SE532227C2 - Sensoranordning med RFID-enheter - Google Patents

Description

25 få l w lW-Jï Fx? Pill 'ml Ytterligare en aspekt av uppfinningen relaterar till problem att förbättra tillförlitligheten i fuktdetektering.

Ytterligare en annan aspekt av uppfinningen relaterar till problemet att detektera läckage inuti väggar, golv eller tak i en byggnad, paket eller gods.

Läckage av vatten eller andra vätskor eller kemiska blandningar kan pågå under en lång tidsperiod när ingen visuell inspektion är möjlig, som till exempel inuti väggar i ett hus eller i ett inslaget paket på en lastpall.

Inspektion av gömda läckor kan ta mycket av både tid och pengar i anspråk.

Om en läcka uppkommer i en husvägg, kan den förbli oupptäckt under relativt lång tid, i synnerhet om läckan är lokaliserad under ett golv.

Dessa och andra åstadkoms med en sensoranordning som är lämplig för att fastställa ett tillstånd, till exempel fukt, bestående av en första RFID-enhet och en andra RFID-enhet som utsätts för nämnda tillstånd. Sensoranordningen kännetecknas av att den andra RFID- enheten åtminstone delvis är försedd med ett degraderingsorgan som har sådana egenskaper att, när det utsätts för nämnt tillstånd, degraderas den andra RFID-enheten funktionellt i en större utsträckning än den första RFID- enheten. Detta har fördelen att möjliggöra fastställning av ett tillstånd på en plats där det är svårt att utföra en visuell inspektion. Eftersom RFID-enheter är billiga kan ett tillstånd bestämmas på ett kostnadseffektivt sätt. syften med uppfinningen Degraderingsorganet kan innefatta ett substrat inkluderande papper och/eller tyg och/eller plast.

Degraderingsorganet kan också innefatta en RFID-antenn vars egenskaper förändras på grund av tillståndet som ska fastställas. En RFID-antenn kan designas att vara särskilt känslig för ett tillstånd som ska fastställas. Det kan tillhandahållas ett bläck som åtminstonde delvis kan lösas upp. 10 15 20 25 533 EE? Degraderingsorganet kan också innefatta en diskret komponent vars egenskaper förändras på grund av tillståndet som ska bestämmas och som är kopplad till RFlD-antennen.

Den andra RFID-enheten kan vara inbäddad i degraderingsorganet. Detta kan förbättra degradering av den andra RFlD- enheten. väsentligt Sensoranordningen kan vidare innefatta en stödenhet ordnad att stödja den första RFID-enheten och den andra RFID-enheten. Detta tillhandahåller en mer rodust sensoranordning.

Den stödjande enheten kan innefatta ett fästorgan för att att fästa nämnda anordning till ett objekt. Detta tillhandahåller ett användarvänligt organ att fästa anordningen där det är lämpligt.

Den första RFlD-enheten och den andra RFID-enheten kan anordnas relativt varandra så att, när de är aktiverade, ligger interferens mellan nämnda första RFID-enhet och nämnda andra RFID-enhet på en accepterbar nivå. På detta vis kan en mer tillförlitlig svarssignal åstadkommas.

Den första RFID-enheten och den andra RFID-anheten kan anordnas relativt varandra så att nämnda första RFID-enhet och nämnda andra RFID-enhet utsätts för i huvudsak samma tillstånd. Detta tillgodoser en med tillförlitlig bestämning av tillståndet.

Nämnda tillstånd kan vara åtminstone ett av följande: fukt, temperatur, tryck, kemisk förorening. Det bör noteras att en mångfald av applikationsdomäner härmed åstadkommas.

Uppfinningen avser också till en sensoranordnlngs-produkt innefattande en uppsättning av sensoranordningar, där nämnda uppsättning sensoranordningar (100) är löstagbart anslutna till varandra. Detta tillhandahåller ett användarvänligt verktyg för en användare. 10 15 20 25 Uppsättningen med sensoranordningar kan vara ordnade i en konfiguration av en NxM-matris, där N och M är positiva heltal. NxM-matrisen kan vara en Nx1-matris eller ixM-matris.

Fördelaktigt är nämnda sensor i huvudsak platt och böjlig, och den första och andra sensor-enheten kan vara i huvudsak paralella med varandra.

Degraderingsorganet kan vara ett absorberande substrat innefattande papper. Degraderingsorganet kan den kommunicerande antennen som ändrar egenskaper i enlighet med tillståndet som ska bestämmas. också vara en del av Degraderingsorganet kan även innefatta en antenngeometri som ändrar antennegenskaper i enlighet med tillståndet.

Degraderingsorganet kan innefatta en antenn vars ledare ändrar egenskaper i enlighet med tillståndet.

Degraderingsorganet innefattar en antenn som är förbunden till en elektrisk, mekanisk eller elektromekanisk komponent vars egenskaper förändras i enlighet med tillståndet och därför degraderar antennen.

Degraderingsorganet kan förbättras genom att låta både den första RFID- enheten och den andra RFID-enheten ha antenngeometrier som förändrar antennegenskaper i enlighet med tillståndet. effektskillnad mellan den första sensorenheten och den andra sensorenheten bli större.

På detta vis kan en Den första RFID-enheten och den andra RFID-enheten kan vara ordnade relativt varandra så att deras kombinerade strålningsdiagram förbättrar läsbarheten i vissa riktningar. 10 15 20 25 30 Lïl Call PJ PJ NI “d Information kan lagras i informationen, tillgodosedd vid ett objekt, angående de materialistiska egenskaperna inuti väggen, vattenledningar och dess kopplingar, elektriska ledningar, bjälkar, etc. Denna information kan vara fördelaktigt användbar inte bara för att bestämning av ett specifikt tillstånd utan även för att till exempel undvika skador när man borrar i objekt såsom en vägg. såsom närvaro av En överraskande fördel av sensoranordnings-produkterna enligt föreliggande uppfinning är deras förmåga att produceras i en strömlinjeformad, böjlig form.

Detta underlättar produktion, de kan till exempel produceras med hjälp av tryck- och/etter laminertngs-tekniker. Andra kända tillverkningstekntker kan tillämpas, där det är passande till de uppfinningsmässiga sensoranordnings- produkterna. lnstallation av sådana sensoranordningar kan även utföras ekonomiskt. lnpassningselement kan tillgodoses på varje sensoranordning, till exempel kan hål tillhandahållas för att fästa enheten till ett fast bärlager.

Alternativt kan enheten fästas med klämmer, skruvar, spikar eller liknande direkt genom enheten. Alternativt kan fästmedel användas om konfigurerats på ett sådant vis att det inte interfererar med sensoranordningens funktion.

Både flexibiliteten av tillverkning och den strömlinjeformade designen tillåter produktion av artiklar som möter en stor mångfald av storleks- och formkrav.

Metoden att bestämma ett tillstånd enligt uppfinningen kan fördelaktigt implementeras användandes antingen passiva RFID-taggar halvaktiva RFID-taggar. och/eller Uppfinningen avser också till en kommunikationsenhet för att fastställa ett tillstånd, till kommunicera med en sensoranordning, och beräkningsorgan för att fastställa skillnaden i prestanda hos den första RFID-enheten och den andra RFID-enheten, fastställa tillstånd.

Kommunikationsenheten möjliggör organ för användarvänlighet och fjärrstyrd exampel fukt, innefattande kommunikationsorgan för att och organ för att nämnda bestämmning. 10 15 20 25 Kommunikationsenheten kan vidare innefatta organ för fastställa en skillnad mellan en första svarssignal genererad av den första RFID-enheten och en andra svarssignal genererad av den andra RFID-enheten. Detta möjliggör fastställning av ett tillstånd på ett vis som inte kräver komplexa fastställningsorgan.

Kommunikationsenheten kan vidare innefatta organ för att fastställa skillnaden mellan aktiveringsenergin för den första RFlD-enheten och den andra RFID-enheten. Detta möjliggör fastställning av ett tillstånd på ett vis som inte kräver komplexa bestämningsorgan.

Kommunikationsenheten kan vidare innefatta organ för att presentera och/eller lagra det fastställda tillståndet.

Kommunikationsenheten kan vidare innefatta organ för att fastställa avståndet mellan kommunikationsenheten och ett objekt, och/eller organ för optisk identifiering av information tillhandahållet vid ett objekt. På detta vis kan optimerad signalering mellan kommunikationsenheten och anordningen åstadkommas.

Uppfinningen avser också ett system innefattande en sensoranordning och en kommunikationsenhet.

Uppfinningen relaterar också till användandet av en kommunikationsenhet.

Den geometriska designen av antenner kan också designas att vara mer känslig för till exempel fukt. Detta kan till exempel göras genom att ha två eller företrädesvis flera ledande ledningar nära varandra. l en fuktig miljö kommer det att uppkomma läckström mellan ledarna som kommer att påverka antenneffektiviteten. Antennen kan också inkorporera diskreta komponenter som är känsliga för tillståndet som ska bestämmas. Detta kan till exempel inkludera resistorer och kondensatorer känsliga för fukt och/eller temperatur och/eller tryck. 10 15 20 25 30 Nämnda organ för degradering kan också designas för att verka på ett motsatt vis. Det vill säga, designen kan vara en antenn som förbättrar sin effektivitet i proportion tili tillståndet som ska bestämmas istället för att erhålla lägre effektivitet.

Substratet och/eller antennbasen skulle också kunna tilverkas på ett sådant sätt att substratet eller basen eller delar av detsamma utför mekaniska förändringar i sin struktur på grund av tillståndet som ska bestämmas på ett sådant vis att det förändrar antennegenskaperna. De mekaniska förändringarna skulle till exempel kunna verka som en strömbrytare över antennen som sluter eller öppnar en del av antennen, det vill säga en 1-bits sensor som anger på/av-tillstånd eller ett analog värde däremellan. Ett material som expanderar på grund av förhöjd temperatur eller fuktnivå skulle till exempel kunna tillämpas under en antennledare på ett sådant vis att den kommer att bryta ledaren om tillståndet når en viss nivå. På motsatt sätt skulle man till exempel kunna använda ett ledande material för antennen eller delar av den som har låg konduktivitet i sitt ursprungliga tillstånd och och sintrar och/eller härdar på grund av hög temperator eller annat tillstånd.

Fördelar inkluderar en minnesfunktion på så vis att även om sensoranordningen har blivit exponerad för nämnda tillstånd men tillståndet senare går tillbaka till normalt, så kan man fortfarande förtälja att tillståndet har förekommit.

För att fastställa flera tillstånd på en och samma gång finns det en fördel med att kombinera flera sensorenheter till en. En RFID-enhet skulle till exempel kunna tas som referensenhet och inte påverkad av tillstånden som ska bestämmas och andra RFID-enheter skulle kunna vara designade att ha degraderingsorgan för olika tillstånd av intresse att fastställa. En fördelaktig lösning är att kombinera olika sensorenheter som förtäljer om ett specifikt tillstånd har förekommit, det vill säga “l-bits sensorer där det förekomna tillståndet avläses även om tillståndet är annat vid tiden för avläsning. 10 15 20 25 (Il 44.7 fi-J W M "ml Andra tillstånd som kan bestämmas inkluderar, men är inte nödvändigtvis begränsat till, stötar, vibrationer, ljus (inkluderande UV och infrarött), olika sorters strålning och olika gaser.

Uppfinningen relaterar också till en metod för tillverkning av en sensoranordnings-produkt, innefattande steget att trycka och/eller laminera nämnda produkt med hjälp av en lämpligt utrustad tryckpress.

Ytterligare syften, fördelar och nya särdrag av den föreliggande uppfinningen kommer att framgå för fackmannen från följande detaljer, liksom via utövning av uppfinningen. Medan uppfinningen är beskriven nedan, bör det framgå att uppfinningen inte är begränsad till de specifika beskrivna detaljerna. De ovan nämnda fackmännen som har tillgång till lärorna häri kommer att känna igen yttterligare applikationer, modifieringar och införlivanden inom andra områden, vilka är inom omfånget för uppfinningen. ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN För en mer komplett förståelse av den föreliggande uppfinningen och ytterligare syften och fördelar därav, görs nu hänvisning till följande detaljerade beskrivning som ska läsas tillsammans med de åtföljande ritningara, där lika hänvisningsbeteckningar avser lika delar i de olika figurerna, och i vilka: Figur 1a schematiskt illustrerar en toppvy av en sensoranordning, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 1b schematiskt illustrerar en sidovy av en sensoranordning, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur lo schematiskt illustrerar en sidovy av en sensoranordning, enligt en utföringsform av uppfinningen; 10 15 20 25 532 22? Figur 1d schematiskt illustrerar en sensoranordnings-produkt, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 1e schematiskt illustrerar en sensoranordnings-produkt, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 2a schematiskt illustrerar en kommunikationsenhet, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 2b schematiskt illustrerar en kommunikationsenhet och sensoranordning, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 2c schematiskt illustrerar en kommunikationsenhet och sensoranordning, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 3a illustrerar flödeschema beskrivande ett förfarande för fastställning av ett tillstånd, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 3b illustrerar flödesschema beskrivande ett förfarande för fastställning av ett tillstånd, enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 3c illustrerar flödesschema beskrivande ett alternativt förfarande för faststállning av ett tillstånd, enligt en utföringsform av uppfinningen; och Figur 4 schematiskt illustrerar en anordning, enligt en utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRlVNlNG AV UPPFlNNlNGEN Med hänvisning till Figur 1a finns en sensoranordning 100 illustrerad enligt en aspekt av uppfinningen.

Sensoranordningen 100 innefatter ett arkliknande baselement 140.

Baselementet har en första yta 140s1 och en andra yta 140s2. Baselementet 140 kan vara sammansatt av en mångfald av olika material. Ett lämpligt material är papper. Andra lämpliga material kan vara plast, trä och textil, där materialet kan vara böiligt eller styvt, Baseelementet 140 kan också vara sammansatt av en blandning av olika material. 10 15 20 25 30 53.2 22? 10 En första dimension av baselementet är betecknat D1. Värdet av D1 kan väljas godtyckligt. Enligt ett utförande är Dl valt så att sensorenheten inte kommer att böjas när den används. Enligt ett utförande är D1 5 cm.

En andra dimension av baselementet är betecknat D2. Värdet av D2 kan väljas godtyckligt. Enligt ett utförande är D2 valt så att sensorenheten inte kommer att böjas när den används. Enligt ett utförande är D2 5 cm.

En första RFID-enhet 110 är fäst vid den första sidan 140s1 av baselementet 140. RFlD-enheten 110 kan innefatta ett RFID-chip elektriskt och/eller elektromagnetiskt kopplat till en antenn. RFID-chipet och antennenheter kan monteras som en enhet eller som separata enheter. Antennen kan till exempel tryckas eller etsas med hjälp av elektriskt ledande material.

Antennen kan vara direkt applicerad på baselementet 140 eller vara del av en andra bas i 110. 110 med chip och/eller antenn kan till exempel vara fäst med fästmedel. 110 med chip och/eller antenn kan till exempel också vara fäst genom att använda lamineringsteknologier.

En andra RFID-enhet 120 är fäst vid den första sidan 140s1 av baselementet 140. Den andra RFID-enheten är i väsentligen identisk med den första RFID- enheten 110.

Den första RFID-enheten 110 är också hänförd till som en första RFID-tagg.

Den andra RFID-enheten 120 är också refererad till som en andra RFID- tagg.

Enligt ett exempel är den första och andra RFlD-enheten ordnade väsentligen parallellt med varandra, som illustrerat med hänvisning till Figurerna 1a och lo. Detta är fördelaktigt i termer av tillverkning av sensoranordningen 100. Genom att ordna den första och andra RFID- enheten på ett parallellt vis separerade av ett förutbestämt avstånd kan 10 15 20 25 30 533 22? 11 också oönskad interferens mellan den första och andra sensorenheten reduceras.

Radiofrekvens-identifikation (RFID) är en samling av teknologier för fjärr- identifiering av objekt. Bassystemen består av en RFID-läsare och en identifieringsenhet vanligen refererad till som en RFID-tagg eller transponder.

RFID-taggen är en enhet av dimensionell storlek från mindre än en millimeter till över en meter där de mest vanliga taggarna har en dimensionell storlek av 1 cm till 30 cm. RFID-taggar används vanligtvis som komplement och/eller ersättare för streckkoder. Fördelar med RFID-teknologi över streckkoder inkluderar att flera objekt kan bli identifieras samtidigt, det finns inget behov av fri sikt mellan läsare och objekt och en RFID-tagg lagrar vanligtvis mer data än streckkoder. RFID används för att identifiera objekt i en bred mångfald av applikationer inkluderande identifiering av objekt längs logistikkedjor, djur och personidentifiering och identifiering av bilar för vägtullning. Läsavstånd spänner från några mm till flera meter. RFID-taggar innefattar vanligtvis två huvuddelar, en halvledarenhet refererad till som RFID-chippet och en antenn. Det existerar också en teknologi refererad till som chiplös RFlD som fungerar utan ett traditionellt RFID-chip.

De mest vanliga RFlD-taggarna benämns som passiva taggar. Passiva taggar inkorporerar inte sin egen strömkälla utan mottar all energi nödvändig för att operera från den frågande radiosignalen. Kommunikationen tillbaka till läsaren är, åtminstone inom UHF-bandet (300MHz to 3GHz), vanligast utfört via så kallad strålningsåterspridning (eng. backscattering), vilket innebär att taggen inte återutsänder aktivt utan kommunicerar via reflektering av inkommande signaler. Medan en del RFID-taggar endast kan läsas, kan en del också skrivas till. Taggar opererande vid UHF-frekvenser använder vanligtvis resonanta antenner i storlek 0.1 till 2 våglängder i åtminstone en dimension medan taggar opererande vid lägre frekvenser vanligen använder induktiv koppling. 10 15 20 25 30 532 22? 12 Halv-aktiva taggar (även hänförda tillsom halv-passiva) inkorporerar sin egen strömkälla i termer av internt batteri, eller liknande, och inkorporerar ofta också mer elektronik än passiva taggar. Liknande som passiva taggar, kommunicerar vanligtvis aktiva taggar också via strålningsåterspridning.

Egenskapen av intern användandet av sensorfunktionalitet och att tillgodose funktionalitet att logga händelser över tid. Fördelar inkluderar också ett längre maximalt läsavstånd än nått med passiva RFID-taggar. energikälla underlättar Vid frekvenser under UHF-bandet, är passiva taggar vanligtvis induktivt kopplade med hjälp av åtminstone ett spolvarv och företrädesvis många eftersom inducerad spänning på grund av ett frågande magnetiskt fält är proportionellt mot antalet varv och frekvensen. Spolarna kan vara utlagda ett enstaka eller multipla varv och/eller lager och deras egenskaper kan förbättras via inkluderandet av en ferritkärna. Vanligt förekommande spolar är cirkulära (lindande längs en stav) eller rektangulära och har dimensioner i storleksordningen mindre än en centimeter till tiotals centimeter Om ett ferritkärne-material skulle vara känsligt för tillståndet som ska fastställas skulle det degradera antennfunktionaliteten och därigenom antennens förmåga att kommunicera. Alternativt, om spolens ledare var känsliga för tillståndet som ska faststllas till exempel genom en ändring i elektrisk skulle det funktionalitet och därigenom antennens förmåga att kommunicera.

Antenner för taggar opererande vid UHF-frekvenser har vanligtvis varianter av dipolantenner eller flerlagers mikrostripantenner men nästan alla kända antenntyper kan användas. Vanligt funna storlekar är i området av 0.1 till 2 våglängder i åtminstone en dimension. ledningsförmåga också degradera antennens Om en RFID-tagg opererande vid UHF är inbäddad i ett material som ändrar sina elektriska egenskaper proportionellt mot tillståndet som ska fastställas kan tillståndet orsaka degradering av taggens inbäddade antenn i termer av dielektriska förluster och ändring av ingångsimpedans. Den relativa nivån av tillståndet som ska bestämmas kan mätas för ett RFID-system genom att 10 15 20 25 30 532 22? 13 jämföra skillnaden i RFID-läsarens uteffekt erforderlig för att kommunicera med en öppen respektive en inbäddad RFID-tagg utsatt för detsamma omgivande tillståndet. Utan att nödvändigtvis ändra läsarens uteffekt är skillnaden i reflekterad signal hos en öppen och en inbäddad tagg också proportionell mot tillståndet som ska bestämmas och kan mätas för att fastställa tillståndet.

I en föredragen utföringsform, är RIFD-taggens antenner också designade på ett vis så att deras känslighet gentemot ett slutligt bakgrundsmaterial minimeras. Detta reducerar risken att ha olika bakgrundsegenskaper för de två RFID-enheterna, d.v.s. en just framför en spik men inte den andra och liknande karakteristiska som skulle skapa oönskad degradering till kommunikationen för en taggantenn men inte till den andra.

Den andra RFID-enheten 120 är åtminstione delvis inbäddad i ett substrat 130. Enligt ett exempel är den andra RFID-enheten 120 fullständigt inbäddad inuti substratet 130. l detta fall är substratet 130 fäst vid baselementet 140.

Substratet 130 kan vara fäst med hjälp av fästmedel lamineringsteknologier och/eller klammlar. och/eller Substratet 130 kan vara sammansatt av ett fuktabsorberande material så som papper, plast, tyg, trä och/eller blandningar av sådana material.

Andra konfigurationer eller orienteringar av de första och andra RFlD- enheterna kan naturligtvis implementeras. Till exempel kan den första och andra RFlD-enheten vara fäst vid baselementet 140 i en V-formad form.

Alternativt kan den första och andra RFID-enheten vara ordnade i en L- formad form. Den första och andra RFID-enheten kan vara orienterad i godtycklig föredragen orientering längs ett 2-dimensionellt plan eller genom att skapa en S-dimensionell struktur. l ett utförande ska dock placeringen av den första och andra RFID-enheten på baselementet vara sådan att oönskad interferens är minimerad och storleken av baselementet också är minimerad. 10 15 20 25 30 532 22? 14 En fördel med att använda fler än en RFID-enhet kommer från att den första och andra RFID-enheten också kan vara ordnade så att interferens mellan de två taggarna är fördelaktig, till exempel för strålningsdiagrammet och även för ingångsimpedanserna för de två antennerna. Den första och andra RFlD- enheten kan till exempel vara orienterade på ett sådant vis att strålningsdiagrammet skapat från de två RFID-enheterna förhöjer det maximala RFID-läsavståndet i vissa riktningar. l den vanliga litteraturen är denna typ av antennanordning refererat till som antennarrayer och är välkända att förhöja kommunikationen i vissa riktningar. l vissa utföranden är den första dimensionen Di och den andra dimensionen D2 av baselementet mindre viktiga och placering av den första och andra RFID-enheten kan vara mindre begränsat.

Dimensioner av komponenter hos sensoranordningen kan väljas beroende på vilken särskild användning som är avsedd. Till exempel kan substratet 130 vara valt i en mångfald av olika storlekar och former. Substratet 130 kan vara ordnat för att inbädda den andra sensorn 120 fullständigt, eller delvis.

Föreliggande uppfinning är särskilt väldesignad för användning där vatten (ånga eller vätska) Detta inkluderar ska detekteras. underjordiska ledningsapplikationer vilka skulle kunna involvera avloppsvatten, vilka övervägande innefattar kontaminerat vatten. Vissa applikationer kan vidare riktas mot att detektera urin. Andra applikationer inkluderar juice och emissioner från matprodukter så som juice bildat från krossad eller övermogen frukt, containeriserade vätskor så som alkohol eller andra drycker som är avsedda att vara lagrade i en sluten behållare men vars behållare kan gå sönder eller läcka. En aspekt av uppfinningen ska sålunda tolkas som en fukt- eller vätske-detekterande sensor, och inte begränsad till någon särskild typ av fukt eller vätska. Vätskan kan vara vatten-innehållande vätska.

Olika koncentrationer av fukt som framgångsrikt kan detekteras varierar med storleken, konfigurationen och uteffekten på använda RFID-enheter. l 10 15 20 25 30 15 högkänsliga applikationer kan fukten vara inom området där mögel och förruttnelse kan börja uppträda, till exempel inom området för relativ fuktighet runt 70-100%. Enligt ett utförande kan extremt små mängder fukt detekteras av sensoranordningen. l föredragna konfigurationer, kommer en sensor- enhet att tillhandahålla information om fuktkoncentrationer över 70% relativ fuktighet.

Olika konfigurationer är beräknade baserat på den avsedda användningen.

Till exempel kan sensoranordningen vara tillhandahållen att åtfölja godsförsändelser som är känsliga för fukt, så som datorkomponenter, till exempel elektriska komponenter.

Figur 1b illustrerar schematiskt en sidovy av en sensoranordning sedd från pilen A illustrerad med hänvisning till Figur 1a.

Det illustreras ett fästmedelskikt 150 tillhandahållet på den andra ytan 140s2 av baselementet 140. Fästmedelskiktet 150 kan vara sammansatt av lim eller självhäftande material.

Höjden av substratet 130 är betecknat höjd h. Höjden h kan vara godtyckligt vald. Enligt ett utförande är substratets höjd h i storleksordningen 1-10 mm, frambringande en relativt tunn sensorenhet som kan vara lätt att applicera vid trånga utrymmen. Enligt ett annat utförande är substratets höjd h 10-200 mm vilket ofta ger en högre degradering av den inbäddade RFID-antennen när substratet är föremål för tillståndet som ska fastställas än för tunnare skikt.

Bredden av substratet 130 är betecknat bredd w. Bredden w kan vara godtyckligt vald. Enligt ett utförande är substratets bredd w valt så att det täcker/bäddar in hela bredden av RFID-taggen. Enligt ett annat utförande är substratets bredd w valt så att det sträcker ut sig över bredden av RFID- taggens antenn så att den täcker det mesta av antennens elektromagnetiska närfält som vanligtvis är ett avstånd från antennen i storleksordningen 1/20 till 1/6 av den aktuella våglängden. l en föredragen utföringsform är substratets 10 15 20 25 30 53.? 22? 16 bredd valt tillsammans med avståndet D4 på ett vis så att den första RFID- enheten har en mindre väsentlig interferens från substratet 130. Längden av substratet 130 benämns längd l. Längden kan väljas godtyckligt. Enligt ett utförande är substratets längd valt så att det bäddar in hela RFID-taggens längd. Enligt ett annat utförande är substratets längd valt så att det sträcker ut sig över längden av RFID-taggens antenn så att den täcker det mesta av antennens elektromagnetiska närfält som vanligtvis är ett avstånd från antennen i storleksordningen mindre än 1/6 av den aktuella våglängden.

Substratet 130 kan också vara perforerat för att underlätta till exempel fukt eller andra substanser att penetrera in i substratet och/eller underlätta för fukt eller andra substanser att penetrera in i en RFlD-taggs antenn som är känslig för tillståndet som ska fastställas.

En tredje dimension, vilken är höjden av baselementet, är benämnt D3.

Värdet av D3 kan väljas godtyckligt. Enligt ett utförande är D3 i storleksordningen av vanligt pappersmaterial och tunna plastmaterial, det vill säga 50 till 1000 um. Enligt ett annat utförande är D3 i storleksordningen av tjockare pappersmaterial så som till exempel kartong och tjockare plastmaterial, inte nödvändigtvis böjliga, det vill säga 1 till 200 mm. Den tredje dimensionen av baselementet är fördelaktigt relativt liten jämfört med den första och andra dimensionen, vilket innebär att baselementet är ark-likt.

Det bör dock noteras att vilken som helst av komponenterna av sensoranordningen kan vara icke-symmetrisk, oregelbunden form. och således ha en Med hänvisning till Figur 1c finns illustrerat en sidovy av sensoranordningen 100 sedd från pilen B som illustrerats med hänvisning till Figur 1a.

Det är illustrerat i F igurerna 1a, 1b och 1c att den andra RFID-enheten 120 är fullständigt inbäddad i substratet 130 enligt detta utförande. Det är också illustrerat att den den första och andra RFlD-enheten är väsentligen platt. 10 15 20 25 30 532 22? 17 Med hänvisning till Figur 1d är det illustrerat en sensoranordnings-produkt 199 innefattande fyra sensoranordningar 100. Sensoranordningarna är tillhandahållna på ett basark 190 i formen av en 2x2 matris, det vill säga en matris som har 2 kolumner och 2 rader. Basarket 190 kan vara sammansatt av papper eller vilket som helst av andra lämpliga material, så som till exempel plast eller trä. Basarket 190 kan också vara sammansatt av en blandning av lämpliga material. Enligt detta exempel är det tillhandahållet två perforeringar, 280a och 280b. En användare kan riva av en eller fler sensoranordningar genom att riva av basarket 190 längs åtminstone en del av någon av perforeringarna 280a eller 280b. Basarket 190 är fördelaktigt konstruerat från ett böjligt material. Genom att ha ett böjligt basark kan sensoranordningsprodukten 199 formas som en rulle som har en helix-form.

Sensoranordningarna 100 kan vara löstagbart förbundna med basarket 190.

En användare av sensoranordningsprodukten 199 kan således ta lös en eller flera sensoranordningar från sensoranordningsprodukten 199 och placera sensoranordningar 100 där det är lämpligt, såsom på balkar (bjälkar) i en huskonstruktion när huset byggs.

Sensoranordningsprodukten 199 kan således anses som en produkt som har ett godtyckligt antal “etiketter" eller “klistermärken” tillhandahållna därpå.

Detta tillhandahålla sensoranordningar som ska fästas på objekt på passande platser.

Sensoranordningar fördelaktigt återfästas på sensoranordningsprodukten 199. Lagret 150 har egenskaper som tillåter lättsam lösgöring av sensoranordningen från sensoranordningsprodukten 199, och att förbinda den med ett objekt eller yta. möjliggör en användarvänlig produkt för att kan Med hänvisning till Figur 1e illustreras sensoranordningsprodukten 199 innefattande tre sensoranordningar 100 ordnade i en 3x1 matris, det vill säga en matris som har 1 kolumn och 3 rader. En fördel med detta format (som 10 15 20 25 30 fiišå 22? 18 bara har en kolumn) är att den tillhandahåller en förbättrad möjlighet att tillverka sensoranordningsprodukten i en “rulle-tilI-rulle" process på ett enkelt vis. Enkel tillverkning av sensoranordningsprodukten 199 uppnås således.

Andra format är också naturligtvis lämpliga för tillverkning av sensoranordningsprodukten i en “rulle-till-rulle" process, så som till exempel 2x2 matrisens format eller 2x3 matrisens format.

Detta exempel av utförande av sensoranordningsprodukten 199 är också tillgodosett med perforeringar 180a och 180b som är lämpliga för underlättandet av att riva av sensoranordningsprodukten 199 i en eller fler delar.

Sensoranordningsprodukten 199 kan vara i vilken som helst lämplig form innefattande ett godtyckligt antal sensoranordningar 100. Enligt ett utförande av sensoranordningsprodukten 199 innefattar den bara en sensoranordning 100. Enligt ett annat utförande är sensoranordningsprodukten 199 i formen av en NxM matris, vari N och M är positiva heltal. Enligt en särskilt fördelaktig utföringsform är sensoranordningsprodukten 199 i formen av en 1xM matris, vari M är ett stort positivt heltal, det vill säga 100, 500 eller 1000, eller 10000. l detta senare fall, där M är ett relativt stort heltal, är sensoranordningsprodukten 199 fördelaktigt i formen av en rulle (helix).

Med hänvisning till Figur 2a illustreras schematiskt en kommunikationsenhet 200. Kommunikationsenheten 200 kan också vara refererad till som läsenhet, mätenhet eller detekeringsenhet. Kommunikationsenheten 200 innefattar en strömkälla (ej visad) ordnad att starta upp och strömförsörja interna enheter, så som en anordning 400 och en läsenhet 220. Strömkällan kan vara ett eller flera batterier. Kommunikationsenheten 200 innefattar också organ för att generera utsignaler (ej visat) så som känt inom tekniken.

Kommunikationsenheten 200 är försedd med en presentationsenhet 210.

Presentationsenheten 210 kan innefatta något lämpligt visuellt 10 15 20 25 30 532 23? 19 presentationsmedel, så som en display, t.ex. en LCD-display. Alternativt kan presentationsenheten 210 innefatta lysdioder, så som en grupp av dioder ordnade att sända antingen grönt, gult eller orange, eller rött ljus.

Presentationsenheten 210 kan dessutom innefatta någon lämplig ljudenhet, så som en högtalare. Ljudenheten kan vara anordnad att mata ut information till en operatör av kommunikationsenheten 200 genom till exempel en syntetisk röst, eller tonsinaler av olika amplítuder och frekvens.

Kommunikationsenheten 200 är försedd med en l/O- (inmatning/utmatning) enhet 215. l/O-enheten 215 kan innefatta en pekskärm, knappsats, tangentbord, eller några andra lämpliga organ för inmatning/utmatning av data, såsom kommandodata. Användbara tekniker kan involvera en eller flera dataportar såsom USB eller seriell/parallel data. Också trådlösa tekniker, så som WLAN, 3G, GPRS, GSM, SMS, MMS kan användas.

Presentationsenheten 210 och l/O-enheten är ordnade att möjliggöra för en operatör att interagera med kommunikationsenheten 200. Operatören kan styra kommunikationsenheten 200 för att initiera och utföra en process involverande detektlon av ett tillstånd enligt uppfinningen. Operatören kan styra kommunikationsenheten 200 för att presentera ett resultat av processen involverande detektlon av ett tillstånd, så som fastställning av hur resultatet ska presenteras av presentationsenheten, t.ex. genom att signalera via dioderna, visa alfanumeriska tecken, grafik, eller genom utmatning av ljud indikerande tillståndet.

Kommunikationsenheten 200 är försedd med en antenn 240a för överföring av utsignaler Sout till en sensoranordning 100. Kommunikationsenheten 200 är försedd med en antenn 240b för att motta svarssignaler från en sensoranordning 100. Antennen 240a är ordnad att sända en utsignal till den första RFID-enheten 110. Antennen 240a är ordnad att sända en utsignal till den andra RFID-enheten 120. Antennen 240b är ordnad att mottaga en svarssignal sänd från den första RFID-enheten 110. Antennen 240 är ordnad 10 15 20 25 30 ÅÅ åk? ÖJ N' fi? när 20 att motta en andra svarssignal sänd från den andra RFID-enheten 110.

Alternativt är Kommunikationsenheten 200 försedd med bara en antenn som har funktionaliteten av att sända utsignaler till den första RFID-enheten 110 och den andra RFID-enheten 120. Den enda antennen är också ordnad att motta svarssignaler från både den första RFID-enheten 110 och den andra RFID-enheten 120.

Kommunikationsenheten 200 är här illustrererad försedd med låsenheten 220. Läsenheten 220 är anordnad att fastställa karakteristik av svarssignaler sända från den första RFID-enheten 110 och den andra RFID-enheten 120.

Svarssignaiens karakteristik kan innefatta parametrar så som svarssignalens amplitud, svarssignalens frekvens, svarssignalens fas, och ID-nummer associerat med någon RFID-enhet. Andra exempel på parametrar kan vara direkt information om tillståndet som ska fastställas, till exempel via information i ytterligare sidband i signalen. Information i ytterligare sidband kan till exempel sändas genom att låta sidbandet ha en frekvens som är förskjuten till den ursprungliga bäraren som är proportionell mot tillståndet som ska fastställas. Ett sidband kan också ha en amplitud som är proportionell mot tillståndet som ska fastställas. Läsenheten 220 kan också vara ordnad att bestämma en karakteristik av någon utsignal.

Utsignalskarakteristik kan innefatta parametrar så som utsignals-amplitud, utsignals-frekvens, etc.

Kommunikationsenheten 200 är försedd med en behandlingsenhet 400.

Behandlingsenheten är beskriven i större detalj med hänvisning till Figur 4.

Behandlingsenheten 400 är ordnad att motta informationen läst av läsenheten 220. Den lästa informationen är typiskt behandlad för att fastställa ett tillstånd förefintligt i den närbelägna omgivningen av en sensoranordning 100. Enligt ett exempel behandlas den lästa informationen för att fastställa en grad av fukt, eller en koncentration beträffande en förbestämd kemisk sammansättning, förefintlig i den närbelägna omgivningen av en sensoranordning 100. Behandlingsenheten 400 är således anordnad att 10 15 20 25 30 21 behandla nämnda lästa information för att bestämma ett tillstånd förknippat med miljön som omger sensoranordningen 100. Tillståndet kan bestämmas genom att beräkna (genom att använda utsignalskarakteristik) en skillnad i aktiveringsenergi mellan den första och andra RFID-enheten och jämföra denna skillnad med en grupp av förutbestämmda skillnader i aktiveringsenergier för att identifiera ett motsvarande tillstånd. Alternativt kan tillståndet bestämmas genom att beräkna (genom att använda svarssignals- karakteristik) en grad av degradering av den första och andra RF ID-enheten, identifiering av skillnad därav, och jämföra denna skillnad med en grupp av förbestämmda degraderingskillnader för att identifiera ett motsvarande tillstånd.

Kommunikationsenheten 200 är försedd med en avståndsbestämmande enhet 225. Den avståndsbestämmande enheten 225 är ordnad att bestämma ett avstånd mellan kommunikationsenheten 200 och ett förutbestämt objekt, så som en vägg innehållande en eller flera sensoranordningar 100, eller, när det är tillämpligt, ett avstånd mellan kommunikationsenheten 200 och en sensoranordning 100. Detta kan utföras med något lämpligt organ känt inom tekniken, så som via en reflekterande laserstråle, ultraljud, radiovågor, radar- teknologi, eller annat.

Kommunikationsenheten 200 är försedd med en visuell inspelningsenhet 230. Den visuella inspelningsenheten 230 är ordnad att spela in ett externt stycke information som är förknippat med en eller flera sensoranordningar.

Det externa stycket information kan vara en 2-dimensionell grafisk kod, så som en streckkod eller alfanumerisk information förefintligt i närheten av en eller flera sensoranordningar. Det externa stycket information är refererat till som information 260. Informationen 260 kan innefatta information om platsen av den 2-dimensionella grafiska koden, och således indirekt den faktiska platsen av en sensorenhet av intresse. Informationen 260 kan ytterligare, eller alternativt, innefatta information om tillståndet sensorenheten primärt är designad att bestämma. Informationen 260 kan ytterligare, eller alternativt, 10 15 20 25 30 532 22? 22 också innefatta information om vilken radio-teknologi som sensorenheten företrädesvis opererar med. informationen 260 kan ytterligare, eller alternativt, också innefatta information om egenskaperna om dess ibland gömda omgivning, så som vattenledningar och dess kopplingar, elektriska ledningar, bjälkar, etc. information om sensorenhetens omgivning via informationen 260 kan också vara till fördel när sensorenheten som sådan inte är använd till att bestämma ett tillstånd, till exempel för att undvika skador genom att borra i objekt. Visuella inspelningsenheten 230 är ordnad att bestämma innehållet av informationen 260 och sända innehållet till behandlingsenheten 400 för lagring och behandling däri. innehållet av informationen 260 kan därefter sändas till externa, centrala databaser.

Visuella inspelningsenheten 230 kan vara en kamera försedd med organ för digital bildbehandling för att behandla bilder för att identifiera ett innehåll av den 2-dimensionella grafiska koden.

En intern länk 205 är ordnad för att elektriskt förbinda de interna enheterna 210, 215, 220, 225, 230 och 400 med den första och andra antennen 240a och 240b. Två eller fler underenheter av kommunikationsenheten 200 kan vara integrerade eller kombinerade med varandra.

Kommunikationsorganet 200 kan vara en handhållen enhet. Storleken och vikten av kommunikationsorganet 200 är fördelaktigt sådant att det är lätt att bära och handha av en operatör, det vill säga en användare av kommunikationsenheten, så som en byggnads-fuktinspektör. illustrerar kommunikationsenheten Figur 2b schematiskt 200 OCh sensoranordningen 100 lokaliserad inuti en vägg i en byggnad. Det är illustrerat att kommunikationsenheten 200 i detta exempel har en antenn för både sändning och mottagning av signaler. Detta är en uppställning för användning av aktiva eller passiva RFID-enheter. Det antas här att en degradering av den andra RFID-enheten är större jämfört med den första RF lD-enheten. 10 15 20 25 30 532 22? 23 Kommunikationsenheten 200 är ordnad att överföra en utgående signal Sout till den första RFlD-enheten 110 och den andra RFlD-enheten 120. Denna utsignal Sout har en viss amplitud. Om energin av den överförda signalen är över en aktiveringsenerginivå för den första RFID-enheten, kommer den första RFlD-enheten att bli aktiverad och generera och överföra en svarssignal till kommunikationsenheten 200. Om energin för den överförda utsignalen Sout inte är över aktiveringsenerginivån för den första RFID- enheten kommer ingen svarssignal att bli genererad och överförd till kommunikationsenheten 200. Kommunikationsterminalen 200 är ordnad att öka signalstyrkan hos utsignalen Sout tills dess en svarssignal Sresp11 kommer att mottas av kommunikationsterminalen 200. Erforderlig aktiveringsenergi för den första sensorenheten 110 fastställs därefter.

Samma procedur utförs för att bestämma erforderlig aktiveringsenergi för den andra sensorenheten 120. Som ett svar till den mottagna utsignalen Sout11 genererar den första RFID-enheten 110 en svarssignal Sresp11, vilken överförs till kommunikationsenheten 200. Som ett svar till den mottagna utsignalen Sout12, som har en signalstyrka tillräcklig att aktivera den andra sensorenheten 120, genererar den andra RFID-enheten 120 en svarssignal Sresp12, vilken överförs till kommunikationsenheten 200.

Ett förfararande enligt vad som är generellt beskrivet med hänvisning till Figur 2b beskrivs i större detalj med hänvisning till Figur 3b.

Ett avstånd Dist mellan kommunikationsenheten 200 och väggen är illustrerat. Som beskrivet ovan är den avståndsbestämmande enheten 225 ordnad att bestämma avståndet Dist. Detta avstånd kan användas för bestämning av en skillnad i prestanda för den första RFID-enheten och den andra RFID-enheten, och att fastställa nämnda tillstånd på basen av nämnda bestämda skillnad. 10 15 20 25 30 532 22? 24 Fuktavkännande etikett inkorporerande två RFID-taggar där en av taggarna täcks med ett fuktabsorberande material, till exempel pappersbaserat. l en fuktig miljö blir antennen hos den inbäddade taggen mindre effektiv och behöver en starkare RF-signal för att operera. Skillnaden i erforderlig effekt för att operera är proportionell mot fuktnivån.

Figur 2c illustrerar schematiskt 200 och sensoranordningen 100 lokaliserad inuti en vägg i en byggnad. Detta är en uppställning att använda med aktiva eller eller passiva RFID-enheter. Enligt detta exempel överför kommunikationsenheten 200 en utsignal Sout12 som har en en förutbestämt amplitud. Som svar till den mottagna utsignalen Sout12 aktiveras var och en av den första och andra RFID-enheten med hjälp av deras respektive batteri eller frågande RF-signal och överför en svarssignal till kommunikationsenheten 200. Den första sensorenheten 110 överför en första svarssignal Sresp12, som har en första amplitud, till kommunikationsenheten 200. Den andra sensorenheten 120 överför en andra Sresp22, som har en andra amplitud, till kommunikationsenheten 200. Om den andra sensorenheten är funktionellt degraderad i en större utsträckning än den första RF ID-enheten 110 finns det en skillnad i signalstyrka mellan den första och andra sensorenheten.

Baserat på denna skillnad kan ett tillstånd fasställas enligt uppfinningen. kommunikationsenheten svarssignal Ett förfarande enligt vad som generellt beskrivs med hänvisning till Figur 2c beskrivs i större detalj med hänvisning till Figur 3c.

Den visuella inspelningsenheten 230 är illustrerad. inspelningsenheten 230 är ordnad att spela in ett externt stycke information 260 tillhandahållet på väggen. Denna information kan detekteras optiskt och användas för varierande avsikter, så som att identifiera vid vilken plats en sensoranordning är tillhandahållen, till exempel i en särskild vägg i en byggnad. Statistiska data kan samlas och lagras i kommunikationsenheten 200 för att möjliggöra för en operatör att följa trender av degradering av en eller flera 10 15 20 25 1532 22? 25 sensorenheter. Information kan också lagras i informationen 260 om de materialistiska egenskaperna inuti väggen, så som förekomsten av vattenledningar och dess kopplingar, elektriska ledningar, balkar, etc. Denna information kan fördelaktigt vara användbar inte bara för bestämning av ett specifikt tillstånd men även för att till exempel undvika skador vid borrning i objekts så som en vägg.

Figur 3a illustrerar ett flödesschema skildrande ett förfarande för att bestämma ett tillstånd, enligt en utföringsform av uppfinningen. Metoden för bestämning av ett tillstånd, till exempel fukt, innefattar stegen att: - fastställa en skillnad i prestanda hos en första RFID-enhet och en andra RFID-enhet, där nämnda första RFID-enhet och nämnda andra RFID-enhet är utsatta för nämnda tillstånd, där den andra RFID-enheten blir funktionellt degraderad i en större utsträckning än den första RFID-enheten på grund av nämnda tillstånd; och -fastställa nämnda tillstånd på basis av nämnda fastställa skillnad.

Stegen att bestämna skillnaden kan innefatta steget att fastställa en skillnad mellan en första svarssignal genererad av den första RFID-enheten och en andra svarssignal genererad av den andra RFID-enheten. Skillnaden mellan den första svarssignalen och den andra svarssignalen kan vara baserad på amplituden av nämnda signaler.

Steget att bestämma skillnaden kan innefatta steget att bestämma skillnaden mellan första RFID-enheten och aktiveringsenergin hos den andra RFID-enheten. aktiveringsenergin hos den Förfarandet kan innefatta steget att presentera och/eller lagra det fastställda tillståndet. 10 15 20 25 30 533 237 26 Figur 3b illustrerar ett flödesschema beskrivande ett förfarande för att bestämma ett tillstånd, enligt en utföringsform av uppfinningen, varvid passiva eller halv-aktiva RFID-enheter kan användas. l ett första steg s3110 överför kommunikationsenheten 200 en utsignal från att ha en förutbestämd signalstyrka till en första RFID-enhet 110 och en andra RFlD-enhet 120. Steget s3110 är följt av ett steg s3112. l steget s3115 fasställs huruvida en första svarssignal har blivit mottagen.

Om den första svarssignalen har blivit mottagen utförs ett efterföljande förfarandesteg 3125. Om den första svarssignalen inte har blivit mottagen utförs ett efterföljande förfarandesteg 3120.

I förfarandesteget s3120 utförs en inkrementell ökning av utsignaisamplitud.

Steget s3120 är följt av steget s3110. Detta innebär att, i praktiken, ökas nivån av utsignalstyrka tills dess en första svarssignal mottages från sensoranordningen hos kommunikationsenheten 200. l steget s3125 registreras information om en aktiveringsenergi för den sensorenhet som sänt den första svarssignalen. Steget s3125 följs av ett steg s3130. l steget s3130 fortsätter kommunikationsenheten 200 att överföra en utsignal till en första RFID-enhet 110 och en andra RFID-enhet 120. Steget s3130 följs av ett förfarandesteg s3135. l metodsteget s3135 fastställs huruvida en andra svarssignal har blivit mottagen. Den andra svarssignalen är öveförd från en annan RFID-enhet än den som överför den första svarssignalen. Om den andra svarssignalen har blivit mottagen utförs ett efterföljande förfarandesteg 3145. Det bör noteras att de första och andra sensorenheterna kan överföra svarssignaler samtidigt, det vill säga när signalstyrkan från utsignalen Sout är över 10 15 20 25 30 27 aktiveringsenergin för den första respektive andra sensorenheten. Om den andra svarssignalen inte har blivit mottagen utförs ett efterföljande förfarandesteg 3140. l steget s3140 utförs en inkrementell ökning av utsignalens amplitud. Steget s3140 följs av steget s3130. Detta innebär, i praktiken, att nivån hos utsignalstyrkan ökas tills en andra svarssignal från sensoranordningen via kommunikationsenheten 200. mottages l steget s3145 registreras information om en aktiveringsenergi hos sensorenheten vilken sänt den andra svarssignalen. Steget s3145 följs av ett steg s3150. ln steget s3150 fastställs ett tillstånd av en omgivning till den första och andra sensorenheten 110 och 120. Enligt ett exempel kan tillståndet vara en grad av fukt. l grund och botten fastställs en skillnad mellan erfodrad aktiveringsenergi för den första och andra RFID-enheten. Den relativa skillnaden av aktiveringsenergier är proportionell mot en grad av fukt i omgivningen av den första och andra sensorenheten 110 och 120.

Bestämning av tillståndet kan utföras på flertalet vis. Ett sätt att fastställa tillståndet är att utföra en uppslagnings-process där, i detta fall, nämnda relativa skillnad mellan aktiveringsenergier motsvarar en viss förutbestämd, förlagrad grad av fuktvärde. Till exempel kan en relativ skillnad av aktiveringsenergier av ungefär 0.1 till 10 dB motsvara en grad av fukt på ungefär 70-100°/o relativ fuktighet eller en viss grad av väta. Steget s3150 följs av ett steg s3155. l steget s3155 presenteras ett relevant stycke information. Ett exempel på relevant information kan vara det fastställda fuktvärdet eller nivån av väta eller annan information som kan indikera tillståndet i en omgivning av den första och andra RFID-enheten 110 och 120. Den relevanta informationen kan presenteras av presentationsenheten 210. Enligt ett exempel, är 10 15 20 25 30 28 kommunikationsenheten 200 försedd med en grupp av dioder anordnade att överföra grönt, gult, orange, eller rött ljus beroende på det bestämda tillståndet. Om till exempel en grad av fukt är över 90%, överförs rött lus. Om en grad av fukt är i intervallet 80-90%, överförs orange eller gult ljus. Om en grad av fukt är under 80%, överförs grönt ljus. Därefter avslutas förfarandet.

Enligt ett utförande kan samma resultat uppnås genom att starta överföringen av insignalen vid en relativt hög effektnivå och därefter utföra en liknande procedur som beskrivits ovan genom att reducera effekten hos insignalen. Enligt detta alternativ registreras händelser i omvänd ordning.

Figur 3c illustrerar ett flödesschema beskrivande ett förfarande för att detetera ett tillstånd, enligt en utföringsform av uppfinningen, varvid passiva eller semi-aktiva RFID-enheter används. Förfarandet för att detektera ett tillstånd kan vara ett förfarande för att detektera en grad av fukt i en omgivning till den första och andra sensorenheten 110 och 120. l ett första steg s3210 överförs en utsignal Sout12 som har en förutbestämd amplitud från kommunikationsenheten 200 till den första och andra RFID- enheten. Steget s32O följs av ett steg s3215. l steget s3215 mottages en första kommunikationsenheten 200. Den första svarssignalen Sresp12 är genererad av och sänd från den första RFID-enheten 110. En andra svarssignal Sresp22 mottages av kommunikationsenheten 200. Den andra svarssignalen Sresp22 är genererad av och sänd från den andra RFID- enheten 110. Steget s3215 följs av ett förfarandesteg s3220. svarssignal Sresp12 av l förfarandesteget s3220 registreras en amplitud av den första svarssignalen Sresp12. Vidare registreras en amplitud av den andra svarssignalen Sresp12. Steget s3220 är följt av ett steg s3225. 10 15 20 25 30 533 22? 29 I steget s3225 fastställs ett tillstånd av en omgivning till de första och andra sensorenheterna 110 och 120. Enligt ett exempel kan tillståndet vara en grad av fukt. I grund och botten bestäms en skillnad mellan amplituderna för den mottagna första svarssignalen Sresp12 och den andra svarssignalen Sresp22. Denna relativa skillnad i energi är proportionell mot en grad av fukti omgivningen för den första och andra sensorenheten 110 och 120.

Bestämning av tillståndet kan utföras på flertalet vis. Ett sätt att bestämma tillståndet är att utföra en uppslagnings-process varvid, i detta fall, nämnda relativa skillnad i energi i svarssignalerna motsvarar ett visst förutbestämt och förlagrat värde för graden av fukt. Till exempel kan en relativ skillnad i svarssignalsenergi på 0.1 till 10 dB motsvara en grad av fukt på 70-100% relativ fuktighet eller en viss grad av väta. Steget s3225 följs av ett steg s3230. l steget s323O presenteras ett relevant stycke information. Ett exempel på relevant information kan vara faststållningen av fuktvärde eller annan information som kan indikera tillståndet i en omgivning till den första och andra RFID-enheten 110 och 120. Den relevanta informationen kan presenteras av presentationsenheten 210. Därefter avslutas förfarandet.

Med hänvisning till Figur 4, visas ett diagram av ett utförande av en anordning 400. 400 är behandlingsenhet, som beskrivs med hänvisning till Figur 2a. Den ovan nämnda kommunikationsenheten 200 kan innehålla anordningen 400. 400 innefattar ett icke-flyktigt 420, en databehandlingsenhet 410 och ett läsIskriv-minne 450. Det ickeflyktigta minnet 420 har en första minnesdel 430 vari ett ett datorprogram, så som ett operativsystem, är lagrat för att styra funktionen hos anordningen 400. Vidare innefattar anordningen 400 en buss-controller, en seriell kommunikationsport, Anord ningen också refererad till SOlTl Anordningen minne l/O-organ, en A/D-omvandlare, en tids- och datum inmatnings- och överföringsenhet, en händelseräknare och en interrupt-controller (ej visad).

Det ickeflyktiga minnet 420 har också en andra minnesdel 440. 10 15 20 25 30 šSQ 22? 30 Ett datorprogram innefattande rutiner för att utföra behandling och analys av registrerade aktiveringsenergier för den första och andra RFlD-enheten är tillhandahållet. Ett datorprogram innefattande rutiner för att utföra behandlng och analys av registrerade svarssignalers amplituder för den första och andra RFID-enheten är tillhandahållet. Programmen kan vara lagrade på ett exekverbart vis eller på komprimerat vis i ett minne 460 och/eller i läslskriv- minne 450. Databehandlingsanordningen 400 kan till exempel vara en mikroprocessor.

När det är beskrivet att databehandlingsenheten 410 utför en viss funktion ska det förstås att databehandlingsenheten 410 utför en viss del av programmet vilket är lagrat i minnet 460, eller en viss del av programmet vilket är lagrat i läs/skriv-minnet 450.

Databehandlinganordningen 410 kan kommunicera med en dataport 490 via en databuss 415. Det ickeflyktiga minnet 420 är avsett för kommunikation med databehandlingsenheten 410 via en databuss 412. Det separata minnet 460 är avsett att kommunicera med databehandlingsenheten 410 via en databuss 411. Läs/skriv-minnet 450 är avsedd att kommunicera med databehandlingsenheten 410 via en databuss 414.

När data mottages på dataporten 499 lagras det temporärt i den andra minnesportionen 440. När det mottagna indatat har blivit temporärt lagrat, är databehandlingsenheten 410 iordningställd att utföra exekvering av kod på ett vis beskrivits Enligt ett informationssignaler mottagna pà dataporten 490 information genererat av som ovan. utförande innefattar läsenheten 220. Denna information kan användas av anordningen 400 för att fastställa ett tillstånd i en omgivning till den första och andra RFID-enheten.

Delar av metoderna beskrivna häri kan utföras av apparaturen 400 med hjälp av databehandlingsenheten 410 som kör programmet lagrat i minnet 460 10 15 20 25 30 31 eller läs/skriv-minnet 450. När anordningen 400 kör programmet, exekveras dalar av häri beskrivna metoder.

Följande stoff, vilket är ämnat att bli patentsökt, relaterar till stoffet som beskrivs i manuskriptet "Remote Moisture Sensing Utllizing Ordinary RFID Tags" av Johan Sidén med flera. Patentkraven avser en enhet för mätning av fukt (eller andra kvantiteter lämpliga för den föreslagna tekniken) vilken i tillägg till det uppmätta värdet också tillhandahåller den exakta positionen av mätningen. Detta särkilda särdrag är erhållet genom att dra nytta av RFlD- teknologi i mätningen. l Figur 1 a presenteras en schematisk bild av det föredragna utförandet av mätningsenheten. Även om beskrivningen i Figur 1 relaterar till mätning av fukt kan samma teknik användas till att mäta andra parametrar, det vill säga att allt som ändrar effektiviteten hos en RFID-antenn kan mätas genom att använda det föreslagna sensor-konceptet. Tekniken kommer till exempel att fungera bra för detekteringen av temperatur, gaskoncentration (till exempel H28), fuktighet och mekanisk deformation.

För att mäta en viss kvantitet måste RFlD-taggens antenn vara anordnad på ett sådant vis att antennfunktionen degraderas när den exponeras för kvantiteten av intresse. En RFlD-antenn gjord av ett material som ökar sin resistans med temperaturen kan användas för att mäta temperatur, eftersom RFlD-antennens funktion kommer att degraderas när resistansen ökar med temperaturen. RFID-antennen kan också påverkas av materialet i antennernas närfälts-region. Påverkan av materialet nära antennen kan användas till att designa en sensor som mäter en viss viss kvantitet enligt förfaringsprincipen hos uppfinningen.

Utläsningen av sensordatat kan göras genom att svepa RFlD-läsarens uteffekt från dess maximala värde mot lägre effektvärden. Uteffektvärdena när de olika RFlD-taggarna inkluderade i sensorn inte längre svarar registreras. Det uppmätta sensorvärdet extraheras från skillnaden mellan effektnivåerna erfordrade för att läsa de två RFID-taggarna. Sensor-datat kan 10 15 20 25 30 532 22? 32 därefter omvandlas till någon önskvärd enhet genom att använda en uppslagstabell eller ett relevant matematiskt uttryck.

Enligt en aspekt av den föreliggande uppfinningen har den föreslagna sensorenhet följande karakteristiska särdrag: - Två passiva eller semi-aktiva RFID-taggar är placerade i en konstruktion där den relevanta kvantiteten (till exempel fukt, temperatur, kemisk koncentration etc) ska mätas. Mätpunkten kan till exempel vara inuti en vägg, i en byggnad eller inuti en förpackning för logistikiska applikationer. En semi- aktiv RFID-tagg har ett batteri, men kan också kommunicera via backscattering av läsarens radiosignal. Den har ingen radio och utsänder därmed inte aktivt radiosignaler.

- En av RFID-taggarna har en antenn som är designad på ett sådant vis att antennfunktionen degraderas när den utsätts för kvantiteten den är designad att mäta och den andra RFID-taggen har en antenn som i huvudsak är opåverkad (eller inte påverkad på ett betydelsefullt vis) av samma kvantitet.

- Den uppmätta kvantiteten är utläst från sensorenheten via skillnaden eller förhållandet mellan effektnivåerna som behövs för att läsa de olika RFID- taggarna inom sensorstrukturen.

Den föreslagna sensorenheten har föjande fördelaktiga egenskaper: -tillhandahåller en kontaktlös mätning vid en väldefinierad lokalisering; - tillhandahåller ett digitalt nummer som en adress till mätpunkten vilken är överförd över en trådlös länk under mätningen; - gör det möjligt att repetera en mätning vid olika tidpunkter utan osäkerhet beträffande lokaliseringen av mätpunkten; 10 15 20 25 30 33 - i fallet med sensorenheten baserad på passiva RFID-taggar behövs det inget batteri eller andra energikällor vid mätpunkten; - genom att använda två RFID-taggar i sensorenheten erhåller vi redundans och feltolerans i ID-signaleringen för sensorn; - genom att använda två RFlD-taggar per sensor blir mätningen okänslig för den exakta positionen för läsarenheten med avseende till sensorn själv; - föreslagen enhet har klara kostnadsfördelar eftersom godtyckligt RFID-chip kan användas utan modifiering av kisel~chippet.

Sammandrag - Pappret presenterar ett koncept där par av vanliga RFlD- taggar utnyttjas för användning som fjärravlästa fuktsensorer. Paret av taggar är inkorporerade i en etikett där en av taggarna är inbäddad i ett fuktabsorberande material och den andra är lämnad öppen. l en fuktig miljö är fuktkoncentrationen högre i det absorberandet materialet än i den omgivande miljön vilket orsakar degradering av den inbäddade taggens antenn i termer av dielektriska förluster och ändring av ingångsimpedans.

Nivån av relativ fuktighet eller mängden vatten i det absorberandet materialet är bestämt för ett passivt RFID-system genom att jämföra skillnaden i den uteffekt som krävs från en RFlD-läsare för att läsa av respektive en öppen och en inbäddad tagg. På liknande vis visas hur en strålningsåterspridd signalstyrka för aktiva RFID-system är proportionell mot den relativa fuktigheten och mängden vatten i det absorberande materialet. Typiska applikationer inkluderar fuktdetektering i byggnader, speciellt från läckande vattenledningar gömda bakom väggar. Detektering uförs genom periodisk skanning av RFID-taggar anbringade på kända platser inuti väggar och dylikt.

Presenterad lösning har en kostnad jämförbar med vanliga RFID-taggar, och det passiva systemet har också en oändlig livslängd eftersom ingen intern strömförsörjning behövs. Konceptet är karakteriserat för två kommersiella 10 15 20 25 30 34 RFlD-system, ett passivt opererande vid 868 MHz och ett aktivt opererande vid 2.45 GHz. l. lNTRODUKTlON ÖNsKAN att fjärridentifiera objekt, bortom begränsningarna med traditionella streckkoder, har drivit forskning och utveckling till att skapa RadioFrekvens- lDentifikations- (RFID) taggar till en extremt låg kostnad. Passiva RFID- taggar används till exempel som komplement till streckkoder på paket- etiketter eftersom de ofta är lättare att läsa än streckkoder. RFID-taggar lagrar mer information och i visa fall kan de skrivas till. Till vår kännedom existerar det dock ännu inget passivt RFID-chip till låg kostnad som inkluderar en ingång också för sensor-data, det vill säga en extra digital eller analog ingång. Den analoga versionen skulle till exempel kunna mäta resistansen över sensoringången, och därmed medge enkla passiva sensorelement som ändrar resistans proportionellt mot den fysiska kvantiteten av intresse. En applikation där detta skulle vara värdefullt är fiärrmätning av fukt eller nivå av väta vid platsen för taggen. En fuktsensor- tagg skulle till exempel kunna vara positionerad inuti en vägg eller ett golv i en byggnad. Fuktnivån inuti väggen skulle kunna läsas genom att hålla en handhållen RFID-läsare säg en meter från väggen, förutsett att taggarnas positioner är diskret märkta eller kartlagda. Via periodisk läsning av taggarna kan man således förebygga kostnadssamma skador på grund av mögel eller föruttnelse. Taggen kan med fördel positioneras direkt under gömda vattenledningars kopplingar för tidig läckdetektering.

Existerande teknologier för avläsning av fuktnivåer vid gömda platser så som inuti väggar är baserat på olika mikrovågsteknologier. För vissa platser och speciellt tjocka flerlager-väggar kan det dock vara svårt att noggrant läsa ett fuktvärde. Förslag på in-situ vattenmängdssensorer har också gjorts genom att använda SAW-baserade transpondrar. l brist på nämnda RFID-chip med sensor-ingång, presenterar detta papper ett alternativt tillvägagångssätt för att använda vanliga lågkostnads-taggar som fuktsensorer, utan att addera extra kostader i termer av ytterligare 10 15 20 25 30 ÉEE EE? 35 elektronik. Föreslagna koncept är baserat på användandet av två taggar på en etikett, separerade så att närfältet för deras antenner inte interfererar.

Det är välkänt att prestationen hos lågkostnadstaggar, konstruerade med enkla enlagersantenner antennas, är mycket känsliga för omgivande miljö och speciellt för näraliggande metalliska ytor och vatten. Vatteninnehåll nära en RFID-antenn kommer direkt att orsaka ohmska förluster i antennens närfält och också ändra dess resonansfrekvens.

Det har tidigare karakteriserats hur denna egenskap kan användas för att mäta väta i jord och snö genom att koppla en transmissionsledning till en begravd monopol- antenn. l betraktande av föreslagna sensoranordning med referens till Fig. 2b och 2c, är en av RFID-taggarna täckt eller totalt inbäddad med ett fuktabsorberande material medan den andra taggen är lämnad orörd.

Pappersmaterial är känt att dra till sig vatten och vattenkoncentration i ett pappersmaterial kan beskrivas som en funktion av relativ fuktighet i omgivande material. l en fuktig miljö kommer fuktkoncentrationen således vara högre i det fuktabsorberande materialet än i omgivningen av en öppen tagg. Det finns en hysteresis-effekt som kan vara ett problem när fukthalt i papper används för att mäta fuktnivåer. Eftersom vatten kommer att öka både den reella och imaginära delen av papperets dielektriska konstant, kommer taggens antenn att operera med lägre effektivitet på grund av ohmska försluster och ändring i ingångsimpedans.

Om passiva, behöver en RFlD-täsare, så kommunikationsenhet 200, hålld på samma avstånd från båda taggarna i etiketten således sända ut en starkare frågande signal för att kunna läsa av taggarna är SOm den inbäddade taggen än den nakna taggen. Genom att jämföra de minsta effektnivåerna som krävs för att läsa av varje tagg är det därför möjligt att bestämma plats. uppslagningstabell där fuktnivåer tidigare har blivit karakteriserade gentemot fuktnivån på taggens Proceduren kräver en skillnader i effektnivåer för läsning. Detta papper visar hur sådan karakterisering kan utföras.

Fuktmätningar genom att bädda in en RFID-tagg kan teoretiskt göras också 10 15 20 25 30 36 med bara en tagg men kräver i så fall att avståndet mellan läsaren och taggen alltid är exakt detsamma. En normaliserande mätning skulle också behövas vid tiden för installation för att ta hänsyn till de specifika förlusterna hos de specifika konstruktionsmaterialen mellan taggen och platsen för läsning. Användandet av bara en tagg skulle därför vara väldigt svårt eftersom det enbart skulle förlita sig på absoluta effektnivåer för en tagg och inte skillnaden mellan två taggar.

Föreslagen etikett är karakteriserad för ett kommersiellt passivt RFID- system klassificerat som Generation 2 och opererande i det licensfria EU- bandet vid 865-868 MHz. Konceptet är också karakteriserat för ett system som använder aktiva taggar vid 2.45 GHz. De aktiva taggarna inkorporerar ett batteri med lång hållbarhet och behöver således inte bli fjärrförsörjd med ström. istället för att jämföra krävda strömförsörjningsnivåer, är därför de reflekterade signalstyrkorna tillbaka tiil läsaren övervakade och jämförda.

Papperet visar att nivåer för relativ fuktighet alldeles över de normala 40- 60% är mätbara med föreslagna teknik, men kan kräva elektronik som kan skilja mellan, eller mäta, effektnivåer mindre än 1dB. Effektskillnader på flera dBs är å andra sidan observerade för strömförsörjning av passiva taggar när fuktnivåer upp till 80-90% nås. Det är också visat att det aktiva systemet å andra sidan faktiskt påvisar en ökad styrka i sin reflekterade signal för en ökad fuktighet.

Sensoretiketterna är också karakteriserade för när det absorberande materialet är direkt försett med med flera gram vatten. Olika uppställningar är jämförda för sensortaggen när den är täckt med olika tjocklekar av det absorberande materialet och för den passiva lösningen också när taggen är täckt med fuktabsorberande material både framför och bakom sin antenn.

Det aktiva systemet är ytterligare karakteriserat med ett alternativt absorberande material för att se om det är någon skillnad vid användandet av andra pappersbaserade material. ll. ExPERlMENTELL UPPsTÄLLNiNc Två passiva Generation 2 taggar från Alien Technology Corp. placerades 10 15 20 25 30 532 22? 37 på en 2.5 mm tjock skiva av 'High Density PolyEthylene' (HDPE) med dielektrisk konstant och förlusttangent om respektive 2.25 och 0.03. Taggens antenns yttre dimensioner mäter 95 x 8 mm och taggarna separerades 206 mm center till center. l tre olika uppställningar, placerades 10 travade ark av läskpapper gjort utav blekt kraftmassa med en basvikt på 260 g/mz, med måtten 103 x 20 x 5 mm, respektive framför, bakom och både framför och bakom en av taggarna. Den andra taggen på samma etikett, 206 mm bort, iämnades öppen. De experimentella etiketterna innefattande HDPEt, taggarna och läskpapperen placerades i en kllmatkammare där temperatur och fuktighet är strikt kontrollerade variabler. En RFlD-läsarantenn placerades också i rummet och positionerades symmetriskt 1.47 m från RFlD-etiketten så att läsarantennen hade exakt samma avstånd till båda RFlD-taggarna i etiketten. Klimatrummet själv mäter 2.7 x 3.6 m.

Låsarantennen kopplades till en RFID-läsare från SAMSys Technologies lnc, opererande vid 865-868 MHz och placerad utanför klimatkammaren. RFID- iäsaren från SAlVlSys tillåter kontroll av uteffekt från antennen varför det är möjligt att enkelt hitta en tröskelnivå för vilken uteffekt som är nödvändig för att fjärravläsa de individuella RFlD-taggarna i etiketterna.

I en miljö med 50% relativ fuktighet (RH) vid 23°C upptäcktes att för det specifika området, behövde den öppna taggen en uteffekt på 16 dBm för att strömförsörjas och reflektera sitt ID-nummer. Vid 50% och 23°C var det heller ingen mätbar skillnad effektnivåer för avläsning för taggarna täckta med pappersmaterial jämfört med de öppna taggarna. Det observerades dock att visa taggar alltid behövde 1dB mer för att läsas av än andra exemplar i exakt samma uppställning. Avvikelserna på grund av olika effektivitet i RFlD- chippen har justerats för i de presenterade resultaten. För en kommersiell produkt krävs att alla taggar kräver exakt samma effekt för att operera.

Exaktheten för presenterade mätningar är i storleksordningen av 0.5 dB. När den relativa fuktigheten är ökad subtraheras den minsta effekt som krävs för att läsa den inbäddade taggen från den minsta effekt som krävs för att läsa den öppna taggen. Beräknad skillnad vid specifika fuktnivàer registreras och kan senare användas för att slå upp fuktnivåer vid mätning av effektskillnader 10 15 20 25 30 38 för taggarna i en etikett när den är placerad på gömda platser.

En semi-aktiv tagg från TagMaster AB placerades liknande i mitten av en skiva av HDPE, De semi-aktiva taggarna skiljer sig från testade passiva taggar på flera vis. Med aktiva menas här att taggen innehåller en intern energikälla i termer av ett konventionellt Lithium-batteri. Med ett batteri som opererar taggens elektronik finns det inget behov att extrahera strömförsöriningsenergi från den frågande signalen från en RFID-läsare. För att spara energi och därmed öka livslängden för de semi-aktiva taggarna återsänder de inte aktivt lD-signaler utan använder så kallad strålningsàterspridning för kommunikation, precis som passiva system.

Testade semi-aktiva RFID-taggars antenner är även byggda som microstrip- antenner på lågförlust-PCB med sitt eget jordplan. Microstrip-antennen gör taggen nästan helt okänslig för underliggande material varför de semi-aktiva taggarna bara karakteriserades med läskpapperet framför dem. Det semi- aktiva systemet opererar vid 2.45 GHz, en frekvens där vatten är känt att ha hög absorption av radiovågor. Den semi-aktiva taggen mäter 85 x 54 mm och var täckt med respektive 2.5 mm och 5 mm läskpapper med storlek 90 x 58 mm. Taglvlasters RFID-antenn och läsare är byggda i en enhet varför läsarens elektronik nu också är inuti klimatkammaren. Den nuvarande läsaruppställningen tillät inte en enkel kontroll av uteffekt som i fallet med den passiva taggläsaren. De tillät hur som helst direkt utläsning av återstrålad signalstyrka. Eftersom detta är den totala mottagna styrkan kunde undersökningen bara utföras fören tagg åt gången och inte för par av taggar.

Konceptet är hur som helst direkt applicerbart för par av taggar om man konstruerar en läsare som extraherar individuellt mottagen effekt, eller kontrollerar uteffekten. Skillnaden l återstrålad effekt extraheraras nu från samma tagg när den är öppen och täckt med läskpapper och inte för två samtidigt återstrålande taggar.

Det finns applikationer där ren väta är av större vikt än relativ fuktighet. För sådana fall är samma etiketter även karakteriserade för när vatten är direkt anbringat på det inbäddande materialet. Vattendroppar tillsätts med 1 gram åt gången med hjälp av pipett och distributerat som 5 droppar per gram över 10 15 20 25 30 *E32 22? 39 läskpapperen. Mätningar utförs 2 minuter efter tillsättning. Fastän 1 gram inte är tillfört bara på ett ställe på läskpapperet, ger metoden för tillsättning och tid mellan tillsättning och mätning en icke likformig vatten-distribution inom volymen för läskpapperet. Det är speciellt fallet när man jämför med klimatkammarexperimenten där läskpappersproverna lämnas i 24 timmar innan mätmningar tar plats. lll. EFFEkrskiLLNADER MELLAN ÖPPNA ocH INBADDADE TAceAR i EN Fukrie ivnLJo Klimatkammaren hålls vid en konstant temperatur på 23°C medan den relativa fuktigheten sveps i diskreta steg från 50% till 90%. För varje stegökning i klimatkammaren lämnades etiketterna i kammaren i 24 timmar för att stabiliseras och jämnt distribuera fukt inuti läskpapperen. Man kan presentera skillnaderna i läsaruteffekt som är nödvändig för att strömförsörja de två passiva taggarna för olika nivåer av inbäddning en av taggarna. En av taggarna är inbäddad med 10 ark av läskpapper framför den och även en total inbäddning med 10 ark framför och 10 ark bakom taggen. 10 ark motsvarar en tjocklek om ca. 5.2 mm. Det kan inses att den mer inbäddade taggen är mer känslig för den omgivande fuktigheten. Den större totala volymen av absorberande material i den inbäddade taggen introducerar en större total mängd vatten nära taggens antenn. Vid 90% RH visar den halv- öppna och inbäddade taggen ungefär samma skillnad till de totalt öppna referenstaggarna.

Skillnaden i effekt reflekterad tillbaka till läsaren kan på liknande sätt visas för semi-aktiva system. Den semi-aktiva taggen, som inte är känslig för bakomliggande material, karakteriseras för respektive 5 och 10 ark av läskpapper framför taggen. En intressant observation är att den semi-aktiva taggen faktiskt producerar en starkare reflekterad effekt vid högre nivåer av fuktighet än samma tagg lämnad öppen. Fenomenet med ökad strålningsåterspridning är möjligt eftersom taggens impedans kommer ännu närmare till perfekt matchning än den ursprungliga taggantennen. introducerade ohmska förluster har då mindre påverkan än ökningen i 10 15 20 25 30 532 22? 40 impedansmatchningen. De olika startvärdena för det semi-aktiva systemet visar också en skillnad i återstrålad signalstyrka mellan öppen och täckt tagg redan för torra papper. Känsligheten för ett semi-aktivt sensorsystem måste därför vara ännu högre än för de absoluta värden som motsvarar ett passivt sensorsystem. Vid 50% relativ fuktighet återstrålar till exempel taggen täckt med 5 mm papper ungefär 1.5 dB starkare än samma icke-täckta tagg. Vid 90 % återstrålar samma tagg ungefär 4 dB starkare än den icke-täckta taggen. “Skillnaden i skillnad” är således bara 2.5 dB. Samma uppställning med de passiva taggarna ger en skillnad från 0 dB till ungefär 5 dB, vilket gör utläsningen mer pålitlig.

Det semi-aktiva systemet karakteriserades också med en annan typ av pappersmaterial som fuktkoncentrator. Ett långfiber-material speciellt utvecklat att absorbera fukt och expandera i storlek medan absorberande.

Alternativa material kan ge liknande resultat som läskpapperet. lV. KARAKTER|sER|NG Av BLOTA TAGGAR Medan den föregående sektionen karakteriserade effektskillnader för nivåer av relativ fuktighet karakteriserar denna sektion samma etiketter för situationer med riktig blöta. Verklighetsjämförselsen kan till exempel vara om etiketterna placeras på platser inuti väggar och golv där det finns en risk för vattenläckage. Till exempel från vattenledningars läckande kopplingar. Detta experiment utfördes i ett vanligt RF-labb, men ändå inte inuti en ekofri kammare. Samma slag av etiketter som i föregående sektion var vardera placerade 1.0 m (passiva taggar) och 1.61 m (semi-aktiva taggar) från varandras respektive RF ID-läsare.

Vatten tillsätts 1 gram åt gången med hjälp av en pipett. Det konstaterades att den 103 x 20 x 5 mm stora täckningen av de passiva taggarna kunde mottaga ca 10 gram vatten innan själva papperet var mättat. Det vill säga att efter ca 10 gram vatten kunde inte traven av papper absorbera något mer vatten utan ytterligare tillsatt vatten flöt då iväg. En tagg inbäddad med 5 mm papper på vardera sida var heller inte alls läsbar på 1.61 m när den hade mottagit mer än 12 gram vatten. Vid tiden för funktionsoduglighet var 10 15 20 25 30 231 0.3 itä “J frå' '“-..i 41 skillnaden i utsänd effekt ca 13 dB. Det är också observerat att skillnaden i minimal utsänd effekt är nästan linjär gentemot mängden tillsatt vatten.

Fastän den totalt inbäddade taggen uppvisar större skillnad än taggen täckt enbart på en sida är skillnaden för mindre mänder vatten inte signifikant.

Vattnet tillsätts med i genomsnitt 5 droppar per gram, distribuerade över arken. Mängden vatten kontra effektkillnad ska jämföras med resultaten från klimatkammaren presenterade enligt vad som är beskrivet ovan. Det uppmättes att 5 mm papper vid 90% RH skiljde 0.6 gram jämfört med samma papperstrave vid 50% relativ fuktighet. En skillnad på ca 5 dB kan visas för 90% RH medan en annan uppställning bara visar ca 1dB skillnad för 0.6 gram. Detta kan vara ett tecken på att desto jämnare distribuerat vattnet är, desto högre påverkan har det på taggens antenn.

Vid beaktande av resultaten från ett semi-aktivt system kan man känna igen ökningen i skillnad för små mängder vatten. När mer vatten tillsätts observeras hur som helst en positiv ökning. Om man bortser från de initiala negativa värdena är skillnaderna för de aktiva etiketterna något mindre än för det passiva systemet. Det ska dock kommas ihåg att de semi-aktiva taggarna är täckta av pappersark med större area än de passiva taggarna eftersom taggarna själva är större, men fortfarande är jämförda med samma mängd vatten.

För att se vad som faktiskt händer med taggens antenns ingångsimpedans, repeterades experimentet med att tillsätta vatten till en passiv taggs täckning med en tagg vars chip har avlägsnats. Taggens antenn var utrustad med 5 mm papper på en sida och dess ingångsimpedans uppmättes med en standard nätverksanalysator-uppställning användandes en obalanserad probe. Taggens ingångsimpedans kan visas när the papperstraven är torr, och har mottagit respektive 4 och 10 gram vatten. Opererande frekvens är indikerat och det är observerat att den inte flyttar sig så mycket för 4 gram vatten men flyttar sig signifikant när 10 gram tillsätts papperet. l Smithdiagrammet blir impedanscirklarna nära den ursprungliga ingångsimpedansen större för större mänger vatten. 10 15 20 25 30 42 V. SLUTSATS Konceptet att använda par av vanliga RFID-taggar som differentiella fuktsensorer har presenterats och utvärderats. Presenterad lösning tillåter fjärravläsning av fuktighet och nivåer av väta inuti till exempel väggar och golv. Skillnaden i effektnivåer för olika nivåer av relativ fuktighet visade sig vara i storleksordningen av några decibel för de 80% RH där fuktighet kan börja vara källan till mögel. Detta sätter hårda restriktioner på toleranserna för utläsningselektroniken och att de individuella tagganatennerna inom etiketten inte är externt störda av små variationer i deras respektive närheter.

Trots att ett alternativt pappersmaterial beprövades i denna undersökning, kan möjligen framtida experiment inkludera material som förändrar sina dielektriska egenskaper ännu mer när de exponeras för måttliga fuktnivåer.

Den totala tjockleken av det absorberande materialet skall företrädesvis vara så tjockt som möjligt för att introducera den största elektriska störningen i taggens antenn när den blir blöt. Hysteresen för pappersmaterialet kan också vara ett problem eftersom en stor ökning kan skapa en inkorrekt avläsning på grund av minneseffekter. En inkorrekt avläsning på grund av hysteres indikerar dock fortfarande att fuktnivån har varit hög.

Det undersökta semi-aktiva systemet presenterar ett potentiellt problem som fuktsensorer eftersom den täckta taggen faktiskt återstrålade en starkare signal än den öppna taggen. Minskande signalstyrkor observerades bara efter tillsättande av mer än 4 gram vatten. De semi-aktiva taggarna kan läsas på mycket längre avstånd och därför också genom väggar med mer svåra material.

Att använda de passiva taggarna som sensorer för att mäta ren blöta visade sig ge goda prestanda i termer av effektnivåskillnader då ett fåtal gram vatten i det absorberande materialet gav skillnader om flera dBs.

En mer avancerad etikett skulle kunna inkludera 3 eller fler taggar där en tagg möjligen skulle kunna ha sin antenn fullständigt upplöst om fuktnivån överstiger visst värde. Detta skulle till exempel kunna åstadkommas genom att ha ett vattenbaserat elektriskt ledande bläck (det vill säga silverbläck). På 10 5539. E22? 43 så vis skulle man skapa en minneseffekt som förtäljer att den relativa fuktigheten har varit över en viss nivå och även ge det nuvarande värdet.

Den föregående beskrivningen av de föredragna utföringsformerna av föreliggande uppfinning har tillhandahållits för syftet att illustrera och beskriva. Det är inte avsett att vara uttömmande eller begränsa uppfinningen till de beskrivna varianterna. Uppenbarligen kommer många modifieringar och variationer att framgå för fackmannen. Utföringsformerna valdes och beskrevs för att bäst förklara principerna av uppfinningen och dess praktiska tillämpningar, och därmed möjliggöra för fackmän att förstå uppfinningen för olika utföringsformer och med de olika modifieringarna som är lämpliga för det avsedda bruket.

Claims (25)

'ii C FO N' P0 “ut ...Jam PATENTKRAV

1. Sensoranordning (100) lämplig för fastställa ett tillstànd, till exempel fukt, innefattande en första RFlD-enhet (110) och en andra RFID-enhet (120) som blir utsatta för nämnda tillstànd, kännetecknad av att den andra RFID-enheten (120) åtminstone delvis är försedd med ett degraderingsorgan (130) som har sådana egenskaper att, när det utsätts för nämnda tillstånd, den andra RFlD-enheten (120) degraderas funktionellt i en större utsträckning än den första RFID- enheten (110), varvid nämnda tillstànd är avsett att bestämmas ur en skillnad i aktiveringsenergi mellan den första RFID-enheten (110) och den andra RFlD-enheten (120).

2. Sensoranordning (100) enligt patentkrav 1, varvid degraderingsorganet (130) innefattar ett substrat inkluderande papper och/eller tyg och/eller plast och eller trämaterial eller en blandning av material.

3. Sensoranordning (100) enligt patentkrav 1 eller 2, varvid den andra RFID-enheten (120) är väsentligen inbäddad i degraderingsorganet.

4. Sensoranordning (100) enligt något föregående patentkrav, ytterligare innefattande en stödenhet (140) ordnad att stödja den första RFlD-enheten (110) och den andra RFID-enheten (120).

5. Sensoranordning (100) enligt patentkrav 4, varvid nämnda stödenhet (140) innefattar ett fästorgan (150) för att fästa nämnda anordning vid ett objekt.

6. Sensoranordning (100) enligt något föregående patentkrav, varvid den första RFID-enheten (110) och den andra RFlD-enheten (120) är ordnade relativt varandra så att, när de är aktiverade, 532 227 »f 5,? fw interferens mellan nämnda första RFID-enhet (110) och nämnda andra RFID-enhet (120) är vid en accepterbar nivå.

7. Sensoranordning (100) enligt något föregående patentkrav, varvid den första RFlD-enheten (110) och den andra RFID-enheten (120) är anordnade relativt varandra sä att nämnda första RFlD-enhet (110) och nämnda andra RFID-enhet (120) utsätts för väsentligen samma tillstånd.

8. Sensoranordning (100) enligt något föregående patentkrav, varvid nämnda tillstànd är åtminstone ett av följande: fukt, temperatur, tryck, kemisk kontaminering.

9. Sensoranordningsprodukt (199) innefattande en uppsättning med sensoranordningar (100) enligt något föregående paientkrav, där nämnda uppsättning med sensoranordningar (100) är löstagbart kopplade till varandra.

10. Sensoranordningsprodukt (199) enligt patentkrav 9, varvid nämnda uppsättning med sensoranordningar är anordnade i en NxM matris-konflguration, där N och M är positiva heltal.

11. Sensoranordningsprodukt (199) enligt patentkrav 10, varvid NxM-matrisen är en Nx1-matris.

12. Förfarande för att fastställa ett tillstànd, till exempel fukt, innefattande stegen att: -fastställa en skillnad i prestanda hos en första RFID-enhet (110) och en andra RFID-enhet (120), där nämnda första RFID-enhet (110) och nämnda andra RFlD-enhet (120) utsätts för nämnda tillstànd, där den andra RHD-enheten (120) degraderas funktionellt i större utsträckning än den första RFlD-enheten (110) pà grund av nämnda tillstànd, varvid steget att fastställa skillnaden innefattar steget att fastställa skillnaden mellan aktiveringsenergin för den första RFID-enheten och aktiveringsenergin för den andra RFID-enheten; samt att -fastställa nämnda tillstànd baserat pà nämnda fastställda skillnad i prestanda.

13. Förfarande enligt patentkrav 12, varvid steget att fastställa skillnaden innefattar steget att fastställa en skillnad mellan en första svarssignal genererad av den första RFID-enheten och en andra svarssignal genererad av den andra RFID-enheten.

14. Förfarande enligt patentkrav 13, varvid skillnaden mellan den första svarssignalen och den andra svarssignalen är baserad pä amplituden av nämnda signaler.

15. För-farande enligt något av patentkraven 12-14, innefattande-t steget att: - presentera och/eller lagra det fastställda tillståndet.

16. Kornmunikationsenhet (200) för att fastställa ett tillstànd, till exempel fukt, innefattande kommunikationsmedel för att kommunicera med en sensoranordning (100) enligt något av patentkraven 1-8, och beräkníngsorgan (400, 410) för att fastställa skillnaden i prestanda hos den första RFID-enheten (110) och den andra RFlD-enheten (120), organ för att fastställa skillnaden mellan aktiveringsenergin för den första RFID-enheten (110) och aktiveringsenergin för den andra RFlD-enheten (120), samt organ (400, 410) för att fastställa nämnda tillstånd.

17. Kommunikationsenhet (200) enligt patentkrav 16, ytterligare innefattande organ (400, 410) för att fastställa en skillnad mellan en första svarssignal genererad av den första RFID-enheten (110) och en andra svarssignal genererad av den andra RFID-enheten (120). 532 22? j, 'q

18. Kommunikationsenhet (200) enligt något av patentkraven 16 och 17, ytterligare innefattande organ för att presentera och/eller lagra det fastställda tillståndet.

19. Kommunlkationsenhet (200) enligt något av patentkraven 16-18, ytterligare innefattande organ (225) för att fastställa avståndet mellan kommunikationsenheten och ett objekt, och/eller organ (230) för att optiskt identifiera information (260) tillhandahàllet vid ett objekt.

20. System innefattande en sensoranordning (100) enligt något av patentkraven 1-8, och en kommunikationsenhet (200) enligt något av patentkraven 16-19.

21. Användning av en kommunikationsenhet (200) enligt något av patentkraven 16-19.

22. Förfarande för att tillverka en sensoranordningsprodukt enligt något av patentkraven 9-11, innefattande steget att trycka nämnda produkt med hjälp av en tryckpress.

23. Datorprogram innefattande en programkod för att utföra förfarandestegen enligt något av patentkraven 12-15 när nämnda datorprogram körs på datorn eller en kommunikationsenhet (200).

24. Datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrat på ett, av en dator läsbart, medium för att utföra förfarandestegen enligt patentkrav 12-15, när nämnda datorprogram körs på datorn eller kommunikatlonsenheten (200).

25. Datorprogramprodukt direkt iniagringsbart i ett internt minne i en dator, innefattande ett datorprogram för att utföra förfarandestegen enligt patentkrav 12-15. när nämnda datorprogram körs pà datorn eller kommunikationsenneten (200).