РАДИОЧАСТОТНЫЙ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЙ ПРИЕМООТВЕТЧИК, СОДЕРЖАЩИЙ ДАТЧИК
RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TRANSPONDER CONTAINING SENSOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к системам и способам обеспечения информации о продукте. В частности, изобретение относится к дистанционному запросу информации о продукте и к последующему использованию полученной информации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Потребительские товары, имеющие срок полезной службы, определяемый в отношении потребления товаров, хорошо известны. Срок полезной службы может рассматриваться как одно или более событий, связанных с потреблением по меньшей мере части полезного количества товаров. Информация, связанная с окружающей средой использования товаров и/или с количеством использованных и остающихся в распоряжении товаров, может существовать, но также может быть в общем недоступной для обычного потребителя товаров. Существует потребность в системе и способе извлечения информации, относящейся к продукту, обеспечивающим легкодоступную и удобную для использования потребителем информацию.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте сенсорная система содержит ярлык. Ярлык содержит радиочастотную интегральную схему и первую антенну и также включает в себя или прикреплен к по меньшей мере одному датчику. Датчик выполнен с возможностью создания вывода, аналогичного изменению в окружающих условиях датчика. Датчик вырабатывает аналоговый вывод и содержит выходные контакты. Радиочастотная интегральная схема содержит элемент памяти, входные контакты и выходные контакты. Входной контакт (контакты) находится в электрической связи с выходным контактом (контактами) датчика. Первая антенна находится в электрической связи с выходными контактами интегральной схемы.
В одном аспекте способ обеспечения информации о продукте включает этапы обеспечения продукта, содержащего ярлык, и устройства опроса, выполненного с возможностью обнаружения излучения, связанного с данными ярлыка; опроса состояния ярлыка; интерпретации состояния ярлыка; и создания вывода, связанного с интерпретированным состоянием ярлыка. Ярлык содержит цифровую память, хранящую данные, связанные с продуктом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные характерные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными при рассмотрении чертежей.
Фиг. 1 - схематическое представление одного из воплощений изобретения.
Фиг. 2 - схематическое представление одного из воплощений изобретения.
Фиг. 3 - схематическое представление одного из воплощений изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Определения:
Нижеследующий текст представляет собой обширное описание многочисленных различных воплощений настоящего изобретения. Описание следует толковать лишь как иллюстративное, и оно не описывает каждое возможное воплощение, поскольку описание каждого возможного воплощения было бы непрактичным, если не невозможным, и следует понимать, что любой характерный признак, характеристика, компонент, композиция, составная часть, продукт, этап или методика, описываемые в настоящем раскрытии, могут полностью или частично устраняться, комбинироваться с или заменяться любым другим характерным признаком, характеристикой, компонентом, композицией, составной частью, продуктом, этапом или методикой, описываемыми в настоящем раскрытии. Многочисленные альтернативные воплощения могут быть реализованы с использованием или современной технологии, или технологии, разработанной после даты подачи данной заявки, что по-прежнему будет входить в объем формулы изобретения.
Также следует понимать, что, за исключением случаев, когда какой-либо термин в данной заявке определен в прямой форме с использованием предложения «В том смысле, в котором он используется в настоящем раскрытии, термин «_______» определяется в настоящем раскрытии как означающий…» или аналогичного ему, то отсутствует намерение, прямо или косвенно, ограничить значение этого термина отлично от его общепринятого или обычного значения, и такой термин не следует толковать как являющийся ограниченным по смыслу на основании какого-либо утверждения, сделанного в любом из разделов данной заявки (отличного от формулировки формулы изобретения). Ни один термин не предполагается существенным для настоящего изобретения, если он не определен таковым. В той степени, в которой любой термин, приведенный в формуле изобретения в заключительной части данного патента, упоминается в данной заявке способом, соответствующим единственному значению, это осуществляется лишь для обеспечения ясности, с тем чтобы не запутать читателя, и не предполагается, что такой термин в формуле изобретения является ограниченным, косвенно или иным образом, этим единственным значением. Наконец, если только элемент формулы изобретения не определен путем упоминания слова «средство» и функции без изложения какой-либо конструкции, не предполагается, что смысл какого-либо элемента формулы изобретения должен толковаться на основании шестого параграфа §112 раздела 35 Свода законов США.
В одном аспекте сенсорная система содержит ярлык. Ярлык может содержать один или более слоев проводящих чернил и непроводящих чернил, нанесенных на основу. Примеры материалов основы включают полимерные пленки, бумагу, диэлектрические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью и огнеупорный материал FR-4. Структуры с несколькими слоями могут также включать частичные слои из непроводящего материала, разделяющие по меньшей мере части проводящих слоев. Примеры проводящих слоев включают медные и серебряные чернила. Ярлык содержит радиочастотную интегральную схему и первую антенну и также включает в себя или прикреплен к по меньшей мере одному датчику. Ярлык может быть расположен как схема на карте, жетоне или вкладыше. Интегральная схема может быть активной или пассивной. Примеры сочетаний интегральная «схема/первая антенна» включают номера моделей: RI-I03-112A-03 (13,56 МГц) и RI-INL-R9QM (134,2 кГц) или модель TRF7970A, каждая из которых доступна от Texas Instruments, Даллас, Техас. Антенна может иметь физическую форму катушки или диполя, или проводящего компонента продукта или упаковки в электрической связи с остальными компонентами ярлыка.
Датчик может выбираться в соответствии с сущностью представляющего интерес фактора влияния окружающей среды. К типичным типам датчиков относятся химические датчики, электрические датчики, биологические датчики, механические датчики и физические датчики. Датчик ярлыка также может содержать несколько датчиков одного типа или комбинацию датчиков разных типов.
Примером химических датчиков выступает газовый датчик модели TGS 813 для пропана, бутана, метана, спирта и Н2, производимый Figaro Engineering Inc. и доступный от Conrad Electronics, Вернберг-Кеблиц, Германия. Примером электрических датчиков выступает датчик на эффекте Холла модели AH1751-PG-B-A для измерения магнитного поля, производимый Zetex Semiconductors и доступный от Allied Electronics, Форт-Уэрт, Техас.
Примерами механических датчиков выступают трехосный гироскоп на основе MEMS модели L3G3200D, производимый ST Microelectronics, и датчик напряжения проволоки модели N11MA512023, производимый Allied Electronic, Форт-Уэрт, Техас. Примерами физических датчиков выступают светочувствительный датчик модели VCNL4020, производимый Vishay, и датчик давления на основе MEMS модели LPS331AP, производимый ST Microelectronics.
Образцы биологических датчиков могут быть настроены для обнаружения различных биологических молекул, таких как возбудители заболеваний, ионы, биомаркеры, антитела, ДНК, различные белки или метаболические маркеры и т.д. Способ обнаружения в основном может быть, по существу, потенциометрическим или амперометрическим. Образцы анализируемого материала могут отбираться из организма или из окружающей среды и включать кровь, эпителиальные клетки, слизь, слюну, фекалии, волосы, мочу, воздух, воду и другие материалы из окружающей среды. Конфигурация электродов может быть двухэлектродной (рабочий электрод и противоэлектрод) или трехэлектродной (рабочий электрод, противоэлектрод и электрод сравнения), где электроды могут изготавливаться из множества подложек, таких как золото, серебро, платина, углерод и т.д. Эти электроды можно приобрести у Conductive Technologies, Inc., Йорк, Пенсильвания, или изготовить (Sensors and Actuators В, 114, (2006) 357-363).
2
Потенциометрический биологический датчик, обнаруживающий антитела, может использовать преимущества традиционного сэндвич-анализа ELISA. Для подготовки основы, пригодной для прикрепления биологических объектов с сохранением проводимости по отношению к электродной основе, ранее упомянутые электроды покрывают проводящим полимером, таким как поли(пиррол). Материалы для анализа можно приобрести у Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури: иммобилизированное антитело - антимышиное IgG (Fc-специфичное) F(ab′) фрагментированное антитело, выработанное в козле (М0284); антитело - сыворотка мыши (М5905); конкурент анализируемого вещества - антимышиное IgG (специфичное для γ-цепи) пероксидазное антитело, выработанное в козле (А3673); при этом в ходе процесса предотвращения неспецифического связывания используется альбумин из бычьей сыворотки (А7906).
Сэндвич-структура ELISA на рабочем электроде при описании снизу вверх представляет собой иммобилизованное антитело, адсорбированное на основе из полипиррола, анализируемое вещество, конкурент анализируемого вещества с коньюгатом HRP, рабочий раствор фермента, предназначенного для катализа HRP с целью генерирования пероксида водорода. Эта реакция на рабочем электроде генерирует потенциал с разрешающей способностью в микровольтах.
Необходимое энергоснабжение датчиков может обеспечиваться энергией, собранной схемой радиочастотной идентификации (RFID), поскольку необходимый ток находится в микроамперном диапазоне. Собранная энергия может сохраняться в таком элементе, как конденсатор, чтобы использоваться датчиком позже.
Ярлык может быть выполнен таким образом, чтобы вывод датчика изменял значение одного или более битов слова, хранящегося в памяти интегральной схемы ярлыка. В одном из воплощений любой ненулевой вывод датчика может изменять значение назначенного бита либо с единицы на нуль, либо с нуля на единицу. В альтернативном варианте схема ярлыка может обеспечивать смещение, с которым сравнивается вывод датчика. В этом воплощении значение бита могут изменять только выводы датчика выше порога смещения или между верхним и нижним пределами порогов.
Ярлык может содержать более одного датчика. В одной из конфигураций ярлыка с множественными датчиками вывод каждого датчика может использоваться для изменения значения соответствующего ему бита. В одной из альтернативных конфигураций набор датчиков может упорядоченно опрашиваться при подаче питания на ярлык так, чтобы один конкретный бит в памяти ярлыка пошагово проходил через ряд значений в зависимости от вывода каждого упорядоченно опрашиваемого датчика. Как отмечалось выше, ярлык может быть рассчитан так, чтобы значение связанного бита изменял любой ненулевой вывод датчика, или так, что значение соответствующего бита будут изменять только значения выше нижнего порогового значения или между верхним и нижним пороговыми значениями.
Ярлык может опрашиваться с использованием такого радиочастотного протокола, как протокол ближней бесконтактной связи (NFC). При опросе или считывании ярлыка на схему ярлыка подается питание, а вывод датчика изменяет память ярлыка. Затем память ярлыка считывается устройством опроса. Устройство опроса получает цифровое значение слова памяти, служащего признаком измеряемого состояния окружающей среды ярлыка. Рабочим диапазоном частот связи ярлыка может быть высокочастотный (ВЧ), ультравысокочастотный (УВЧ) или другие подходящим образом выбранный частотный диапазон, определяемый конкретной потребностью ярлыка исходя из предполагаемой окружающей среды и сфер применения ярлыка.
tm
tm
tm
Сенсорная система также может содержать устройство опроса. Устройство опроса содержит источник питания и вторую антенну, выполненную с возможностью генерирования электромагнитного излучения, включающего резонансную частоту первой антенны, а также приемник, выполненный с возможностью обнаружения электромагнитного излучения и демодуляции обнаруженного излучения с извлечением из обнаруживаемого излучения вложенных данных. Одну из форм устройства опроса иллюстрирует устройство считывания для радиочастотной идентификации Bluetooth RFID Reader, номер модели 223012, доступное от GAO RFID, Торонто, Канада. Устройство опроса модели 223012 обладает функциями опроса радиочастотного ярлыка, определения состояния памяти ярлыка и, таким образом, извлечения информации, связанной с выводом датчика, или датчиков, относящимся к окружающей среде ярлыка. Модель 223012 также содержит вторичный канал сетевой связи, использующий протокол связи Bluetooth для передачи информации, извлеченной из ярлыка, вторичному устройству, или вторичному устройству опроса, такому как компьютер или смартфон с подключенным Bluetooth. Вторичное устройство опроса может дополнительно анализировать информацию, относящуюся к состоянию ярлыка и/или окружающей среды ярлыка, и создавать вывод, связанный с конкретным ярлыком и/или состоянием окружающей среды ярлыка. Устройство опроса также может содержать отображающий элемент, такой как жидкокристаллический экран (LCD) или светодиодный экран (LED), предназначенный для отображения вывода, связанного с анализируемой информацией ярлыка. Устройство опроса также может содержать один или более датчиков для установления информации, связанной с окружающей средой устройства опроса. Такими датчиками могут быть датчики температуры, влажности, ускорения. Устройство опроса также может содержать одну или более фотокамер, позволяющих фиксировать изображения, связанные с продуктом, ярлыком или окружающей средой. В устройстве опроса может быть реализована функция глобального позиционирования, позволяющая устройству опроса устанавливать информацию о географическом местоположении устройства опроса и обеспечивать коллективный доступ к этой информации.
tm
tm
tm
tm
tm
tm
tm
tm
tm
В одном аспекте единственным устройством опроса может быть смартфон. В этом аспекте смартфон может опрашивать ярлык, таким образом извлекая информацию из памяти ярлыка. Устройство опроса может анализировать или иным образом интерпретировать информацию и может создавать вывод. Вывод может доставляться пользователю системы посредством звукового вывода, визуального вывода, осязательного выводов или их комбинаций. При создании вывода устройство опроса, в дополнение к информации ярлыка, может использовать вводы датчиков или систем смартфона, в том числе информацию и анализ, доступные из сетевого ресурса, такого как ресурсы облачных вычислений. Примерами смартфонов, соответствующим образом сконфигурированных для функционирования в качестве устройства опроса системы, являются Acer Е320 Liquid Express, Blackberry Bold 970, доступный от Research In Motion; Casio IT-800; Google Nexus 7, доступный от Google, Inc., Маунтин-Вью, Калифорния; HTC Desire C, доступный от НТС; LG Optimus Elite; Motorola Droid Razr, доступный от Motorola; Nokia 700; Panasonic BizPad; и Samsung Galaxy S Advance.
В одном аспекте сенсорная система может содержать продукт. Термин «продукт (продукты)» используется в самом широком смысле и относится к любому продукту, группе продуктов, услугам, средствам связи, развлечениям, окружающей среде, организациям, системам, инструментальным средствам и т.п. Например, примером группы продуктов являются продукты личного и бытового пользования, такие как продукты, используемые отдельным человеком, семьей или в домашнем хозяйстве. Примерами из репрезентативного и неограничивающего списка категорий продуктов в пределах группы продуктов личного и бытового пользования являются антиперспиранты, средства по уходу за младенцами, одеколоны, коммерческие продукты (в том числе оптовые, промышленные коммерческие рыночные аналоги потребительских товаров широкого потребления), косметические средства, дезодоранты, средства для мытья посуды, средства женской гигиены, средства по уходу за волосами, краски для волос, средства медицинской помощи, бытовые моющие средства, средства для стирки, средства по уходу за полостью рта, бумажные продукты, личные моющие средства, одноразовые абсорбирующие изделия, средства для здоровья и питания домашних животных, рецептурные лекарственные препараты, престижные душистые вещества, средства по уходу за кожей, продукты питания, легкие закуски и напитки, специальные средства для ухода за тканями, продукты для бритья и другого управления ростом волос, небольшие приборы, устройства и аккумуляторы, услуги, такие как стрижка, косметический уход, спа-услуги, медицинские, стоматологические и офтальмологические услуги, развлекательные площадки, такие как театры, стадионы, а также развлекательные услуги, такие как кинопоказы и киносеансы, спектакли и спортивные соревнования. Под каждую из этих категорий продуктов может подпадать множество форм продуктов.
Примеры форм и брендов продуктов описаны на веб-сайте компании Procter & Gamble www.pg.com и сайтах, на которые там даны ссылки. Следует понимать, что потребительские продукты, являющиеся частью категорий продуктов, отличных от перечисленных выше, также учитываются в настоящем изобретении, и что альтернативные формы продуктов и торговые марки, отличные раскрываемых на указанном выше веб-сайте, также охватываются настоящим изобретением.
Примерами продуктов в категории средств для стирки являются моющие средства (в том числе порошкообразные, жидкие, таблетированные и в других формах), отбеливатели, кондиционеры, смягчители, антистатические продукты и освежители (в том числе жидкие освежители и салфетки с пропиткой мягчителем-антистатиком). Примерами продуктов в категории средств по уходу за полостью рта являются зубная паста, зубная нить, зубные щетки (в том числе ручные и механизированные формы), средства для полоскания рта, продукты по уходу за деснами, продукты для отбеливания зубов и другие продукты по уходу за зубами. Примерами средств женской гигиены являются прокладки, тампоны, средства по уходу за половой щелью и прокладки, прикрепляемые к нижнему белью. Примерами продуктов по уходу за младенцами являются подгузники, влажные салфетки, слюнявчики, пеленки и постельные клеенки, а также пенообразующее банное мыло для рук.
Примерами продуктов для медицинской помощи являются слабительные, добавки на основе пищевых волокон, пероральные и местные болеутоляющие средства, продукты для лечения желудочно-кишечного тракта, продукты для дыхательных путей и лечения кашля/простуды, продукты для обогрева и продукты для очистки воды. Примерами бумажных продуктов являются туалетная бумага, бумажные полотенца и косметические салфетки. Примерами продуктов по уходу за волосами являются шампуни, кондиционеры (в том числе смываемые и несмываемые формы) и средства для укладки волос. Примерами продуктов по уходу за домом являются продукты для подметания, продукты для мойки полов, моющие средства для деревянных полов, антибактериальные моющие средства для полов, освежители ткани и воздуха и моющие средства для транспортных средств. К продуктам по уходу за кожей относятся без ограничения лосьоны для тела, очищающие средства для лица, лосьоны для рук, увлажнители, кондиционеры, стягивающие средства, продукты для пилинга, продукты для микрошлифовки и отшелушивания кожи, продукты для омоложения кожи, продукты, предотвращающие старение, маски, продукты для защиты от ультрафиолетового излучения, а также пуховки по уходу за кожей, влажные салфетки, диски, ткани, простыни, принадлежности и приспособления (содержащие или не содержащие композиции по уходу за кожей).
В одном из воплощений продукт может содержать тестовое устройство, предназначенное для диагностики других изделий, таких как переносные источники питания. В этом воплощении продукт может содержать все описанные элементы, в том числе интегральную схему, антенну и элемент экранирования. При использовании этого воплощения пользователь будет помещать рассматриваемый источник питания в продукт и вводить в контакт с ярлыком устройства с использованием устройства опроса. Устройство опроса будет подавать питание на ярлык, считывать и анализировать значение памяти, а также генерировать вывод. Анализатор будет оценивать считанное значение на основании напряжения разомкнутой цепи источника питания, которому оно аналогично. Вывод может иметь форму процента остаточной мощности, вывода с цветной маркировкой, связанного с остаточной мощностью, простого текстового вывода, хороший или плохой, и т.д. или их сочетаний. Вывод может также передаваться с использованием канала сетевой связи и/или отображаться с использованием отображающего элемента устройства опроса.
Среди прочего к другим группам продуктов относятся без ограничений спортивный инвентарь, развлечения (книги, фильмы, музыка и т.д.), зрелища, оказываемая на дому медицинская и первая помощь.
Ярлык может прикрепляться к такой упаковке продукта, как первичная упаковка для жидкого продукта или гранулированного продукта. Ярлык может погружаться в продукт или плавать по поверхности упакованного жидкого или гранулированного продукта. Ярлык может быть помещен в продукт, например в одноразовое абсорбирующее изделие, например в подгузник, с целью обнаружения воздействия на абсорбирующий слой подгузника. Ярлык может быть расположен на поверхности самого продукта, например на поверхности батареи, с целью считывания информации, относящейся к полезной мощности, остающейся в батарее.
Считается, что согласование антенны ярлыка с формой наружной поверхности продукта обеспечивает систему, в которой связь между устройством опроса и ярлыком может быть всенаправленной или возможной под множеством углов между устройством опроса и ярлыком.
Одна из проблем, связанных с созданием устройства связи для различных продуктов, проявляется при использовании устройства связи на объектах, обладающих электромагнитной проводимостью. Принципы распространения радиоволн в свободном пространстве не применимы вблизи проводящих объектов. Кроме того, эффективность антенны значительно ухудшается при расположении антенны рядом с металлами. Таким образом, непосредственное размещение радиочастотного идентификационного ярлыка на батарее или на объекте с проводящим корпусом может не приводить к желаемому результату, например к сбору энергии и/или передаче данных. Причем эта проблема не ограничивается перезаряжаемыми/одноразовыми батареями. Например, банка с гелем, пеной и т.п. для бритья или упаковка, содержащая металлизированную пленку, может обеспечивать ту же проблему по причине проводимости тары. Как правило, расположение радиочастотного идентификационного ярлыка рядом с металлическим телом в 10 раз ослабляет сигнальную связь между устройством считывания и ярлыком.
Одним из способов предотвращения эффектов, возникающих в результате близости металла к антенне, является предотвращение проникновения электромагнитного поля в металл. Например, разделение антенны и металлической поверхности путем размещения между ними материала, обладающего подходящими электромагнитными свойствами и размерами, может отклонить электромагнитное поле вокруг металлического/проводящего корпуса продукта. Свойства отклоняющего материала зависят от конкретного применяемого металла и от частоты устройства радиочастотной идентификации (RFID). Магнитный отклоняющий материал эффективно изолирует ярлык от металлической тары. Эффективное разделение также может достигаться при помощи заполненного воздухом зазора между материалами.
В одном аспекте способ обеспечения информации о продукте включает следующие этапы: обеспечение продукта, содержащего ярлык, как описано выше. Ярлык содержит по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью обеспечения вывода, аналогичного изменению в окружающей среде датчика. Датчик содержит по меньшей мере один выходной контакт. Ярлык также содержит радиочастотную интегральную схему, содержащую элемент памяти, входной контакт (контакты) и выходной контакт (контакты), при этом входной контакт (контакты) находится в электрической связи с выходными контактами датчика, и первую антенну, находящуюся в электрической связи с выходными контактами интегральной схемы.
tm
Способ также может включать обеспечение устройства опроса, сконфигурированного для обнаружения излучения, связанного с данными ярлыка. Устройство опроса может представлять собой устройство считывания по протоколу радиочастотного обмена (RF) или ближней бесконтактной связи (NFC), связанное с поддержкой Bluetooth, как описано выше, или смартфон, или другое вычислительное устройство, содержащее устройство считывания с поддержкой RF или NFC.
В одном аспекте способ может быть минимизирован до обеспечения продуктов, содержащих ярлыки, и обеспечения программного обеспечения, совместимого с устройствами, доступными на рынке или находящимися в собственности у потребителей. Потребитель может выбрать использование прикладного программного обеспечения, которое позволяет его устройству функционировать в качестве описанного устройства опроса.
Устройство опроса может использоваться для определения текущего состояния ярлыка с использованием такого протокола связи RF, как протокол NFC. Устройство опроса может интерпретировать данные, принимаемые от ярлыка, с использованием написанного для этой цели программного приложения. В одном из воплощений ярлык и датчик могут быть сконфигурированы для обнаружения напряжения разомкнутой цепи элемента батареи. Обнаруженное напряжение разомкнутой цепи может изменять значение по меньшей мере одного бита в памяти ярлыка. Устройство опроса может затем считывать значение из памяти и коррелировать это значение с напряжением разомкнутой цепи и с остаточным сроком полезной службы батареи. Остаточный срок полезной службы батареи может отображаться пользователю системы через отображающий элемент устройства опроса. Отображаемый вывод может выражаться в процентах от остаточного срока или в более аналоговом выражении красного, желтого и зеленого цветов, обозначающих небольшой срок полезной службы или его отсутствие, некоторый срок полезной службы или значительную величину срока полезной службы, в зависимости от алгоритма, использованного для задания пороговых значений преобразования обнаруживаемого напряжения разомкнутой цепи в аналог срока полезной службы батареи. В одном из воплощений приложение может обеспечивать пользователю приложения этапы ввода характера случаев нагрузки на батарею. Примером случаев нагрузки на батарею является подача питания на фотоаппарат с фотовспышкой, игрушку, карманный фонарь, блок дистанционного управления, часы, или радиоприемник, или на другую развлекательную систему.
В качестве одного из примеров ярлык может быть обеспечен в сенсорной системе для щелочного источника питания с напряжением 1,5 вольт. В этом примере датчик может конфигурироваться для считывания напряжения разомкнутой цепи (OCV) в диапазоне от 0,8 вольт до 1,65 вольт. Схема смещения ярлыка может быть разработана так, чтобы она обеспечивала изменение состояния первого бита, если OCV выше 1,35 вольт, в качестве указателя на то, что использованию подлежит более 30% остаточной мощности. Это можно привязать к выводу приложением кода состояния зеленого цвета для источника питания. Вторая часть ярлыка может обеспечивать изменение состояния второго бита, когда OCV выше 1,25 вольт, в качестве указания на то, что остается ~30% мощности, и это может сообщаться как желтое состояние мощности. Ярлык также может обеспечивать изменение состояния третьего бита, когда OCV меньше 1,25 вольт, и приложение может указывать красное состояние мощности. В альтернативном варианте биты ярлыка могут оставаться неизменными либо ниже 1,25 вольт, либо выше 1,35 вольт с целью упрощения конструкции схемы.
В одном аспекте устройство опроса может содержать вторичный модуль сетевой связи, обеспечивающий устройству возможность отправлять и принимать данные по сотовой телефонной сети или другим сетям, включая локальные сети или сети WiFi. В таком аспекте устройство опроса может передавать данные, принимаемые от ярлыка и/или из анализа данных от ярлыка. Программное приложение устройства опроса может анализировать данные от ярлыка для определения необходимости пополнения продукта, связанного с ярлыком, или для прогнозирования срока, к которому необходимо пополнение продукта, связанного с ярлыком, или прогнозирования срока, к которому такое пополнение станет необходимым на основании истории применения продукта, установленной посредством ряда опросов ярлыка. В этом аспекте приложение может использоваться для совершения приобретения дополнительного продукта через сеть. Приложение может также использоваться для предложения пользователю приобрести связанные продукты или для предложения других продуктов, не связанных напрямую с определенным продуктом.
В одном воплощении ярлык системы может быть разделен на части. Одна часть может содержать антенну и интегральную схему, а другая часть может содержать датчик. Эти две части ярлыка могут быть размещены так, что датчик подвержен воздействию функциональной окружающей среды абсорбирующего изделия, а часть в виде антенны и интегральной схемы удалена из зоны воздействия функциональной окружающей среды изделия. Часть в виде антенны и интегральной схемы может быть выполнена съемной и, таким образом, также с возможностью повторного использования. Датчик может быть выполнен съемным, тогда как часть, содержащая антенну и интегральную схему, удерживается в продукте. В одном воплощении съемный чувствительный элемент может быть соединен с постоянно находящимся в продукте элементом, содержащим интегральную схему и антенну. В качестве примера, устройство для личной гигиены, такое как бритва или устройство для ухода за полостью рта, может быть выполнено с постоянно находящимися в нем антенной и интегральной схемой с контактами, обеспечивающими вставку и удаление чувствительного элемента. Чувствительный элемент может быть удален для выбрасывания или замены, или для очистки и повторной установки. В одном воплощении проводящие застежки типа "крючок-петля", такие как доступные от компании APLIX Inc., Шарлотт, Северная Каролина, могут использоваться для создания интерфейса между функциональной окружающей средой изделия и наружностью изделия. Механизм крепления между собой изделия, датчика и съемного ярлыка для обеспечения проводимости может представлять собой застежку типа "крючок-петля", крепление посредством сжатия (например, эластичная полоска, обвязка), адгезивное крепление (например, адгезивная полоска), магнитное крепление или комбинации данных типов крепления. В этом воплощении датчик может быть изготовлен в виде узла, находящегося в электрическом контакте с проводящими элементами застежки типа "крючок-петля"", которые, в свою очередь, расположены на внешней поверхности изделия, причем датчик может быть расположен внутри изделия в функциональной окружающей среде. Сопрягающиеся элементы застежки типа "крючок-петля" могут быть включены в виде части узла антенны и интегральной схемы, при этом два соответствующих узла могут быть объединены с использованием сопрягающихся элементов застежки типа "крючок-петля" для функционального использования ярлыка. Таким образом, более дорогостоящий узел антенны и интегральной схемы может быть выполнен с возможностью повторного использования, что уменьшает общую стоимость, связанную с использованием системы с множеством соответствующих одноразовых изделий. Соответствующие узлы могут быть сформированы с применением проводящего адгезива, такого как доступный от компании MG Chemicals, Суррей, Британская Колумбия, Канада, для фиксации электрических проводов соответствующих частей ярлыков на соответствующих им элементах застежки типа "крючок-петля".
Примеры
В упаковку, такую как упаковка туши для ресниц и бровей, может быть встроен ярлык, содержащий емкостную сенсорную полоску, связанную с памятью ярлыка, так, чтобы вывод датчика был аналогичен количеству продукта, остающемуся внутри упаковки. Ось датчика может быть согласована с геометрией упаковки так, чтобы часть датчика, находящаяся в контакте с продуктом, изменялась по мере изменения количества продукта в таре. В ходе опроса датчик ярлыка будет создавать вывод на интегральную схему, соответствующий остающемуся количеству продукта. Схема ярлыка может смещаться таким образом, что значение бита, связанного с выводом, будет изменяться только показанием датчика выше конкретного значения или в пределах конкретного интервала. Ярлык будет обеспечивать указание на то, наличествует или нет предварительно определенное остающееся количество продукта, на основании знания изготовителями количества продукта, которое должно быть использовано в качестве порогового значения для запуска вывода, связанного с конкретным продуктом и/или упаковкой. Устройство опроса будет считывать сохраненное значение. Программное обеспечение может затем анализировать считанное значение и интерпретировать его в выражении остающегося количества продукта. Затем программное обеспечение может создавать вывод для пользователя, указывающий остающееся количество продукта как количество или как процент от исходного количества в упаковке, или выводом может быть просто указание того, что настало время пополнить продукт. Программное обеспечение может быть написано так, чтобы оно создавало предложение пользователю пополнить продукт в конкретном количестве или в процентах от порогового значения. Программное обеспечение может использовать возможность сетевой связи устройства опроса, чтобы позволить пользователю подключиться к ресурсу сетевых розничных продаж, чтобы приобрести продукт для пополнения, предлагаемый розничным продавцом. Программное обеспечение может производить поиск в сети для установления ряда розничных продавцов, а также может собирать такую информацию, как цена и условия поставки продукта, связанные с каждым из розничных продавцов. Программное обеспечение может использовать местоположение, предоставляемое пользователем или устанавливаемое благодаря возможностям определения местоположения по GPS или WiFi устройством опроса, для определения розничных продавцов, расположенных вблизи от текущего местоположения пользователя, у которых продукт может быть приобретен непосредственно.
Ярлык, содержащий электрический датчик, например датчик сопротивления, емкости, индуктивности или их комбинаций, может быть в контакте с продуктом как часть сочетания «продукт/упаковка». Система может быть сконфигурирована для считывания таких изменений в продукте, как изменения, связанные с устойчивостью продукта при хранении или с эффективностью продукта, и создания вывода, связанного с таким изменением в продукте.
Ярлык, содержащий датчик температуры, может быть размещен в подгузнике так, чтобы при опросе вывод датчика в память соответствовал температуре носителя подгузника, которая будет сохранена в памяти ярлыка в цифровой форме. Программное обеспечение может считывать сохраненное значение и интерпретировать его как температуру тела. Связанное значение может сохраняться прикладным программным обеспечением совместно с другими доступными данными, такими как дата, время, местоположение, изображения носителя и их комбинации. Совокупность записей данных может накапливаться с течением времени и использоваться в качестве показателя здоровья и хорошего самочувствия носителя.
Ярлык, содержащий связанный с памятью химический или биологический датчик, может быть размещен в предмете одежды больного с целью обнаружения факторов окружающей среды, связанных с возникновением пролежней. Другие ярлыки, содержащие химические или биологические датчики, могут использоваться для таких целей, как обнаружение метаболических маркеров в слюне, обнаружение алкоголя в дыхании или слюне, обнаружение зловонных соединений в образцах воздуха.
Как показано на фиг. 1, система 1000 содержит абсорбирующее изделие 300 и устройство опроса 200. Абсорбирующее изделие 300 содержит ярлык 100 и датчик 110. Ярлык 100 содержит съемную часть 105, включающую в себя интегральную схему 130 и антенну 140. Устройство опроса 200 содержит датчик 210, источник 220 питания, антенну 230, анализирующий элемент 240, отображающий элемент 250 и сетевую линию связи 260. Как показано на фиг. 2, переносной источник питания 400 содержит ярлык 100 и элемент экранирования 150. Как показано на фиг. 3, упаковка 500 содержит ярлык 100.
Размеры и значения, раскрытые в данном описании, не следует понимать как строго ограниченные указанными точными числовыми значениями. Наоборот, если не указано иначе, каждый такой размер следует понимать, и как указанное значение, и как функционально эквивалентный диапазон, охватывающий данное значение. Например, размер, указанный как "40 мм", следует понимать как "приблизительно 40 мм".
Каждый документ, упомянутый в настоящем описании, в том числе любая перекрестная ссылка или родственные патент или заявка, настоящим в полном объеме включены в данное описание посредством ссылки, за исключением четко указанных исключений или иных ограничений. Цитирование любого документа не является допущением того, что он является прототипом любого раскрытого или заявленного в настоящем описании изобретения, или того, что он сам, или в комбинации с другим источником или источниками, поясняет, предполагает или раскрывает любое из этих изобретений. Также, в том случае, если любое значение или определение какого-либо термина в данном документе противоречит любому значению или определению такого же термина в документе, включенному посредством ссылки, значение или определение, присвоенное такому термину в данном документе, должно иметь главенствующее значение.
Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные воплощения данного изобретения, специалистам в данной области будет очевидно, что могут быть выполнены различные другие изменения и модификации без отклонения от сущности и объема данного изобретения. Таким образом, приложенной формулой изобретения предполагается охватить все такие изменения и модификации, входящие в объем данного изобретения.