(57)【要約】装置１２は、容器のシール及び追跡を容易化する。装置は、容器上のラッチ機構１９の開口を挿通するボルト１６６を含む。ボルトは、また、シール装置の離間したコイル２５１，２５２を通過する。シール装置は、一のコイルを用いて磁場を発生させ、他のコイルに誘起される対応する磁場を監視する。ボルトの改竄は磁場に影響を与え、これにより、当該改竄をシール装置が検出できるようになる。シール装置は、周期的に無線信号を送信し、この無線信号は、容器を追跡しシールの保全性を監視する目的で遠隔的に受信できる。
2005509958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分と、
前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造と、
前記シール構造に関係を有する磁束特性をセンシングし、前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するように動作可能な検出構造とを含む、装置。
【請求項２】
内部を有する容器を含み、前記第１及び第２の部分は、前記容器の部位であり、前記容器の内部への外部アクセスが、前記部分が前記第１及び第２の位置にそれぞれある時にそれぞれ阻害及び許可される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記検出構造は、無線送信機を含み、前記磁束特性の変化が検出されたか否かの指示を含む無線信号を送信する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記無線信号を受信でき、記磁束特性の変化が検出されたか否かの視覚的な指示を前記無線信号に基づいて供給する携帯ユニットを含む、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記検出構造は、所定の特有の識別子を有し、前記シール構造により送信される無線信号に該識別子を含める、請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記検出構造は、所定の事象に応答して前記センシングを開始し、前記検出構造は、所定の事象に応答して実質的にランダムな数を決定し、該ランダムな数は、前記検出構造により送信される無線信号に前記検出構造によって含められる、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記検出構造は、所定の無線信号の前記検出構造による受信事象を含む所定の事象に応答して前記センシングを開始する、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記所定の無線信号を選択的に送信できる、人による操作が可能な携帯ユニットを含む、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記シール構造は、延在部を含み、
前記検出構造は、前記延在部の長手方向に沿って間隔を置いて前記延在部を取り囲む第１及び第２のコイルを含み、
前記検出構造は、前記第１のコイルに磁場を誘起させ第２のコイルに該磁場をセンシングさせるように動作可能な回路を含む、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記容器は、前記第１及び第２の部分を含むラッチ機構を有し、
前記シール構造は、ロック機構を含み、前記延在部は、前記ロック機構の一部であり、透磁性材料からなる、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記検出構造は、ハウジングと、前記ハウジングから延在し、前記第１及び第２のコイルが離間した位置で支持されるアームとを含み、前記ハウジングは、前記コイルに電気的に結合される回路を内部に有する、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の部分は、前記延在部が挿通する開口を有し、前記第１及び第２のコイル間の前記延在部にそれぞれ配置される、請求項９記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のコイルに前記回路により誘起される前記磁場は、変化する磁場であり、
前記検出構造は、前記第１及び第２のコイルでの信号間の位相差を関数として前記磁束のセンシングを実行する、請求項９記載の装置。
【請求項１４】
前記回路は、複数のパルスを前記第１のコイルに供給することによって前記第１のコイルに前記磁場を誘起させ、
前記回路による前記磁束のセンシングは、前記第１のコイルでの信号のパルスと前記第２のコイルに誘起される対応するパルスとの間の位相差を少なくとも２つの前記パルスに対して判断することを含む、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記回路は複数のパルスを前記第１のコイルに供給することによって前記第１のコイルに前記磁場を誘起させ、
前記回路による前記磁束のセンシングは、最初のパルス以外の少なくとも２つの前記パルスに対して、前記第１のコイルでの信号のパルスと前記第２のコイルに誘起される対応するパルスとの間の位相差を判断し、それぞれの前記パルスに対する前記位相差を加算することによって合計値を算出し、前記合計値と前回算出された前記合計値との差が所定値を越えるか否かを判断する、請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分間にシールを実行するステップであって、前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造を設けることを含むステップと、
前記シール構造に関係のある磁束特性をセンシングするステップと、
前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するステップとを含む、方法。
【請求項１７】
前記磁束特性の変化が検出されたか否かの指示を含む無線信号を送信するステップを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
特有の識別子を前記無線信号内に付与する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記センシングを開始させ、前記無線信号内に後に含められることになる数を実質的にランダムに決定することによって所定の事象に応答することを含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
第１のコイルに、変化する磁場として前記磁場を誘起する誘起ステップと、
第２のコイルを用いて前記磁束のセンシングを実行するステップと、
前記第１及び第２のコイルでの信号間の位相差を関数として前記磁束特性の変化の検出を実行する検出ステップとを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記誘起ステップは、前記第２のコイルに複数のパルスを供給することを含み、
前記検出ステップは、最初のパルス以外の少なくとも２つの前記パルスに対して、前記第１のコイルでの信号のパルスと前記第２のコイルに誘起される対応するパルスとの間の位相差を判断し、それぞれの前記パルスに対する前記位相差を加算することによって合計値を算出し、前記合計値と前回算出された前記合計値との差が所定値を越えるか否かを判断することを含む、請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［著作権に関する記述］
この特許開示の一部は、著作権保護を受ける制作物である。著作権者は、特許商標庁の特許ファイルや記録でみられるような、特許開示や特許文献の他人によるファクシミリの再現に異論を唱えないが、それ以外の場合には全ての著作権を留保する。
【０００２】
［発明の技術分野］
本発明は、一若しくはそれ以上の品物を保持できる容器に関し、特に、かかる容器をシール及び追跡する方法及び装置に関する。
【０００３】
［発明の背景］
容器の１つの通常的な用途は、商品の移送である。一の知られた種の容器は、一貫輸送型の容器である。商品は、一貫輸送型容器内に入れられ、容器のドアが閉められ、施錠される。次いで、容器は、トラック、飛行機、電車及び／又は船舶のような一若しくはそれ以上の輸送手段により目的地まで搬送される。目的地で容器のドアが、開錠され、開けられ、商品が取り出される。
【０００４】
輸送産業は、かかる容器内の商品に対して安全性を提供することが重要であることを認識している。この１つの局面として、容器は、容器が盗まれたり若しくは配送中に間違った経路に乗せられたり又は間違った場所に運ばれたりする際の結果としての喪失を防止するため、追跡される必要がある。容器自体が盗まれたり若しくは配送中に間違った経路に乗せられたり又は間違った場所に運ばれたりする場合でなくても、容器を追跡するのに加えて、目的地への搬送中に容器から商品が取り出されるのを防止する必要がある。
【０００５】
このため、容器のドアのラッチ機構をシール若しくはロックするために使用される既存のシール装置が存在する。最も一般的な種のシール装置は、使い捨てのボルトや再利用可能なハウジングを含む。ボルトは、容器のラッチ機構に挿通され、再利用可能なハウジングが、次いで、ボルトの端部上に押圧され、これにより、ボルト及びハウジングの協働構造によって、ボルトの端部が挿入方向の反対方向に引き抜かれるのが完全に防止される。容器からこのシール装置を外すため、使い捨てボルトは、ボルトカッターにより切られなければならない。次いで、ハウジングに残るボルトの端部は、例えばハウジングを完全に貫通するまで挿入方向に移動させ続けることによって、ハウジングから取り除かれる。
【０００６】
この種のシール装置は、しばしば、再利用可能はハウジングに特有のシリアル番号を有する。しかし、適当な道具を持つ盗人は、容器にアクセスするためボルトをカットすることができ、次いで、容器を再びシールするため再利用可能なハウジングに同一のボルトを使用することができる。ハウジング上のシリアル番号が同じであるので、シール装置は、改竄が実際にあった際にも、改竄がなかった印象を与える。容器をシール及び追跡するこの種の既存の技術は、意図した目的に対しては適当であるが、全ての点では満足のいくものではない。
【０００７】
この点、既存のシール装置の検査及び容器の追跡は、比較的高価な相当な人的作業を伴う。更に、上述の理由に対して、用心深い検査でさえも、シール装置が取り外され再配置されているという事実が明らかにならない場合もある。国家貨物安全議会は、１９９８年、米国における年間の貨物盗難が、年間およそ１００億ドルのレベルに達し、インフレーション調整後、２０から２５年前に比べて約５倍であると、推定している。この推定は、喪失した商品の価値のみを反映している。付帯的な調査、保険の紙仕事や保険の請求のコストを考慮すると、貨物盗難の年間の実際のビジネス上の影響は、年間およそ３００億ドルから６００億ドルと推定される。
【０００８】
議会は、全てのビジネスのセキュリティロスの８０％が、輸送中の製品の盗難若しくは紛失によるとしている。更に、盗難の８０％が内部的に犯されている。多くの損失は、複数様式輸送の特徴に部分的に起因して、最終配送まで気が付かれない。配達時には、損失が生じた正確なポイントまで逆追跡することはしばしば困難で不可能である。
【０００９】
［発明の概要］
上述から、より良いシール及び／又は追跡技術を容易にする方法及び装置に対する必要性があることが分かる。本発明によると、この必要性に対処する方法及び装置が提供され、第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分間のシールに作用することを伴い、第１の位置から離れる上記部分の移動を制限する態様で第１の位置に第１及び第２の部分と協働可能なシール構造を提供し、シール構造を関数とする磁束特性をセンシングし、シール構造の破壊を示す磁束特性の変化を検出することを含む。
【００１０】
本発明のより良き理解は、添付図面と関連した以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【００１１】
［発明の詳細な説明］
図１は、本発明の特徴を具現する装置１０のブロック図である。装置１０は、サインポスト１１、シールタグ１２、リーダ１３、制御システム１４、無線基地局１５、無線携帯ユニット１７、容器１８、及び、シール若しくはロック１９を含む。
【００１２】
ロック１９は、容器１８に設けられるラッチを保持し、シールタグ１２は、後に詳細する態様でロック１９と協働する。装置１０は、１１で示される種の多くのサインポスト、１２で示される種の多くのシールタグ、１７で示される種の幾つかの携帯ユニット、及び、１３で示される種の幾つかのリーダを典型的に含む。しかし、本発明を説明する際の明瞭性のため、図１は、１つのサインポスト１１、１つのシールタグ１２、１つの携帯ユニット１７及び１つのリーダ１３のみを示す。
【００１３】
先ずサインポスト１１に着目するに、サインポスト１１は、本分野で知られた種の装置であり、それ故に簡易にのみ説明して、本発明の理解を容易にする。サインポスト１１は、移動若しくは固定であってよいが、図１の実施例では、例えばポストや天井に、固定的に搭載される。サインポスト１１は、図示しないマイクロコントローラを含む。当業者であれば、マイクロコントローラが、マイクロプロセッサ、マイクロプロセッサ用のコンピュータープログラムや静的データを含む読取専用メモリ（ＲＯＭ）、及び、システム作動中の動的データを格納できるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）  を含む集積回路である事実に精通している。サインポスト１１は、図示しない送信機も含み、送信機は、マイクロコントローラにより制御され、内部のアンテナを介して低周波（ＬＦ）のサインポスト信号２２を送信する。
【００１４】
サインポスト１１内の送信機は、およそ３０ＫＨｚから３０ＭＨｚまでの範囲の周波数を持ってよいサインポスト信号２２を搬送信号の振幅変調により生成する。この実施例では、電磁放出に係る多様な国々の国内規則への準拠に起因して、搬送周波数は、１３２ＫＨｚに選択されるが、代替的に、１３．５６ＭＨｚのような他の周波数であってもよい。
【００１５】
示した周波数範囲の選択について更に考察するに、サインポスト信号２２は、近距離場特性を示す。この周波数範囲での信号の局所化された特性は、本発明の特別な状況での政府の規則への準拠を容易にする助けとなり、また、サインポスト１１の一般的な近傍にある他のタグによるこれらの信号の受信を最小化する助けとなるが、サインポスト信号２２の意図した送信範囲を超えるものである。当業者に知られているように、近距離場特性を持つ信号は、遠距離場特性を持つ信号に対するロールオフよりもおよそ３倍以上高いロールオフを有する。結果として、サインポスト信号２２は、意図的に比較的短い送信範囲を有し、本実施例では、調整可能であり、典型的には約４から１２フィートである。サインポスト信号２２が近距離場特性を呈する事実に起因して、サインポスト信号２２の送信及び受信は、無線周波数結合というよりも、２つのアンテナ間の磁気的な結合として見られてよい。
【００１６】
図１で２４にて示すように、サインポスト１１は、標準ＲＳ−２３２シリアルインターフェースにより制御システム１４に接続される。インターフェース２４は、ＲＳ−２３２インターフェースであるが、代替的に、イーサーネットインターフェース、ＲＳ−４８５インターフェースや無線インターフェースのような、他の適切なインターフェースであってよい。
【００１７】
サインポスト１１により送信される各サインポスト信号２２は、次に図２を参照して詳説する幾つかの異なる情報要素を含む。より具体的には、図２は、以下詳説する幾つかの異なる情報のフィールドを有するデジタルワード３１の概略図である。デジタルワード３１のビットは、上述の如く、図２の左から右に、振幅変調を用いた１３２ＫＨｚでワード３１のビットを連続的に変調することによって、サインポスト信号２２内で送信される。
【００１８】
第１のフィールドは、プリアンブル３２であり、信号を受信する装置がサインポスト信号が開始することを認識できるようにし、サインポスト信号に自身を同期させることをできるようにする所定のビットのパターンである。本実施例では、プリアンブルは、およそ８ビットであるが、特定数のビットが、サインポスト信号を受信するために使用されることが予測される特定の受信機の特性に依存して変化されてよい。
【００１９】
ワード３１内の次のフィールド３３は、サインポストコードであり、本実施例では、ワード３１を送信している特定のサインポスト１１を固有的に特定する１２ビットの整数値である。上述の如く、システム１０は、多くのサインポスト１１を有してよく、異なるサインポスト１１による異なるサインポストコード３３の使用によって、システムは、一のサインポストにより送信されるサインポスト信号を他のサインポストにより送信されるサインポスト信号から見分けられる。
【００２０】
図２のワード３１内の次のフィールドは、タグコマンド３６であり、シールタグ１２の動作に影響を与えうるシールタグ１２へのコマンドである。タグコマンドフィールド３６は、２ビットのフィールドである。ワード３１内の次の２つのフィールドは、関連する制御コマンド３７及びパラメータ３８である。本実施例では、制御コマンド３７は、４ビットのフィールドであり、パラメータ３８は、８ビットのフィールドである。制御コマンド３７は、それぞれタグ１２に何かをするように指令する点で、タグコマンド３６に類似する。差異は、制御コマンド３７が、一般的に付属のパラメータ３８を必要とするのに対して、タグコマンド３６はパラメータを使用しないことである。コマンドの更なる説明は後にして、タグ１２の詳細な説明を先にする。
【００２１】
ワード３１内の次のフィールドは、１ビットのフィールドである拡張フラグ４１である。本実施例では、このフィールドは、図２のワードフォーマット３１に対して常にバイナリ“０”である。これは、将来の融通性を促進するために設けられる。例えば、将来、ワード３１のフォーマットを修正する必要が生じた場合、フラグ４１が、新しいフォーマットを有する各ワード内でバイナリ“１”に設定され、サインポスト信号２２を受信する装置が、受信されたワード３１が図２で３１にて示される元のフォーマットを有しているのか若しくは新たなフォーマットを有しているのを判断できるだろう。
【００２２】
ワード３１内の次のフィールドは、エラー制御フィールド４２である。サインポスト１１と他の装置と間の通信は、実質的に一方向送信であり、図１の装置１０に対する多くのアプリケーションは比較的高いレベルのノイズを有する環境を伴うので、受信装置が、サインポスト信号２２で受信したワード３１が正確であるか若しくはエラーを有しているかを評価できることが重要である。結果的に、エラー制御フィールド４２は、フォワードエラー訂正（ＦＥＣ）の程度を提供するために含められる。
【００２３】
本実施例では、エラー制御フィールド４２は、８のパリティビットを含むが、パリティビットの数は、ワード３１内のビット数が変化した場合や、幾つかの公知のパリティスキームの異なる１つが選ばれた場合には、異なりうる。エラー制御フィールド４２の使用に加えて、信頼性及び精度の全体レベルは、サインポスト信号２２を受信する装置に所与のサインポスト信号２２の２つの連続した送信を記憶及び比較させてそれらが完全に同一であることを確証することによって、増加される。
【００２４】
ワード３１内の最終フィールドは、パケットエンドフィールド４３である。このフィールドは、受信装置に送信が終了することを知らせる。図２の実施例では、パケットエンドフィールド４３は、全てがバイナリ“０”に設定された８ビットを有する。
【００２５】
上述の如く、サインポスト信号２２は、典型的には、比較的ノイズの覆い環境下で送信される。信頼性のある信号受信を保証するため、公知の技術が、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するために採用されてよい。図１の実施例では、１３２ＫＨｚの搬送波の振幅変調は、ＳＮＲを良くするため、公知の振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）の技術を用いて実現されてよい。周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）や位相シフトキーイング（ＰＳＫ）のような他の技術が、代替的に、ＳＮＲを良くするために使用されてよい。
【００２６】
上述の如く、サインポスト１１とシールタグ１２との通信は、サインポスト信号２２を伴う一方向の通信である。これを念頭におくと、フィールドタグ１２が、特にフィールド３６−３８のコマンドに関して、有効なサインポスト信号２２にのみ反応することを保証する安全度合いを提供することは望ましい。それ故に、フィールド３３、３６−３８，４１の全て若しくは幾つかは、公知の暗号化技術を用いて、若しくは代替的に公知のパスワード技術を用いてセキュリティ保護を受けてよい。
【００２７】
次にシールタグ１２について、図３は、シールタグ１２の回路５１のブロック図である。この回路は、シールタグ１２内に設けられる図示しないバッテリからの電力で動作する。回路５１は、２つの受信アンテナ５２，５３、受信回路５６、マイクロコントローラ５８を有する制御回路５７、送信回路６２、送信アンテナ６３、及び、検出回路６４を含む。検出回路６４は、波線により、図１にも概略的に示されている。回路５１は、検出回路６４、検出回路６４をマイクロコントローラ３８に結合させる２つの信号ＣＬＫ５００ＨＺ及びＤＥＴＥＣＴ、及び、マイクロコントローラ５８用のファームウェア（制御プログラム）のある部分を除いて、既存のタグで使用される種の回路である。検出回路６４内の回路は、マイクロコントローラ５８のファームウェアの関連部分と共に、後に詳説する。しかし、先ず、知られている回路５１の部分が、本発明の理解を容易化する程度に簡潔に説明される。
【００２８】
具体的には、２つの受信アンテナ５２，５３は、互いに直角に向けられ、図１で２２で示すサインポスト信号のような信号のより良好な受信を容易化する。受信回路５６は、アンテナ５２，５３のそれぞれからの信号を処理し、より強い信号が実質的に支配するように信号を足し合わせる。結果として得られる信号は、次いで、制御回路５７内のマイクロコントローラ５８に送られる。
【００２９】
送信回路６２は、送信アンテナ６３を介して送信する超高周波（ＵＨＦ）送信機であり、４３３．９２ＭＨｚの周波数を有する搬送信号を用いる。送信回路６２及びアンテナ６３を用いて、タグ１２のマイクロコントローラ５８は、リーダ１３及び携帯ユニット１７のような装置にビーコン信号７１（図１）を送信できる。ビーコン信号７１は、４３３．９２ＭＨｚ搬送波信号へのあるビーコン情報のＦＳＫ変調によって生成される。４３３．９２ＭＨｚの周波数が本実施例で使用されるのは、電磁信号の送信に関する支配的な政府の規則の下で比較的多くの国で利用可能であるからである。しかし、９１５ＭＨｚのような他の周波数が代替的に使用されてもよい。ビーコン信号７１用の送信範囲は、サインポスト信号２２に対するものよりも相当に長く、本実施例では、３００フィートまでであってよい。ビーコン信号７１は、異なるタグにより送信されるビーコン信号間での緩衝を低減するため、ｓｌｏｔｔｅｄ  ａｌｏｈａプロトコルとして本分野で知られる技術を用いて送信される。
【００３０】
本実施例では、ビーコン信号７１で送信されるビーコン情報は、図４に双方が示される２つの異なる形態の１つをとってよい。より具体的には、シールタグ１２は、有効なサインポスト信号２２をアンテナ５２−５３及び受信回路５６を介して受信した場合、ビーコン信号７１で送信されるビーコン情報は、図４に７６にて示すワードフォーマットを有するだろう。対照的に、シールタグ１２がサインポスト信号を他の装置から受信していない期間中、信号７１で送信されるビーコン情報は、図４で７７にて示すワードフォーマットを有する。どのワードフォーマット７６若しくは７７が現在使用されているかに拘らず、本実施例は、２７．７Ｋｂｐｓでマンチェスター符号化ＦＳＫ変調を用いてワード内の情報を送信するだろう。
【００３１】
ワードフォーマット７６が先ず議論される。それはプリアンブル８１で始まり、ワード３１のプリアンブル３２（図２）と機能的に比較可能である。本実施例では、プリアンブル８１は、１，２９６マイクロ秒続き、４２マイクロ秒の論理ハイ及び５４マイクロ秒の論理ローを含む１サイクルが後続する、３０マイクロ秒の論理ハイ及び３０マイクロ秒の論理ローをそれぞれ含む２０サイクルを含む。ワード７６内の次のフィールドは、１ビットのフォーマットフィールド８２であり、図４の２つのフォーマット８１，８２のいずれがインスタントのビーコン信号に対して使用されているかを受信装置に示すために設けられる。従って、フィールド８２は、常に、ワード７６内のバイナリ“１”であり、ワード７７内のバイナリ“０”である。
【００３２】
ワード７６内の次のフィールドは、４ビットのタグタイプフィールド８３であり、特定のタブ１２がシステムでどのように使用されているかに関する情報を提供するコードである。シールタグ１２内のこの種のフィールドは、シールタグ１２が容器１８のロック１９を監視するために使用されていることを示してよい一方、他のタグに対するタグタイプフィールドは、例えばタグが移動装置の形態で使用されている若しくは固定物体に固定的に搭載されていることを示す、異なるコードを有してよい。本実施例では、タグタイプコード８３は、そのボリュームや高さのような、容器１８についての情報を提供しうる。
【００３３】
ワード７６内の次のフィールドは、３ビットのアセットタイプフィールド８４である。フィールド８４は、タグ１２が関連する装置の特定種類をより具体的に特定できる。本実施例のタグ１２は容器１８に関連し、一方、同様のビーコン信号を送信している他のタグ装置は、他の種類の装置に取り付けられ、それ故に、フィールド８４に異なるコードを有するだろう。
【００３４】
ワード７６内の次のフィールドは、ビーコンコード８６である。本実施例では、これは、ワード７６を送信している特定のタグを固有に特定する整数値である。上述の如く、装置１０は、多数の異なるタグを有してよく、各タグに対する異なるビーコンコード８６の使用によって、システムは、一のタグから送信されるビーコン信号と他のタグから送信されるビーコン信号とを区別できる。
【００３５】
ワード７６内の次のフィールドは、シール状態ビット８７であり、ロック１９（図１）の現状態（図１）を示す１ビットのフィールドであり、後に詳説する。次のフィールドは、シールイベントコード８８であり、ロック１９の監視に関連して使用される４ビットのフィールドであり、後に詳説する。
【００３６】
ワード７６内の次のフィールドは、サインポストコード９１である。これは、シールタグ１２により直近に受信されるサインポストワード３１から３３で抽出されるサインポストコードと全く同様である。ワード７６内の次のフィールドは、最終コマンドフィールド９２であり、これは、フィールド９１に存在するサインポストコードを有するサインポストから受信されたサインポストワード３１のフィールド３７若しくは３８のいずれかで受信された最終コマンドに対するコードと全く同様である。
【００３７】
ワード７６内の次のフィールドは、エラー制御フィールド９３である。本実施例では、これは、公知の種の巡回冗長コード（ＣＲＣ）を用いた１６ビットのフィールドであり、フィールド８２−８４，８６−８８，９１−９２内の情報を用いて計算される。タグ１２により送信されるビーコン信号７１は、実質的に一方向の信号であり、エラー制御フィールド９３は、それ故に、これらの信号を受信する装置が、受信ワード７６内の幾つかのエラーを検出及び訂正する程度の能力を有するように設けられる。受信装置は、２つの連続するビーコン信号７１を受信及び比較することによってそれらが同一であることを確認することで、精度及び信頼性を高めることもできる。ワード７６内の最終フィールドは、パケットエンドフィールド９４であり、本実施例では、３６マイクロ秒の論理ローである。パケットエンドフィールド９４は、フィールド９４が現在受信されているワード７６の最後であることを受信装置に示す。
【００３８】
ビーコンワードの代替フォーマット７７に関して、ワード７６からの基本的な差異は、ワード７６のフィールド９１，９２が、ワード７７から省かれていることである。これは、フィールド９１，９２が最後の受信サインポストワード３１から抽出された情報を含むからである。対照的に、上述の如く、ビーコンワード７７は、タグ１２が如何なるサインポスト信号をも現に受信していない場合に使用され、従って、フィールド９１，９２内に入れる現在の情報を有していない。それ故に、フィールド９１，９２が、ワードフォーマット７７から省かれる。
【００３９】
理論的には、タグ１２が如何なるサインポストからも情報を現に受信していないときでもワードフォーマット７６を使用し、フィールド９１，９２のそれぞれに全ての０のような“ダミー”コードを単に入れることは可能である。しかし、無線送信に関する政府の規則は、ビーコン信号７１が送信されるパワーレベル、ビーコン信号７１の連続送信間の時間間隔、及び、各ビーコン信号内の情報量のような因子間のバランスを取ることを伴う傾向にある。フィールド９１，９２が不要とされる時にワードフォーマット７７を使用することによって、ビーコン信号７１の送信の継続時間が低減され、これにより、政府の規則への準拠が容易となる。
【００４０】
ワードフォーマット７７及びワードフォーマット７６の間には２つの他の差異がある。第１に、フィールド８２は、上述の如く、ワード７６では常にバイナリ“１”であるのに対して、ワード７７ではバイナリ“０”である。第２に、ワード７７のエラー制御フィールド９３で使用されるＣＲＣ値は、フィールド９１，９２が存在せずそれ故に考慮できないので、フィールド８２−８４，８６−８８のみを用いて算出される。
【００４１】
タグ１２がビーコン信号７１を送信するレートは、異なる動作環境下で変化する。例えば、タグ１２がサインポスト信号を受信しているとき若しくは送信のための他の刺激を受けているとき、タグ１２は、ビーコン信号７１をより頻繁に送信するだろう。対照的に、他の動作環境では、タグは、ビーコン信号７１をより少ない頻度で送信するだろう。何れの場合も、ビーコン信号の連続的な送信間の正確な時間間隔は、ランダム度と共に変化し、異なるタグからのビーコン信号間の“衝突”が継続的に発生する可能性を低減する。タグ１２によるビーコン信号７１の送信のレート及びタイミングの変動は、公知の技術に一致し、それ故に、ここでは更に詳細に言及しない。
【００４２】
回路５１は、ある既存のタグの全ての能力を含んでいるので、タグ１２は、容器１８のようなアセットの移動の追跡を容易化する公知の種の完全な能力を有する。この種の能力は公知であるので、ここでは詳細に言及しない。
【００４３】
図１を再度参照するに、リーダ１３は、本分野で知られている種の固定型装置であり、それ故に、ここでは簡潔にのみ説明する。リーダ１３は、シールタグ１２から送信されるＵＨＦビーコン信号７１を受信し、次いで、各受信ビーコン信号からのビーコンワード（図４）を制御システム１４にネットワーク１０１を介して送る。本実施例では、ネットワーク１０１は、本分野ではイーサーネットワークと称される種のネットワークであるが、代替的に他の形態のネットワークであってもよい。
【００４４】
無線基地局１６は、本分野で知られた種の装置であり、ネットワーク１０６を介して制御システム１４に接続される。本実施例では、ネットワーク１０６はイーサーネットワークであるが、代替的に他の形態のネットワークであってもよい。更に、代替的に、双方のネットワーク１０１及びネットワーク１０６を実現する単一のネットワークを使用することも可能だろう。
【００４５】
無線携帯ユニット１７は、複数の手動操作可能な押しボタンを備えたキーパッド１１１、及び、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であるディスプレイ１１２を含む。無線携帯ユニット１７は、持ち運び可能であり、バッテリの電力で動作する。携帯ユニット１７は、マイクロコントローラを含む図示しない回路を含む。この回路は、タグ１２により送信されるビーコン信号７１を受信し、基地局１６及びネットワーク１０６を介して制御システム１４との双方向通信のための無線周波数（ＲＦ）信号を使用し、図２に示すワードフォーマットに一致するサインポスト信号２２に類する低周波数のサインポスト信号１１８を送信することができる。携帯ユニット１７の使用は後に詳説される。
【００４６】
次にシールタグ１２を詳説するに、図５は、タグ１２の概略的な斜視図であり、容器１８を固定するために使用されるロック１９も示す。図６は、タグ１２及びロック１９の端面図であり、容器１８側のラッチ機構の部分である２つの要素１５１，１５２を断面で示す。本実施例では、容器１８は、比較的大きな公知の種の一貫輸送型である。多数の容器が、船舶や飛行機に載せられてよく、互いに整然と積み重ねられるように構成されている。容器１８は、ハウジングの内部領域へのアクセスを提供する開口を備えたハウジングを含み、開口を介したアクセスがそれぞれ許可及び阻害される開閉位置間で移動できるアクセスドアを含む。
【００４７】
容器は、容器のドアをその閉位置で維持できるラッチ機構を含み、このラッチ機構は、要素１５１，１５２を含む。図６では、要素１５２は、容器のハウジングに設けられ、要素１５１は、容器のドアに設けられる。ドアが閉じられた時、要素１５１，１５２は、図６に示す位置にある。ドアを開放するため、要素１５１は、要素１５２に対して移動しなければならない。要素１５１，１５２は、円筒形の開口１５３，１５４を有し、開口１５３，１５４は、容器のドアが閉じられ且つ要素１５１，１５２が図６に示す閉位置にあるとき互いに対して同心に位置合わせされる。開口１５３，１５４は、容器のドアが開の時には位置合わせされない。図６に示す開口１５３，１５４の構成は、１つの可能な構成を表わしているに過ぎない。要素１５１，１５２の多様な構成は、本発明と互換性があるだろう。
【００４８】
シール若しくはロック１９は、商業的に利用可能であり本分野で公知である種の装置である。それは、ボルト１６１及びハウジング１６２を含む。ボルト１６１は、上端で拡大された頭部１６７を備える円筒形の軸部１６６を有する。軸部１６６の下端は、ハウジング１６２内に挿入され、ハウジング１６２内の構造は、軸部１６６の端部をロックするように把持して、ハウジング１６２が壊されたり軸部１６６が切断されることなくハウジング１６２から軸部が抜かれることがないようにする。この設計の意図は、ロック１９を開にするためは、ボルトの軸部１６６が物理的にカットされなければならない、ということである。ハウジング１６２は、各ハウジング１６２固有の識別子の形態で、図示しない指示子を有してよい。ハウジングがかかる指示子を含む場合、当該指示子は、改竄を検出及び低減するために記録されてよい。
【００４９】
図５，６に示すように、シールタグ１２は、２つの部分２０１，２０２により形成されるハウジングを含む。本実施例では、ハウジング部分２０１，２０２は、それぞれ、非常に頑丈なプラスティックから形成され、超音波溶接により互いにしっかりと固定される。しかし、それらは、代替的に、他の材料により形成されてよく、他の態様で結合されうる。部分２０１−２０２により画成されるハウジングは、後に詳説される２つのコイルを除いて図３で５１にて示す回路の略全てを担持する図示しない回路基板を含む。タグ１２は、また、部分２０１，２０２により画成されるハウジング内にしっかりと固定される一端を有するアーム２１１を含み、アーム２１１は、ハウジング部分２０１の開口を通って外側に突出し、開口は、ハウジング部分２０１の一体的な部位である環状カラー部２１３により囲繞される。アーム２１１の外側の端部は、略Ｕ字型であり、湾曲部２１８により結合される２つの離間した脚部２１６，２１７を有する。脚部２１６，２１７は、ボルト１６１の軸部１６６が貫通して延在する開口を一直線に整列させている。
【００５０】
図７は、アーム２１１の概略的な分解斜視図であり、アームの更なる詳細を示す。アーム２１１は、２つの曲げられた板状の部分２２６，２２７を含む。本実施例では、部分２２６，２２７は、それぞれステンレススチールから形成されるが、代替的に、頑丈なプラスティックのような他の材料から形成されてよい。部分２２７は、脚部２１６及び湾曲部２１８を含み、部分２２６は、アーム２１１の残りを含む。部分２２６，２２７は、湾曲部２１８と脚部２１７との交わる位置で、直角に互いに対してしっかりと溶接される。
【００５１】
部分２２６のアーム２１７は、鉛直方向に貫通して延在する円筒形の穴２３１を有し、大径の円筒形のカウンタボア２３２が、穴２３１と同心に、アーム２１の上側に設けられる。同様の穴２３３及びカウンタボア２３４が、互いに且つ穴２３１及びカウンタボア２３２に同心に、部分２２７の脚部２１６に設けられる。
【００５２】
凹部２３６がカウンタボア２３４の一の縁部に機械加工され、２つの同様の凹部２３７，２３８がカウンタボア２３２の縁部に周方向に間隔をおいて機械加工される。波線２４１により概略的に示すように、ボアが、アーム２１６、湾曲部２１８及びアーム２１７を介して凹部２３６から凹部２３７まで延在する。同様に、波線２４２により概略的に示すように、ボアが、凹部２３８から部分２２６を介して部分２２６の下端まで延在する。ボア２４１，２４２は、部分２２６，２２７が図７に示すような形状に曲げられる前に、部分２２６，２２７に穴あけすることによって形成される。
【００５３】
アーム２１１は、また、２つのボビン２４６，２４７を含む。ボビンはそれぞれカウンタボア２３２，２３４の径に略等しい外径を有し、それぞれ穴２３１，２３３の径に略等しい内径を有する。軸方向には、ボビン２４６，２４７は、カウンタボア２３２，２３４の深さに略等しい高さを有する。ボビン２４６は、カウンタボア２３４内に受け入れられ、ボビン２４７は、カウンタボア２３２内に受け入れられる。ボビン２４６，２４７は、それぞれステンレススチールから形成され、カウンタボア２３２，２３４内にプレス嵌めを有するように形成される。ボビンは、適切な公知の接着剤によりカウンタボア２３２，２３４内に固定される。ボビンは、代替的に、丈夫なプラスティックのような、他の材料から形成されてもよく、他の技術により所定位置に固定されうる。例えば、アーム及びボビンが全てプラスティック材料により形成される場合、ボビンはアームにシーム溶接されうる。
【００５４】
ボビン２４６は、巻回されたワイヤのコイル２５１を有し、このワイヤの２つの端部は、タグ１２の内部にボア２４１，２４２を通って延在し、図示しない回路基板の回路に接続される。同様に、ボビン２４７は、ワイヤのコイル２５２を有し、このワイヤの端部は、タグ１２の内部にボア２４２を通って延在し、図示しない回路基板の回路に接続される。理解できるように、ボルト１６１の金属の軸部１６６は、ボビン２４６，２４７のそれぞれを通って延在し、コイル２５１，２５２のそれぞれは、軸方向に間隔をおいた位置で軸部１６６を取り囲む。更に、図６，７を参照するに、ラッチ機構の要素１５１，１５２は、それぞれコイル２５１，２５２間に配置される。
【００５５】
コイル２５１，２５２は、図１，３と関連して上述したような検出回路６４の一部である。検出回路６４は、概要的な回路図である図８に詳細が示されている。ボルト１６１は、検出回路６４の一部でないが、検出回路６４の動作の理解を容易とするため、図８に波線で示されている。図８は、軸方向に離間した位置でボルト１６１の軸部を取り囲むコイル２５１，２５２を示す。信号ＣＬＫ５００ＨＺは、制御回路５７のマイクロコントローラ５８（図３）により生成される。検出回路６４では、この信号は、コイル２５１の一端に抵抗３０１を介して結合され、コイル２５１の他端は、接地される。キャパシタ３０２は、抵抗３０１とコイル２５１との間のノードとグラウンドとの間に結合される。
【００５６】
コイル２５２は、増幅器３１１のプラス入力に結合される一端を有し、キャパシタ３０６の一端及びキャパシタ３０７の一端に結合される他端を有する。キャパシタ３０６の他端は、増幅器３１１のプラス入力に結合され、キャパシタ３０６の他端は、増幅器３１１のマイナス入力に抵抗３０８を介して結合される。キャパシタ３１２は、増幅器の出力とマイナス入力との間に結合され、抵抗３１３は、キャパシタ３１２に並列に結合される。キャパシタ３１２及び抵抗３１３は、増幅器３１１に対してフィードバックを供給する。
【００５７】
２つの抵抗３１６，３１７は、供給電圧とグラウンドとの間に直列に結合され、その間のノードが、増幅器３１１のノードのプラス入力及びコンパレータとして機能する増幅器３２１のマイナス入力に結合される。キャパシタ３２２は、グラウンドとコンパレータ３２１のマイナス入力との間に結合される。増幅器３１１の出力は、コンパレータ３２１のプラス入力に結合される。コンパレータ３２１の出力は、検出回路６４からのＤＥＴＥＣＴ出力として機能し、マイクロコントローラ５８（図３）に結合される。
【００５８】
検出回路６４からの入力信号ＣＬＫ５００ＨＺは、５０％のデューティーサイクルの周波数５００Ｈｚで１０の方形波パルスのバーストとしてマイクロコントローラ５８により生成される。キャパシタ３０２は、ローパスフィルタの形態で機能し、方形波のエッジを丸めて、サインカーブに正確には一致しないが、コイル２５１に印加される各パルス波形をサインカーブの部分のようにする。このパルス信号は、コイル２５１に可変磁場を生成させる。金属製のボルト１６１が存在する場合、磁場が、ボルトを通して働き、コイル２５２に信号を誘起する。ボルト１６１が存在しない場合、コイル２５１により生成される磁場は、コイル２５２に実質的な信号を誘起するほど強くない。
【００５９】
ボルト１６１が存在する時、可変磁場の磁束は、コイル２５２に信号を誘起し、当該信号は、ＡＣ結合キャパシタ３０７及び抵抗３０８を介して増幅器３１１のマイナス入力に供給される。キャパシタ３０６は、ＲＦ信号のような、コイル２５２により拾われうる高周波ノイズを除去するローパスフィルタとして機能する。
【００６０】
増幅器３１１は、コイル２５２により検出される信号を増幅し、それをコンパレータ３２１のプラス入力に供給する。抵抗３１６，３１７は、電圧デバイダーを形成し、所定電圧でコンパレータ３２１のマイナス入力を維持する。コンパレータ３２１は、それ故に、閾値検出器の形態として機能し、コイル２５２により検出された磁気パルスが、電圧デバイダー３１６，３１７からの電圧を越える増幅器３１１からの出力パルスを生成する時、出力を生成する。これは、コンパレータ３２１に閾値を越えた時にパルスを出力側に生成させる。回路は、コンパレータ３２１が、増幅器３１１の出力側のパルスに応答して飽和領域に駆動され、これにより、増幅器３１１の出力側で生成される丸められたパルスのピークをクリッピングし、ＤＥＴＥＣＴ信号が略方形波となるように構成される。
【００６１】
図３を参照するに、コントローラ５７のマイクロコントローラ５８が検出回路６４を動作させる態様が、マイクロコントローラ５８により実行されるファームウェアプログラムのそれぞれの部分を示す各フローチャートである図９−１１を参照して詳細に説明される。図９は、例えば新たなバッテリがタグ１２に実装された時、比較的頻繁でなく実行される初期化ルーチンを示す。タグ１２は、初期化ルーチンを再度実行することなく数年良好に動作しうる。図９の初期化ルーチン中に種々の動作が生ずるが、このルーチンの幾つかのポイントして、ブロック２５２を参照するに、マイクロコントローラ５８は、内部メモリ内に留まるシール状態ビットをバイナリ“０”に当該ビットをクリアすることによって、初期化する。これは、ビーコン信号７１内で８７（図４）で送信されるシール状態ビットである。
【００６２】
図１０は、タグ１２が、例えば図１の２２若しくは１１８にて示すような、サインポスト信号を受信した際にマイクロコントローラ５８により実行されるルーチンを示す。ブロック３６１では、マイクロコントローラ５８は、受信したサインポスト信号３１内のタグコマンド３６−３７（図２）を検査し、サインポスト信号が特定種のコマンドを含んでいるか否かを判断し、この場合、特定種のコマンドは、容器１８に実装されるシール若しくはロック１９を監視し始めるようにタグに指示するコマンドである。サインポスト信号がこの特定のコマンドを含んでいない場合、ブロック２６２がスキップされる。
【００６３】
その他の場合、ブロック３６２では、マイクロコントローラ５８は、ビットがバイナリ“０”となるようにメモリ内に留まるシール状態ビットをクリアすることによってコマンドを実行する。要するに、タグ１２は、ボルト１６１が存在し且つ容器が有効にシール若しくはロックされていることを確認するように指令される。タグは、後に詳説するように、この想定を続くステップで有効化する。ブロック３６２では、マイクロコントローラは、ゼロになるように内部可変ＯＬＤＤＲＩＦＴをセットする。その後、マイクロコントローラ５８は、公知の技術を用いたランダム数を決定し、このランダム数をシールイベントコードとしてメモリに記憶する。これは、ビーコン信号７１でフィールド８８（図４）に関連して上述した同一のシールイベントコードである。シールイベントコードは、真のランダム数を生成する公知の技術を用いて、若しくは、代替的に疑似ランダム数を生成する公知の技術を用いて、決定されてもよい。シールイベントコードは、後述する態様で、ロック１９の改竄されている状況の検出を容易化する。
【００６４】
次のブロック２６２では、マイクロコントローラ２５８は、他の種類のコマンドのチェックのような、ここで言及する必要はない他の処理を実行する。やがて、ブロック３６３に到達し、ビーコン信号７１の送信がトリガされる。これらのビーコン信号は、当然に、図４に示すフォーマットの１つに一致し、マイクロコントローラ５８のメモリからのシール状態ビット及びシールイベントコードを８７，８８で含むだろう。次いで、図１０のルーチンは、終了する。
【００６５】
図１１は、マイクロコントローラ５８により毎秒１回実行されるルーチンを示すフローチャートである。図１１のルーチンに入ることは、ハードウェア実時間クロック（ＲＴＣ）割込みや、ファームウェアにより維持されるハードウェアタイマーの形態、若しくは、その終了を検出するタイマーの周期的ソフトウェアポーリングの形態の、タイマーに応答して実現される。ブロック３７１では、マイクロコントローラ５８は、５０％のデューティーサイクルの周波数５００ＨｚでＣＬＫ５００ＨＺラインに１０の方形波パルスのバーストを印加するシーケンスを開始する。金属ボルトが存在する場合、図８に関連して上述した如く、対応する１０パルスのバーストをコイル２５２内に電磁気的に誘起させ、これにより、１０パルスのバーストが検出回路６４からマイクロコントローラ５８まで走るＤＥＴＥＣＴラインに供給させられる。他方、ボルト１６１が存在しない場合、コイル２５２に如何なる実質的な信号が電磁的に誘起されることは無く、パルスがＤＥＴＥＣＴラインに供給されることがない。
【００６６】
制御は、次いで、ブロック３７２に進む。ブロック３７２では、マイクロコントローラ５８は、そこに予期される最初の１０のパルスに対してＤＥＴＥＣＴラインを監視する。例えばボルト１６１がコイル２５１，２５２内に存在しないため、適切な時間間隔内でパルスが受信されなかった場合、マイクロコントローラ５８は、シール若しくはロック１９の保全性に関する問題があるとして、制御はブロック３７６に進む。マイクロコントローラは、シール状態ビットをバイナリ“１”にセットし、ビーコン送信をトリガする。これは、シール状態ビット８７（図４）がバイナリ“１”であるビーコン信号７１の送信を引き起こすだろう。このビーコン信号７１を受信しているタグ１２の近傍にある如何なる装置は、シール状態ビットがバイナリ“１”である事実を検出でき、従って、シール若しくはロックの保全性が損なわれていることを知る。例えば、図１を参照するに、タグ１２がリーダ１３の近傍にある場合、制御システム１４は、容器１３に対するシール若しくはロックが損なわれているという即時の知らせを受信するだろう。ブロック３７６から制御はブロック３７７に進み、図１１のルーチンが終了する。
【００６７】
図１１のブロック３７２を参照するに、マイクロコントローラ５８がＤＥＴＥＣＴライン上に予期される最初の１０パルスを受信したと想定する。マイクロコントローラは、この最初のパルスを除外し、ブロック３７３に進む。ブロック３７３では、ＤＥＴＥＣＴライン上で受信される次の９つのパルスのそれぞれに対して、マイクロコントローラ５８は、ラインＣＬＫ５００ＨＺ上のかかるパルスのそれぞれの立ち上がりエッジと、ＤＥＴＥＣＴライン上に誘起される対応するパルスの立ち上がりエッジとの間の時間間隔を算出する。実際には、かかる時間間隔のそれぞれは、ラインＣＬＫ５００ＨＺ上のパルスとＤＥＴＥＣＴライン上の対応するパルスとの間の位相差を表わす。本実施例は、２つのライン上の対応するパルス間の位相差の変動を探索するが、信代替的に、号振幅の変動のような他の特性を見ることも可能であろう。
【００６８】
ブロック３７３から、制御はブロック３７４に進み、マイクロコントローラ５８は、ＤＥＴＥＣＴライン上で予期される１０のパルスの全てを受信したかを見るチェックを行う。受信しなかった場合、マイクロコントローラ５８は、シール若しくはロック１９の保全性に問題があると想定する。制御は、ブロック３７４からブロック３７６に進み、マイクロコントローラは、シール状態ビットをバイナリ“１”にセットし、上述した態様で、ビーコン送信をトリガする。
【００６９】
再度ブロック３７４を参照するに、マイクロコントローラがＤＥＴＥＣＴライン上で予期される１０のパルスの全てを受信したと判断した場合を想定する。制御は、ブロック３７４からブロック３７８に進み、マイクロコントローラ５８は、ブロック３７３で決定される９つの時間間隔を合算し、次いで、当該合算値を可変被呼ＮＥＷＤＲＩＦＴ内に入れる。次に、ブロック３８１で、マイクロコントローラ５８は、可変ＯＬＤＤＲＩＦＴが値ゼロを含むか否かをチェックする。含む場合、これは、ルーチン１１が、ブロック３６２が図１のルーチンで実行されて以来初めて実行されたことを意味する。この場合、ブロック３８２，３８３がスキップされ、制御は、ブロック３８６に直接進み、可変ＯＬＤＤＲＩＦＴが、ＮＥＷＤＲＩＦＴに対してブロック３７８で計算された同一値を含むように設定される。図１１のルーチンは、ブロック３７７で抜ける。
【００７０】
他方、通常的な動作中の典型的な場合であるが、ＯＬＤＤＲＩＦＴがゼロ以外の値を有するとブロック３８１で判断された場合、制御は、ブロック３８１からブロック３８２に進む。ブロック３８２では、マイクロコントローラ５８は、ＮＥＷＤＲＩＦＴとＯＬＤＤＲＩＦＴとの間の差の絶対値を計算し、可変被呼ＣＨＡＮＧＥ内にこの値を入れる。実際には、マイクロコントローラは、ＮＥＷＤＲＩＦＴに対して算出された２つの連続値、古いほうがＯＬＤＤＲＩＦＴ、を比較する。次いで、ブロック３８３では、マイクロコントローラ５８は、ＣＨＡＮＧＥ内の値が３０５マイクロ秒を越えるか否かをチェックする。ローク１９の保全性が損なわれていない限り、コイル２５１，２５２の領域の磁束特性は、略同じままに留まるべきであり、検出回路６４は、マイクロコントローラ５８がラインＣＬＫ５００ＨＺ上に標準的なパルスバーストを生成する毎にＤＥＴＥＣＴライン上に略同一の信号を生成すべきである。結果として、ブロック３７８で算出されるＮＥＷＤＲＩＦＴの値は、典型的には、各連続パルスバーストに対して略同一であるべきであり、ＮＥＷＤＲＩＦＴの直後に連続的な算出値は、通常的に、互いに３０５マイクロ秒以内であるだろう。そうである場合、シール若しくはロック１９は依然として損なわれていないこと意味すると解釈され、制御は、ブロック３８３からブロック３８６に進み、ＯＬＤＤＲＩＦＴが、ＮＥＷＤＲＩＦＴに等しく設定され、ルーチンがブロック３７７にて終了する。
【００７１】
再びブロック３８３を参照するに、ＮＥＷＤＲＩＦＴの２つの連続的な算出値が３０５マイクロ秒より大きく異なると判断された場合、ロックの金属ボルト１６１が取り除かれたか若しくは損なわれたと想定され、これにより、磁束特性に相当な変化が生じ、これにより、信号ＣＬＫ５００ＨＺ及びＤＥＴＥＣＴのパルス間の位相差が影響を受ける。制御は、次いで、ブロック３８３からブロック３８６に進み、マイクロコントローラ５８は、シール状態ビットをバイナリ“１”にセットし、ロックが損なわれたことを示し、次いで、ビーコン信号の送信をトリガする。
【００７２】
図１２は、図１のシステム１０に関連して選択的に使用できる携帯型バッテリ駆動式装置である小型リーダ４０１の概略図である。リーダ４０１は、図２に示すワードフォーマットに一致し上述のサインポスト信号２２，１１８に類する低周波数信号４０２を送信できる。更に、小型リーダ４０１は、タグ１２により送信されるＵＨＦビーコン信号７１を受信できる。
【００７３】
小型リーダ４０１は、自動車のキーレスエントリ用に使用できる装置に幾分類する構成及び大きさを有する。それは、手動操作押しボタン４０６、緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）４０７及び赤色ＬＥＤ４０８を含む。ボタン４０６が押された時、小型リーダ４０１は、サインポスト信号４０２を送信し、これにより、タグ１２にビーコン信号７１を送信させる（タグが既にしていない場合）。小型リーダ４０１は、送信されたビーコン信号７１を受信し、受信信号中のシール状態ビット８７（図４）をチェックする。リーダ４０１は、シール状態ビットがバイナリ“０”（ロックが損なわれていないことを示す）になっている場合、緑色ＬＥＤ４０７を点灯し、若しくは、シール状態ビットがバイナリ“１”（ロックが損なわれているとされる、現在ロックが無いことを示す）になっている場合、赤色ＬＥＤ４０８を点灯する。小型リーダは、携帯ユニット１７（図１）の能力の全てを有せず、特に、携帯ユニット１７及び図１０のブロック３６１，３６２に関連して上述した種のシールタグコマンドを送信することによってタグをリセットする能力を有していない。
【００７４】
図１に示すシステム１０の動作の一例について概説する。容器１８は、搬送される品物が積載され、容器のドアが閉にされ、容器のラッチ機構の要素１５１−１５２の開口１５３−１５４が移動されて位置合わせされる。シールタグ１２は、次いで、アーム２１１の開口がラッチ要素１５１，１５２の開口１５３−１５４に位置が合わせられるように配置され、次いで、ロック１９のボルト１６１の軸部１６６が位置合わせされた開口の全てに挿通され、次いで、軸部１６６の端部がハウジング１６２に押し込まれる。このポイントでの結果が、図６に示される構成となる。
【００７５】
人間の操作者が、携帯ユニット１７のキーパッド１１１を用いて、シール若しくはロックが所定位置にあり監視されるべきであることをシールタグ１２に知らせるコマンドを含むサインポスト信号１１８を、シールタグ１２に送信する。シールタグ１２は、図１０のブロック３６２に関連して上述した態様で応答する。これは、シール状態ビットをクリアし、シールイベントコードとして保存される数字をランダムに若しくは疑似ランダム的に決定することを含む。次いで、ブロック３６３に関して上述したように、シールタグ１２は、このシール状態ビット及びシールイベントコードを含むビーコン信号７１を送信する。
【００７６】
これらのビーコン信号７１は、リーダ１３により検出され、制御システム１４に転送される。制御システム１４は、特定のシールタグ１２を特定する特有のビーコンコード８６と、シールタグ１２により決定されるランダムなシールイベントコードとを、容器１８内の積み荷リスト、シールを実現するために携帯ユニット１７を使用した人のＩＤ番号、容器を運ぶ乗り物のドライバーのＩＤ番号、及び／又は、特定容器に対するＩＤ番号のような容器１８に関する他の情報と共に、図示しないデータベース記録にセーブする。この点、携帯ユニット１７の操作者がユニット１７を用いてこの情報の全て若しくは幾つかを入力することは可能である。この情報は、キーパッド１１１を用いて手で入力されてよい。或いは、ユニット１７は、図示しないバーコードリーダを備えてよく、バーコードリーダは、タグ１２、容器１８、操作者のＩＤバッチ、ドライバーのＩＤバッチ等に設けられるバーコードを走査するために使用できる。
【００７７】
次いで、容器１８は、それに結合されるロック１９及びシールタグ１２と共に、輸送される。ロック１９の保全性が損なわれておらず、容器１８が目的地に到達したことを想定する。目的地は、図１に示す構成に類似する構成を備えるシステムを含むだろう。制御システム１４により動作されるサインポスト１１は、シールタグ１２にビーコン信号７１を生成させるサインポスト信号２２を生成し、ビーコン信号７１は、リーダ１３により検出され、制御システム１４にネットワーク１０１を介して供給される。シールタグ１２からのビーコン信号内の受信されたシール状態ビットは、シール若しくはロックが損なわれていないことを示すバイナリ“０”であるべきである。対照的に、このビットがバイナリ“１”である場合、制御システム１４は、シール若しくはロック１９が損なわれたことを知る。
【００７８】
目的地側の制御システム１４は、配送元側で等価の制御システム１４により容器１８に関して生成されたデータベース記録にアクセスするための電気通信リンク若しくは他の適切な技術を用いる能力を有する。目的地側の制御システム１４は、従って、シールタグ１２から直接読み出されるビーコンコード８６（図４）及びシールイベントコード８８と、配送元側からのデータベース記録内の対応する入力とを比較することができる。それらは、変更されるべきでない。一若しくは双方が異なる場合、目的地側の制御システム１４は、シール若しくはロック１９が損なわれていることを知る。
【００７９】
この点、だれかが搬送中のある地点で、例えばボルト１６１をカットしロック１９を除去することによって、ロック１９を改竄すると想定する。これによって、図１１のブロック３７１，３７２，３７６に関連して言及される態様で、シールタグ１２は、ロックの喪失を検出し、シール状態ビットの状態をバイナリ“１”に変更し、修正されたビットを含むビーコン信号を送信する。シールタグ１２が、リーダ１３のようなビーコン信号７１を受信できる如何なる装置の範囲内である場合、当該装置に関連する制御システムは、問題があることの速やかな知らせを受信し、セキュリティガードのようなだれかが適切な処置を取る。
【００８０】
しかし、シールタグ１２が、その際、シール若しくはロック１９が損なわれているビーコン信号７１を受信できる如何なる装置の範囲内に無い場合を想定する。例えば、シールタグ１２を備える容器が、高速道路に沿って移動するトラック上にある場合や、海の真ん中で船の上にある場合がある。シールタグ１２は、問題を検出したことを示すビーコン信号７１を送信するだろうが、これらの信号は受信されないだろう。人が、壊されたロック１９を視覚的に同一の新しいロックで取換えし、次いで、携帯ユニット１７を用いてシールタグ１２に、シール若しくはロックが損なわれておらずシール若しくはロックを監視し始めるように指示するサインポスト信号１１８を送信する場合を想定する。これによって、シールタグ１２は、図１０のブロック３６２に関連して上述したように、そのシール状態ビットをクリアする。これは、シール状態ビットが、容器が改竄されたことを指示しないことを意味する。
【００８１】
一方、シールタグ１２は、ブロック３６２に関連して上述したように、そのシールイベントコードとして機能する新しいランダム若しくは疑似ランダム番号を自動的に決定及び記憶する。この結果、容器１８が目的地に到達したとき、目的地でタグ１２から直接的に得られるシールイベントコード８８（図４）は、容器１８に関連するデータベース記録内の記憶のために元のタグ１２から得られたシールイベントコードとは異なる。それ故に、目的地側の制御システム１４は、データベースからのシールイベントコードとタグ１２から得られるシールイベントコードとを比較したとき、それらが異なり、従って、ロック１９がうまく同一のロックにより置き換えられている場合であっても、ロック１９が搬送中に損なわれていることを検出することになる。
【００８２】
認識されるべきこととして、ロック１９を改竄した人がロックのみならずシールタグをも置き換える場合、当該人がタグを電気的にリセットできる携帯ユニット１７のような装置を有しているか否かに拘らず、新しいシールタグは、元のシールタグのシールイベントコードとは異なるシールイベントコードを含むことになる。いずれの場合も、シールタグが置き換えられた事実は、容器が目的地に着いてシールイベントコードの不一致が検出される際に検出できる。人がタグを電気的にリセットできる装置を有していない場合、シール状態ビットがバイナリ“１”になり、改竄がより早く検出されうる。
【００８３】
搬送中の如何なる時点でも、容器１８の近傍にいる人は、図１２で４０１で示すような小型リーダを用いて、タグ１２に問い合わせし、そのシール状態ビットを判断することができる。特に、人は、ボタン４０６を押し、リーダ４０１が緑色ＬＥＤ４０７若しくは赤色ＬＥＤ４０８を点灯させるかを見て知れる。緑色ＬＥＤ４０７の作動は、タグ１２がロック１９の改竄が無いと判断していることを意味し、一方、赤色ＬＥＤ４０８の作動は、タグ１２がロック１９の改竄があったと判断していることを意味する。これにより、ロック１９が取り外され、同一のロックで置換されている状況であって、ロックを改竄した人が図１０のブロック３６２に関連して上述したようにタグ１２を電気的にリセットできる携帯ユニット１７のような装置を有していなかった状況の検出が可能となる。
【００８４】
小型リーダ４０１は、ロックを改竄した個人がシールタグ１２を電気的にリセットできる装置を有する状況は検出できないだろう。これは、小型リーダ４０１が、搬送元側で生成されるデータベース記録内に記録されるシールイベントコード８８（図４）にアクセスできる能力を有しておらず、従って、当該シールイベントコードを、ビーコン信号内でタグ１２により送信されているシールイベントコードと比較することができない。当然に、この高いレベルの改竄は、容器が目的地に着いた時若しくは図１で１０にて示す種のシステムを有する中間ステーションに着いた時に検出されるだろう。
【００８５】
本発明は、多数の技術的な効果を提供する。かかる効果の１つは、打ち負かすのが比較的困難なシール装置の提供に由来する。本発明の一形態では、シール装置は、実質的にシールの如何なる破損を電気的に検出できる回路を含む。特定の実施例では、シール装置は、容器のラッチ機構と協働するボルトを含み、ボルトは、シール装置の回路により監視される磁場に影響を及ぼす。シール装置は、容器をアンロックするために、検出できる磁場の変化を起こすのに十分なボルトの移動が必要されるように構成される。
【００８６】
関連する効果は、シール装置が、搬送地点で別個に記録され特有の内部的に発生するシールイベントＩＤ番号を使用する場合に実現され、シール装置の改竄若しくは置換が容易に検出可能となるものである。実際に、シール装置を視覚的に同一のシール装置に置き換える状況に対しても、改竄が起こったことを容易に検出できる能力が損なわれることはない。
【００８７】
その他の効果は、無線信号を即座に送信することによって改竄の検出に反応する能力を回路が有する場合に実現される。輸送中、容器は、これらの無線信号用の受信機を有する施設を周期的に通過するだろう。容器が、改竄が起こった時間にこれらの施設の１つにたまたまいる場合、盗人が容器のドアを開け商品を取り出し始める機会を有するまでに、改竄の発生は即座に検出されるだろう。或いは、容器がかかる無線監視能力を備える施設間を輸送中に改竄が生じた場合、この改竄の事象は、容器がかかる能力を備える施設に到着すると実質的に即座に検出されるだろう。
【００８８】
その他の効果としては、容器が無線監視能力を備える施設間で輸送されている間、シールの保全性は、携帯装置を備える人によって、既存の検査技術に比して非常に少ない人的時間及び労力しか伴わない態様で、速やかに且つ容易に検出できる。各シール装置から無線受信機へ送信される無線信号は、シール装置により実現されるシールの保全性の監視を容易化するだけでなく、人的な介在を殆ど若しくは全く伴うことなく、容器の自動的な追跡を容易化し、各容器が信頼性のある態様で適切なルートに沿って目的地まで移動されることを保証する。
【００８９】
その他の効果としては、本発明により提供される改善された追跡及びシール能力によって、容器からの貨物盗難が大幅に困難になることである。これは、貨物盗難、盗難調査のような関連コスト、保険の紙作業及び損失をカバーする保険の支払いの低減を加速する。
【００９０】
一実施例が図示され詳説されたが、請求の範囲で定義されるような本発明の精神や観点から逸脱することなく種々の代替や変更が可能であることを理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の特徴を具現する装置のブロック図である。
【図２】図１の装置の種々のデバイスにより送信されるデータに対する標準化フォーマットを表わし、情報の異なる幾つかのフィールドを有するデジタルワードを示す概略図である。
【図３】図１の装置の構成要素であるシールタグ内の回路のブロック図である。
【図４】図１の装置内のシールタグにより送信されるデータに対する標準化フォーマットを表わし、情報の異なる幾つかのフィールドをそれぞれ有する２つのデジタルワードを示す概略図である。
【図５】ロック及び容器は図１の装置の構成要素であり、容器をシールするために使用されるロックも示す、図１の装置からのシールタグの斜視図である。
【図６】図５のシールタグ及びロックの概略的な端面図であり、容器のラッチ機構の一部である２つの要素の断面も示す図である。
【図７】図１のシールタグの部分であるアームの概略的な分解斜視図である。
【図８】図１のシールタグの回路の一部である検出回路を示す回路スキームである。
【図９】図１のシールタグの一部であるマイクロコンピューターにより実行されるファームウェアの部分を示すフローチャートである（その１）。
【図１０】図１のシールタグの一部であるマイクロコンピューターにより実行されるファームウェアの部分を示すフローチャートである（その２）。
【図１１】図１のシールタグの一部であるマイクロコンピューターにより実行されるファームウェアの部分を示すフローチャートである（その３）。
【図１２】図１の装置に関連して使用できる小型リーダの概略図である。
【図１】
2005509958.tif 000003
【図２】
2005509958.tif 000004
【図３】
2005509958.tif 000005
【図４】
2005509958.tif 000006
【図５】
2005509958.tif 000007
【図６】
2005509958.tif 000008
【図７】
2005509958.tif 000009
【図８】
2005509958.tif 000010
【図９】
2005509958.tif 000011
【図１０】
2005509958.tif 000012
【図１１】
2005509958.tif 000013
【図１２】
2005509958.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月18日(2003.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自立型ユニットを含む装置であって、
２つの部分の第１の位置から離れて第２の位置に向かう相対移動を制限できるシール構造と、
前記シール構造に関係を有する磁束特性をセンシングし、前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するように動作可能な検出構造とを含み、前記検出構造は、無線送信機を含み、前記磁束特性の変化が検出されたか否かの指示を含む無線信号を送信する、装置。
【請求項２】
内部を有する容器を含み、前記第１及び第２の部分は、前記容器の部位であり、前記容器の内部への外部アクセスが、前記部分が前記第１及び第２の位置にそれぞれある時にそれぞれ阻害及び許可される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分と、
前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造と、
前記シール構造に関係を有する磁束特性をセンシングし、前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するように動作可能な検出構造とを含み、
前記検出構造は、無線送信機を含み、前記磁束特性の変化が検出されたか否かの指示を含む無線信号を送信し、
前記無線信号を受信でき、記磁束特性の変化が検出されたか否かの視覚的な指示を前記無線信号に基づいて供給する携帯ユニットを含む、装置。
【請求項４】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分と、
前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造と、
前記シール構造に関係を有する磁束特性をセンシングし、前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するように動作可能な検出構造とを含み、
前記検出構造は、無線送信機を含み、前記磁束特性の変化が検出されたか否かの指示を含む無線信号を送信し、
前記検出構造は、所定の特有の識別子を有し、前記シール構造により送信される無線信号に該識別子を含める、装置。
【請求項５】
前記検出構造は、所定の事象に応答して前記センシングを開始し、前記検出構造は、所定の事象に応答して実質的にランダムな数を決定し、該ランダムな数は、前記検出構造により送信される無線信号に前記検出構造によって含められる、請求項４記載の装置。
【請求項６】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分と、
前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造と、
前記シール構造に関係を有する磁束特性をセンシングし、前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するように動作可能な検出構造とを含み、
前記検出構造は、所定の無線信号の前記検出構造による受信事象を含む所定の事象に応答して前記センシングを開始する、装置。
【請求項７】
前記所定の無線信号を選択的に送信できる、人による操作が可能な携帯ユニットを含む、請求項６記載の装置。
【請求項８】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分と、
前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造と、
前記シール構造に関係を有する磁束特性をセンシングし、前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するように動作可能な検出構造とを含み、
前記シール構造は、延在部を含み、
前記検出構造は、前記延在部の長手方向に沿って間隔を置いて前記延在部を取り囲む第１及び第２のコイルを含み、
前記検出構造は、前記第１のコイルに磁場を誘起させ第２のコイルに該磁場をセンシングさせるように動作可能な回路を含む、装置。
【請求項９】
前記容器は、前記第１及び第２の部分を含むラッチ機構を有し、
前記シール構造は、ロック機構を含み、前記延在部は、前記ロック機構の一部であり、透磁性材料からなる、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記検出構造は、ハウジングと、前記ハウジングから延在し、前記第１及び第２のコイルが離間した位置で支持されるアームとを含み、前記ハウジングは、前記コイルに電気的に結合される回路を内部に有する、請求項８記載の装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の部分は、前記延在部が挿通する開口を有し、前記第１及び第２のコイル間の前記延在部にそれぞれ配置される、請求項８記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のコイルに前記回路により誘起される前記磁場は、変化する磁場であり、
前記検出構造は、前記第１及び第２のコイルでの信号間の位相差を関数として前記磁束特性のセンシングを実行する、請求項８記載の装置。
【請求項１３】
前記回路は、複数のパルスを前記第１のコイルに供給することによって前記第１のコイルに前記磁場を誘起させ、
前記回路による前記磁束特性のセンシングは、前記第１のコイルでの信号のパルスと前記第２のコイルに誘起される対応するパルスとの間の位相差を少なくとも２つの前記パルスに対して判断することを含む、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記回路は複数のパルスを前記第１のコイルに供給することによって前記第１のコイルに前記磁場を誘起させ、
前記回路による前記磁束特性のセンシングは、最初のパルス以外の少なくとも２つの前記パルスに対して、前記第１のコイルでの信号のパルスと前記第２のコイルに誘起される対応するパルスとの間の位相差を判断し、それぞれの前記パルスに対する前記位相差を加算することによって合計値を算出し、前記合計値と前回算出された前記合計値との差が所定値を越えるか否かを判断する、請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
シール構造を有する自立型ユニットの動作方法であって、
２つの部分の第１の位置から離れて第２の位置に向かう相対移動を制限できるモードで前記自立型ユニットのシール構造を機能させるステップと、
前記シール構造に関係を有する磁束特性を前記自立型ユニットの構造を用いてセンシングするステップと、
前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を前記自立型ユニットの構造を用いて検出するステップと、
前記自立型ユニットから、前記磁束特性の変化が検出されたか否かの指示を含む無線信号を送信するステップとを含む、方法。
【請求項１６】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分間にシールを実行するステップであって、前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造を設けることを含むステップと、
前記シール構造に関係のある磁束特性をセンシングするステップと、
前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するステップと、
前記磁束特性の変化が検出されたか否かの指示を含む無線信号を送信するステップと、
特有の識別子を前記無線信号内に付与するステップとを含む、方法。
【請求項１７】
前記センシングを開始させ、前記無線信号内に後に含められることになる数を実質的にランダムに決定することによって所定の事象に応答することを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
第１及び第２の位置間で互いに対して移動可能な第１及び第２の部分間にシールを実行するステップであって、前記第１の位置から離れる前記各部分の移動を制限する態様で前記第１の位置で前記第１及び第２の部分と協働するシール構造を設けることを含むステップと、
前記シール構造に関係のある磁束特性をセンシングするステップと、
前記シール構造の破損を表わす前記磁束特性の変化を検出するステップと、
第１のコイルに、変化する磁場として前記磁場を誘起する誘起ステップと、
第２のコイルを用いて前記磁束特性のセンシングを実行するステップと、
前記第１及び第２のコイルでの信号間の位相差を関数として前記磁束特性の変化の検出を実行する検出ステップとを含む、方法。
【請求項１９】
前記誘起ステップは、前記第２のコイルに複数のパルスを供給することを含み、
前記検出ステップは、最初のパルス以外の少なくとも２つの前記パルスに対して、前記第１のコイルでの信号のパルスと前記第２のコイルに誘起される対応するパルスとの間の位相差を判断し、それぞれの前記パルスに対する前記位相差を加算することによって合計値を算出し、前記合計値と前回算出された前記合計値との差が所定値を越えるか否かを判断することを含む、請求項１８記載の方法。
【国際調査報告】
2005509958.tif 000015
2005509958.tif 000016
2005509958.tif 000017