CN115280603A - 用于验证设备被连接或固定的近场和远场 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及一种用于检查具有连接器位置保证(“CPA”)构件(9)的连接器系统是否处于闭合位置中的方法。该方法包括：提供RFID标签读取器(6)，RFID标签读取器(6)被定位在距集成电路(10)这样的距离D处：该距离D使得能够进行远场RFID通信并且不允许近场RFID通信。此外，该方法包括：使用RFID标签读取器(6)检查集成电路(10)的可读取性，并且在集成电路(10)不能由RFID标签读取器(6)读取的情况下发出警报信号，指示CPA构件(9)不处于闭合位置中。

Description

用于验证设备被连接或固定的近场和远场

技术领域

本公开内容总体上涉及连接器和RFID通信的领域，并且更具体地涉及通过使用RFID通信来保证配合的连接器的正确定位。

背景技术

特别是在汽车工业中，存在用于连接器位置保证的被称为CPA的新标准。CPA是在闭合位置中确保连接器正确地配合并且防止所配合的连接器意外地失配合的锁定机构。在组装处理期间，必须检查锁定机构是否处于闭合位置中。用以执行这种检查的一种已知方法是使用刻在连接器上并且由处于打开位置中的锁定机构隐藏且仅在锁定机构处于闭合位置中时才可见的数据矩阵码激光。检查锁定机构是否处于闭合位置中的另一选项是由操作者进行的视觉检查。这些检查处理需要对于数据矩阵码扫描器或操作者的视觉可访问性。

US 7,854,623 B2描述了具有连接器和适合于与该连接器配合的配对连接器的连接设备，以及附接至所述连接器中的一个并且适合于与读取器进行通信的至少一个RFID标签，所述RFID标签包括天线。该设备还包括适于根据连接器的完全或不完全配合状态将RFID标签置于第一通信状态或第二通信状态的开关。

US 9,711,903 B2描述了具有包括RFID电路的连接器的连接器系统。在连接器与相对应的连接器配合之前，RFID电路被调谐，使得它不在期望的频率下以期望的方式工作。一旦连接器配合，就修改RFID电路的调谐，使得RFID电路在期望的频率下以期望的方式工作。

US 10,448,231 B2描述了使用RFID设备来帮助确定容器的打开状态的方法和装置。例如，第一RFID标签被固定至容器的第一部分，以及第二RFID标签被固定至容器的第二部分。在用户行动以至少部分地打开容器时，第一部分和第二部分将相对于彼此移动，使得RFID标签中的一个或更多个将不再被RFID标签读取器读取或者现在被读取器读取。一个或更多个RFID标签的读取或停止读取指示容器的至少一个打开状态。在一些实施方式中，打开状态是未密封确认、打开运动启动状态、打开运动确认、部分打开状态和完全打开状态中的至少一个。

EP 2 153 496 A1公开了包括第一连接器、第二连接器和配合检测装置的连接器组件。第一连接器包括第一锁定特征。第二连接器包括与第一锁定特征协作的第二锁定特征。当第一连接器和第二连接器处于锁定状态时，配合检测装置适于采取第一电状态。机械地防止配合检测装置采取第一状态，直至第一锁定特征和第二锁定特征将所述第一连接器和第二连接器锁定在一起为止。

本公开内容至少部分地涉及改进或克服现有系统的一个或更多个方面。

发明内容

根据一个方面，本公开内容涉及一种用于检查连接器系统是否被提供有处于闭合位置中的连接器位置保证构件(如本文中使用的“CPA构件”)的方法。该方法可以包括以下步骤：提供第一连接器和被配置成与第一连接器配合的第二连接器，其中，第一连接器或第二连接器被提供有远场天线。此外，该方法可以包括以下步骤：提供CPA构件，CPA构件包括集成电路和电连接至集成电路的近场天线。CPA构件可以被配置成具有打开位置和闭合位置，其中，在闭合位置中，CPA构件可以确认第一连接器和第二连接器的正确连接，并且可以防止第一连接器和第二连接器意外失配合。此外，该方法可以包括以下步骤：将第一连接器和第二连接器配合；以及将连接位置保证构件移动至闭合位置，其中，在闭合位置中，近场天线与远场天线电感耦合，使得与CPA构件的集成电路的通信现在能够在RFID通信远场中进行。此外，该方法可以包括以下步骤：提供RFID标签读取器，其中，RFID标签读取器被定位在距集成电路这样的距离D处：该距离D使得能够进行RFID标签读取器与集成电路之间的远场RFID通信并且不允许RFID标签读取器与集成电路之间的近场RFID通信。此外，该方法可以包括以下步骤：用RFID标签读取器检查集成电路的可读取性。

根据另一方面，本公开内容涉及一种用于保证正确地连接并固定的连接器的连接器系统。连接器系统可以包括第一连接器和被配置成与第一连接器配合的第二连接器，其中，第一连接器或第二连接器被提供有远场天线。此外，连接器系统可以包括CPA构件，CPA构件包括集成电路和电连接至集成电路的近场天线，其中，CPA构件可以被配置成具有打开位置和闭合位置，其中，在闭合位置中，CPA构件可以确认第一连接器和第二连接器的正确连接，并且可以防止第一连接器和第二连接器意外失配合。在闭合位置中，近场天线可以与远场天线电感耦合，使得与CPA构件9的集成电路10的通信现在能够在RFID通信远场中进行。

根据另一方面，本公开内容涉及一种RFID标签。RFID标签可以包括：第一部件，第一部件被提供有集成电路和电连接至集成电路的近场天线；第二部件，第二部件被提供有远场天线；以及枢转机构，枢转机构被配置成允许第一部件和第二部件从其中第一部件和第二部件分离的打开位置枢转至其中近场天线与远场天线电感耦合的闭合位置，并且集成电路变得不仅在RFID通信近场中可读取，而且在RFID通信远场中可读取。

根据以下描述和附图，本公开内容的其他特征和方面将变得明显。

附图说明

图1示出了根据本公开内容的关于连接器系统的其中第一连接器和第二连接器未配合的第一实施方式。

图2示出了配合的第一连接器和第二连接器并且CPA构件处于闭合位置中的如图1所描绘的连接器系统。

图3示出了根据本公开内容的关于连接器系统的其中第一连接器部分地插入第二连接器中且CPA元件处于预组装位置中的第二实施方式。

图4示出了其中第一连接器完全插入第二连接器中且CPA构件处于闭合位置中的如图3所描绘的系统。

图5示出了将近场天线与远场天线耦合以改变集成电路的读取距离的原理。

图6示出了可以应用根据本公开内容的用以检查连接器系统是否被提供有处于闭合位置中的CPA构件的方法的系统。

图7示出了根据本公开内容的RFID标签的实施方式。

图8示出了处于闭合位置中和打开位置中的图7所描绘的RFID标签的实施方式。

具体实施方式

下面是本公开内容的示例性实施方式的详细描述。本文中描述的示例性实施方式旨在教导本公开内容的原理，使得本领域普通技术人员能够在许多不同环境中以及针对多个不同应用实现和使用本公开内容。因此，示例性实施方式不旨在并且不应该被认为是保护范围的限制描述。相反，保护范围应由所附权利要求限定。

图1示出了根据本公开内容的关于连接器系统的第一实施方式。连接器系统包括第一连接器2、第二连接器4和CPA构件9。第二连接器4被配置成与第一连接器2配合。第二连接器4被提供有远场天线5。CPA构件9包括近场天线3和集成电路10。近场天线3电连接至集成电路10例如图1中的具有COB(板上线圈)的芯片。图1示出了未配合的第一连接器2和第二连接器4以及处于打开位置中的CPA构件9。

图2示出了其中第一连接器2被完全插入第二连接器4中并且CPA构件9处于闭合位置中的如图1所描绘的系统。近场天线3位于远场天线5的环内。因此，集成电路10现在不仅在RFID通信近场中是可读取的，而且在RFID通信远场中也是可读取的。

图3示出了根据本公开内容的关于连接器系统的第二实施方式。连接器系统包括第一连接器2、第二连接器4和CPA构件9。第二连接器4被配置成与第一连接器2配合。第二连接器4被提供有远场天线5(具有COB的芯片)，两者都在图3中示意性地示出。CPA构件9包括集成电路10和近场天线3(示意性地示出)。近场天线3电连接至集成电路10。接收装置7形成在第一连接器2上以及接收装置8形成在第二连接器4上，用于接收CPA构件9。在图3的实施方式中，接收装置7是第一连接器2的组成部分，并且接收装置8是第二连接器4的组成部分。CPA构件9可移动地连接至第一连接器2上的接收装置7。CPA构件9可以从预组装位置移动至闭合位置。图3示出了部分插入第二连接器4中的第一连接器2以及处于预组装位置中的CPA构件9。近场天线3不与第二连接器4的远场天线5耦合。

图4示出了其中第一连接器2被完全插入第二连接器4中并且CPA构件9处于闭合位置中的如图3所描绘的系统。近场天线3与第二连接器4的远场天线5(示意性地示出)耦合。因此，集成电路10现在不仅在RFID通信近场中是可读取的，而且在RFID通信远场中也是可读取的。

图5示出了将近场天线3与远场天线5耦合的原理。近场天线3电连接至集成电路10。近场天线3和集成电路10被设置在CPA构件9上。如果近场天线3未被定位在远场天线5的耦合环11内，则集成电路在短距离即RFID通信近场中是可读取的。然而，如果近场天线3被定位在远场天线5的耦合环11内，则集成电路在长距离即RFID通信远场中是可读取的。

图6示出了可以应用根据本公开内容的用于检查连接器系统是否被提供有处于闭合位置中的CPA构件9的方法的系统。该系统包括第一连接器2和第二连接器4。第一连接器2和第二连接器4被配置成彼此配合。第二连接器4被提供有远场天线5(示意性地示出)。根据本公开内容的方法的一个步骤可以是将第一连接器2和第二连接器4沿虚线L配合。图6所示的系统还包括CPA构件9，CPA构件9被提供有集成电路10和电连接的近场天线3即具有COB(板上线圈)的芯片。根据本公开内容的方法的另一步骤可以是通过将CPA构件9沿虚线L插入至第一连接器2上的接收装置7并插入至第二连接器4上的接收装置8中以将CPA构件9移动至其闭合位置。在闭合位置中，具有近场天线3的集成电路10与远场天线5电感耦合，并且现在不仅在RFID通信近场中是可读取的，而且在RFID通信远场中也是可读取的。此外，在闭合位置中，CPA构件9防止相配合的连接器意外失配合。如果CPA构件9不能插入至组装的连接器2、4中，则表示连接器2、4没有正确地接合。如本文中所使用的，术语“适当地配合”旨在表示连接器已充分地配合以实现它们的预期目的例如电连接器在适当地连接时使得能够进行电流流动。该系统还包括RFID标签读取器6和输出单元11。RFID标签读取器6被定位在距集成电路10这样的距离D处：该距离D使得能够进行RFID标签读取器与集成电路10之间的远场RFID通信并且不允许RFID标签读取器与集成电路10之间的近场RFID通信。根据本公开内容的方法的另一步骤可以是使用RFID标签读取器6检查集成电路10的可读取性。如果集成电路10是由RFID标签读取器可读取的，则近场天线与远场天线耦合，即，第一连接器2和第二连接器4正确地配合并被固定以防止意外失配合。本公开内容可以包括在输出单元12处发出信号作为另一步骤。该信号可以为红光或警告操作者集成电路10不能被RFID标签读取器读取的一些其它方法。如果集成电路10是使用RFID标签读取器6可读取的，则信号可以为绿光等以通知操作者。

图7示出了根据本公开内容的RFID标签的实施方式。图7示出了RFID标签的第一部件2和第二部件4。第一部件2和第二部件4各自在连接至枢转机构6的一端处，枢转机构6允许第一部件2和第二部件4枢转。枢转机构6包括连接第一部件2和第二部件4并且是用于第一部件2和第二部件4的枢转移动的旋转轴的销9。第一部件2包括电连接至近场天线3的集成电路10。第二部件4包括远场天线5。如果第一部件2和第二部件4处于闭合位置中，即，第一部件2和第二部件4并排，则近场天线3和远场天线5耦合。当近场天线3与远场天线5耦合时，具有近场天线3的集成电路不仅在RFID通信近场中是可读取的，而且在远场RFID通信中也是可读取的。

图8示出了处于闭合位置中和处于打开位置中的图7中所描绘的实施方式。在闭合位置中，第一部件2和第二部件4并排，并且具有近场天线3的集成电路与远场天线5耦合。在打开位置中，第一部件2和第二部件4分离，并且具有近场天线3的集成电路与远场天线5不耦合。

将理解的是，前面的描述提供了所公开的系统和方法的示例。然而，可以设想的是，本公开内容的其他实现方式可以在细节上与前述示例不同。对本公开内容或其示例的所有引用都旨在引用当时正在讨论的具体示例，而不旨在暗示对一般公开内容的任何限制。

除非本文中另有说明，否则本文中数值的范围的详述仅旨在作为对单独引用落入该范围内的每个单独的值的简略表达方法，并且每个单独的值被结合到说明书中，如同其在本文中被单独叙述一样。除非另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文中描述的所有方法步骤可以以任何合适的顺序执行。

尽管本文中已经描述了本公开内容的优选实施方式，但是在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可以并入改进和修改。

工业适用性

本公开内容至少部分地基于以下认识：需要可靠的解决方案来检查连接器系统是否被提供有处于闭合位置中的CPA构件。在这方面，已经认识到，如果可以避免对用于该检查处理的连接器的视觉观看的要求，则是有利的。该思想是使用电连接至CPA构件上的集成电路的近场天线和作为连接器本身上的增强器的远场天线。对于具有集成电路的近场天线，可以使用UHF PCB硬币(UHF PCB coin)、UHF芯片上线圈或芯片上线圈(coil-on-a-chip)或芯片上线圈(on-chip-coil)或任何相当的东西。一旦连接器被插入，则需要将CPA构件置于闭合位置中以将近场天线与远场天线耦合，并且由此增加RFID系统的读取范围。如果CPA构件未处于闭合位置中(未锁定)，则读取距离将减小至具有非常有限的读取范围的近场天线读取距离。该原理还可以用于确保插头(包含近场天线)与插座(包含远场天线)连接。另一用例也用于篡改证据标签。例如，如果试图从物体上移除标签，则近场天线将与远场天线断开，并且标签失去其读取范围。本公开内容的一个优点是不需要视觉观察连接器以确保连接器被锁定。

根据本公开内容的优选实施方式，仅在第一连接器和第二连接器正确地配合的情况下，连接器系统才可以允许CPA构件移动至闭合位置。另外的实施方式可以在第一连接器上和在第二连接器上被提供有接收装置，用于接收CPA构件。接收装置可以是第一连接器的组成部分和第二连接器的组成部分。连接器系统可以被配置成使得CPA构件的有意移除以及第一连接器和第二连接器的失配合能够被容易地执行而不破坏CPA构件、第一连接器或第二连接器。在示例性实施方式中，近场天线可以是具有若干毫米的读取范围的UHF天线，并且远场天线可以是具有若干米的读取范围的UHF天线。

关于本公开内容的RFID标签，RFID标签的优选实施方式可以被提供有锁定机构，该锁定机构包括位于第一部件和第二部件中的一个上的第一锁定部和位于第一部件和第二部件中的另一个上的第二锁定部。锁定机构优选地被配置成具有打开位置和闭合位置，其中，在闭合位置中，第一锁定部被压入第二锁定部中，并且防止第一部件和第二部件分离。第一锁定部和第二锁定部可以是第一部件的组成部分和第二部件的组成部分，并且锁定部可以分别围绕第一部件和第二部件。在示例性实施方式中，锁定机构可以被配置成使得其可以在已经被闭合之后被置于打开状态而不破坏RFID标签。枢转机构可以用销来实现，销连接第一部件和第二部件并且是用于第一部件和第二部件的枢转移动的旋转轴。在示例性实施方式中，近场天线可以是具有若干毫米的读取范围的UHF天线，并且远场天线可以是具有若干米的读取范围的UHF天线。

关于本公开内容的方法，该方法优选地可以包括以下步骤：在集成电路使用RFID标签读取器不可读取的情况下发出警报信号。这样的警报信号指示连接器位置保证不处于闭合位置中。

Claims (16)

1.一种用于检查连接器系统是否被提供有处于闭合位置中的CPA构件的方法，所述方法包括：

提供第一连接器(2)和被配置成与所述第一连接器(2)配合的第二连接器(4)，其中，所述第一连接器(2)或所述第二连接器(4)被提供有远场天线(5)；

提供CPA构件(9)，所述CPA构件(9)包括集成电路(10)和电连接至所述集成电路(10)的近场天线(3)，所述CPA构件(9)被配置成具有打开位置和闭合位置，其中，在所述闭合位置中，所述CPA构件(9)确认所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)的正确连接，并且防止所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)意外失配合；

将所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)配合；

将所述CPA构件(9)移动至所述闭合位置，

其中，在所述CPA构件(9)的所述闭合位置中，所述近场天线(3)与所述远场天线(5)电感耦合，使得与所述CPA构件(9)的所述集成电路(10)的通信现在能够在RFID通信远场中进行；

提供RFID标签读取器(6)，其中，所述RFID标签读取器(6)被定位在距所述集成电路(10)这样的距离D处：所述距离D使得能够进行所述RFID标签读取器与所述集成电路(10)之间的远场RFID通信并且不允许所述RFID标签读取器与所述集成电路(10)之间的近场RFID通信；以及

使用所述RFID标签读取器(6)检查所述集成电路(10)的可读取性。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在所述集成电路(10)使用所述RFID标签读取器(6)不可读取的情况下发出警报信号，指示所述CPA构件(9)不处于所述闭合位置中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述CPA构件(9)移动至所述闭合位置的步骤仅能够在所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)正确地配合的情况下进行。

4.一种用于保证正确地配合并固定的连接器的连接器系统，包括：

第一连接器(2)和被配置成与所述第一连接器(2)配合的第二连接器(4)，其中，所述第一连接器(2)或所述第二连接器(4)被提供有远场天线(5)；

CPA构件(1)，所述CPA构件(1)包括集成电路(10)和电连接至所述集成电路(10)的近场天线(3)，所述CPA构件(1)被配置成具有打开位置和闭合位置，其中，在所述闭合位置中，所述CPA构件(9)确认所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)的正确连接，并且防止所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)意外失配合；

其中，在所述CPA构件(9)的所述闭合位置中，所述近场天线(3)与所述远场天线(5)电感耦合，使得与所述CPA构件(9)的所述集成电路(10)的通信现在能够在RFID通信远场中进行。

5.根据权利要求4所述的连接器系统，其中，所述第一连接器(2)、所述第二连接器(4)和所述CPA构件(9)被配置成仅在所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)正确地配合的情况下允许将所述CPA构件(1)移动至所述闭合位置。

6.根据权利要求4或5所述的连接器系统，其中，为了接收所述CPA构件(9)，所述第一连接器(2)被提供有接收装置(7)，并且所述第二连接器(4)被提供有接收装置(8)。

7.根据权利要求6所述的连接器系统，其中，所述CPA构件(9)可移动地连接至所述第一连接器上的所述接收装置(7)或所述第二连接器的所述接收装置(8)，并且所述CPA构件(9)能够从预组装位置移动至所述闭合位置。

8.根据权利要求4至7中的一项所述的连接器系统，其中，所述近场天线(3)和所述远场天线(5)具有不同的读取范围，例如，所述近场天线(3)是具有若干毫米的读取范围的UHF天线，并且所述远场天线(5)是具有若干米的读取范围的UHF天线。

9.根据权利要求4至8中的一项所述的连接器系统，其中，所述连接器系统被配置成使得所述CPA构件(9)的故意移除以及所述第一连接器(2)和所述第二连接器(4)的失配合能够被容易地执行而不破坏所述CPA构件(9)、所述第一连接器(2)或所述第二连接器(4)。

10.一种RFID标签(1)，包括：

第一部件(2)，所述第一部件(2)被提供有集成电路(10)和电连接至所述集成电路(10)的近场天线(3)；

第二部件(4)，所述第二部件(4)被提供有远场天线(5)；以及

枢转机构(6)，所述枢转机构(6)被配置成允许所述第一部件(2)和所述第二部件(4)从其中所述第一部件和所述第二部件(2，4)分离的打开位置枢转至其中具有近场天线(3)的所述集成电路(10)与所述远场天线(5)电感耦合的闭合位置，使得所述集成电路(10)不仅在近场RFID通信中是可读取的，而且在RFID通信远场中也是可读取的；

11.根据权利要求10所述的RFID标签(1)，具有锁定机构，所述锁定机构包括位于所述第一部件和所述第二部件(2，4)中的一个上的第一锁定部(7)和位于所述第一部件和所述第二部件(2，4)中的另一个上的第二锁定部(8)。

12.根据权利要求11所述的RFID标签(1)，其中，所述锁定机构被配置成具有打开位置和闭合位置，其中，在所述闭合位置中，所述第一锁定部(7)被压入所述第二锁定部(8)中，并且防止所述第一部件和所述第二部件(2，4)分离。

13.根据权利要求11或12所述的RFID标签，其中，所述第一锁定部和第二锁定部(7，8)是所述第一部件(2)的和所述第二部件(4)的组成部分，并且所述锁定部(7，8)分别围绕所述第一部件和所述第二部件(2，4)。

14.根据权利要求10至13中的一项所述的RFID标签，其中，所述枢转机构(6)包括销(9)，所述销(9)连接所述第一部件(2)和所述第二部件(4)并且是用于所述第一部件和所述第二部件(2，4)的枢转移动的旋转轴。

15.根据权利要求10至14中的一项所述的RFID标签，其中，所述近场天线(3)和所述远场天线(5)具有不同的读取范围，例如，所述近场天线(3)是具有若干毫米的读取范围的UHF天线，并且所述远场天线(5)是具有若干米的读取范围的UHF天线。

16.根据权利要求10至15中的一项所述的RFID标签，其中，所述锁定机构能够在其已被闭合之后被置于打开状态而不破坏所述RFID标签。

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