СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА СТЕЛЛАЖАХ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к технике связи и может использоваться для контроля размещения объектов хранения на складских стеллажах.
Уровень техники
Радиочастотные технологии широко применяются для маркировки и идентификации предметов. Например, в патенте JP2005228146 книгу оснащают радиочастотной (RFID) меткой, книжную полку оснащают радиочастотным считывателем, когда книга установлена на полку, то именно конкретный считыватель считывает идентификатор радиочастотной метки. А значит можно определить, что книга установлена на конкретной полке. Недостатком такой системы является то, что каждое место хранения нужно оснащать своей антенной радиочастотного считывателя.
Кроме того известна система идентификации разъемных кабельных соединений, описанная в патенте US7170393. В котором определяют место подключения разъема шнура в порт коммутационной панели. Панели снабжены вертикальными и горизонтальными антеннами радиочастотного считывателя, которые пересекаются в месте расположения каждого порта коммутационных панелей. Разъем шнура имеет радиочастотную метку. Порт, куда он подключен, определяется местом пересечения двух антенн, которые могут считать его идентификатор.
Сущность полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является разработка такой системы размещения объектов на стеллажах, где используют одну антенну считывателя на несколько мест размещения объектов на стеллажах.
Для достижения указанного технического результата предлагается система контроля размещения объектов на стеллажах, содержащая ячейки для хранения объектов, организованные в виде двумерной матрицы; по крайней мере один объект, имеющий радиочастотную метку с идентификатором; множество радиочастотных считывателей; больше одной вертикальной протяженной антенны радиочастотного считывателя, содержащей коаксиальный кабель и расположенной вдоль и вблизи одной из вертикальных границ вертикальной колонки ячеек; по крайней мере одну горизонтальную протяженную антенну радиочастотного считывателя, содержащую коаксиальный кабель и расположенную вдоль и вблизи одной из горизонтальных границ горизонтального ряда ячеек; программно-аппаратный комплекс, соединенный со множеством считывателей, который определяет местоположение упомянутого объекта в ячейке на основании уровней ответных сигналов радиочастотной метки, воспринимаемых горизонтальными и вертикальными антеннами.
В некоторых случаях коаксиальный кабель вертикальной и/или горизонтальной антенны является излучающим. В другом случае по крайней мере одна из вертикальных и горизонтальных антенн имеет по крайней мере один не излучающий участок коаксиального кабеля, расположенный между излучающими участками антенны.
Радиочастотная метка объекта может быть меткой ближнего поля.
Кроме того антенны считывателя могут быть подсоединены к множеству считывателей через мультиплексор(-ы).
Подробное описание полезной модели
Система по настоящей полезной модели может быть реализован в нескольких вариантах, которые, тем не менее, осуществляются сходным образом. Для определенности рассмотрим вариант размещения европоддонов на складе. Стеллаж для европоддона представляет собой левую и правую вертикальные стойки, между которыми размещены несколько горизонтальных полок. Европоддоны имеют стандартный размер (800*1200 мм), поэтому место размещения европоддона строго определено. Назовем это место ячейкой, оно фактически совпадает с одной полкой. Стеллажи на складе организованы так, что ячейки образуют двумерную матрицу. Как в патенте US 7170393, вдоль переднего (лицевого) горизонтального торца полок нескольких вертикальных колонок стеллажей можно горизонтально закрепить излучающий коаксиальный кабель, а вдоль переднего торца, например, левых вертикальных стоек стеллажей закрепить другой излучающий вертикальный коаксиальный кабель. Эти излучающие кабеля (через подводящий сигнал обычный коаксиальный кабель) нужно присоединить к антенным выходам радиочастотного считывателя, например, Symbol XR480, который позволяет определять на какой именно антенне доступна та или иная радиочастотная метка.
На переднюю поверхность груза на европоддоне в нижнем левом углу можно приклеить радиочастотную метку ближнего поля, например, Omron Loop. Хотя это может быть и метка дальнего поля, с дистанцией считывания меньшим габаритов ячейки хранения, например, Rafsec Mini HL (из-за поляризации излучения ее лучше приклеить с наклоном 45 градусов). При установке объекта (европоддона) в ячейку метка будет доступна для считывания только двумя антеннами, которые пересекаются в нижнем левом углу ячейки. Таким образом по уникальному
идентификатору метки, можно определить, что конкретный объект установлен в конкретную ячейку.
Возможна ситуация, когда в ячейку установят две коробки (меньшими размерами, чем европоддон) с RFID метками, опять же наклеенными на коробки в левом нижнем углу. При этом вертикальные антенны имеют радиус считывания чуть больший, чем половина ширины ячейки (обычная ширина ячейки - 90 см, a Omron Loop хорошо читаются до 60 см). В этом случае метки будут считаны одной горизонтальной антенной. Метка левой коробки будет считана только одной вертикальной антенной ячейки, где стоит коробка, а правая коробка будет считана также вертикальной антенной ячейки, находящейся справа от заполненной ячейки. Местоположение правой коробки можно локализовать с использованием параметра RSSI (индикатора уровня ответного сигнала) радиочастотной метки (XR480 поддерживает этот параметр). Чем дальше метка от антенны, тем меньше RSSI. RSSI правой коробки будет почти одинаков для двух вертикальных антенн, значит метка расположена между антеннами в ячейке с первой коробкой. А так как этот RSSI меньше, чем RSSI первой коробки, то вторая коробка расположена справа от первой. По такому же принципу можно определить размещение трех коробок на полках. Если же коробки в ячейки складируют еще и вертикально, то нужно использовать RSSI и горизонтальных антенн. Причем, если метка антенной не читается, то ее уровень ответного сигнала полагается равным нулю.
Конструкция антенн считывателя может быть более сложной. Если радиочастотную метку размещать в левом нижнем углу объекта, то нет никакой необходимости, чтобы антенна излучала на всем своем протяжении. Достаточно, чтобы горизонтальная антенна излучала в левом углу ячейки, а вертикальная в нижнем. Для этого протяженная антенна может быть комбинированной. Излучающий коаксиальный кабель в
нужном месте через соединители, например, BNC, переходит в обычный коаксиальный кабель, а затем опять в излучающий. В другом варианте участок излучающего кабеля может быть заключен в дополнительный экран, в виде металлической трубы, или же в обычном коаксиальном кабеле можно сделать перфорацию во внешней оплетке. В целом под излучающим коаксиальным кабелем подразумевается не только специально изготовленный излучающий кабель, но и другие его модификации, например на основе синфазных токов. Кроме того излучающий участок антенны, например, в виде токовой петли, может быть подсоединен к коаксиальному кабелю через Т-коннектор.
Очевидно, что для определения местоположения объекта требуется производить определенные вычисления. Для этого в системе присутствует программно аппаратный комплекс. Но под этим понятием подразумевается не физическое, а логическое устройство (как и случае со считывателем). Например, все вычисления можно производить используя процессор считывателя, то есть два логических устройства: считыватель и программно-аппаратный комплекс - соединены в одном физическом считывателе.
Система может обслуживаться множеством радиочастотных считывателей. Причем понятие множество является математическим, то есть туда может входить и один считыватель. Если число антенн больше числа считывателей, то можно использовать мультиплексоры, как внутренние считывателя, так и внешние, например, управляемые по коаксиальному кабелю компании Fieg, в различных вариантах соединения. Или же управление мультиплексором (типа Skyetek) может осуществляться через выводы GPIO считывателя.