WO2008067985A1 - Sensor-transponder-einheit und verfahren zu ihrem betreiben - Google Patents

Sensor-transponder-einheit und verfahren zu ihrem betreiben Download PDF

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WO2008067985A1
WO2008067985A1 PCT/EP2007/010515 EP2007010515W WO2008067985A1 WO 2008067985 A1 WO2008067985 A1 WO 2008067985A1 EP 2007010515 W EP2007010515 W EP 2007010515W WO 2008067985 A1 WO2008067985 A1 WO 2008067985A1
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WO
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sensor
transponder
container
transponder unit
unit according
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PCT/EP2007/010515
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English (en)
French (fr)
Inventor
Keith Ulrich
Stefan Wilms
Original Assignee
Deutsche Post Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/47—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using RFID associated with sensors

Definitions

  • the invention relates to a sensor transponder unit.
  • the invention further relates to a method for operating the sensor transponder unit.
  • the known sensor transponder units consist of a unitary component which contains a sensor, a transponder, a computing unit, a memory unit and a battery.
  • the invention has for its object to provide a sensor transponder unit that can be used as flexible as possible in different technology areas.
  • a particularly advantageous use of the sensor-transponder unit according to the invention provides to use it in a container, in particular a container for carrying out transport operations, in a logistics system.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the transponder and the sensor are designed as spatially separated components.
  • a further development of the sensor transponder unit, the method of its operation, the container and the use of the sensor transponder unit provides that the transponder and the sensor are in two separate housings.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the transponder and the sensor are connected to each other by a connecting element (V).
  • a further development of the sensor transponder unit, of the method for its operation, of the container and of the use of the sensor transponder unit provides that it can be connected to a container, wherein the container contains an interior for accommodating at least one object.
  • a refinement of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the sensor is located in the interior of the container.
  • Method for their operation, the container and the use of the sensor-transponder unit provides that the transponder is located further out than the sensor.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the transponder and the sensor are connected to each other by at least one cable.
  • a further development of the sensor transponder unit, of the method for its operation, of the container and of the use of the sensor transponder unit provides that the transponder and the sensor are connected to one another by an electromagnetic coupling means.
  • a further development of the sensor transponder unit, of the method for its operation, of the container and of the use of the sensor transponder unit is characterized in that measurement data of the object are detected by a sensor, that the acquired measured values are transmitted to a transponder are transmitted and that the transponder transmits state information to a reading unit as a function of the measured data.
  • a further development of the sensor transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor transponder unit provides that the status information is stored.
  • a refinement of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the status information is stored in a storage medium mounted in the container.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit provides that the connecting element includes at least one light guide.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the sensor is closer to the object than the transponder.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit provides that the intermediate layer has a shock-absorbing effect.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the intermediate layer absorbs electromagnetic radiation.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit provides that the intermediate layer reflects electromagnetic radiation.
  • a refinement of the sensor transponder unit, the method for operating it, the container and the use of the sensor transponder unit is characterized in that the energy is supplied by the reading unit.
  • a further development of the sensor transponder unit, of the method for its operation, of the container and of the use of the sensor transponder unit provides that a forwarding of the energy from the transponder to the sensor takes place.
  • a further development of the sensor transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor transponder unit is characterized in that a signal line between the sensor and the transponder is effected by a connecting element.
  • a further development of the container, the method for producing the container, the logistics system and the use of the container provides that the container is transported from a point of dispatch to a receiving location.
  • a refinement of the container, of the method for producing the container, of the logistics system and of the use of the container is characterized in that the logistics system has reading means, which thus have at least one component in the container.
  • Container arranged transponder interact that transmitted by a sensor measured data of the object are transmitted to the reading units.
  • a further development of the container, the method for producing the container, the logistics system and the use of the container provides that determines the position of the container and that the position of the container is assigned to the state information obtained from the sensor.
  • a development of the container, the method for producing the container, the logistics system and the use of the container is characterized in that the transponder energy is supplied.
  • a further development of the container, the method for producing the container, the logistics system and the use of the container provides that the energy is supplied by the reading unit.
  • a further development of the container, the method for producing the container, the logistics system and the use of the container is characterized in that a transfer of energy from the transponder to the sensor takes place.
  • a further development of the container, the method for producing the container, the logistics system and the use of the container provides that a signal line between the sensor and the transponder by a connecting element takes place.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides for a device comprising at least one transponder and at least one transponder.
  • nem sensor element to connect with the packaging.
  • a firm connection with the packaging should also improve the overall process and give the possibility of certification.
  • the RFID component which allows non-contact readout (important in refrigerated transports: reading the temperature information without having to open the packaging!), Should sit tightly but protected behind the outer wall.
  • the temperature sensor should be attached as close as possible to the product, ie somewhere as centrally as possible in the interior of the packaging. Sensors and RFID are preferably connected via a serial connection, in this case two wires.
  • a further development of the invention provides for distributing and connecting a plurality of identical temperature sensors in the packaging so as to better absorb the temperature behavior in the packaging. You can also install other or additional sensors that may measure humidity or vibration.
  • the electronics should be incorporated into the packaging unit as invisibly as possible.
  • the electronic components within the packaging may be finely meshed. This meshing (crosslinking) is preferably carried out during a production process of the packaging.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that a position of the transponder is determined.
  • a further development of the sensor transponder unit, of the method for its operation, of the container and of the use of the sensor transponder unit is characterized in that the position is stored in the data processing unit.
  • a method for operating, the container and the use of the sensor-transponder unit provides that the position of the container is determined and that the position of the container is assigned to the status information obtained from the sensor.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the transponder energy is supplied.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit provides that the energy is supplied by the reading unit.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that a forwarding of energy from the transponder to the
  • a further development of the sensor transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor transponder unit provides that a signal line between the sensor and the transponder is effected by a connecting element.
  • a further development of the sensor-transponder unit, the method for its operation, the container and the use of the sensor-transponder unit is characterized in that the connecting element includes at least one wire.
  • transponders For an inventive use are many types of transponders. Particularly preferred are transponders that serve as transmitting and / or receiving devices. In particular, these are receivers that are suitable after receiving a foreign signal to emit its own signal.
  • transponders which are provided with at least one identification.
  • transponders are also referred to below as RFID tags.
  • RFID tags transponders with identification information
  • An RFID tag consists of a microchip and an antenna. A code is stored on the chip that contains processing-relevant information. In particular, the information is identification information (ID).
  • Transponders are equipped to send and / or receive signals on the triggering (radio) signal of a reader. Active transponders contain a power supply for their operation. Passive transponders, however, receive energy through the signals emitted by the reader.
  • the inventive method for monitoring a container for receiving objects provides that a sensor in the interior is used to determine changes in state of the physical nature of the container contents.
  • the measurement data is transmitted to the transponder.
  • the transponder transmits status information to a reading unit as a function of the measured data.
  • the measurement data themselves are transmitted as state information to the reading unit.
  • critical variables determined from the measured data for example temperature exceedances, are transmitted.
  • a transmission of selected, compressed and / or reduced values has the advantage that storage and transmission capacities are used more effectively.
  • antennas tuned to the wavelength of the electromagnetic radiation of the transponders are used.
  • the information collected in this way is then processed further.
  • the reading unit is arranged in a transport means for the container, in a warehouse or a processing center for the container.
  • a data processing unit which is preferably connectable to the reading unit, receives this status information from the reading unit.
  • a further development of the invention is characterized in that the location of the container is determined by a locating means in connection with the container and the position of the container is assigned to the status information obtained from the sensor.
  • the position of the container can be determined by a locating means directly on the container or on a means of transport, with which the container is transported. If the locating means is located at an associated means of transport, it is preferably in connection with the data processing unit of the container.
  • the position of the container can be determined, for example, by a locating means in the form of a GSM module, a GPS module and / or a direction-finding transmitter.
  • the different location means can be used depending on a required accuracy of the position determination, where they can be used either vertically or in parallel.
  • a further development of the method, the logistics system, the container, the network node and the computer program product provides that the status information obtained from the sensors is compared with nominal values, with a deviation from a nominal value being regarded as an alarm.
  • the comparison of the state information is preferably carried out by comparing the measured electrical properties of the conductive layers with a desired value of the electrical properties. It can be provided that a deviation of the detected by the sensor physical condition of the container material is not considered by a target value as an alarm, if the deviation is associated with a position of the container, which is deposited as a position for the permitted opening of a container in the data processing unit.
  • the status information obtained from the sensor is transmitted to a communication module on the container, and the communication module transmits the status information to a message receiving device.
  • a further development of the invention provides to use at least one transponder as a communication module.
  • the transmission of the status information from the communication module to the message receiving device may take place on the transport path or after the arrival of the container at the destination.
  • the transmission of the status information on the transport path preferably takes place only if a comparison within the data processing unit shows that a deviation of the status information of setpoint values detected by the sensors is regarded as an alarm.
  • the determination of the position of the container and the assignment of the position to the status information obtained by the sensor preferably takes place in the data processing unit of the container, but it can also be used in the message processing unit. receiving device or be performed in the monitoring center.
  • a further development of the invention comprises, in addition to a method for monitoring a container, a container with means for monitoring according to the invention.
  • the means for monitoring are, in particular, sensors which are suitable for detecting at least one state quantity acting in the interior of the container.
  • the container further comprises, in one embodiment, a data processing unit and location means for determining the position of the container in association with the container.
  • containers that are equipped to interact with a data processing unit located outside the container.
  • At least one transponder as communication means in such a way that it transmits measured values recorded by at least one sensor and / or state information obtained from the measured values to a data processing system.
  • Such an embodiment has the advantage that computing operations take place at least partially outside the containers. This makes it possible to use within the container no or only small storage means. In particular, it is advantageous to dimension the storage means so that they store identification information and / or information about the presence of an event requiring evaluation. Details of the event requiring evaluation are stored and / or edited outside the containers in a particularly preferred embodiment of the invention.
  • the container has a communication module in connection with the data processing unit and an atmosphere measuring device such as a temperature and / or humidity sensor.
  • the container further comprises a protective sheath.
  • an object detection means for registering at least the number of objects introduced into the container.
  • the method according to the invention has the advantage that the condition of a container during the transport of objects can be comprehensively monitored. Techniques for measuring and monitoring the physical nature of a container material and / or environmental conditions may be used in conjunction with locating means to associate an event or condition on the container with a position of the container. This allows for the exact definition of the location and thus, for example, a jurisdiction in which an event has occurred.
  • Fig. Ia is a schematic representation of one of a transponder (T) and a sensor (S) existing
  • Fig. Ib is a schematic representation of one of a
  • Fig. 2 is a schematic representation of one of a
  • Fig. 3 is a schematic representation of one of four
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a transport process of the container, including a temperature profile
  • FIG. 5 shows an integration of the transport process illustrated in FIG. 4 into a monitoring system (Shipmint Control &Management-SCM);
  • FIG. 6 shows a manual detection of data of a transponder 600, which is located on a container 601, by a reading device 602;
  • Fig. 7a shows an embodiment of a container, in which a Sensor 701 is formed as a sensor surface and is located between objects 702, 703, 704 and 705 in an interior of a container 706;
  • Fig. 7b shows an embodiment of a container in which a
  • FIG. 8a shows an embodiment of a container in which circular sensors are arranged in the interior of the container
  • FIG. 8b shows a further embodiment of a container in which circular sensors are arranged in the interior of the container
  • FIG. 9 shows a cross section through a transport container according to the invention with several sensors and transponders
  • FIG. 10 is a perspective view of a container according to the invention.
  • FIG. 11 shows a container according to the invention, in which a sensor is located in the region of the objects and is connected to a transponder arranged outside the interior of the container, and
  • Fig. 12 juxtaposed strips to illustrate useful differences in length between different sensor-transponder combinations.
  • the invention includes a variety of combinations of sensors and transponders.
  • transponders in a suitable geometry, for example in the form of a net, a ring or a mat.
  • FIGS. 1 a, 1 b, 2 and 3 schematically illustrate sensor-transponder units according to the invention.
  • connection means V show examples of a connection between sensors and transponders by connecting means V.
  • the connecting means V can be designed in many different ways. For example, these are elements for forwarding signals.
  • the connection means are equipped so that they also allow mechanical contact between transponders and sensors.
  • the connecting means are bendable.
  • the invention is provided to integrate at least individual sensor transponder units into the containers during a production process of the containers. This occurs, for example, in that blanks of a foldable material used to produce the carton are connected to the sensor transponder units for production of a carton. It is particularly advantageous first to make the connection with the sensor transponder units and then to fold the blanks in a desired shape for the design of the container.
  • a temperature sensor When using a temperature sensor, it is particularly advantageous if it is at least partially in contact with at least one object. This ensures that the sensor has the same temperature as the object to be monitored.
  • the number of sensors and transponders is adapted to the requirements of the monitoring to be effected.
  • the connecting means can be better placed in containers for the dispatch of objects.
  • the connecting means V expediently has a length of 5 cm to 1 m, preferably between 10 cm and 80 cm.
  • the connecting means V effects a thermal insulation between the sensor S and the transponder T.
  • the connecting element consists at least partially of a thermally insulating material.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a transponder (T) and a sensor (S) existing sensor transponder unit.
  • FIG. 1b shows a schematic representation of a sensor-transponder unit consisting of a sensor and two transponders.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a sensor transponder unit consisting of a transponder and two sensors. The use of several sensors improves the monitoring possibilities.
  • the arrangement of the sensors and the transponder is expediently carried out in each case according to the requirements (proximity to the objects to be monitored or to the likewise to be monitored external contact points).
  • FIG. 3 a sensor transponder unit comprising four sensors (S) and four transponders (T) is shown for this purpose.
  • the illustrated sensor transponder units can be used in a variety of applications.
  • FIGS. 4 to 12 An application of the sensor-transponder unit in logistics systems is illustrated below with reference to FIGS. 4 to 12 as a particularly preferred embodiment of the invention.
  • the logistics chain shown in FIGS. 4 to 12 enables a transport of refrigerated goods to be kept Objects over any distance, for example transcontinental.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a transport process of a container equipped with a sensor transponder unit. This figure also contains an illustration of a temperature profile determined during the transport process.
  • Examples of other parameters that may need to be monitored and observed are humidity and / or shock.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides to calculate an expected duration of use of the objects.
  • sensor RFID units are used according to the invention, which monitor a temperature distribution and determine a total effect on the objects.
  • Overall action here preferably means a weighting of temperature excesses and times in which the temperature exceeded.
  • a calculation of the total impact on the object or the objects is possible in one embodiment by a computing unit in the containers.
  • FIG. 5 shows an integration of the transport process shown in FIG. 4 into a monitoring system (Shipmint Control & Management - SCM).
  • FIGS. 4 and 5 show that a measurement of the measured values and a transmission of status information (measured values or values derived therefrom) takes place in different processing steps of a transport chain.
  • a first measurement of properties of the physical objects for example, a temperature measurement-takes place in a method step 1 upon acceptance of the containers from a delivery warehouse (dispatch location) 401, if appropriate when loading into a transporter 402.
  • step 2- for example, during a transport of the shipment from the delivery warehouse 401 to a warehouse 403, for example a cargo terminal of an airport, at least one further measurement and / or capture of other shipping-related data, for example of information relevant for customs clearance takes place.
  • a further measurement and / or a collection of further shipping-relevant information takes place, for example via a previous delivery period.
  • a method step 4 information is transmitted from the containers to the reading unit and / or from the reading unit to an evaluation unit.
  • Such an operation can take place, for example, during transport of the containers-for example in an aircraft.
  • a transmission during a takeoff phase of an aircraft 404 is shown.
  • a further temperature measurement and / or a transmission of an expected arrival time takes place at a destination airport.
  • a measuring operation takes place during a transport of the container.
  • the containers After being transported to the destination airport, the containers are transported to another warehouse 406, for example a cargo terminal.
  • the received data is transmitted to the intended recipient.
  • the recorded measured values are supplemented by a further measuring process.
  • the containers are constructed so that they have an outer box and an inner box, wherein it is expedient, between the outer box and the inner box materials for Prevention of influences on the object or the objects provide.
  • Particularly reliable measured values are obtained by virtue of the fact that at least one of the sensors in the interior of the container is located in the region of the object or of the objects, preferably in contact with at least one object.
  • a determination of forecast values for the expected temperature - or the expected temperatures - with an unchanged transport of the container makes it possible to detect the danger of exceeding a critical temperature in advance.
  • exceeding the temperature is prevented by changing at least one transport parameter.
  • transport in a faster means of transport - for example a helicopter instead of a truck - can prevent the cold chain from being interrupted (exceeding a set temperature - in particular over a longer period than provided in product files).
  • a transport in cars with refrigeration or freezing facilities can be selected.
  • the closure means can already be contained in the possibly folded container when they are delivered. They may, for example, be accommodated in the container together with a pre-printed address label and / or an instruction for use and expediently detachably fastened.
  • the address label can be filled filled in a possibly marked area.
  • the container may also contain instructions for the use of the box, advertising imprints, postage stamps or other imprints.
  • FIG. 6 shows a manual detection of data of a transponder 600, which is located on a container 601, by a reading device 602.
  • FIG. 7 a shows an embodiment of a container in which a sensor 701 is designed as a sensor surface and is located between objects 702, 703, 704 and 705 in an interior of a container 706.
  • FIG. 7 b shows an embodiment of a container in which a sensor strip 801 is located between objects 802, 803, 804, 805, 806, 807 in an interior of a container 808.
  • Fig. 8a shows an embodiment of a container in which circular sensors are arranged in the interior of the container.
  • Fig. 8b shows a further embodiment of a container in which circular sensors are arranged in the interior of the container.
  • Fig. 9 is a cross section through an inventive
  • Transport container with multiple sensors and transponders shown The cross section shows that the side walls 121, 122, 123 and 124 of the inner box are parallel to the side walls 111, 112, 113 and 114 of the outer box.
  • the walls of the inner and outer boxes are in this embodiment of cardboard of a certain thickness, as is commonly used for packaging.
  • the blank of the outer box can, for example, in one piece of four parallel side walls 111, 112, 113, and 114 and an adjacent tab 160 which is connected to the side wall 111.
  • the tab 160 may extend over the entire length of the containers, or it are several smaller tabs, which are distributed over the length of the container.
  • the formation of the inner box can take place analogously via four side walls 121, 122, 123 and 124 and one or more tabs 170. Instead of the tabs 160 and 170, other types of connection can be used.
  • the attachment of the inner box on the side walls of the outer box can also be done in various ways. It has proved to be particularly expedient to provide at least one edge 150 of the inner box at least one respective tab 250 for attachment to the outer box. Preferably, the tabs are located at two opposite edges 50 of the inner box.
  • the formation of the tabs 250 can be done in several ways. It has proved to be particularly advantageous to punch out the tabs preferably in a U-shape from the side walls of the inner box so that they can be folded over a remaining fold line 180 in the direction of the arrow to the outer box. For each of the side walls of the outer walls, one or more connecting straps can be provided distributed over the length of the containers.
  • tabs and side walls together are expediently via bonds, but there are also other types of connection conceivable.
  • brackets or tabs that engage in corresponding recesses may be used.
  • FIG. 10 shows a perspective view of a container according to the invention.
  • FIG. 11 shows a container according to the invention, in which a sensor is located in the region of the objects and with an au Transponder is arranged outside the interior of the container.
  • FIG. 12 shows strips arranged next to each other to illustrate appropriate differences in length between different sensor-transponder combinations.
  • a particularly preferred Radio Frequency Identification enables automatic identification (radio recognition) and localization of objects.
  • Transponder also called RFID Tag, Smart Tag, Smart Label or RFID Chip
  • Readers with associated antenna also called Reader
  • transponders with little or no storage space are particularly advantageous, it is also possible to use transponders that store data.
  • the data are preferably read without contact and without visual contact.
  • Transponders without data storage are preferred.
  • transponder and reader takes place by means of electromagnetic waves. At low frequencies this happens inductively via a near field, at higher frequencies via an electromagnetic far field.
  • RFID tags can have rewriteable memory that can store information during their lifetime.
  • the RFID communication works as follows: The reader generates a high-frequency electromagnetic alternating field, which receives the antenna of the RFID tag. In the antenna coil, as soon as it comes close to the electromagnetic field, Indutationsström. This activates the microchip in the RFID tag. The induced current also charges a capacitor in passive tags, which ensures a permanent power supply of the chip. This takes over a built-in battery with active tags.
  • the microchip Once the microchip is activated, it receives commands that the reader modulates into its magnetic field. By modulating an answer into the field sent by the reader, the tag sends its serial number or other data requested by the reader.
  • the tag itself does not send a field, but only changes the electromagnetic field of the reader.
  • RF tags at 13.56 MHz from the UHF tags at 865-869 MHz (European frequencies):
  • HF tags use load modulation, which means they use short-circuiting energy from the alternating magnetic field. This can be detected by the reader. By bonding to the alternating magnetic field, this technique works exclusively in the near field.
  • the antennas of a Nahfeldtags therefore form a coil.
  • UHF tags use the electromagnetic far field to transmit the answer.
  • This embodiment of the method is called backscattering.
  • the electromagnetic wave is either absorbed or reflected with the largest possible return cross section.
  • the antennas are mostly dipoles, the chip sits in the middle of the RFID tag.
  • tags For reading out the tags, several, for example 10, free channels with an output of, for example, 2 watts are available in the UHF range, above one channel and below 3 channels, which can only be operated at lower power. All channels extend over a width of 200 kHz.
  • the tag response is done by modulating the response signal at 200 kHz on the CW, thus creating a sideband 200 kHz above and below this CW, so it lies exactly in an adjacent channel.
  • RFID tags may well be the size of books (eg in container logistics). However, it is advantageous to make very small RFID tags that can be easily integrated into the containers.
  • the range of passive transponders depends not only on the frequency but also significantly on the coil size.
  • Small batteryless RFID tags do not have their own power supply and must gain their supply voltage by induction from the radio signals of the reading units. While this reduces the cost and weight of the chips, it also reduces the range. This type of RFID tags is used for. For example, for product authentication and / or for tracking and tracing used, since the cost per unit are crucial. RFID tags with their own power supply achieve a considerably higher range and have a larger range of functions, but are more complex to manufacture.
  • Coded information is introduced into the transponders as control instruments for the parcel logistics.
  • the transponders may have a consecutive numbering - possibly with a check digit -, other numbering as well as address information or other information which classify the program or serve, for example, for advertising purposes.
  • RFID identification systems "smart transponders” - make it possible to optimize logistics processes.
  • the RFID microchip For operation, in particular for signal modulation, the RFID microchip must be supplied with energy.
  • RFID tags There are two types of RFID tags:
  • Passive RFID tags draw their energy to power the microchip from the received radio waves. With the antenna as coil, a capacitor is charged by induction, which supplies the day with energy. The range is here a few millimeters to a few centimeters.
  • Active RFID tags receive the power to power the microchip from a built-in battery. Usually, they are idle or do not send out information to increase the life of the energy source. Only when a special activation signal is received, the transmitter activates. This allows a much higher range, which can be up to about 100 meters. frequency ranges
  • High frequencies 3-30 MHz. Short to medium range, medium transmission speed, medium to low price range. In this frequency range, the so-called smart tags (usually 13.56 MHz) work.
  • RFID tags send their information in plain language, but some models also have the ability to encrypt their data.
  • Data record of the transponder is attached at the time of chip production (number). This is especially preferably for the identification fee and requires less production effort and lower energy consumption.
  • FRAM ferrromagnetic random access memory
  • SRAM static random access memory
  • Passive transponder - power supply is taken from the (electric / magnetic) field
  • Active transponder battery normally for expanding the range of data transfer, but also for parallel sensors.
  • RFID tags which have at least one sensor input.
  • an RFID tag having one or more sensor inputs, each modifying a label data word bit stream read by a label retrieval device, is modified.
  • An RFID tag may include a sensor input capable of receiving variable signals from one or more sensors, an analog variable, or a digital variable.
  • the amplitude of the RFID tag modulates the DS-RF carrier of the RF generator with its data word bitstream by charging and discharging the resonant circuit or antenna of the RFID tag in accordance with the binary values of that data word bitstream.
  • the data word bitstream is a series of on-off pulses representing, for example, a serial data word synchronization header and the RFID tag number.
  • Parity bits or a checksum value may also be included in the data word bitstream. These series of on-off pulses are detected by a tag reader (interrogator) which detects amplitude variations of its DS-RF signal. These amplitude variations are caused by the electromagnetically coupled or RF antenna coupled RFID tag which charges and discharges the resonant circuit or antenna of the tag reader or interrogator.
  • an RFID tag has a digital input for detecting a change in the voltage, the current or the resistance of a sensor connected to the digital input.
  • the sensor state of the digital input can determine if the bit values of the data word bitstream can be inverted. The difference between the two data word bitstreams results in the change in the sensor (open or closed), causing a Measured value is displayed.
  • a voltage or current supply of the sensor may originate from an external source or from the RFID tag itself, which then supplies some of the current from the electromagnetically coupled or RF antenna coupled continuous wave from the interrogator or label reader.
  • the sensor may be, for example, an electromechanical switch, a transistor, a Hall effect element, a phototransistor.
  • Another embodiment of the RFID tag has an analog input for detecting an analog sensor signal represented by a variable voltage, current or resistance value.
  • the analog input can be converted by a voltage comparator into an on-off high-low representation.
  • Voltage or current for powering one or more analog sensors may be sourced from an external source or from the RFID tag that utilizes a portion of the energy from the electromagnetically coupled or RF antenna coupled continuous wave from the interrogator or tag reader.
  • the analog sensor (s) may be an RTD, a thermocouple, a piezoelectric pressure transducer, and the like.
  • the value recorded can be, for example, the following: pressure, temperature, acceleration, vibration,
  • Moisture content, gas content, density, flow rate, sound intensity, radiation, magnetic flux, pH. Voltage or current for powering one or more sensors may be sourced from an external source or from the RFID tag, which then supplies some of the power from the electromagnetically coupled or RF antenna coupled strobe from the interrogator or tag reader.
  • the RFID tag may be made of a single semiconductor IC chip, or may consist of multiple semiconductor dies in a single IC package. It is also contemplated and within the scope of the invention that multi-chip RFID tags having multiple discrete electronic components be incorporated into the embodiments discussed above, including, for example, microcontrollers, memories, digital logic circuits, analog circuits, and discrete and / or monolithic Transducers or sensors.
  • a further development of the invention includes an RFID tag with a sensor input, the logic circuits in the
  • RFID tag causes data content to be modified.
  • the RFID tag If the RFID tag is passive, it has no internal power storage and the power for its circuitry comes from a near-field or far-field continuous wave radio frequency (DS-HF) source. This is installed, for example, in a means of transport (for example a land vehicle or aircraft) or a warehouse.
  • DS-HF near-field or far-field continuous wave radio frequency
  • the RFID tag When the RFID tag comes close to the DS-RF field, the RFID tag pulls energy from the field via electromagnetic or RF coupling. The nearby RFID tag affects the amplitude of the DS-RF carrier.
  • the DS-RF generator has an interrogator which detects changes in the amplitude of the DS-RF carrier and has an evaluation circuit which searches for one or more patterns in these amplitude variations over a period of time. If a recognizable pattern is detected, an RFID tag has been detected and the information in that recognizable pattern can be used.
  • the RFID tag can also provide the sensor with electrical power.
  • the RFID tag generates a data word bitstream that is read by an interrogator or tag reader.
  • This data word bit stream contains information that is influenced by a signal value of the sensor. If the signal value of the sensor changes, so do the
  • the sensor (s) may be digital or analog as described above.
  • the reading unit (interrogator or label reader) detects amplitude changes or frequency changes of an electromagnetic signal caused by the transponder (s) and converts them to the serial data word bit stream.
  • the invention thus provides a system in which RFID tags are used in a particularly advantageous manner so that they provide reliable information about a state and / or a location of at least one object.
  • Inventive RFID systems preferably transmit not only identification and position data but also temperature, humidity, shock absorption, biometry and other data. This data can be recorded and evaluated.
  • the RFID technology according to the invention makes it possible to map a global logistics chain in real time and to provide information about the current location, status, place of origin and destination as well as, if necessary, sensor data.
  • the treatment of sensitive objects can be promptly recorded by sensors and traced with exact position and time.
  • Supervised information includes:
  • Container identification uniquely coded serial number
  • passive RFID tag linking to the content data only after authorization and decoding
  • it is intended to capture only changes. Alternatively, it is possible to store a data history.
  • the invention enables the use of warning messages.
  • the alerts can be used to logistical processes - especially the sorting, storage and / or the
  • the server is operated by a program, which is preferably stored on a computer program product, for example a suitable storage medium.
  • Data can be supplied via various communication channels, for example the data channels of the transponders, mobile communication systems (PLUTUS, GSM, GPRS, UMTS). This makes possible:
  • the ability to access real-time information using RFID tags and integrate that information into information architectures is the concept of sensor-based services.
  • this makes it possible to inform an intended recipient or the sender of the object in a timely manner about the transport state.
  • Handling and / or means of transport are in this way capable of stationary, with the same level of information to achieve improved cooperation and to generate a suitable response based on the obtained sensor information.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensor-Transponder-Einheit mit mindestens einem Sensor (S) und mindestens einem Transponder (T). Erfindungsgemäß zeichnet sich die Sensor-Transponder-Einheit dadurch aus, dass der Transponder (T) und der Sensor (S) als räumlich voneinander getrennte Bauelemente gestaltet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben der Sensor-Transponder-Einheit und eine Verwendung der Sensor- Transponder-Einheit in einem Logistiksystem.

Description

Sensor-Transponder-Einheit und Verfahren zu ihrem Betreiben
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Sensor-Transponder-Einheit.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben der Sensor-Transponder-Einheit.
Es ist bekannt, Sensor-Transponder-Einheiten zu Überwachungs- zwecken einzusetzen. Die bekannten Sensor-Transponder-Einheiten bestehen aus einem einheitlichen Bauelement, das einen Sensor, einen Transponder, eine Recheneinheit, eine Speichereinheit und eine Batterie enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensor-Transponder-Einheit bereitzustellen, die sich möglichst flexibel in unterschiedlichen Technologiegebieten einsetzen lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Sensor- Transponder-Einheit nach Anspruch 1 gelöst.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 17 gelöst .
Eine besonders vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, sie in einem Behälter, insbesondere einem Behälter für eine Durchführung von Transportvorgängen, in einem Logistiksystem einzusetzen. Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit , des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass der Transponder und der Sensor als räumlich voneinander ge- trennte Bauelemente gestaltet sind.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass sich der Transponder und der Sensor in zwei voneinander getrennten Gehäusen befinden.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass der Transponder und der Sensor durch ein Verbindungselement (V) miteinander verbunden sind.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass sie mit einem Behälter verbindbar ist, wobei der Behälter einen Innenraum zur Aufnahme wenigstens eines Objekts enthält.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Sensor in dem Innenraum des Behälters befindet.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des
Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass der Transponder weiter außen angeordnet ist als der Sensor. Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit , des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass der Transponder und der Sensor durch mindestens ein Kabel miteinander verbunden sind.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwen- düng der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass der Transponder und der Sensor durch ein elektromagnetisches Kopplungsmittel miteinander verbunden sind.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfah- rens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass Messdaten des Objekts durch einen Sensor erfasst werden, dass die erfassten Messwerte an einen Transponder übermittelt werden und dass der Transponder in Abhängigkeit von den Messda- ten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit übermittelt.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass die Zu- Standsinformationen gespeichert werden.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Zustandsinformationen in einem in dem Behälter angebrachten Speichermedium gespeichert werden. Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit , des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass das Verbindungselement wenigstens einen Lichtleiter beinhaltet.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Sensor näher an dem Objekt befindet als der Transponder.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass die Zwi- schenschicht schockabsorbierend wirkt.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Zwischenschicht elektromagnetische Strahlung absorbiert.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass die Zwi- schenschicht elektromagnetische Strahlung reflektiert.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwen- dung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass dem Transponder Energie zugeführt wird.
Ferner ist es vorteilhaft, zwischen dem Sensor und dem Transponder wenigstens eine Zwischenschicht anzuordnen.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Energie durch die Leseeinheit zugeführt wird.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass eine Wei- terleitung der Energie von dem Transponder zu dem Sensor erfolgt.
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Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfah- rens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass eine Signalleitung zwischen dem Sensor und dem Transponder durch ein Verbindungselement erfolgt .
Eine Weiterentwicklung des Behälters, des Verfahrens zum Herstellen des Behälters, des Logistiksystems und der Verwendung des Behälters sieht vor, dass der Behälter von einem Absendeort zu einem Empfangsort transportiert wird.
Eine Fortbildung des Behälters, des Verfahrens zum Herstellen des Behälters, des Logistiksystems und der Verwendung des Behälters zeichnet sich dadurch aus, dass das Logistiksystem Lesemittel aufweist, die so mit wenigstens einem in dem Be- hälter angeordneten Transponder zusammenwirken, dass durch einen Sensor erfasste Messdaten des Objekts an die Leseeinheiten übermittelt werden.
Eine Weiterentwicklung des Behälters, des Verfahrens zum Herstellen des Behälters, des Logistiksystems und der Verwendung des Behälters sieht vor, dass die Position des Behälters bestimmt und dass die Position des Behälters den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen zugeordnet wird.
Eine Fortbildung des Behälters, des Verfahrens zum Herstellen des Behälters, des Logistiksystems und der Verwendung des Behälters zeichnet sich dadurch aus, dass dem Transponder Energie zugeführt wird.
Eine Weiterentwicklung des Behälters, des Verfahrens zum Herstellen des Behälters, des Logistiksystems und der Verwendung des Behälters sieht vor, dass die Energie durch die Leseeinheit zugeführt wird.
Eine Fortbildung des Behälters, des Verfahrens zum Herstellen des Behälters, des Logistiksystems und der Verwendung des Behälters zeichnet sich dadurch aus, dass eine Weiterleitung der Energie von dem Transponder zu dem Sensor erfolgt .
Eine Weiterentwicklung des Behälters, des Verfahrens zum Herstellen des Behälters, des Logistiksystems und der Verwendung des Behälters sieht vor, dass eine Signalleitung zwischen dem Sensor und dem Transponder durch ein Verbindungselement er- folgt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, ein aus wenigstens einem Transponder und wenigstens ei- nem Sensor bestehendes Element mit der Verpackung zu verbinden. Durch eine feste Verbindung mit der Verpackung soll auch das gesamte Verfahren verbessert und die Möglichkeit einer Zertifizierung gegeben werden. Der RFID-Anteil, der das be- rührungslose Auslesen (wichtig bei Kühltransporten: Auslesen der Temperaturinformationen ohne die Verpackung öffnen zu müssen!) ermöglicht, soll dicht aber geschützt hinter der Außenwand sitzen. Der Temperatursensor soll möglichst nahe am Produkt, also irgendwo möglichst mittig im Verpackungsinnen- räum befestigt sein. Verbunden sind Sensorik und RFID vorzugsweise über eine serielle Verbindung, in diesem Fall zwei Litze .
Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, mehrere gleichartige Temperatursensoren in der Verpackung zu verteilen und zu verbinden, um so das Temperaturverhalten in der Verpackung besser aufnehmen zu können. Auch kann man andere oder zusätzliche Sensoren einbauen, die vielleicht die Luftfeuchtigkeit oder Vibration messen. In jedem Fall soll die Elektronik möglichst unsichtbar in die Verpackungseinheit eingearbeitet werden. Möglicherweise sind die elektronischen Komponenten innerhalb der Verpackung fein vermascht . Diese Vermaschung (Vernetzung) erfolgt vorzugsweise bei einem Pro- duktionsprozess der Verpackung.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit , des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass eine Position des Transponders ermittelt wird.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwen- düng der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass die Position des Behälters gespeichert wird.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfah- rens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Position in der Datenverarbeitungseinheit gespeichert wird.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des
Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass die Position des Behälters bestimmt und dass die Position des Behälters den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen zu- geordnet wird.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass dem Transponder Energie zugeführt wird.
Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass die Ener- gie durch die Leseeinheit zugeführt wird.
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass eine Weiterleitung der Energie von dem Transponder zu dem
Sensor erfolgt . Eine Weiterentwicklung der Sensor-Transponder-Einheit , des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit sieht vor, dass eine Signalleitung zwischen dem Sensor und dem Transponder durch ein Verbindungselement erfolgt .
Eine Fortbildung der Sensor-Transponder-Einheit, des Verfahrens zu ihrem Betreiben, des Behälters und der Verwendung der Sensor-Transponder-Einheit zeichnet sich dadurch aus, dass das Verbindungselement wenigstens einen Draht beinhaltet.
Für einen erfindungsgemäßen Einsatz eignen sich vielfältige Arten von Transpondern. Besonders bevorzugt sind Transponder, die als Sende- und/oder Empfangsgeräte dienen. Insbesondere handelt es sich hierbei um Empfangsgeräte, die nach Empfang eines fremden Signals geeignet sind, ein eigenes Signal abzugeben.
Besonders bevorzugt ist ein Einsatz von Transpondern, die mit wenigstens einer Identifikationsangabe versehen sind. Derartige Transponder werden nachfolgend auch als RFID-Tags bezeichnet .
Es ist zweckmäßig, eine visuell erfassbare Kennzeichnung von Gegenständen in Transport- oder Logistiksystemen durch RFID- Technologien mit elektronisch mehrfach beschreibbaren und auslesbaren Transpondern zu ersetzen oder zu ergänzen. Derartige Systeme haben den Vorteil, dass in einem Transponder eine Vielzahl von Informationen elektronisch ein- und ausgele- sen werden kann, wodurch automatische Transport-, Sortier-, Nachverfolgungs- oder Verteilvorgänge gesteuert werden können, ohne dass die visuelle Anzeige von Informationen erforderlich ist. Vorzugsweise werden Transponder mit Identifikationsangaben (RFID-Tags) ausgeführt. Ein RFID-Tag besteht aus einem Mikro- chip und einer Antenne. Auf dem Chip ist ein Code gespei - chert , der verarbeitungsrelevante Informationen enthält. Insbesondere handelt es sich bei den Informationen um Identifikationsangaben (ID) ..
Transponder sind so ausgestattet, dass sie auf ein auslösen- des (Radio-) Signal eines Lesegerätes selbst Signale senden und/oder empfangen. Aktive Transponder enthalten eine Energieversorgung für ihren Betrieb. Passive Transponder erhalten hingegen Energie durch die von dem Lesegerät ausgesendeten Signale .
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Behälters zur Aufnahme von Objekten sieht vor, dass ein Sensor im Innenraum zur Feststellung von Zustandsveränderungen der physikalischen Beschaffenheit des Behälterinhalts dient.
Anschließend erfolgt eine Übermittlung der Messdaten an den Transponder.
Der Transponder übermittelt in Abhängigkeit von den Messdaten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit.
In einer ersten Ausführungsform werden die Messdaten selber als Zustandsinformationen an die Leseeinheit übermittelt.
In einer anderen, gleichfalls vorteilhaften Ausführungsform werden aus den Messdaten ermittelte kritische Größen - beispielsweise Temperaturüberschreitungen - übermittelt. Eine Übermittlung von ausgewählten, komprimierten und/oder reduzierten Werten hat den Vorteil, dass Speicher- und Übertragungskapazitäten effektiver genutzt werden.
Bei einem Einsatz von Transpondern als Mittel zur Weiterleitung der Messwerte kommt eine Vielzahl von Lesegeräten in Betracht.
Es werden jeweils auf die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung der Transponder abgestimmte Antennen eingesetzt.
Die Möglichkeit, mehrere Transponder kurz hintereinander auszulesen, ergibt entsprechende Anforderungen an die jeweils einzusetzende Leseeinheit.
Es ist besonders vorteilhaft, die Leseeinheit mit der aus dem Stand der Technik bekannten BRM-Funktion auszustatten.
Die BRM-Funktion (Buffered Read Mode = Datenfilterung und - speicherung) stellt sicher, dass die Daten bereits ausgelesener Transponder im Leser zwischengespeichert und nur einmal ausgelesen werden. Dieser Vorteil kommt bei Anwendungen mit Pulkerkennung (Antikollision) zum Tragen, da immer nur "neue" Transponder ausgelesen werden. So steigt die Übertragungsge- schwindigkeit der Daten.
Die auf diese Weise erfassten Informationen werden anschließend weiter verarbeitet .
Zur Übermittlung an die Leseeinheit sind verschiedene Übermittlungsarten einsetzbar. Die Leseeinheit ist in einem Transportmittel für den Behälter, in einem Lager oder einem Bearbeitungszentrum für den Behälter angeordnet .
Eine Datenverarbeitungseinheit, die vorzugsweise mit der Leseeinheit verbindbar ist, erhält diese Zustandsinformationen von der Leseeinheit.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass durch ein Ortungsmittel in Verbindung mit dem Behälter die Position des Behälters bestimmt wird und die Position des Behälters den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen zugeordnet wird. Dabei kann die Position des Behälters durch ein Ortungsmittel direkt an dem Behälter oder an einem Transportmittel bestimmt werden, mit welchem der Behälter transportiert wird. Befindet sich das Ortungsmittel an einem zugehörigen Transportmittel, steht es vorzugsweise in Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit des Behälters.
Die Position des Behälters kann beispielsweise durch ein Ortungsmittel in Form eines GSM-Moduls, eines GPS-Moduls und/oder eines Peilsenders bestimmt werden. Die verschiedenen Ortungsmittel können dabei in Abhängigkeit von einer geforderten Genauigkeit der Positionsbestimmung eingesetzt werden, wobei sie wahlweise senkrecht oder parallel eingesetzt werden können .
Eine Weiterentwicklung des Verfahrens, des Logistiksystems, des Behälters, des Netzwerkknotens und des Computerprogrammprodukts sieht vor, dass die von den Sensoren erhaltenen Zustandsinformationen mit Sollwerten verglichen werden, wobei eine Abweichung von einem Sollwert als Alarm gewertet wird. Der Vergleich der Zustandsinformationen erfolgt vorzugsweise durch einen Vergleich der gemessenen elektrischen Eigenschaften der leitfähigen Schichten mit einem Sollwert der elektrischen Eigenschaften. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Abweichung der von dem Sensor erfassten physikalischen Beschaffenheit des Behältermaterials von einem Sollwert nicht als Alarm gewertet wird, falls der Abweichung eine Position des Behälters zugeordnet ist, welche als Position zum erlaubten Öffnen eines Behälters in der Datenverarbeitungseinheit hinterlegt ist.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die vom Sensor erhaltenen Zustandsinformationen einem Kommunikationsmodul an dem Behälter übermittelt, und das Kommunikationsmodul übermittelt die Zustandsinformationen einem Nachrichtenempfangsgerät.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, wenigstens einen Transponder als Kommunikationsmodul einzusetzen.
Die Übermittlung der Zustandsinformationen von dem Kommunikationsmodul an das Nachrichtenempfangsgerät kann auf dem Transportweg oder nach der Ankunft des Behälters am Zielort stattfinden. Vorzugsweise findet die Übermittlung der Zu- Standsinformationen auf dem Transportweg nur statt, falls ein Vergleich innerhalb der Datenverarbeitungseinheit ergibt, dass eine Abweichung der von den Sensoren erfassten Zustandsinformationen von Sollwerten als Alarm gewertet wird.
Die Bestimmung der Position des Behälters und die Zuordnung der Position zu den von dem Sensor erhaltenen Zustandsinformationen erfolgt vorzugsweise in der Datenverarbeitungseinheit des Behälters, sie kann jedoch auch in dem Nachrichten- empfangsgerät bzw. in der Überwachungszentrale durchgeführt werden.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung umfasst neben einem Ver- fahren zur Überwachung eines Behälters auch einen Behälter mit Mitteln zur erfindungsgemäßen Überwachung.
Die Mittel zur Überwachung sind insbesondere Sensoren, die geeignet sind, wenigstens eine im Innenraum des Behälters wirkende Zustandsgröße zu erfassen.
Der Behälter umfasst in einer Ausführungsform ferner eine Datenverarbeitungseinheit und Ortungsmittel zur Bestimmung der Position des Behälters in Verbindung mit dem Behälter.
Es ist jedoch besonders bevorzugt, Behälter einzusetzen, die so ausgestattet sind, dass sie mit einer Datenverarbeitungseinheit zusammenwirken, die sich außerhalb des Behälters befindet .
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenigstens einen Transponder so als Kommunikationsmittel auszustatten, dass er von wenigstens einem Sensor aufgenommene Messwerte und/oder aus den Messwerten gewonnene Zustandinformationen an eine Da- tenverarbeitungsanlage übermittelt.
Eine derartige Ausführungsform hat den Vorteil, dass Rechenvorgänge wenigstens teilweise außerhalb der Behälter erfolgen. Hierdurch ist es möglich, innerhalb der Behälter keine oder nur geringe Speichermittel einzusetzen. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Speichermittel so zu dimensionieren, dass sie Identifikationsangaben und/oder Angaben über das Vorhandensein eines auswertungsbedürftigen Ereignisses speichern. Einzelheiten zu dem auswertungsbedürftigen Ereignis werden in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung außerhalb der Behälter gespeichert und/oder bearbeitet.
Dies hat zusätzlich zu der Reduzierung des erforderlichen Speichers in den Behältern den weiteren Vorteil, dass anschließende Bearbeitungsvorgänge der Sendung vereinfacht werden.
So ist es beispielsweise möglich, Behälter, deren Inhalt einer zu großen Belastung unterworfen wurden, aus einem Transportvorgang auszuschleusen.
Von noch größerer Bedeutung ist der Ersatz von beschädigten Objekten durch neuwertige Objekte.
Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sich um Objekte handelt, deren Einsatz an einem Einsatzort von besonde- rer Wichtigkeit ist. Dies gilt insbesondere für Medikamente und medizinische Hilfsmittel.
Vorzugsweise weist der Behälter ein Kommunikationsmodul in Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit und ein Atmo- sphärenmessgerät wie einen Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor auf. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Behälter ferner eine Schutzumhüllung auf. Vorteilhaft ist ferner die Ausführung des Behälters mit einem Objekterfassungsmittel zur Registrierung wenigstens der Anzahl der in den Behälter eingebrachten Gegenstände . Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass der Zustand eines Behälters beim Transport von Objekten umfassend überwacht werden kann. Techniken zur Messung und Überwachung der physikalischen Beschaffenheit eines Behältermaterials und/oder der Umgebungsbedingungen können zusammen mit einem Ortungsmittel dazu genutzt werden, einem an dem Behälter eingetretenen Ereignis oder einem Zustand eine Position des Behälters zuzuordnen. Dies ermöglicht die genaue Festlegung des Ortes und damit beispielsweise eines Zuständigkeitsbereiches, in welchem ein Ereignis eingetreten ist.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispie- Ie anhand der Figuren.
Von den Abbildungen zeigt :
Fig. Ia eine schematische Darstellung einer aus einem Transponder (T) und einem Sensor (S) bestehenden
Sensor-Transponder-Einheit ;
Fig. Ib eine schematische Darstellung einer aus einem
Sensor und zwei Transpondern bestehenden Sensor- Transponder-Einheit ;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer aus einem
Transponder und zwei Sensoren bestehenden Sensor- Transponder-Einheit ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer aus vier
Sensoren (S) und vier Transpondern (T) bestehenden Sensor-Transponder-Einheit ;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Transportvorgangs des Behälters einschließlich eines Temperaturprofils;
Fig. 5 eine Integration des in Fig. 4 dargestellten Transportvorgangs in ein Überwachungssystem (Ship- mint Control & Management - SCM) ;
Fig. 6 eine manuelle Erfassung von Daten eines Transpon- ders 600, der sich auf einem Behälter 601 befindet, durch ein Lesegerät 602;
Fig. 7a eine Ausführungsform eines Behälters, bei dem ein Sensor 701 als Sensorfläche ausgebildet ist und sich zwischen Objekten 702, 703, 704 und 705 in einem Innenraum eines Behälters 706 befindet;
Fig. 7b eine Ausführungsform eines Behälters, bei dem ein
Sensorstreifen 801 zwischen Objekten 802, 803, 804, 805, 806, 807, sich in einem Innenraum eines Behälters 808 befindet;
Fig. 8a eine Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind;
Fig. 8b eine weitere Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind;
Fig. 9 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Transportbehälter mit mehreren Sensoren und Transpondern,-
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters;
Fig. 11 einen erfindungsgemäßen Behälter, bei dem sich ein Sensor im Bereich der Objekte befindet und mit einem außerhalb des Innenraums des Behälters angeordneten Transponder verbunden ist und
Fig. 12 nebeneinander angeordnete Streifen zur Verdeutlichung zweckmäßiger Längenunterschiede zwischen verschiedenen Sensor-Transponder-Kombinationen . Die Erfindung beinhaltet vielfältige Kombinationen von Sensoren und Transpondern.
So ist es beispielsweise möglich, mehrere gleichartige Senso- ren für eine zwei- oder dreidimensionale Aufnahme einer Messgröße einzusetzen, beispielsweise zu einem Temperaturbild.
Ferner ist es bevorzugt, mehrere verschiedenartige Sensoren einzusetzen, um hierdurch unterschiedliche Messgrößen - bei- spielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Strahlungsbelastung - zu erfassen.
Außerdem ist es zweckmäßig, unterschiedliche Transponder einzusetzen. Dies ermöglicht einen Betrieb mit unterschiedlichen Operationsbedingungen, insbesondere unterschiedliche Operationsfrequenzen, beispielsweise UHF, HF.
Ferner ist es vorteilhaft, mehrere gleichartige Transponder vorzusehen, um die Lesequalität und -rate zu erhöhen. Derar- tige Anwendungen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Lesen der Daten besonders schnell und/oder zuverlässig erfolgen soll .
Hierfür ist es vorteilhaft, die Transponder in einer geeigne- ten Geometrie anzuordnen, beispielsweise in Form eines Netzes, eines Ringes oder einer Matte.
Ebenso sind umfasst :
• Mehrere gleichartige Sensoren mit einem Transponder;
• mehrere verschiedenartige Sensoren mit einem Transponder;
• mehrere gleichartige Transponder mit mehreren gleichartigen Sensoren; • mehrere gleichartige Transponder mit mehreren unterschiedlichen Sensoren;
• mehrere unterschiedliche Transponder mit mehreren unterschiedliche Sensoren;
• mehrere unterschiedliche Transponder mit mehreren gleichartigen Sensoren.
In den Abbildungen Fig. Ia, Fig. Ib, Fig. 2 und Fig. 3 sind erfindungsgemäße Sensor-Transponder-Einheiten schematisch dargestellt.
Diese Abbildungen zeigen Beispiele für eine Verbindung zwischen Sensoren und Transpondern durch Verbindungsmittel V. Die Verbindungsmittel V können auf vielfältige Weise gestal- tet sein. Beispielsweise handelt es sich hierbei um Elemente zur Weiterleitung von Signalen. Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel so ausgestattet, dass sie auch einen mechanischen Kontakt zwischen Transpondern und Sensoren ermöglichen.
Hierfür ist es vorteilhaft, dass die Verbindungsmittel biegbar sind.
Um eine Anpassung der Verbindungsmittel an geometrische Anforderungen zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, sie streifenförmig auszugestalten.
Durch eine streifenförmige Ausgestaltung der Verbindungsmittel können sie insbesondere besser in Behälter für einen Versand von Objekten eingebracht werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, wenigstens einzelne Sensor-Transponder-Einheiten bereits bei einem Herstellungsvorgang der Behälter in diese zu integrie- ren. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass für eine Herstellung eines Kartons vorgesehene Zuschnitte eines zur Herstellung des Kartons eingesetzten faltbaren Materials mit den Sensor-Transponder-Einheiten in Verbindung gebracht wer- den. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, zunächst die Verbindung mit den Sensor-Transponder-Einheiten vorzunehmen und dann die Zuschnitte in eine für die Gestaltung des Behälters gewünschte Form zu falten.
Es ist jedoch gleichfalls möglich, zunächst die Behälter zu erzeugen beziehungsweise bereitzustellen und sie anschließend mit erfindungsgemäßen Sensor-Transponder-Einheiten auszustatten.
Selbstverständlich ist es gleichfalls möglich, eine erste
Sensor-Transponder-Einheit vor einer endgültigen Herstellung des Behälters in für die Herstellung des Behälters vorgesehene Bereiche einzubringen und nach Herstellung des Behälters diesen - gegebenenfalls zu einem deutlich späteren Zeitpunkt - mit einer zweiten Sensor-Transponder-Einheit zu versehen.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenigstens einen Sensor einer Sensor-Transponder-Einheit während eines Befüllungsvor- gangs der Behälter in diesen einzubringen. Dies hat den Vor- teil, dass der Sensor mit wenigstens einem Teil der Objekte in Kontakt gebracht werden kann.
Bei einem Einsatz eines Temperatur-Sensors ist es besonders vorteilhaft, wenn er sich wenigstens abschnittsweise in Kon- takt mit wenigstens einem Objekt befindet. Dies stellt sicher, dass der Sensor die gleiche Temperatur aufweist wie das zu überwachende Objekt. Die Anzahl der Sensoren und der Transponder wird jeweils auf die Anforderungen der zu bewirkenden Überwachung angepasst .
Das Verbindungsmittel kann bei einer streifenförmigen Ausges- taltung besser in Behälter für einen Versand von Objekten eingebracht werden.
Das Verbindungsmittel V weist zweckmäßigerweise eine Länge von 5 cm bis 1 m auf, vorzugsweise zwischen 10 cm und 80 cm.
Die Verbindungsmittel V bewirkt eine thermische Isolierung zwischen dem Sensor S und dem Transponder T. Zur weiteren Verbesserung der Isolierung ist es zweckmäßig, dass das Verbindungselement wenigstens teilweise aus einem thermisch iso- lierenden Material besteht.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer aus einem Transponder (T) und einem Sensor (S) bestehenden Sensor- Transponder-Einheit .
Ebenso ist es möglich, einen Sensor mit mehreren Transpondern zu verbinden.
Beispielsweise zeigt Fig. Ib eine schematische Darstellung einer aus einem Sensor und zwei Transpondern bestehenden Sen- sor-Transponder-Einheit .
Ebenso ist es möglich, einen Transponder mit mehreren Sensoren zu verbinden. Beispielsweise zeigt Fig. 2 eine schemati- sehe Darstellung einer aus einem Transponder und zwei Sensoren bestehenden Sensor-Transponder-Einheit . Durch den Einsatz mehrerer Sensoren wird die Überwachungsmöglichkeit verbessert .
Durch einen Einsatz mehrerer Transponder ist es möglich, Le- sevorgänge für Zustandsinformationen schneller und/oder zuverlässiger durchzuführen.
Die Anordnung der Sensoren und der Transponder erfolgt zweckmäßigerweise jeweils entsprechend den Anforderungen (Nähe zu den zu überwachenden Objekten beziehungsweise zu der gleichfalls zu überwachenden Außenkontaktstellen) .
In Fig. 3 ist hierzu eine aus vier Sensoren (S) und vier Transpondern (T) bestehenden Sensor-Transponder-Einheit dar- gestellt.
Die dargestellten Sensor-Transponder-Einheiten können in ei- ner Vielzahl von Anwendungsgebieten eingesetzt werden.
So ist es möglich, sie in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten einzusetzen, beispielsweise in der Medizintechnik oder in Warensicherungssystemen .
Ein Einsatz der Sensor-Transponder-Einheit in Logistiksystemen wird nachfolgend anhand der Abbildungen Fig. 4 bis Fig. 12 als eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die in den Abbildungen Fig. 4 bis Fig. 12 dargestellte Logistikkette ermöglicht einen Transport von gekühlt zu haltenden Objekten über beliebig weite Entfernungen, beispielsweise auch transkontinental.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Transport- Vorgangs eines mit einer Sensor-Transponder-Einheit ausgestatteten Behälters. Diese Abbildung enthält ferner eine Darstellung eines während des Transportvorgangs ermittelten Temperaturprofils .
Für den Fachmann auf dem Gebiet der Logistik ist klar, dass die Temperatur nur ein möglicher sicherzustellender Parameter des Transports ist.
Insbesondere ist es selbstverständlich gleichfalls möglich, anstelle und/oder zusätzlich zu der Temperatur andere für eine Produktqualität der Objekte erforderliche Größe zu kontrollieren, zu überwachen und ihre Einhaltung sicherzustellen.
Beispiele für weitere gegebenenfalls zu überwachende und einzuhaltende Parameter sind die Luftfeuchtigkeit und/oder Schockeinwirkungen .
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, folgen- de Ziele zu erreichen:
• Sicherstellung der Produktintegritat der Objekte;
• Qualitätsmanagement;
• Einhaltung gesetzlicher Erfordernisse; • Einleitung von Korrekturmaßnahmen zur Vermeidung von Beeinträchtigungen des Objekts;
• Einleitung von Vorsorgemaßnahmen zur Vermeidung von Beeinträchtigungen des Objekts und • Prozesskontrolle sowie Prozessoptimierung.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, eine erwartete Verwendungsdauer der Objekte zu berech- nen.
Insbesondere werden erfindungsgemäß Sensor-RFID-Einheiten eingesetzt, die eine Temperaturverteilung überwachen und eine Gesamteinwirkung auf die Objekte ermitteln.
Gesamteinwirkung bedeutet hierbei vorzugsweise eine Gewichtung von Temperaturüberschreitungen und Zeiten, in denen die Temperaturüberschreitung auftrat .
Eine Berechnung der Gesamteinwirkung auf das Objekt beziehungsweise die Objekte ist in einer Ausführungsform durch eine Recheneinheit in den Behältern möglich.
Es ist jedoch gleichfalls möglich und vorteilhaft, die Be- rechnung in einer mit der Leseeinheit verbundenen Datenverarbeitungseinheit durchzuführen.
Fig. 5 zeigt eine Integration des in Fig. 4 dargestellten Transportvorgangs in ein Überwachungssystem (Shipmint Control & Management - SCM) .
In den Abbildungen Fig. 4 und Fig. 5 ist dargestellt, dass eine Messung der Messwerte und eine Übermittlung von Zustandsinformationen (Messwerte oder daraus abgeleitete Werte) in verschiedenen Bearbeitungsschritten einer Transportkette erfolgt . Eine erste Messung von Eigenschaften der physikalischen Objekte - beispielsweise eine Temperaturmessung - erfolgt in einem Verfahrensschritt 1 bei einer Übernahme der Behälter von einem Auslieferungslager (Absendeort) 401 - gegebenen- falls bei Einladen in einen Transporter 402.
In einem weiteren Verfahrensschritt 2 - beispielsweise während eines Transports der Sendung von dem Auslieferungslager 401 zu einem Lager 403, beispielsweise einem Frachtterminal eines Flughafens,- erfolgt wenigstens eine weitere Messung und/oder Erfassung von anderen versandrelevanten Daten, beispielsweise von für eine Zollabfertigung relevanten Informationen.
In einem Verfahrensschritt 3 eines Handhabungsvorgangs in dem Lager 403 erfolgen eine weitere Messung und/oder eine Erfassung weiterer versandrelevanter Informationen, beispielsweise über eine erfolgte bisherige Versanddauer.
In einem Verfahrensschritt 4 erfolgt eine Übermittlung von Informationen von den Behältern an die Leseeinheit und/oder von der Leseeinheit an eine Auswerteeinheit . Hierbei werden beispielsweise die zuvor erfassten zollrelevanten Informationen und/oder die erfassten Messwerte - insbesondere Tempera- turwerte oder daraus abgeleitete Temperaturbeeinträchtigungen der Objekte - übermittelt.
Ein derartiger Vorgang kann beispielsweise während eines Transports der Behälter - beispielsweise in einem Flugzeug - erfolgen. Im dargestellten Fall ist eine Übermittlung während einer Startphase eines Flugzeuges 404 dargestellt. In einem Verfahrensschritt 5 erfolgt beispielsweise eine weitere Temperaturmessung und/oder eine Übermittlung einer erwarteten Ankunftszeit an einem Zielflughafen.
In einem Verfahrensschritt 6 erfolgt ein Messvorgang während eines Transports des Behälters.
Nach Transport an dem Zielflughafen werden die Behälter in ein weiteres Lager 406 - beispielsweise ein Frachtterminal - transportiert.
Es ist zweckmäßig, zusätzlich zu den dargestellten Messungen an den Erfassungspunkten entsprechend der Verfahrensschritte 1 bis 9 weitere Messungen vorzunehmen.
Derartige weitere Messungen zwischen den einzelnen Verfahrensschritten sind in der in Fig. 4 enthaltenen Zeitskala zwischen den jeweiligen Verfahrensschritten durch senkrechte Striche auf der waagerechten Koordinatenachse dargestellt.
Dies ermöglicht beispielsweise eine zeitnahe Erfassung einer einen Alarm auslösenden Überschreitung eines Sollwertes - beispielsweise ein Erreichen einer höheren Temperatur als erlaubt .
Zweckmäßigerweise wird ermittelt, ob die Temperaturüberschreitung unter Zugrundelegung von Modellen über Temperatureinflüsse zu einer Beeinträchtigung der Produktqualität führt oder ob sich hierdurch lediglich die Haltbarkeitsdauer ver- ringert .
Im Fall einer ernsthaften Schädigung der Objekte erfolgt ihre Ausschleusung aus dem Produktionsablauf. Für den Fall, dass sich lediglich die Haltbarkeitsdauer der Produkte verkürzt, erfolgt eine Erfassung der zuvor ermittelten verkürzten Lebensdauer und eine Registrierung logisti- scher Informationen zu einem Gebrauch des Objekts innerhalb der neu berechneten Haltbarkeitsdauer.
Um dies sicherzustellen, ist es zweckmäßig, in einem Verfahrensschritt 7 - beispielsweise bei einem Zwischenlager 408 eines Betreibers des Logistiksystems -die ermittelten Temperaturwerte und/oder hieraus abgeleitete Beeinträchtigungsfaktoren beziehungsweise ein Temperaturprofil zu erfassen und an eine Auswerteeinheit zu übermitteln.
Vorzugsweise werden spätestens vor einem Weitertransport der Sendung von dem Zwischenlager 408 zu einem Empfänger 409 in einem Verfahrensschritt 8 die erhaltenen Daten an den vorgesehenen Empfänger übermittelt.
In einem weiteren Verfahrensschritt 9 erfolgt eine Ergänzung der aufgenommenen Messwerte durch einen weiteren MessVorgang.
Ferner ist es zweckmäßig, einen Nachweis der Auslieferung und der Übermittlung der Zustandsinformationen (Messwerte und/oder daraus abgeleitete Informationen) zu übermitteln.
Nachfolgend werden für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Behälter bereitgestellt.
Vorzugsweise sind die Behälter so aufgebaut, dass sie eine Außenbox und eine Innenbox aufweisen, wobei es zweckmäßig ist, zwischen der Außenbox und der Innenbox Materialien zur Verhinderung von Einflüssen auf das Objekt beziehungsweise die Objekte vorzusehen.
Für den Fall, dass eine zusätzliche Sicherheit zum Vermeiden von Temperaturüberschreitungen gewünscht ist, ist es zweckmäßig, zusätzlich zu dem Objekt beziehungsweise den Objekten wenigstens ein Kühlelement in den Behälter einzubringen.
Besonders zuverlässige Messwerte werden dadurch erhalten, dass sich wenigstens einer der Sensoren im Innenraum des Behälters im Bereich des Objekts beziehungsweise der Objekte - vorzugsweise im Kontakt mit wenigstens einem Objekt - befindet.
Ferner ist es zweckmäßig, weitere Sensoren anzuordnen - beispielsweise an der Innenwand der Innenbox und/oder an dem Kühlelement .
Hierdurch ist es möglich, einen Temperaturverlauf zu ermit- teln und/oder anhand von erfolgten Temperaturänderungen - beispielsweise an einer Position oder mehreren Positionen des Behälters, zum Beispiel an der Innenwand der Innenbox des Behälters und/oder des Kühlelements- , Prognosewerte für zu erwartende Temperaturen des Objektes zu ermitteln.
Eine Ermittlung von Prognosewerten für die zu erwartende Temperatur - beziehungsweise die zu erwartenden Temperaturen - bei einem unveränderten Transport der Behälter ermöglicht es, die Gefahr eines Überschreitens einer kritischen Temperatur im Vorfeld zu erkennen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Überschreiten der Temperatur dadurch verhindert, dass wenigstens ein Transportparameter geändert wird.
Beispielsweise kann bei einer drohenden Beeinträchtigung der Kühlung ein Transport in einem schnelleren Beförderungsmittel - zum Beispiel einem Hubschrauber anstelle eines Lastwagens - ein Unterbrechen der Kühlkette (Überschreiten einer Solltemperatur - insbesondere über einen längeren Zeitraum als in Produktdateien vorgesehen) - verhindern. Alternativ ist beispielsweise ein Transport in Wagen mit Kühl- oder Tiefkühleinrichtungen wählbar.
Während an den Verschluss der Innenbox keine besonderen An- forderungen zu stellen sind, muss die Befestigung der Klappen der Außenbox einen sicheren Verschluss gewährleisten. Zweckmäßigerweise erfolgt dies über eine Verklebung.
Um dem Benutzer der Behälter eine möglichst komfortable Ver- wendung der erfindungsgemäßen Behälter zu bieten, können die Verschlussmittel schon bei einer Auslieferung in dem gegebenenfalls gefalteten Behälter enthalten sein. Sie können beispielsweise zusammen mit einem vorgedruckten Adressaufkleber und/oder einer Gebrauchsanweisung in dem Behälter unterge- bracht und zweckmäßigerweise lösbar befestigt sein. Der Adressaufkleber kann ausgefüllt in einem möglicherweise markierten Bereich aufgebracht werden. Auf dem Behälter können sich ferner Hinweise zum Gebrauch der Schachtel, Werbeaufdrucke, Postwertzeichen oder sonstige Aufdrucke befinden.
Fig. 6 zeigt eine manuelle Erfassung von Daten eines Transponders 600, der sich auf einem Behälter 601 befindet, durch ein Lesegerät 602. Fig. 7a zeigt eine Ausführungsform eines Behälters, bei dem ein Sensor 701 als Sensorfläche ausgebildet ist und sich zwischen Objekten 702, 703, 704 und 705 in einem Innenraum eines Behälters 706 befindet.
Fig. 7b zeigt eine Ausführungsform eines Behälters, bei dem ein Sensorstreifen 801 sich zwischen Objekten 802, 803, 804, 805, 806, 807 in einem Innenraum eines Behälters 808 befin- det.
Fig. 8a zeigt eine Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind.
Fig. 8b zeigt eine weitere Ausführungsform eines Behälters, bei der kreisförmige Sensoren im Innenraum des Behälters angeordnet sind.
In Fig. 9 ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Transportbehälter mit mehreren Sensoren und Transpondern dargestellt. Der Querschnitt zeigt, dass die Seitenwände 121, 122, 123 und 124 der Innenbox parallel zu den Seitenwänden 111, 112, 113 und 114 der Außenbox stehen. Die Wände der In- nen- und Außenbox bestehen in dieser Ausführungsform aus Karton einer gewissen Dicke, wie er üblicherweise für Verpackungen verwendet wird.
Der Zuschnitt der Außenbox kann beispielsweise einstückig aus vier parallel nebeneinander liegenden Seitenwänden 111, 112, 113, und 114 und einer angrenzenden Lasche 160 bestehen, die mit der Seitenwand 111 verbunden ist. Die Lasche 160 kann sich über die gesamte Länge der Behälter erstrecken, oder es handelt sich um mehrere kleinere Laschen, die über die Länge der Behälter verteilt sind. Die Bildung der Innenbox kann analog über vier Seitenwände 121, 122, 123 und 124 und eine oder mehrere Laschen 170 erfolgen. Statt der Laschen 160 und 170 können auch andere Verbindungsarten eingesetzt werden.
Die Befestigung der Innenbox an den Seitenwänden der Außenbox kann ebenfalls auf diverse Arten erfolgen. Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, an wenigstens einer Kante 150 der Innenbox wenigstens jeweils eine Lasche 250 zur Befestigung an der Außenbox vorzusehen. Vorzugsweise befinden sich die Laschen an zwei gegenüberliegenden Kanten 50 der Innenbox. Die Bildung der Laschen 250 kann auf verschiedene Arten erfolgen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Laschen vorzugsweise U- förmig aus den Seitenwänden der Innenbox herauszustanzen, so dass sie über eine verbleibende Falzlinie 180 in der dargestellten Pfeilrichtung zur Außenbox geklappt werden können. Für jede der Seitenwände der Außenwände können über die Länge der Behälter verteilt eine oder mehre- re Verbindungslaschen vorgesehen sein.
Die Befestigung aller Laschen und Seitenwände miteinander erfolgt zweckmäßigerweise über Verklebungen, es sind aber auch andere Arten der Verbindung denkbar. Beispielsweise können Klammern oder Laschen, die in entsprechende Aussparungen eingreifen, verwendet werden.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters.
Fig. 11 zeigt einen erfindungsgemäßen Behälter, bei dem sich ein Sensor im Bereich der Objekte befindet und mit einem au- ßerhalb des Innenraums des Behälters angeordneten Transponder verbunden ist .
Fig. 12 zeigt nebeneinander angeordnete Streifen zur Verdeut- lichung zweckmäßiger Längenunterschiede zwischen verschiedenen Sensor-Transponder-Kombinationen.
Eine besonders bevorzugte Radio Frequency Identification (RFID) ermöglicht eine automatische Identifikation (Funker- kennung) und Lokalisierung von Objekten.
Ein RFID-System umfasst in einer besonders bevorzugten Ausführungsform:
• Transponder (auch RFID-Tag, Smart Tag, Smart Label oder RFID-Chip genannt) ;
• Lesegeräte mit zugehöriger Antenne (auch Reader genannt) und
• Integration mit Servern, Diensten und sonstigen Systemen (Middleware) .
Obwohl Transponder mit keinem oder wenig Speicherplatz besonders vorteilhaft sind, ist es gleichfalls möglich, Transponder einzusetzen, die Daten speichern.
Die Daten werden vorzugsweise berührungslos und ohne Sicht - kontakt gelesen.
Transponder ohne Datenspeicherung sind bevorzugt.
Es ist besonders vorteilhaft, eine Datenermittlung - Durchführung von Messvorgängen - auf eine Anforderung hin vorzunehmen . Die Datenübertragung zwischen Transponder und Lesegerät findet mittels elektromagnetischer Wellen statt. Bei niedrigen Frequenzen geschieht dies induktiv über ein Nahfeld, bei hö- heren über ein elektromagnetisches Fernfeld.
RFID-Tags können über einen mehrfach beschreibbaren Speicher verfügen, in dem während der Lebensdauer Informationen abgelegt werden können.
Nach Anwendungsgebiet unterscheiden sich auch die sonstigen Kennzahlen wie z. B. Funkfrequenz, Übertragungsrate, Lebensdauer, Kosten pro Einheit, Speicherplatz, Lesereichweite und Funktionsumfang .
Prinzipiell funktioniert die RFID-Kommunikation folgendermaßen: Der Reader erzeugt ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, welches die Antenne des RFID-Tags empfängt. In der Antennenspule entsteht, sobald sie in die Nähe des elektromagnetischen Feldes kommt, Induktionsström. Dieser aktiviert den Mikrochip im RFID-Tag. Durch den induzierten Strom wird bei passiven Tags zudem ein Kondensator aufgeladen, welcher für dauerhafte Stromversorgung des Chips sorgt. Dies übernimmt bei aktiven Tags eine eingebaute Batterie.
Ist der Mikrochip einmal aktiviert, so empfängt er Befehle, die der Reader in sein magnetisches Feld moduliert. Indem der Tag eine Antwort in das vom Reader ausgesendete Feld moduliert, sendet er seine Seriennummer oder andere vom Reader abgefragte Daten.
Dabei sendet der Tag selbst kein Feld aus, sondern verändert nur das elektromagnetische Feld des Readers. Hier unterschei- den sich die HF-Tags auf 13,56 MHz von den UHF-Tags auf 865 - 869 MHz (Europäische Frequenzen) :
HF-Tags verwenden Lastmodulation, das heißt, sie verbrauchen durch Kurzschließen die Energie des magnetischen Wechselfeldes. Dies kann der Reader detektieren. Durch die Bindung an das magnetische Wechselfeld funktioniert diese Technik ausschließlich im Nahfeld. Die Antennen eines Nahfeldtags bilden daher eine Spule ab.
UHF-Tags hingegen verwenden das elektromagnetische Fernfeld zum Übermitteln der Antwort . Diese Ausführungsform des Verfahrens wird Backscattering genannt. Hier wird die elektromagnetische Welle entweder absorbiert oder mit möglichst gro- ßem Rückstrahlquerschnitt reflektiert. Bei den Antennen handelt es sich meist um Dipole, der Chip sitzt in der Mitte des RFID-Tags .
Da Metall diese Strahlung sehr stark reflektiert, erschwert es den Lesevorgang.
Weiterhin 'verstimmen' bestimmte Untergrundmaterialien die Resonanzfrequenz des Tags, daher ist vorgesehen, Tags auf die Materialien abzustimmen. Drucker, die heute in der Lage sind, RFID-Tags zu bedrucken und gleichzeitig zu beschreiben, könnten später einmal abhängig von der Ware Perforierungen in die Antennen schneiden, so dass die Antennen optimal auf die zu beklebenden Materialien abgestimmt sind.
Da die Energieversorgung des Mikrochips bei beiden Verfahren durchgehend gedeckt werden muss (ein handelsüblicher UHF-Tag mit Philips Chip nach EPC 1.19 Standard benötigt für den Chip etwa 0,35 Mikroampere an Strom), muss der Reader ein dauer- haftes Feld erzeugen. Dieses nennt man im UHF-Bereich "Conti- nuous Wave" (Dauerstrich) . Aufgrund der Tatsache, dass die Feldstärke quadratisch mit der Entfernung abnimmt und diese Entfernung in beide Richtungen - vom Reader zum Tag und zu- rück - zurückgelegt werden muss, muss diese Continuous Wave recht leistungsstark sein. Üblicherweise verwendet man hier zwischen 0,5 und 2 Watt EIRP.
Zum Auslesen der Tags stehen im UHF-Bereich mehrere, bei- spielsweise 10, freie Kanäle mit einer Leistung von beispielsweise 2 Watt zur Verfügung, oberhalb ein Kanal und unterhalb 3 Kanäle, welche lediglich mit geringerer Leistung betrieben werden können. Alle Kanäle erstrecken sich über eine Breite von 200 kHz. Die Tag-Antwort erfolgt durch Aufmodu- lieren des Antwortsignals mit 200 kHz auf die CW, dadurch entsteht ein Seitenband 200 kHz oberhalb und unterhalb dieser CW, es liegt also genau in einem Nachbarkanal.
Um in einer Umgebung möglichst viele RFID Reader gleichzeitig nutzen zu können, versucht man, möglichst das gesamte Spektrum der Kanäle auszunutzen. Eine häufig genutzte Variante ist es, dem Reader die Kanäle 1, 4, 7 und 10 zuzuteilen. Für die Seitenbänder stünden dann Kanal 0, 2, 3, 5, 6, 8, 9 und 11 zur Verfügung, wobei Kanal 0 und 11 lediglich mit geringerer Leistung betrieben werden dürfen, was allerdings kein Problem darstellt, da hier lediglich die Tag-Antwort übertragen wird und keine CW.
Zudem kann es zu Problemen kommen, wenn der RFID-Tag direkt am Produkt sitzt. Um dies Problem zu lösen, ist es vorteilhaft, Flap- oder Flag-Tags einzusetzen, die im rechten Winkel vom Produkt abstehen und so einen großen Abstand zum Produkt haben . Maßgeblich für die Baugröße des Transponders sind die Antenne und das Gehäuse. Die Form und Größe der Antenne ist abhängig von der Frequenz bzw. Wellenlänge. Je nach geforderter Anwen- düng werden Transponder in unterschiedlichen Bauformen, Größen und Schutzklassen angeboten.
RFID-Tags können, je nach Einsatzgebiet, durchaus die Größe von Büchern besitzen (z. B. in der Containerlogistik) . Jedoch ist es vorteilhaft, sehr kleine RFID-Tags herzustellen, die sich leicht in die Behälter integrieren lassen. Die Reichweite von passiven Transpondern ist neben der Frequenz auch maßgeblich von der Spulengröße abhängig.
Kleine batterielose RFID-Tags besitzen keine eigene Energieversorgung und müssen ihre Versorgungsspannung durch Induktion aus den Funksignalen der Leseeinheiten gewinnen. Dies reduziert zwar die Kosten und das Gewicht der Chips, gleichzeitig verringert es aber auch die Reichweite. Diese Art von RFID-Tags wird z. B. für die Produktauthentifizierung und/oder für Tracking und Tracing eingesetzt, da hier die Kosten pro Einheit ausschlaggebend sind. RFID-Tags mit eigener Energieversorgung erzielen eine erheblich höhere Reichweite und besitzen einen größeren Funktionsumfang, sind je- doch aufwändiger in der Herstellung.
In die Transponder werden codierte Informationen als Steuerungsinstrumente für die Paketlogistik eingebracht.
Insbesondere können die Transponder eine fortlaufende Numme- rierung - gegebenenfalls mit Prüfziffer -, sonstige Nummerie- rungen sowie Adressangaben oder sonstige Informationen, die die Sendung klassifizieren oder beispielsweise zu Werbezwecken dienen, enthalten.
Besonders umfassende Datenmengen können in Smart-Transponder eingebracht werden.
RFID-Identifikationssysteme - "Smart-Transponder" - ermöglichen eine Optimierung der logistischen Vorgänge.
Sie sind damit ein geeignetes Mittel zur Beeinflussung - einschließlich Steuerung flexibler Distributionssysteme für die wegeoptimierte Bereitstellung der Postsendungen.
Zum Betrieb, insbesondere zur Signalmodulierung, muss der RFID-Mikrochip mit Energie versorgt werden. Hierbei werden zwei Arten von RFID-Tags unterschieden:
1. Passive RFID-Tags beziehen ihre Energie zur Versorgung des Mikrochips aus den empfangenen Funkwellen. Mit der Antenne als Spule wird durch Induktion ein Kondensator aufgeladen, welcher den Tag mit Energie versorgt. Die Reichweite beträgt hier einige wenige Millimeter bis zu einigen Zentimetern.
2. Aktive RFID-Tags erhalten die Energie zu ihrer Versorgung des Mikrochips aus einer eingebauten Batterie. Normalerweise befinden sie sich im Ruhezustand bzw. senden keine Informationen aus, um die Lebensdauer der Energiequelle zu erhöhen. Nur wenn ein spezielles Aktivierungssignal emp- fangen wird, aktiviert sich der Sender. Dies ermöglicht eine deutlich höhere Reichweite, die bis etwa 100 Meter betragen kann. Frequenzbereiche
Für den Einsatz sind folgende Frequenzbänder vorteilhaft:
• Niedrige Frequenzen (LF, 30-500 kHz) . Diese Systeme weisen eine geringe Reichweite auf, arbeiten in der am häufigsten verwendeten 64 bit Read OnIy Technologie einwandfrei und schnell genug für viele Anwendungen. Bei größeren Datenmengen ergeben sich längere Übertragungszeiten. LF-Trans- ponder sind günstig in der Anschaffung, kommen mit hoher
(Luft- ) Feuchtigkeit und Metall zurecht und werden in vielfältigen Bauformen angeboten.
• Hohe Frequenzen (HF, 3-30 MHz) . Kurze bis mittlere Reichweite, mittlere Übertragungsgeschwindigkeit, mittlere bis günstige Preisklasse. In diesem Frequenzbereich arbeiten die sog. Smart Tags (meist 13,56 MHz).
• Sehr hohe Frequenzen (UHF, 850-950 MHz, 2,4-2,5 GHz, 5,8 GHz) . Hohe Reichweite (3-6 Meter für passive Transponder; 30 Meter und mehr für aktive Transponder) und hohe Lesege- schwindigkeit . Niedrige Preise für passive Transponder, tendenziell hohe Preise für aktive Transponder. Typische Frequenzen sind 433 MHz, 868 MHz (Europa) , 915 MHz (USA) , 950 MHz (Japan) und in den Microwave 2,45 GHz und 5,8 GHz Bereiche .
Die meisten RFID-Tags senden ihre Informationen in Klartext, einige Modelle verfügen aber auch über die Möglichkeit, ihre Daten verschlüsselt zu übertragen.
Anbringung
1. Datensatz des Transponders wird zum Zeitpunkt der Chipherstellung angebracht (lfd. Nummer) . Dies ist besonders be- vorzugt zur Identifikationsabgabe und bedingt weniger Herstellungsaufwand und einen geringeren Energieverbrauch.
2. Beschreibbare Transponder:
• EEPROM (electrically erasable programmable readonly memory) - induktiv gekoppelte RFID;
• FRAM (ferromagnetic random access memory) ;
• SRAM (static random access memory) - braucht unterbrechungsfreie Stromversorgung .
Energieversorgung
1. Passive Transponder - Energieversorgung wird dem (elektrischen/magnetischen) Feld entnommen;
2. semi-passive Transponder, (Stütz- ) Batterie für die Nutzung von angeschlossenen Sensoren, aber nicht für die Datenübertragung;
3. aktive Transponder - Batterie im Normalfall für die Erweiterung des Bereichs des Datentransfers, aber auch für parallele Sensorik.
Es ist besonders vorteilhaft, RFID-Tags einzusetzen, die we- nigstens einen Sensoreingang aufweisen.
Beispielsweise wird ein RFID-Tag mit einem Sensoreingang oder mehreren Sensoreingängen, die jeweils einen Etikettdatenwort- bitstrom, der durch eine Etikettabfrage-l-erkennungs- Vorrichtung gelesen wird, modifizieren. Ein RFID-Tag kann einen Sensoreingang aufweisen, der dafür geeignet ist, veränderliche Signale von einem oder mehreren Sensoren, eine analoge Variable oder eine digitale Variable zu empfangen.
Die Amplitude des RFID-Tags moduliert den DS-HF-Träger des HF-Generators mit seinem Datenwortbitstrom durch Laden und Entladen der Resonanzschaltung oder Antenne des RFID-Tags entsprechend den binären Werten dieses Datenwortbitstroms .
Der Datenwortbitstrom ist eine Reihe von Ein-Aus- Impulsen, die beispielsweise einen seriellen Datenwortsynchronisations- kopf und die RFID-Tagnummer darstellen.
Paritätsbits oder ein Prüfsummenwert können ebenfalls in dem Datenwortbitstrom enthalten sein. Diese Reihen von Ein-Aus- Impulsen werden durch eine Etikettlesevorrichtung (Abfragevorrichtung) erfasst, die Amplitudenveränderungen ihres DS- HF-Signals feststellt. Diese Amplitudenveränderungen werden durch das elektromagnetisch gekoppelte oder HF-Antennengekoppelte RFID-Tag verursacht, das die Resonanzschaltung bzw. Antenne der Etikettlese- oder Abfragevorrichtung lädt und entlädt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist ein RFID-Tag einen digitalen Eingang zum Erfassen einer Veränderung der Spannung, des Stromes oder des Widerstandes eines mit dem digitalen Eingang verbundenen Sensors auf. Der Sensorzustand des digitalen Eingangs kann feststellen, ob die Bitwerte des Datenwortbitstroms invertiert werden können. Die Differenz zwischen den beiden Datenwortbitströmen ergibt die Veränderung in dem Sensor (offen oder geschlossen) , wodurch ein Messwert dargestellt wird. Eine Spannungs- oder Stromversorgung des Sensors kann von einer externen Quelle oder von dem RFID-Tag selbst stammen, das dann einen Teil des Stromes von dem elektromagnetisch gekoppelten oder HF-Antennen-gekoppel- ten Dauerstrich von der Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung zuführt .
Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen elektro- mechanischen Schalter, einen Transistor, ein Hall-Effekt- Element, einen Fototransistor handeln.
Eine weitere Ausführungsform des RFID-Tags hat einen analogen Eingang zum Erfassen eines analogen Sensorsignals, das durch einen veränderlichen Spannungs-, Strom- oder Widerstandswert dargestellt wird.
Der analoge Eingang kann durch einen Spannungskomparator in eine Ein-Aus-High-Low-Darstellung umgewandelt werden.
Spannung oder Strom zum Versorgen eines oder mehrerer Analogsensoren kann von einer externen Quelle oder von dem RFID-Tag bezogen werden, das einen Teil der Energie von dem elektromagnetisch gekoppelten oder HF-Antennen-gekoppelten Dauerstrich von der Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung nutzt. Bei dem oder den Analogsensoren kann es sich um ein RTD, ein Thermoelement, einen piezoelektrischen Druckmesswertwandler und dergleichen handeln.
Bei dem erfassten Wert kann es sich beispielsweise um Folgen- des handeln: Druck, Temperatur, Beschleunigung, Vibration,
Feuchtigkeitsgehalt, Gasanteil, Dichte, Strömungsrate, Schallintensität, Strahlung, Magnetfluss, pH-Wert. Spannung oder Strom zum Versorgen eines oder mehrerer Sensoren kann von einer externen Quelle oder von dem RFID-Tag bezogen werden, das dann einen Teil des Stromes von dem elektromagnetisch gekoppelten oder HF-Antennen-gekoppelten Dauer- strich von der Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung zuführt .
Das RFID-Tag kann aus einem einzelnen Halbleiter-IC-Chip hergestellt sein, oder es kann aus mehreren Halbleiter- Einzelchips in einem einzelnen IC-Gehäuse bestehen. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen und liegt im Geltungsbereich der Erfindung, dass Mehrfachbaustein-RFID-Tags mit mehreren diskreten elektronischen Bausteinen in die oben angesprochenen Ausführungsformen integriert werden, einschließlich bei- spielsweise MikroController, Speicher, digitale Logikschaltungen, Analogschaltungen und diskrete und/oder monolithische Messwertwandler bzw. Sensoren.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung beinhaltet einen RFID- Tag mit einem Sensoreingang, der Logikschaltkreise in dem
RFID-Tag veranlasst, Dateninhalte zu modifizieren.
Falls das RFID-Tag passiv ist, hat es keinen internen Stromspeicher, und der Strom für seine Schaltkreise stammt von ei- ner Nahfeld- oder Fernfeld-Dauerstrich-Hochfrequenz (DS-HF) - Quelle. Diese ist beispielsweise in einem Transportmittel (beispielsweise einem Land- oder Luftfahrzeug) oder einem Lager eingebaut .
Wenn das RFID-Tag in die Nähe des DS-HF-Feldes kommt, zieht das RFID-Tag mittels elektromagnetischer oder HF-Kopplung Energie aus dem Feld ab. Das in der Nähe befindliche RFID-Tag beeinflusst die Amplitude des DS-HF-Trägers. Der DS-HF-Generator hat eine Abfragevorrichtung, die Veränderungen in der Amplitude des DS-HF- Trägers erkennt, und hat eine Auswerteschaltung, die über ei- nen Zeitraum hinweg nach einem oder mehreren Mustern in diesen Amplitudenveränderungen sucht. Wenn ein erkennbares Muster festgestellt wird, so wurde ein RFID-Tag entdeckt, und die Informationen in diesem erkennbaren Muster können verwendet werden.
Das RFID-Tag kann auch den Sensor mit elektrischem Strom versorgen.
Das RFID-Tag erzeugt einen Datenwortbitstrom, der von einer Abfragevorrichtung oder Etikettlesevorrichtung gelesen wird.
In diesem Datenwortbitstrom befinden sich Informationen, die von einem Signalwert des Sensors beeinflusst sind. Wenn sich der Signalwert des Sensors ändert, so ändern sich auch die
Informationen des Datenwortbitstroms .
Der Sensor/die Sensoren kann/können digital oder analog sein, wie oben beschrieben.
Die Leseeinheit (Abfragevorrichtung bzw. die Etikettlesevor- richtung) erfasst durch den/die Transponder bewirkte Amplitudenveränderungen oder Frequenzveränderungen eines elektromagnetischen Signals und wandelt sie in den seriellen Datenwortbitstrom um.
Die Erfindung sieht somit ein System vor, in dem in besonders vorteilhafter Weise RFID-Tags so eingesetzt werden, dass sie zuverlässig Auskunft über einen Zustand und/oder einen Aufenthaltsort wenigstens eines Objekts geben. Erfindungsgemäße RFID-Systeme übermitteln vorzugsweise nicht nur Identifikations- und Positionsdaten, sondern auch Temperatur-, Feuchtigkeits- , Schockabsorptions- , Biometrie- und weitere Daten. Diese Daten können aufgezeichnet und ausgewertet werden.
Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, Daten in Informationen zu transformieren und mit weiteren Informationen aus An- Wendungssystemen zu verknüpfen.
Kontaktloses Auslesen von vielen Objekten gleichzeitig und die Abbildung der Logistikabläufe in der Software-Architektur hilft, gewonnene Echtzeit -Informationen zur Verbesserung der Logistikprozesse (Bearbeitungs- Handhabungs- und/oder Transportvorgänge im Logistiksystem) einzusetzen.
Die Rückverfolgbarkeit mit RFID-Technologie hilft, die Sicherheit durch optimierte Transportprozesse zu verbessern.
Die erfindungsgemäße RFID-Technologie ermöglicht es, eine weltweite Logistikkette in Echtzeit abzubilden und Informationen über den aktuellen Ort, Status, Herkunfts- und Bestimmungsort sowie bei Bedarf auch Sensordaten bereitzustellen.
Die Behandlung sensitiver Objekte kann durch Sensorik zeitnah erfasst und positions- und zeitpunktgenau nachverfolgt werden.
Die logistischen Abläufe werden unter Ausnutzung von RFID-
Kennzeichnung, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmessung sowie Integration von Zugangskontrollen automatisiert und sicherer gestaltet. Hierzu ist es vorteilhaft, dass alle relevanten Informationen mit Real-time-Prozessen verarbeitet werden. Unter anderem sind davon folgende Teilprozesse betroffen:
• Objekteingang, • Transport zu/von Zwischenlagern,
• Ein- und Auslagerung aus Zwischenlagern,
• Echtzeit-Monitoring der Bewegungen (Kombination von Identifikation und Lesezonen) .
Überwachte Informationen beinhalten unter anderem:
• Behälter- Identifikation (eindeutig kodierte Seriennummer) per passivem RFID-Tag (Verknüpfung mit den Inhaltsdaten erst nach Autorisierung und Dekodierung) ,
• Umfeldfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Bei Über- bzw. Unterschreitung bestimmter Bandbreiten über Zeiträume verändert sich beispielsweise die Klassifizierung von einzelnen Stoffen und damit die Weiterverarbeit- barkeit .
• Bestands-Monitoring Zwischenlager:
Innerhalb von vorgebbaren Zeitintervallen und/oder auf Aufforderung werden alle Tags gelesen.
In einzelnen Ausführungsformen der Erfindung ist es vorgese- hen, nur Veränderungen zu erfassen. Alternativ ist es möglich, eine Datenhistorie zu speichern.
Die Erfindung ermöglicht einen Einsatz von Warnmeldungen. Die Warnmeldungen können dazu eingesetzt werden, logistische Pro- zesse - insbesondere die Sortierung, Lagerung und/oder den
Transport der Objekte - zu verändern oder einen neuen logistischen Vorgang - beispielsweise einen neuen Transportvorgang - zu veranlassen. Es ist vorteilhaft, zur Steuerung des Systems einen Server einzusetzen. Zum Betrieb des Servers dient ein Programm, das vorzugsweise auf einem Computerprogrammprodukt - beispiels- weise einem geeigneten Speichermedium - gespeichert ist .
Hierdurch ist es möglich, Sensoren und gegebenenfalls auch Aktoren anzubinden. Zweckmäßigerweise erfolgt eine Filterung und gegebenenfalls Korrelation der Messdaten in Echtzeit, so dass die logistischen Vorgänge unmittelbar beeinflusst werden können .
Eine Datenbereitstellung kann über verschiedene Kommunikationskanäle erfolgen, beispielsweise die Datenkanäle der Transponder, mobile Kommunikationssysteme (PLUTUS, GSM, GPRS, UMTS). Dies ermöglicht:
• Anbindung der Sensoren und Aktoren;
• Filterung und Korrelation der Sensordaten in Echtzeit im Prozesskontext;
• Integration der bestehenden HMMS-Anwendung;
• Bereitstellung der Daten und Nachrichten über unterschiedliche Kanäle (Handheld, Telefon, Portal etc.).
Die Möglichkeit, Echtzeit- Informationen mit Hilfe von RFID- Tags zu erreichen und diese Informationen in die Informations-Architekturen zu integrieren, ist das Konzept der Sensor- Based Services.
Es ist besonders zweckmäßig, von den Lesegeräten empfangene Statusinformationen zu speichern und/oder an die Datenverarbeitungseinheit (Server) zu übermitteln. Zweckmäßigerweise werden die ermittelten Zustandsinformationen mit Solldaten verglichen. Hierdurch ist es möglich, Abweichungen festzustellen und kurzfristig zu ermitteln, inwie- weit ein Änderungsbedarf für die logistischen Vorgänge besteht.
Insbesondere ist es hierdurch möglich, einen vorgesehenen Empfänger oder den Absender des Objekts zeitnah über den Transportzustand zu informieren.
Handhabungs- und/oder Transportmittel sind auf diese Weise in der Lage ortsungebunden, bei gleichem Informationsniveau, eine verbesserte Zusammenarbeit zu erzielen und eine geeignete Reaktion auf Basis der gewonnenen Sensor- Informationen zu generieren.
Dadurch können die Logistikprozesse schneller und sicherer durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste :
1 bis 9 Verfahrensschritte 10 Behälter 11 Deckelfläche
12 Kapazitives Element
20 Gegenstand, Objekt
21 RFID-Tag, Identifikationsmittel
30 Sensor, elektrisch leitfähige Schicht/Band 40 Datenverarbeitungseinheit
50 Ortungsmittel
60 Überwachungszentrale
61 Nachrichtenempfangsmittel, -gerät 70 Atmosphärenmessgerät 80 Kommunikationsmodul, Schnittstelle
90 Objekterfassungsmittel, Randantenne
100 Schutzumhüllung
110 Palettenboden
111 bis 114 Seitenwände 121 bis 124 Seitenwände
150 Kante
160 Lasche
170 Lasche
180 Falzlinie 250 Lasche
401 Absendeort
402 Transporter
403 Lager
404 Flugzeug 405 Verfahrensschritt
406 Lager
408 Zwischenlager
409 Empfangsort 600 Transponder
601 Behälter
602 Lesegerät
701 Sensor 702 bis 705 Objekte
706 Behälter
801 Sensorstreifen
802 bis 807 Objekte
808 Behälter

Claims

Patentansprüche :
1. Sensor-Transponder-Einheit mit mindestens einem Sensor (S) und mindestens einem Transponder (T) , dadur c h gekennz e i c hne t, dass der Transponder und der Sensor als räumlich voneinander getrennte Bauelemente gestaltet sind.
2. Sensor-Transponder-Einheit nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass sich der Transponder und der Sensor in zwei voneinander getrennten Gehäusen befinden.
3. Sensor-Transponder-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass der Transponder und der Sensor durch ein Verbindungselement (V) miteinander verbunden sind.
4. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadur c h gekenn z e i c hne t, dass sie mit einem einen Behälter verbindbar ist, wobei der Behälter einen Innenraum zur Aufnahme wenigstens eines Objekts enthält.
5. Sensor-Transponder-Einheit nach Anspruch 4, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass sich der Sensor in dem Innenraum des Behälters befindet .
6. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e nn z e i c hn e t, dass der Transponder weiter außen angeordnet ist als der Sensor.
7. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6 , dadurc h g ekenn z e i c hne t, dass der Transponder und der Sensor durch mindestens ein
Kabel miteinander verbunden sind.
8. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche , dadurc h gekenn z e i c hne t, dass der Transponder und der Sensor durch ein elektromagnetisches Kopplungsmittel miteinander verbunden sind.
9. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche , dadur c h g ekenn z e i c hne t, dass Messdaten des Objekts durch einen Sensor erfasst werden, dass die erfassten Messwerte an einen Transponder übermittelt werden und dass der Transponder in Abhängigkeit von den Messdaten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit übermittelt.
10. Sensor-Transponder-Einheit nach Anspruch 9, dadurc h gekenn z e i c hne t, dass die Zustandsinformationen gespeichert werden.
11. Sensor-Transponder-Einheit nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zustandsinformationen in einem in dem Behälter angebrachten Speichermedium gespeichert werden.
12. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der Ansprüche 3 bis
11, dadur c h gekenn z e i c hne t, dass das Verbindungselement (V) wenigstens einen Lichtleiter beinhaltet.
13. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadur c h gekennz e i c hne t, dass sich der Sensor näher an dem Objekt befindet als der Transponder .
14. Sensor-Transponder-Einheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurc h gek enn z e i c hne t, dass sich zwischen dem Sensor (S) und dem Transponder (T) wenigstens eine Zwischenschicht befindet.
15. Sensor-Transponder-Einheit nach Anspruch 14, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass die Zwischenschicht elektromagnetische Strahlung absorbiert .
16. Sensor-Transponder-Einheit nach Anspruch 14 oder 15, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass die Zwischenschicht elektromagnetische Strahlung reflektiert.
17. Verfahren zum Betreiben einer Sensor-Transponder-Einheit, dadurc h g ekennz e i c hne t, dass ein Sensor der Sensor-Transponder-Einheit Messdaten erfasst und diese über ein Verbindungsmittel (V) an den Transponder (T) übermittelt und dass der Transponder unter Beeinflussung der Messdaten Zustandsinformationen an eine Leseeinheit übermittelt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadur c h gekenn z e i c hne t, dass dem Transponder Energie zugeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadur c h gekenn z e i c hne t, dass die Energie durch die Leseeinheit zugeführt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass eine Weiterleitung der Energie von dem Transponder zu dem Sensor erfolgt .
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass eine Signalleitung zwischen dem Sensor und dem Transponder durch ein Verbindungselement erfolgt .
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