РАДИОЧАСТОТНЫЙ ИДЕНТИФИКАТОР
RADIOFREQUENCY IDENTIFIER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системам и способам определения информации о продукте. В частности, изобретение относится к удаленному запрашиванию информации о продукте и последующему использованию полученной информации.
Уровень техники
Хорошо известны потребительские товары, срок службы которых определяется их потреблением. Срок службы можно рассматривать как одно или более событий, связанных с потреблением, по меньшей мере, части подходящего количества товаров. Несмотря на возможное наличие информации, связанной со средой использования товаров и/или количеством использованных и остающихся в распоряжении товаров, такая информация может быть в целом недоступна обычному потребителю товаров. Имеется необходимость в системе и способе извлечения соответствующей информации о продукте таким образом, чтобы информация была легкодоступной и пригодной для использования потребителем.
Раскрытие изобретения
В одном аспекте сенсорная система содержит бирку. Бирка содержит по меньшей мере один радиочастотный чип, первую антенну, соединенную посредством электрической связи с чипом, и непроводящее покрытие, расположенное на поверхности бирки. Чип содержит элемент памяти, обеспечивающий электрическое запоминание двоичного кодового слова, содержащего по меньшей мере один бит, и выходные контакты. Антенна соединена посредством электрической связи с выходными контактами. Непроводящее покрытие покрывает чип и задает периметр. Периметр располагается над антенной и оставляет непокрытой часть антенны.
В одном аспекте способ определения информации о продукте включает в себя этапы, на которых: обеспечивают продукт, содержащий бирку, и опрашивающее устройство, выполненное с возможностью обнаружения излучения, соответствующего данным бирки; опрашивают состояние бирки; интерпретируют состояние бирки; и обеспечивают выходной сигнал, соответствующий интерпретированному состоянию бирки. Бирка содержит цифровую память, хранящую данные, связанные с продуктом.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут полностью очевидны после рассмотрения чертежей.
Фиг. 1 показывает схематическое представление одного варианта осуществления изобретения.
Фиг. 2 показывает схематическое представление одного варианта осуществления изобретения.
Фиг. 3 показывает схематическое представление одного варианта осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Определения
Следующий далее текст дает полное описание многочисленных разных вариантов осуществления настоящего изобретения. Это описание следует толковать как иллюстративное, и оно не описывает каждый возможный вариант осуществления, поскольку было бы нецелесообразно или даже невозможно описать каждый возможный вариант осуществления. Должно быть понятно, что любой признак, характеристика, компонент, структура, элемент, продукт, этап или методика, описанные в данном документе, могут быть, в целом или частично, исключены, объединены с или заменены на любой другой признак, характеристику, компонент, структуру, элемент, продукт, этап или методику, описанные в данном документе. Многочисленные альтернативные варианты осуществления могли бы быть реализованы, используя либо существующую технологию, либо технологию, разработанную после даты подачи этого патентного документа, что должно подпадать под объем, определяемый формулой изобретения.
Следует также понимать, что до тех пор, пока термин не охарактеризован в данном патентном документе с помощью выражения «Используемый в данном документе термин '____' определяется как означающий…» или аналогичного выражения, значение этого термина не подлежит какому-либо ограничению прямо или косвенно, помимо его основного или обычного значения, и такой термин не должен истолковываться как ограниченный в объеме, основанном на любом утверждении, сделанном в любом разделе этого патентного документа (за исключением формулировки формулы изобретения). Подразумевается, что термин не является существенным для настоящего изобретения, пока так не указано. Если любой термин, упомянутый в формуле изобретения в конце данного патентного документа, упомянут в данном патентном документе способом, соответствующим одиночному значению, это делается с целью ясности только для того, чтобы не путать читателя, и не подразумевается, что такой элемент формулы изобретения ограничен косвенно или иным образом этим одиночным значением. Наконец, пока элемент формулы изобретения не описывается с упоминанием слова «средство», а функция без описания любой структуры, это не означает, что объем любого элемента формулы изобретения должен трактоваться как основанный на применении §112 (шестой параграф) раздела 35 Свода законов США.
В одном аспекте сенсорная система содержит бирку. Бирка может содержать один или более слоев проводящих чернил, нанесенных на подложку. Примеры материалов подложки включают в себя: полиэстер, бумагу, диэлектрические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью и огнеупорный материал FR-4. Множество слоистых структур может дополнительно содержать частичные слои непроводящего материала, разделяющие по меньшей мере части проводящих слоев. Примеры проводящих слоев включают в себя медные или серебряные чернила. Бирка содержит радиочастотный чип и первую антенну, расположенную в виде схемы на карте, монете или этикетке. Чип может быть активным или пассивным чипом. Примеры комбинаций чипа/первой антенны включают в себя номера модели: RI-I03-112А-03 (13.56 МГц) и RI-INL-R9QM (134.2 кГц), или модель TRF7970A, каждая из которых выпускается компанией TexasInstruments, Даллас, штат Техас. Антенна может иметь физическую форму катушки или двухполюсника. Комбинация чипа/первой антенны может быть интегрирована в отдельную бирку, выпускаемую компанией Kovio, Сан-Хосе, штат Калифорния.
Бирка дополнительно содержит внешнее непроводящее покрытие. Примеры материалов непроводящего покрытия включают в себя полипропилен, полиэтилен и полиэтилентерефталат. Покрытие расположено на поверхности бирки таким образом, что часть бирки непокрыта и подвергается воздействию окружающей среды бирки. Непокрытая область задается периметром непроводящего покрытия. Непокрытая часть бирки может содержать часть антенны, а также всю антенну.
В одном варианте осуществления конфигурация схемы чипа и антенны включает в себя зазор, чтобы схема была незамкнутой. В этом варианте осуществления зазор остается подвергнутым воздействию окружающей среды, а не защищенным непроводящим покрытием. Схема бирки может быть замкнутой посредством воздействия на бирку проводящей окружающей средой таким образом, чтобы проводящие материалы обеспечивали необходимую электропроводность через зазор. Проводящие окружающие среды включают в себя проводящие гели, порошки или жидкости, при этом зазор шунтирован проводящим веществом. Моча, кровь и соленая вода являются проводящими. Гели или порошки, содержащие электролиты, также могут составлять проводящие материалы.
Информацию с бирки можно считывать, используя радиочастотный протокол, такой как протокол ближней бесконтактной связи (NFC). Когда осуществляется опрашивание или считывание бирки, осуществляется питание схемы бирки. Информация из памяти бирки затем считывается опрашивающим устройством.
tm
tm
tm
Сенсорная система может дополнительно содержать опрашивающее устройство. Опрашивающее устройство содержит источник питания и вторую антенну, выполненную с возможностью генерирования электромагнитного излучения, содержащего резонансную частоту первой антенны, и приемник, выполненный с возможностью обнаружения электромагнитного излучения и демодулирования обнаруженного излучения, извлекая вложенные данные из обнаруженного излучения. Устройство считывания RFID Bluetooth, номер модели 223012, производства компании GAORFID, Торонто, Канада, представляет в качестве примера одну форму опрашивающего устройства. Опрашивающее устройство модели 223012 обладает возможностью опрашивания радиочастотной бирки и определения состояния памяти бирки и, таким образом, извлечения информации, соответствующей выходному сигналу датчика или датчиков, относящихся к окружающей среде бирки. Модель 223012 дополнительно содержит вспомогательную линию связи по сети, использующую протокол связи Bluetooth для передачи информации, извлеченной из бирки, вспомогательному устройству или вспомогательному опрашивающему устройству, такому как компьютер с функцией Bluetooth или смартфон. Вспомогательное опрашивающее устройство может дополнительно анализировать информацию, относящуюся к состоянию бирки и/или окружающей среде бирки, и предоставлять выходной сигнал, связанный с определенной биркой и/или состоянием бирки, связанным с окружающей средой. Опрашивающее устройство может дополнительно содержать элемент отображения, такой как жидкокристаллический (LCD) экран или светодиодный (LED) экран, для отображения выходного сигнала, связанного с проанализированной информацией бирки. Опрашивающее устройство может дополнительно содержать один или более датчиков для установления информации, связанной с окружающей средой опрашивающего устройства. Датчики могут включать в себя датчики температуры, влажности, ускорения. Опрашивающее устройство может дополнительно содержать одну или более камер, позволяющих снимать изображения, связанные с продуктом, биркой или окружающей средой. Опрашивающее устройство может обладать функцией глобального позиционирования, позволяющей опрашивающему устройству устанавливать и обеспечивать коллективный доступ к информации, относящейся к географическому местоположению опрашивающего устройства.
tm
tm
tm
tm
tm
tm
tm
tm
tm
В одном аспекте смартфон может служить в качестве единственного опрашивающего устройства. В этом аспекте смартфон может опрашивать бирку, тем самым устанавливая информацию из памяти бирки. Опрашивающее устройство может анализировать или иным образом интерпретировать информацию и может создавать выходной сигнал. Выходной сигнал может быть предоставлен пользователю системы через аудиоустройство вывода, визуальное устройство вывода, тактильное устройство вывода или их комбинации. Опрашивающее устройство может использовать входные сигналы от датчиков или систем смартфона, наряду с информацией о бирке при создании выходного сигнала. Примеры смартфонов, подходящим образом выполненных с возможностью функционирования в качестве опрашивающего устройства системы, включают в себя: AcerE320 LiquidExpress, BlackberryBold 970 производства компании ResearchInMotion; CasioIT-800; GoogleNexus 7 производства компании Google, Inc. MountainViewCa.; HTCDesireC производства компании HTC; LGOptimusElite; MotorolaDroidRazr производства компании Motorola; Nokia 700; PanasonicBizPad; и SamsungGalaxySAdvance.
В одном аспекте сенсорная система может включать в себя продукт. Термин «продукт(ы)» используется в самом широком смысле и относится к любому продукту, группе продуктов, услугам, связи, развлекательным средствам, окружающим средам, организациям, системам, инструментам и т.п. Например, примером группы продуктов являются персональные и домашние продукты, такие, которые используются человеком, семьей или членами семьи. Примеры типичного и неограничивающего списка категорий продуктов в пределах группы персональных и домашних продуктов включают в себя антиперспиранты, средства для ухода за младенцами, одеколоны, коммерческие продукты (включая оптовые, промышленные и коммерческие рыночные аналоги потребительских товаров), косметические средства, дезодоранты, средства для ухода за посудой, средства женской гигиены, средства для ухода за волосами, красящие средства для волос, средства для ухода за здоровьем, бытовые чистящие средства, средства для стирки, средства для ухода за полостью рта, бумажные продукты, личные средства очистки, одноразовые абсорбирующие изделия, корм и средства для ухода за здоровьем домашних животных, отпускаемые по рецепту лекарственные средства, престижные ароматизирующие вещества, средства для ухода за кожей, продукты питания, закуски и напитки, специальные средства для ухода за тканями, средства для бритья и другие продукты для контроля роста волос, небольшие бытовые устройства, приборы и батареи, услуги, такие как стрижка волос, косметический уход, спа-процедура, медицинские услуги, услуги для диагностики зубов и глаз, развлекательные площадки, такие как театры, стадионы, а также развлекательные услуги, такие как показы фильмов или кино, игровые и спортивные события. Разнообразие форм продуктов может находиться в пределах каждой из этих категорий продуктов.
Примеры форм и брендов продуктов описаны на сайте компании Procter&Gamble www.pg.com и на сайтах, указанных там посредством ссылок. Должно быть понятно, что потребительские товары, которые составляют часть категорий продуктов, отличных от тех, что были перечислены выше, также предусмотрены настоящим изобретением, и что альтернативные формы и бренды продуктов, отличных от тех, что описаны на вышеуказанном вебсайте, также предусмотрены настоящим изобретением.
Примеры продуктов в пределах категории средств для стирки включают в себя очищающие технические средства (в том числе в виде порошков, жидкости, таблеток и других форм), отбеливающие вещества, кондиционеры, смягчители, антистатические продукты и освежители (в том числе жидкие освежители и антистатики). Примеры продуктов в пределах категории средств для ухода за полостью рта включают в себя средства для чистки зубов, зубную нить, зубные щетки (в том числе ручного типа и приводимые в действие электропитанием), ополаскиватели для рта, продукты для ухода за деснами, продукты для отбеливания зубов и другие продукты ухода за зубами. Примеры продуктов женской гигиены включают в себя косметические подушечки, тампоны, продукты для интимной гигиены и гигиенические прокладки. Примеры продуктов для ухода за младенцами включают в себя подгузники, влажные салфетки, детские слюнявчики, детские пеленки и ткани для покрывал, и пенящееся ванное мыло для рук.
Примеры продуктов для ухода за здоровьем включают в себя слабительные средства, волоконные пищевые добавки, ротовые и местные болеутоляющие средства, продукты для лечения желудочно-кишечных заболеваний, продукты от дыхательных заболеваний и простуды/кашля, продукты от жжения и продукты для водоочистки. Примеры бумажных продуктов включают в себя туалетную бумагу, бумажные полотенца и косметические салфетки. Примеры продуктов для ухода за волосами включают в себя шампуни, кондиционеры (в том числе смываемого и несмываемого типов) и средства для укладки волос. Примеры продуктов для домашней уборки включают в себя продукты для уборки, продукты для чистки пола, чистящие средства для деревянного пола, антибактериальные чистящие средства для пола, освежители для тканей и воздуха и продукты для мытья транспортных средств. Продукты для ухода за кожей включают в себя (без ограничения) моющие средства для тела, очищающие средства для лица, крема для рук, увлажняющие средства, кондиционеры, сужающие поры вещества, продукты от шелушения, продукты для микрошлифовки и чистки кожи, продукты для омоложения кожи, продукты против старения, маски, продукты для защиты от ультрафиолета и спонжи для ухода за кожей, влажные салфетки, диски, тканевые салфетки, листовые материалы, тампоны и устройства (с или без составов для ухода за кожей).
Другие группы продуктов включают в себя, среди прочего (без ограничения), спортивную экипировку, средства развлечения (книги, фильмы, музыку и т.д.), средства для наблюдения и используемые в домашних условиях медицинские средства и средства первой помощи.
Бирка может прикрепляться к упаковке продукта, например первичной упаковке жидкого продукта или гранулированного продукта. Бирка может быть погружена в упакованный жидкий или гранулированный продукт или может держаться на его поверхности. Бирка может быть вставлена внутрь продукта, такого как одноразовое абсорбирующее изделие, например внутрь подгузника с целью обнаружения повреждающего фактора абсорбирующей сердцевины подгузника. Бирка может быть расположена на поверхности самого продукта.
Предполагается, что соответствие антенны бирки форме внешней поверхности продукта дает систему, в которой связь между опрашивающим устройством и биркой может быть всесторонней или достигаемой под разными углами между опрашивающим устройством и биркой.
Одна из проблем, связанных с созданием устройства связи для разных продуктов, появляется, когда устройство связи используется на проводящих элементах. Принципы распространения радиоволн в свободном пространстве не реализуются в отношении расположенных рядом высокопроводящих элементов. Кроме того, рабочие характеристики антенны сильно ухудшаются, когда антенны размещаются вблизи металлов. Фактически, простое размещение RFID-бирки на батарее или на объекте с проводящим корпусом может не выполнить требуемый эффект, например передачу данных. В частности, эта проблема не ограничена перезаряжаемыми/одноразовыми батареями. Например, емкость для геля для бритья, мыла и т.д., или упаковка, содержащая металлическую пленку, может приводить к таким же проблемам вследствие проводимости контейнера. В целом, RFID-бирка рядом с металлическим корпусом снижает передачу сигналов между считывающим устройством и биркой в десять раз.
Один способ предотвращения эффектов, возникающих из-за близости металла к антенне, состоит в предотвращении ввода электромагнитного поля в металл. Например, размещая материал с подходящими электромагнитными свойствами и размерами между антенной и металлической поверхностью, можно обеспечить отклонение электромагнитного поля в обход металлического/проводящего корпуса продукта. Свойства материала отклоняющего устройства зависят от правильного используемого металла и RFID-частоты. Магнитное отклоняющее устройство эффективно изолирует бирку от емкости.
В одном аспекте способ определения информации о продукте содержит этап, на котором обеспечивают продукт, содержащий описанную выше бирку. Бирка содержит по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью обеспечения выходного сигнала, аналогичного изменению в окружающей среде датчика. Датчик имеет по меньшей мере один выходной контакт. Бирка также включает в себя радиочастотный чип, содержащий элемент памяти, входные контакты и выходные контакты, и первую антенну, электрически соединенную с выходными контактами чипа.
tm
Способ также включает в себя обеспечение опрашивающего устройства, выполненного с возможностью обнаружения излучения, соответствующего данным бирки. Опрашивающее устройство может быть считывающим устройством, использующим радиочастотный (RF) протокол или протокол NFC, наряду с функцией Bluetooth, как описано выше, или смартфоном или другим вычислительным устройством, содержащим считывающее устройство с возможностью RF-связи, по возможности NFC-связи.
Опрашивающее устройство может использоваться для определения текущего состояния бирки, используя протокол RF-связи, такой как протокол NFC-связи. Опрашивающее устройство может интерпретировать данные, принятые от бирки, используя программное приложение, записанное для этой цели.
В одном аспекте способ может быть минимизирован до обеспечения продуктов, включающих в себя бирки, и обеспечения программного обеспечения, совместимого с устройствами, доступными на рынке или находящимися во владении потребителей. Потребитель может воспользоваться программным обеспечением приложения, которое позволит устройствам функционировать как вышеописанное опрашивающее устройство.
В одном варианте осуществления бирка может использоваться для передачи количества продукта, остающегося внутри упаковки. В этом варианте осуществления бирка может быть выполнена с частью антенны, непокрытой таким образом, что воздействие проводящим продуктом закоротит бирку, делая ее неработоспособной, пока непокрытая часть бирки не будет свободна от продукта вследствие падения по уровню продукта относительно бирки. В качестве альтернативы бирка может быть выполнена таким образом, что периметр непроводящего покрытия обнажает зазор в схеме. В этом варианте осуществления бирка будет считываемой, пока зазор шунтирован наличием проводящего продукта, и не будет считываемой в отсутствие продукта.
В одном варианте осуществления двухполюсная антенна может быть покрыта непроводящим полимером. Покрытие может включать в себя последовательность зазоров, оставляющих непокрытыми выводы антенны, подвергая их воздействию окружающей среды бирки. В этом варианте осуществления проводимость антенны бирки будет изменяться по мере того, больше или меньше зазоров будут покрыты проводящей текучей средой. Изменение проводимости может быть заранее определено, и цель опрашивания может состоять в установлении текущего состояния проводимости антенны в качестве индикатора контакта с текучей средой, т.е. уровня относительно бирки/антенны.
Абсорбирующее изделие может включать в себя бирку, так что опрашивающее устройство будет только принимать выходной сигнал, когда продукт/бирка была подвергнута воздействию повреждающего фактора в результате использования, и непокрытая часть схемы бирки была приведена в контакт с проводящей текучей средой, такой как кровь или моча. В качестве альтернативы бирка продукта может быть выполнена с возможностью обеспечения выходного сигнала опрашивающему устройству, пока продукт не был использован/подвергнут воздействию повреждающего фактора и бирка не была закорочена в результате воздействия.
В одном варианте осуществления бирка может содержать комбинацию из двух конфигураций, описанных выше. В этом варианте осуществления информация с первого чипа будет считываться только в отсутствие продукта, в то время как информация со второго чипа будет считываться только в присутствии продукта. Этот вариант осуществления обеспечивает преимущество постоянного обеспечения выходного сигнала опрашивающему устройству, вне зависимости от состояния количества продукта.
Бирка, содержащая двойную конфигурацию считывания, описанную выше, может быть включена в состав подгузника или другого абсорбирующего продукта. В этом примере бирка будет предоставлять выходной сигнал опрашивающему устройству в состоянии, подвергнутом воздействию повреждающего фактора, и состоянии, не подвергнутом воздействию повреждающего фактора. Пользователь будет принимать информацию, касающуюся состояния продукта, и не будет возникать сомнений относительно того, изменилось ли состояние продукта или имеется ли проблема с биркой.
В одном аспекте опрашивающее устройство может содержать вспомогательный модуль сетевой связи, снабжающий устройство способностью отправлять и принимать данные через сотовую телефонную или другую связь, в том числе локальные сети или сети wi-fi. В таком аспекте опрашивающее устройство может передавать данные, принятые от бирки и/или полученные в результате анализа данных от бирки. Программное приложение опрашивающего устройства может анализировать данные от бирки для определения, требуется ли пополнение продукта, связанного с биркой, или планирования, когда такое пополнение потребуется с учетом истории пользования продукта, сформированной через последовательность опрашиваний бирки. В этом аспекте приложение может использоваться для завершения покупки дополнительного продукта через сеть. Приложение может быть дополнительно использовано для предложения пользователю соответствующих продуктов для покупки или для предложения других продуктов, косвенно связанных с продуктом.
Как показано на Фиг. 1, система 1000 содержит абсорбирующее изделие 300 и опрашивающее устройство 200. Абсорбирующее изделие 300 содержит бирку 100. Бирка 100 содержит чип 130, непроводящее покрытие 115 и антенну 140. Опрашивающее устройство 200 содержит датчик 210, источник 220 питания, антенну 230, элемент 240 анализа, элемент 250 отображения и линию 260 связи по сети. Как показано на Фиг. 2, переносной источник 400 питания содержит бирку 100 и экран 150. Как показано на Фиг. 3, упаковка 500 содержит бирку 100.
Размеры и значения, раскрытые в данном документе, не должны толковаться как строго ограниченные упомянутыми точными численными значениями. Напротив, пока не указано иное, подразумевается, что каждый такой размер означает как упомянутое значение, так и функционально эквивалентный диапазон, охватывающий это значение. Например, размер, упомянутый как «40 мм», как подразумевается, означает «около 40 мм».
Каждый документ, упомянутый здесь, включая любые перекрестные ссылочные или родственные патенты или заявки, включен в данный документ посредством ссылки во всей его полноте до тех пор, пока нет явных исключений или иных ограничений. Цитирование любого документа не является подтверждением того, что он является уровнем техники относительно любого изобретения, раскрытого или заявленного здесь, или что он, взятый в отдельности или в комбинации с любой другой ссылкой или ссылками, сообщает, предлагает или раскрывает любое такое изобретение. Кроме того, если любое значение или определение термина в данном документе противоречит любому значению или определению того же термина в документе, включенном посредством ссылки, должно применяться значение или определение, присвоенное этому термину в этом документе.
Хотя были проиллюстрированы и описаны определенные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что различные другие изменения и модификации могут быть выполнены без отступления от сущности и объема изобретения. Поэтому подразумевается, что все такие изменения и модификации, которые находятся в пределах объема данного изобретения, охвачены в приложенной формуле изобретения.