficie superior de los dispositivos 1 10 de RFID después de que los dispositivos 1 10 de RFID son programados conforme pasan a través del sistema 100 de programación al rollo 1 16 de enrollamiento. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que la impresora puede estar colocada también en otras ubicaciones. El sistema 1 10 de programación del dispositivo de RFI D puede incluir también un dispositivo 162 de remoción para remover dispositivos de RFID defectuosos de la red 1 12. Un ejemplo de un dispositivo de remoción es un mecanismo que actúa en secuencia opuesta de un mecanismo de rebobinado de red de nariz de bala, tal como el mecanismo descrito en la Solicitud Provisional de Patente de E. U. No. de Serie 60/605,035, la cual se incorpora totalmente en la presente por referencia. Alternativamente, un aplicador (no mostrado) usados para aplicar dispositivos de RFID puede incluir un dispositivo de remoción capaz de detectar y remover dispositivos de RFID que fueron marcados como defectuosos por el sistema de programación de dispositivos de RFID. De acuerdo con una modalidad , como se muestra en la Figura 2, una pluralidad de sondas 120 de RFID puede estar orientada a lo largo de un trazo o mapa 126 plano y dispuesto con un espaciado que corresponde generalmente al espaciado de los dispositivos 1 10 de RFI D en la red 1 12. Por ejemplo, el espaciado de sonda puede estar dispuesto para igualar la longitud de repetición de las etiquetas en la red . Aunque se muestran, en la Figura 2, ocho sondas 120, se puede usar cualquier número de sondas para programación. Cada una de las sondas 120 de RFID puede también ser ajustable con el fin de habilitar cada una de las sondas 120 para alinearse con el centro de cada dispositivo 1 10 de RFID que se programa.
De acuerdo con una modalidad , las sondas 120 de RFI D pueden ser sondas de campo cercano, tales como el tipo descrito en la Solicitud Provisional de Patente de E. U . No. de Serie 60/624,402 , la cual se incorpora totalmente en la presente por referencia. El rango de programación de una sonda de campo cercano es generalmente la zona de campo cercano de la sonda. La sonda de campo cercano puede implementarse aumentando la magnitud del campo de inducción dentro de la zona de campo cercano asociada con una estructura de antena y disminuyendo la magnitud del campo de radiación dentro de la zona de campo lejano asociada con la estructura de antena. Una modalidad de la sonda de campo cercano puede incluir una antena de línea de franjas terminada en un resistor de chip de 50 ohmios. En un ejemplo, la sonda de campo cercano puede tener una frecuencia de operación de 91 5 M Hz y la sonda de campo cercano puede estar a aproximadamente 5 cm de la sonda. El programador 122 de RFI D puede ser cualquier programador de RFI D conocido por aquellos expertos en la técnica para programar y/o leer dispositivos de RFI D, tales como el tipo conocido como el Sensormatic® SensorI D™ Agile 2 Reader disponible de Tyco Fire and Security. El Sensormatic® SensorI D™ Agile 2 Reader incluye ocho puertos para conectar a las sondas 120 de RFI D. El programador 1 22 de RFI D puede ser capaz también de detectar dispositivos de RF I D defectuosos, por ejemplo, mediante el intento de leer un dispositivo de RFI D después de aplicar señales de programación vía las sondas 1 20. Como se muestra en la Figura 2, una modalidad del mecanismo 130 de posicionamiento de red puede incluir uno o más rodillos 132, 134. Un primer rodillo 132 en el lado sin enrollar del sistema 100 de programación guía la red 112 desde el rollo 114 de desenrollamiento a las sondas 120. Un segundo rodillo 134 en el lado de enrollado del sistema 100 de programación guía la red 112 al rollo 116 de enrollamiento de dispositivos de RFID programados. El mecanismo 130 de posicionamiento de red puede incluir también uno o más motores de impulsión gradual (no mostrados) acoplados a los rollos 114, 116 para desenrollar, enrollar y/o re-enrollar los rollos 114, 116. El mecanismo 130 de posicionamiento de red puede incluir además un resorte 136 de tensión u otro dispositivo similar para mantener a la red 112 en posición con relación a las sondas 120 de RFID conforme se hace avanzar la red 112. El mecanismo 130 de posicionamiento de red puede incluir además uno o más sensores 138 para detectar los dispositivos de RFID en la red 112 y para ayudar en el posicionamiento de los dispositivos de RFID. Un ejemplo de un sensor 138 es un sensor de etiquetas que detecta el borde de una etiqueta usando técnicas conocidas por aquellos expertos en la técnica. Aunque se muestra una modalidad del mecanismo de posicionamiento de red, aquellos expertos en la técnica apreciarán que se pueden usar otros mecanismos de posicionamiento de red para posicionar una red y dispositivos de RFID con respecto a una o más sondas de RFID. El controlador 140 puede estar acoplado a los motores de impulsión gradual y el sensor 138 para controlar el posicionamiento de la red 1 12 de manera que los dispositivos de RFID se alinean con las sondas 120 de RFI D. El controlador 140 se puede acoplar también al (los) dispositivo(s) 160 de marcado, el dispositivo 162 de remoción y/o la impresora 170 para controlar las operaciones de marcado, remoción e impresión, respectivamente. De acuerdo con una modalidad, el controlador 140 puede ser un controlador lógico programable (PLC), tal como el tipo disponible de Allen-Bradley, Omron o Mitsubishi, o una computadora de propósito general, tal como una PC, programado para controlar el posicionamiento de los dispositivos 1 10 de RFI D con respecto a las sondas 120 de RFID y para controlar las operaciones de marcado, remoción y/o impresión. La interfase 150 de usuario puede estar acoplado también al controlador 140 para recibir información de posicionamiento desde el controlador 140 y para proporcionar comandos u otros parámetros al controlador 140. La interfase 150 de usuario puede estar acoplada al programador 122 de RFID para controlar las operaciones de programación de RFID. En general, la interfase 150 de usuario puede controlar las operaciones de programación de RFID, por ejemplo, mediante la alocación de datos de EPC y/u otros datos para ser enviados a los dispositivos 1 10 de RFI D a la recepción de una indicación mediante el controlador 140 de que los dispositivos 1 10 de RFI D están posicionados apropiadamente. La interfase 150 de usuario puede recolectar también datos de programación y estadísticas para proporcionar tal información al usuario, por ejemplo, en la forma de un reporte asociado con una lista programada de dispositivos de RFI D. La interfase 150 de usuario puede implementarse como un programa de interfase de usuario que corre en el PLC o PC usando técnicas de programación conocidas por aquellos expertos en la técnica. La interfase 150 a de usuario se puede ¡mplementar también usando un sistema separado, tal como un sistema de administración de depósito existente (WMS) que está configurado para RFID. Haciendo referencia a la Figura 3, se describe con mayor detalle un método de operación del sistema 100 del dispositivo de RFI D para programar dispositivos de RFID. Para iniciar la operación, el rollo 1 14 u otro arreglo de dispositivos 1 10 de RFID no programados pueden cargarse sobre el lado no enrollado del sistema 100 de programación. El operador puede entonces alimentar la red 1 12 a través del sistema 100 de programación al lado de enrollamiento, operación 210. En la modalidad de ejemplo, la red 1 12 puede ser tejida alrededor del rodillo 132, debajo del resorte 136 de tensión, entre el (los) dispositivo(s) 160 de marcado y las sondas 120, debajo del sensor 138 de etiquetas, y alrededor del rodillo 134. El sistema 100 de programación puede ser operado después para hacer avanzar la red 1 12 sobre las sondas 120 de RFI D, operación 212, hasta que el sistema determine que un grupo de dispositivos 1 10 de RFI D no programados está posicionado sobre las sondas 120 de RFI D, operación 214. Las sondas 120 de RFID pueden aplicar señales de programación a los dispositivos 1 10 de RFI D colocados sobre las sondas, operación 216. En la modalidad de ejemplo, la red puede hacerse avanzar usando el controlador 140 para controlar el (los) motor(es) para desenrollar el rollo 114 y para enrollar el rollo 116. La posición puede determinarse usando el controlador 140 para monitorear el sensor 138, el cual detecta uno de los dispositivos de RFID cuando un grupo de dispositivos 110 de RFID están alineados con las sondas 120. Cuando el controlador 140 recibe una señal de posición desde el sensor 138 indicando que los dispositivos de RFID están en la posición apropiada de paro, el controlador 140 puede detener el (los) motor(es) para detener el avance de la red 112. El controlador 140 puede enviar entonces un comando de posicionamiento a la interfase 150 de usuario cuando los dispositivos 110 de RFID están detenidos en la posición apropiada de paro sobre las sondas 120. Las señales de programación pueden aplicarse usando la interfase 150 de usuario, al recibir el comando de posicionamiento, para ubicarse un grupo de EPC's consecutivos (es decir, uno para cada sonda 120) y para causar que el programador 122 de RFID envíe señales de programación que corresponden a cada uno de los dispositivos 110 de RFID detenidos en posición sobre las sondas 120. El sistema 100 puede probar también los dispositivos 110 de
RFID para determinar si cualesquiera dispositivos de RFID son defectuosos, operación 220. Si se detecta un defecto en un dispositivo 110 de RFID, operación 222, el dispositivo de RFID puede marcarse defectuoso y/o removerse de la red 112, operación 224. En la modalidad de ejemplo, los dispositivos 110 de RFID pueden ser probados usando las sondas 120 de RFID y el programador 122 de RFI D para intentar leer los dispositivos 1 10 de RFI D después de la programación. Si un dispositivo de RFID no puede ser leído por una sonda 120, la interfase 150 de usuario puede enviar un comando de defecto al controlador 140 indicando cuál de las sondas 120 detectó el dispositivo 1 10 de RFID defectuoso. El dispositivo de RFID puede ser marcado usando el controlador 140 para accionar el dispositivo 160 de marcado arriba del dispositivo de RFI D defectuoso. El dispositivo de RFI D puede ser removido usando el controlador 140 para accionar el dispositivo 162 de remoción para remover totalmente el dispositivo de RFI D defectuoso de la red 1 12. El sistema 100 puede imprimir también en los dispositivos de RFI D, operación 226, por ejemplo, después de que los dispositivos son programados. En la modalidad de ejemplo, puede usarse el controlador 140 para indexar el grupo de dispositivos de RFID programados a la impresora 170. El controlador 140 y/o la interfase 150 de usuario pueden usarse entonces para provocar que la impresora 170 imprima indicaciones que corresponden a cada uno de los dispositivos de RFID programados, tales como códigos de barra, códigos UPC, y el código EPC programado en la etiqueta. El sistema 100 determina que el rollo 1 14 de dispositivos de RFID no programados no está terminado, operación 230, el sistema 100 puede hacer avanzar la red otra vez hasta que se posiciona otro grupo de dispositivos de RFI D sobre las sondas 120 de RFI D y las operaciones antes descritas pueden ser repetidas. Si el rollo de los dispositivos de RFI D no programados está terminado, el sistema 100 puede re-enrollar 232 la red 1 12 a partir del rollo 1 16 de regreso al rollo 1 14. En la modalidad de ejemplo, el resorte 136 de tensión y el sensor 138 de etiquetas pueden ser des acoplados y el (los) motor(es) de impulsión gradual puede(n) ser controlado(s) para realizar la operación de rebobinado. La operación de rebobinado puede realizarse para asegurar la posición apropiada de etiquetas de EPC en el rollo, por lo que se produce un rollo de dispositivos de RFID pre-programados que pueden usarse en un aplicador convencional de no-RFI D. Después de la terminación de un rollo entero de dispositivos de RFID pre-programados, se puede generar un reporte que incluye estadísticas de programación para los dispositivos de RFI D programados en el rollo, operación 234. En la modalidad de ejemplo, el programa 150 de interfase de usuario puede ser usado para recolectar las estadísticas y para generar el reporte automáticamente. Las estadísticas en el reporte pueden incluir, pero no están limitadas a, el número total de etiquetas, el número de etiquetas "buenas" (es decir, no defectuosas), el número de etiquetas "malas" (es decir, defectuosas), el porcentaje total producido para el rollo, el rango de EPC para el rollo y las estadísticas para cada sonda individual 122 de RFID en el sistema 100 de programación. Aunque la programación se describe en relación con la modalidad de ejemplo del sistema 100 de programación de dispositivos de RFI D, se pueden usarse otros sistemas de programación de dispositivos de RFID para practicar el método descrito en la presente. El sistema y los métodos de programación de dispositivos de RFI D, consistentes con la presente invención, pueden usarse entonces para codificar etiquetas de RFI D, imprimir y remover o marcar etiquetas a velocidades relativamente altas. Una modalidad del sistema de programación de dispositivos de RFID puede ser capaz de correr a más de 600 etiquetas de RFID por minuto. Las etiquetas programadas pueden usarse después en aplicaciones manuales y/o automáticas, por ejemplo, en un modo de "hecho por pedido". Esto permite a las líneas de producto correr a velocidades mayores porque el aplicador de etiquetas puede aplicar simplemente la etiqueta pre-programada sobre el producto sin tener que programar las etiquetas y sin tener que manejar etiquetas defectuosas. Los reportes de estadística de rollos pueden proporcionar detalles sobre los rollos con anticipación a la aplicación al producto. Consistente con una modalidad, un sistema de programación de dispositivos de RFI D puede incluir una pluralidad de sondas de RFI D configuradas para aplicar señales de programación a un grupo de dispositivos de RFID simultáneamente y un programador de RFID conectado a las sondas y configurado para generar las señales de programación para los dispositivos de RFI D. El sistema de programación puede incluir también un mecanismo de posicionamiento de red configurado para posicionar una red que incluye los dispositivos de RFI D de manera que el grupo de dispositivos de RFID es posicionado dentro de un rango de programación de las sondas.
Se puede configurar un controlador para controlar el mecanismo de posicionamiento de red de manera que se programan grupos secuenciales de los dispositivos de RFI D. Consistente con otra modalidad, un método de programación de dispositivos de RFI D puede incluir proporcionar una red que soporta dispositivos de RFI D, hacer avanzar la red hasta que un grupo de los dispositivos de RFID está posicionado sobre una pluralidad de sondas de RFID, y aplicar señales de programación simultáneamente a los dispositivos de RFI D en el grupo cuando el grupo de dispositivos de RFID está posicionado sobre la pluralidad de sondas de RFID. Consistente con una modalidad adicional, un método de producción de un rollo de dispositivos de RFID programados puede incluir proporcionar un rollo de dispositivos de RFI D, desenrollar el rollo de dispositivos de RFI D, aplicar señales de programación a los dispositivos de RFID a medida que se desenrolla el rollo de dispositivos de RFI D, y re-enrollar un rollo de dispositivos de RFID programados. Aunque los principios de la invención han sido descritos en la presente, se entiende por aquellos expertos en la técnica que esta descripción se hace solamente a manera de ejemplo y no como una limitación en cuanto al alcance de la invención. Se contemplan otras modalidades dentro del alcance de la presente invención además de las modalidades de ejemplo mostradas y descritas en la presente. Están consideradas las modificaciones y sustituciones por alguien de pericia ordinaria en la técnica que estén dentro del alcance de la presente invención, la cual no está limitada excepto por las siguientes reivindicaciones.