СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПРАВОЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Полезная модель относится к средствам информационного поиска, в частности, к системам для получения справочной информации об объектах с использованием методов радиочастотной идентификации или RFID-технологий.
RFID-технологии широко применяются в настоящее время в различных областях: для приложений логистики, идентификации товаров на складах, в системах контроля и управления доступом и др. Они позволяют автоматически собирать информацию о том или ином объекте, например, о местонахождении автомобильных, железнодорожных и морских транспортных средств (ТС), перевозимых ими товаров, идентифицировать владельцев и пр., причем получать необходимую информацию быстро и просто без физического вмешательства человека и, соответственно, с минимальным числом ошибок.
В общем случае система радиочастотный идентификации (далее, RFID-система) содержит считывающее устройство (ридер) с антенной и транспондерные радиометки (тэги), работающие с частотно-модулированными сигналами по принципу "запрос-ответ". В частности, при использовании RFID-технологии TIRIS запрос от ридера формируется в виде радиочастотной посылки частотой 134,2 кГц приблизительно каждые 50 мс. Каждый тэг, находящийся в поле действия ридера и принявший эту посылку, формирует ответный частотно-модулированный сигнал, несущий в себе сведения об объекте идентификации. Эта информация представляет собой двоичный код, который может быть записан на заводе-изготовителе или запрограммирован пользователем. Передача ответного сигнала от тэга осуществляется в виде частотной манипуляции (FSK) на частотах 134,2 кГц и 123,2 кГц.
В группу стандартных TIRIS-тэгов входят тэги в виде карточек и брелоков, полиэфирамидные цилиндрические тэги диаметром 21 мм и длиной 120 мм, дисковые тэги диаметром 30 или 85 мм, изготовленные из специального
акрилат-стиролового состава, тэги, непосредственно устанавливаемые на металл, а также тэги, упакованные в пластиковый корпус в виде клина длиной 12 мм (Wedge-транспондеры).
Описания тэгов и ридеров семейства TIRIS приведены, например, в руководящих технических материалах фирмы Texas Instruments: "RI45538N/NS TIRIS RF Module IC. Reference Manual. Rev.1.4. 05/31/94", "Texas Instruments Registration and Identification System. TIRIS 23 mm Glass Encapsulated Transponder RI-TRP-RRHB RI-TRP-WRHB. Reference Manual. 28 March 1995", "Texas Instruments Registration and Identification System. TIRIS Digital Signature Block Transponder RI-TRP-A9WK. Reference Manual. 21 June 1996".
Одним из важных приложений тэгов и ридеров семейства TIRIS являются охранно-противоугонные системы, в частности, такие известные брэнды, как BLACK BUG, REEF и GUARD (каталог "Автомобильные охранные системы", ООО "Альтоника", 2007, выпуск 7, с.50-51). В этих системах ридер устанавливают внутри ТС, а тэг находится у пользователя ТС. По запросу ридера тэг передает сообщение, содержащее идентификационный код. Проверка соответствия принятого идентификационного кода коду, хранящемуся в ридере, позволяет аппаратуре управления охранно-противоугонной системой получить информацию о человеке - носителе тэга. В результате этого появляется возможность отделить владельца ТС и уполномоченных им лиц от всех других лиц, которые рассматриваются указанной аппаратурой, как злоумышленники.
Подобные средства управления системой защиты ТС от несанкционированного использования широко представлены в патентно-технической литературе (например, в патентах RU №2076815, В60R 25/00, DE №19514074, В60R 25/04, DE №19605836, В60R 25/00, US №5905444, H04Q 1/00 и в ряде других патентных материалов). Они позволяют осуществить эффективную защиту ТС от угона или кражи, но не способны получить никакой другой информации об объекте, кроме информации типа "свой-чужой".
Известны, хотя и не столь широко, как вышеупомянутые приложения, системы для получения справочной информации об интересующих объектах с использованием RFID-технологий. Судя по обзорным материалам (например, по обзору Стасенко Л.А. "Современные технологии радиочастотной идентификации" в журнале "Системы безопасности", ч.1, апрель-май 2004, с.72-74, www.grotek.ru), применение RFID-технологий в информационно-справочных системах является сравнительно новым приложением. Поэтому и количество патентных материалов по этому направлению также невелико.
Так, в японской заявке на патент №2005-165997, G06F 17/60, G06F 17/30 описано техническое решение для поиска необходимой литературы в местах ее хранения (например, в библиотеках или в книжных хранилищах).
Суть этого технического решения заключается в следующем. Как правило, человек, желающий найти нужную ему книгу или купить ее в книжном магазине, берет книгу в руки и изучает ее оглавление и/или краткое содержание, стараясь понять, та ли это книга, что ему нужна, или нет. Это занимает много времени, к тому же физический доступ к книге не всегда возможен, например, запрещен администрацией данного книгохранилища.
В состав известной информационно-поисковой системы входят база данных, представляющая собой информационное ядро территориально-распределенной вычислительной (компьютерной) сети данного книгохранилища, тэги, прикрепляемые к книгам, и находящееся у пользователя считывающее устройство.
Система позволяет человеку узнать содержание книги, не беря ее в руки. Для этого содержание книги записывают в базу данных. Для каждой книги в базе данных фиксируются также ключевые слова для поиска книг, например, фамилия автора, название книги, название издательства, год издания и другая справочная информация. Эти же ключевые слова записываются в память тэга. Система должна уметь найти по указанному ключевому слову в базе данных книгохранилища хотя бы краткое содержание нужной книги и отобразить его в удобном для восприятия пользователем виде.
Человек, желающий посмотреть содержание книги и/или купить ее, набирает на считывающем устройстве ключевое слово, например, фамилию автора книги. На дисплее считывающего устройства при этом отображается список всех находящихся на книжных полках книг, относящихся к данному ключевому слову, в данном случае книг, в написании которых участвовал указанный автор. Одновременно, передатчик считывающего устройства посылает в сторону книжных полок радиосигнал считывания (запрос), который принимается вышеупомянутыми тэгами. Каждый тэг формирует и излучает ответный сигнал. Считывающее устройство принимает эти ответные сигналы, сравнивает содержащиеся в них коды ключевых слов с кодом ключевого слова, содержащемся в исходном запросе, и при их совпадении запрашивает через компьютерную сеть из базы данных краткое содержание указанных книг. Полученное из базы данных краткое содержание указанных книг отображается на дисплее считывающего устройства. Анализируя представленное на дисплее краткое содержание запрошенных книг, пользователь отыскивает нужную ему книгу и берет ее с книжной полки.
Описанная информационно-поисковая система выбрана в качестве ближайшего аналога предложенного технического решения.
Недостатки ближайшего аналога обусловлены сложностью доступа к информационным ресурсам, связанные с использованием для этого территориально распределенной компьютерной сети. Отображение необходимой пользователю информации об интересующей его книге может в этом случае осуществляться либо с помощью стационарных терминалов, охваченных указанной компьютерной сетью, либо путем подключения носимого терминала к определенным узлам указанной сети. Для создания компьютерной сети в помещении, в котором находятся интересующие пользователя объекты, должна быть проложена слаботочная кабельная сеть, что требует проведения монтажных работ. Как правило, это влечет за собой проблемы организационного и финансового характера. Кроме того, при использовании территориально-распределенной сети пользователь оказывается "привязанным" к определенным
терминальным узлам, что создает для него дополнительные неудобства и не позволяет в полной мере использовать преимущества бесконтактной RFID-технологии.
Задачей настоящей полезной модели является создание технологии получения необходимой справочной информации об интересующих объектах, например, о книгах, картинах, музейных экспонатах и т.п., которая позволяла бы оперативно получать необходимую справочную информацию об указанных объектах в удобном для восприятия виде без физического контакта с ними и без использования для доступа к информационным ресурсам компьютерной сети.
Достигаемый технический результат заключается в обеспечении пользователя возможностью автономного бесконтактного доступа к информационным ресурсам с использованием носимого терминала, обеспечивающего хранение, визуальное и звуковое воспроизведение требуемой справочной информации об интересующих объектах (например, о книгах или о картинах).
Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата предложена система для получения справочной информации с использованием радиочастотной идентификации, содержащая базу данных, программатор, а также тэги, установленные на интересующих пользователя объектах, и носимый терминал с оперативной памятью, ридером, блоком управления, блоком формирования визуальной информации, блоком формирования голосовой информации, блоком видеовоспроизведения и блоком аудиовоспроизведения, при этом ридер выполнен с возможностью дистанционного обмена данными по принципу "свой-чужой" с тэгами, находящимися в его поле действия, и соединен выходом с управляющим входом оперативной памяти, база данных выполнена с возможностью подключения своим первым выходом к информационному входу оперативной памяти, а вторым выходом - ко входу программатора, выполненного с возможностью обмена данными с тэгами, выход оперативной памяти через блок формирования
визуальной информации подключен к информационному входу блока видеовоспроизведения, а через блок формирования голосовой информации - к блоку аудиовоспроизведения, выходы блока управления подключены к управляющим входам блока формирования визуальной информации, блока видеовоспроизведения, блока формирования голосовой информации и ридера, при этом второй выход блока формирования визуальной информации подключен к управляющему входу блока формирования голосовой информации.
Носимый терминал может быть выполнен на основе мобильного телефона или смартфона.
Вход оперативной памяти носимого терминала, используемый для переписывания из базы данных фрагментов справочной информации обо всех интересующих пользователя объектах, может быть подключен к базе данных с помощью кабеля либо канала беспроводной передачи данных.
На чертеже приведена функциональная схема предложенной системы для получения справочной информации с использованием радиочастотной идентификации.
Система содержит базу 1 данных, программатор 2, а также тэги 3, установленные на интересующих пользователя объектах, и носимый терминал 4 с оперативной памятью 5, ридером 6, блоком 7 управления, блоком 8 формирования визуальной информации, блоком 9 формирования голосовой информации, блоком 10 видеовоспроизведения и блоком 11 аудиовоспроизведения.
Ридер 6 выполнен с возможностью дистанционного обмена данными по принципу "свой-чужой" с тэгами 3, находящимися в его поле действия, и соединен выходом с управляющим входом оперативной памяти 5. База 1 данных выполнена с возможностью подключения своим первым выходом к информационному входу оперативной памяти 5, а вторым выходом - ко входу программатора 2, выполненного с возможностью обмена данными с тэгами 3. Выход оперативной памяти 5 через блок 8 формирования визуальной информации подключен к информационному входу блока 10 видеовоспроизведения,
а через блок 9 формирования голосовой информации - к блоку 11 аудиовоспроизведения. Выходы блока 7 управления подключены к управляющим входам блока 8 формирования визуальной информации, блока 10 видеовоспроизведения, блока 9 формирования голосовой информации и ридера 6. При этом второй выход блока 8 формирования визуальной информации подключен к управляющему входу блока 9 формирования голосовой информации
Носимый терминал 4 может быть выполнен на основе мобильного телефона или смартфона.
Вход оперативной памяти 5 носимого терминала 4, используемый для переписывания из базы 1 данных фрагментов справочной информации обо всех интересующих пользователя объектах, может быть подключен к базе 1 данных с помощью кабеля или либо канала беспроводной передачи данных.
Тэги 3 и ридер 6 являются стандартными элементами RFID - систем, в частности, вышеупомянутых автомобильных охранных систем. Для занесения кодовой информации в память тэгов 3 и в оперативную память 5 носимого терминала 4 пользователя могут быть использованы применяемые в указанных комплексах программаторы типа PR-MC-01, PR-US, PR-500-US и некоторые другие программаторы ("Автомобильные охранные системы", каталог 2007, выпуск 10, с.56, 57). Эти программаторы выполнены с возможностью подключения к СОМ-порту и/или к USB-порту компьютера, в памяти которого хранится база данных 1.
Носимый терминал 4 может быть построен на основе последних моделей мобильного телефона или смартфона. Так, компьютерный еженедельник "Компьютерра", №43, от 20 ноября 2007 г. сообщает о появлении на российском рынке смартфонов фирмы Nokia №81. Этот смартфон обладает дисплеем с достаточно большим экраном - с диагональю 2,4 дюйма, 16,7 миллионов цветов и разрешением 320×240 пикселей. На лицевой панели указанного смартфона расположены сенсорные клавиши управления, объем памяти составляет 40 Мбайт плюс SD/8 Гбайт. Имеются стандартный разъем для подключения
наушников и стандартный микро USB-разъем для взаимодействия с компьютером. Указанное взаимодействие может осуществляться, кроме того, по беспроводному Bluetooth-каналу связи. При этом вес смартфона составляет всего 140 г.
Доработка данного прибора для применения в рассматриваемой системе заключается во введении в его состав ридера 6, управление которым осуществляется с помощью сенсорных клавиш управления смартфона.
Таким образом, все показанные на рисунке блоки хорошо известны и применяются в серийно выпускаемой аппаратуре. Поэтому возможность практической реализации предлагаемого способа получения справочной информации с использованием радиочастотной идентификации не вызывает сомнений.
Предложенная система для получения справочной информации с использованием радиочастотной идентификации работает следующим образом.
Для конкретности рассмотрим технологию получения справочной информации о книгах, находящихся на полках книгохранилища библиотеки.
При обычной (неавтоматизированной) процедуре поиска требуемой книги читатель подходит к полке, на которой находятся книги по интересующей его тематике (например, художественная литература, книги по истории или по психологии), поочередно берет в руки эти книги и пролистывает их, бегло изучая содержание. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в руки читателя не попадает интересующая его книга. После этого он либо прекращает поиск либо переходит к поиску других интересующих его книг, после чего оформляет выдачу ему во временное пользование указанных книг.
Предложенная система позволяет автоматизировать указанную выше процедуру, сделав ее более удобной для читателя. Необходимым условием ее реализации является наличие в данной библиотеке автоматизированного рабочего места (APM'a), оснащенного компьютером с объемом памяти, достаточным для размещения базы 1 данных. В отличие от ближайшего аналога, компьютерной сети не требуется.
Содержание базы 1 данных составляют:
- идентификационные сведения (ключевые слова), необходимые для поиска на полках интересующих пользователя книг;
- краткое содержание указанных книг, относящихся к данным ключевым словам.
В качестве ключевых слов могут быть выбраны такие данные, как название книги, фамилии авторов, год издания, название издательства и другие аналогичные данные.
Краткое содержание книги могут отражать ее оглавление, предисловие или аннотация.
К базе 1 данных подключен программатор 2, с помощью которого вышеупомянутые ключевые слова в двоичном коде записываются из базы 1 данных в память тэгов 3. Тэги 3 устанавливают на книгах, размещаемых на книжных полках библиотеки, в соответствии с их тематической направленностью.
После входа в помещение библиотеки и предъявления читательского билета читатель (пользователь) получает в свое распоряжение носимый терминал 4, содержащий оперативную память 5, подключенную к ридеру 6, выполненному с возможностью взаимодействия по радиоэфиру с установленными на книгах тэгами 3. Информационный вход оперативной памяти 5 носимого терминала 4 с помощью кабеля либо канала беспроводной передачи данных подключается ко второму выходу базы 1 данных, с которого в оперативную память 5 носимого терминала 4 "перекачиваются" необходимые пользователю сведения о данной книге в виде ее краткого содержания (см. выше). Управление процессом записи краткого содержания книг в оперативную память 5 носимого терминала 4 осуществляется сотрудником библиотеки или самим пользователем с компьютера APM'a.
После "заправки" носимого терминала 4 необходимой информацией пользователь начинает поиск интересующих его книг, который осуществляется следующим образом.
Пользователь, зная приблизительно, где расположены полки с книгами по интересующей его тематике, направляется в ту часть книгохранилища, где расположены указанные полки. Подойдя к ним, он, с помощью блока 7 управления, например, используя сенсорную клавиатуру, вводит в память ридера 6 ключевые слова, соответствующие интересующим его книгам. Далее, с помощью кнопки, расположенной на блоке 7 управления, он последовательно посылает в ридер 6 команды, в соответствии с которыми последний излучает в радиоэфир сигналы запроса, содержащие идентификационные сведения о данных книгах. При использовании технологии TIRIS запрос от ридера 6 формируется в виде радиочастотной посылки частотой 134,2 кГц приблизительно каждые 50 мс. Эти сигналы принимаются тэгами 3, находящимися в зоне действия ридера 6. Каждый тэг 3, принявший такую посылку, формирует ответный частотно-модулированный сигнал, несущий в себе ключевые слова об объекте идентификации, ранее записанные в его память с помощью программатора 2.
Ответный сигнал от тэга 3 принимается ридером 6, который выделяет в принятой кодовой посылке поля, содержащие коды ключевых слов и сравнивает эти коды с кодами ключевых слов, ранее занесенными в его память. В случае совпадения принятых от тэга 3 и хранящихся в памяти ключевых слов ридер 6 формирует кодовую посылку, содержащую адрес того сегмента оперативной памяти 5, в котором хранится краткое содержание книги, соответствующей данным ключевым словам. Эта адресная кодовая посылка посылается в оперативную память 5. Книг, соответствующих данным кодовым словам, может быть несколько. В этом случае адресная кодовая посылка поступает в несколько сегментов оперативной памяти 5, в которых хранится краткое содержание книг, соответствующих данным ключевым словам.
Сообщение, содержащее краткое содержание всех вышеуказанных книг, подается из оперативной памяти 5 на вход блока 8 формирования визуальной информации и на вход блока 9 формирования голосовой информации. Блок 8 формирования визуальной информации преобразует поступившую в
него информацию в кадры изображения страниц книги для последующего отображения в блоке 10 видеовоспроизведения. Сформированный таким образом видеосигнал подается на вход блока 10 видеовоспроизведения, и отображается на экране дисплея.
На указанном дисплее могут отображаться текст, рисунки, таблицы и фотографии, относящиеся к краткому содержанию книги, соответствующей данным ключевым словам. Поочередно отображая страницы интересующей книги, пользователь знакомится с ее содержанием и принимает решение, взять ли данную книгу с полки или оставить ее на месте.
Режим отображения, яркость, контрастность и прочие параметры видеовоспроизведения задаются вручную путем нажатия соответствующих сенсорных клавиш в блоке 7 управления, в результате чего соответствующие команды подаются в блок 8 формирования визуальной информации и в блок 10 видеовоспроизведения.
По экрану дисплея можно указать объект для аудиовоспроизведения. При этом из блока 8 формирования визуальной информации в блок 9 формирования голосовой информации поступает соответствующая команда. Тогда для указанного объекта в блоке 9 формирования голосовой информации формируются соответствующие фразы, которые озвучиваются в блоке 11 аудиовоспроизведения. Как правило, блок 11 аудиовоспроизведения выполняется с использованием наушников, что позволяет пользователю осуществлять прослушивание, не нарушая тишину и не мешая другим читателям. Параметры аудиовоспроизведения задаются вручную путем нажатия соответствующих сенсорных клавиш в блоке 7 управления, в результате чего соответствующие команды подаются на управляющий вход блока 9 формирования голосовой информации.
Таким образом, пользователь имеет возможность оперативно, дистанционно, не снимая книги с полок, знакомиться с их кратким содержанием. К примеру, он может ознакомиться с работами интересующего его писателя за определенный период времени или изучить часть его биографии, относящуюся
к заданному промежутку времени. Требуемая информация может быть представлена пользователю как визуально, так и голосом. При этом он может сам подобрать нужные ему параметры изображения и звука (например, установить размер и яркость видеоизображения или громкость звукового сопровождения, включить видеоподсветку и т.п.). При этом на тэге 3, связанным с выбранным пользователем объектом, включается световой индикатор. По нему пользователь сразу же определяет требуемый объект.
Важно отметить, что в отличие от ближайшего аналога, для реализации указанных возможностей не требуется развертывать в помещении библиотеки компьютерную сеть, создание которой сопряжено с прокладкой кабелей, перестановками мебели и прочими неудобствами для администрации библиотеки. При этом добавление звукового сопровождения существенно повышает эффективность восприятия справочной информации. Достаточно сравнить возможности немого и звукового кино.
В частных случаях применения предложенной системы пользователь может приобрести во временное или постоянное пользование носимый терминал 4 и осуществлять загрузку в него необходимой информации с помощью компакт-диска или флэш-памяти независимо от своего местонахождения.
Возможен также вариант, когда пользователь заранее (по телефону или через Интернет) заказывает в библиотеке или в обслуживающем ее сервисном центре изготовление компакт-диска или флэш-памяти, с интересующей его информацией по определенным тематическим направлениям. При этом носимый терминал 4 может быть выполнен в виде цифрового воспроизводящего устройства (например, DVD-плейера), дополненного ридером 6. Приобретя указанный цифровой носитель, пользователь получает дополнительную степень свободы. Ему не нужно больше обращаться к системному администратору библиотеки и подключаться к APM'y, поскольку загрузку оперативной памяти 5 своего носимого терминала 4 информацией об интересующих
его книгах он может провести самостоятельно, используя для этого вышеупомянутое цифровое воспроизводящее устройство.
Наряду с книгами, носителями тэгов 3 могут быть и другие объекты, представляющие интерес с точки зрения получения о них информации справочного характера. Например, это могут быть картины, экспонаты музеев или выставок и другие объекты. Так, что сфера практического применения описанной выше универсальной технологии может быть достаточно обширной.
Таким образом, данная полезная модель позволяет решить поставленную задачу: создать систему для получения справочной информации об интересующих объектах, например, о книгах, картинах или о музейных экспонатах, которая позволяла бы оперативно получать необходимую справочную информацию об указанных объектах в удобном для восприятия виде, без физического контакта с ними и без использования для доступа к информационным ресурсам компьютерной сети.
Пользователь получает возможность автономного бесконтактного доступа к информационным ресурсам с использованием носимого терминала, обеспечивающего хранение и отображение требуемой справочной информации об интересующих объектах (например, о книгах или о картинах).