DE69426793T2

DE69426793T2 - Gerät, System und Verfahren zur Ultraschallübertragung

Info

Publication number: DE69426793T2
Application number: DE69426793T
Authority: DE
Inventors: Robert Thomas Cato; Richard Hunter Harris
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2014-05-26
Also published as: JPH0795216A; JP2540022B2; EP0631226B1; US5442343A; EP0631226A1; DE69426793D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Gerät und ein Verfahren zur Ultraschallübertragung. Im besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Gerät und ein Verfahren zur Ultraschallübertragung von einer Quelle zu einem Ziel, die Bestätigung des Empfangs der Daten per Ultraschall und die Anzeige der Daten am Ziel. Eine besondere Anwendung der vorliegenden Erfindung ist die Ultraschallübertragung von Preisdaten von einem Computer zu einem entfernten Anzeigegerät, beispielsweise einem elektronischen Regaletikett, die Bestätigung des Empfangs der Daten durch das Anzeigegerät per Ultraschall und die Anzeige der Nahrungsmittelpreisdaten auf dem Anzeigegerät. Eine neuartige Anwendung der digitalen Signalverarbeitung macht es möglich, daß die Übertragung der Bestätigung nur wenig Energie verbraucht.
Diese Technologie hält immer mehr Einzug in Kundengeschäfte des Einzelhandels. An Kassen beispielsweise ist die automatische Erfassung des Preises eines Artikels mit Barcodes längst gängige Praxis. In jüngster Zeit tauchen zunehmend elektronische Regaletiketten auf, die Informationen zu Nahrungsmitteln und ihre Preise am Regalrand anzeigen. Auf diese Weise lassen sich die Preise der Artikel elektronisch aktualisieren, so daß die manuelle Aktualisierung gedruckter Etiketten hinfällig wird.
Die heutigen elektronischen Regaletiketten erfordern normalerweise eine manuelle Dateneingabe oder die Eingabe über Funk, Licht oder eine Festverbindung. Das US-Patent 5,019,811, das an Unigrafic AG erteilt wurde, beschreibt beispielsweise die Verwendung einer Funkverbindung oder einer Infrarotverbindung zwischen einem Computer oder Steuergerät und einem elektronischen Regaletikett. Das US-Patent 4,002,886, das an R. M. Sundelin erteilt wurde, bezieht sich hauptsächlich auf eine direkte Verbindung zur Übertragung von Preisen von einem Computer zu einer elektronischen Preisanzeige.
Da die Funkverbindung leider sehr kostspielig ist, ist die Anzahl der Funk-Transceiver pro Regal normalerweise auf eins beschränkt. Die einzelnen Regaletiketten werden dann physisch durch Kabel oder Steckschienen mit dem Funk-Transceiver verbunden, so daß eine direkte Verbindung zu einzelnen Etiketten nicht möglich ist. Darüber hinaus nehmen Funkverbindungen immer mehr zu, so daß sie sich bereits gegenseitig stören. Diese Störung beeinträchtigt die Zuverlässigkeit bestehender sowie auch zukünftiger Funkverbindungen.
Die direkte Verbindung mit einzelnen Etiketten wird durch das lichtgestützte ILID-System von Technical Computing & Graphics (TCG) Systems Automation Marketing veranschaulicht. Das ILID- System kommuniziert mit einzelnen Etiketten, indem fluoreszierende Lampen im Laden aufleuchten. Die Verbindung ist jedoch nur in einer Richtung möglich. Etiketten übertragen keine Daten.
Im allgemeinen haben die bestehenden Systeme mehrere Nachteile, die durch die vorliegende Erfindung behoben werden sollen. Einige der bestehenden Systeme ermöglichen beispielsweise keine zweiseitige Übertragung. Etiketten können keinen Datenempfang bestätigen. Die Patentanmeldung DE 40 34 154 beschreibt ein zweiseitiges Übertragungssystem zwischen einem Computer und Anzeigeetiketten, das auf der Grundlage einer Kombination zwischen Leitung, Infrarot und Buskommunikationspfad beruht. Lichtgestützte Systeme wirken sich jedoch aufgrund der durch blinkende Lampen erzeugten Ablenkung, und weil Schatten manche Etiketten ausschalten, nachteilig aus. Ein weiterer Nachteil einiger bestehender Systeme besteht darin, daß sie zwischen der Quelle und dem Ziel (beispielsweise Antennen oder Kabel an Warenbehältern) eine Sichtlinienverbindung benötigen.
Die vorliegende Erfindung beseitigt die Nachteile und Beschränkungen der bisherigen Entwicklungen, indem sie ein Gerät, ein System und ein Verfahren zur Ultraschallübertragung von Daten von einer Quelle an ein Ziel und für die Bestätigung des Empfangs dieser Daten am Ziel bereitstellt, wie dies in Anspruch 1, dem unabhängigen Anspruch zum Verfahren, und seinen abhängigen Ansprüchen 2 bis 7, sowie in Anspruch 8, dem unabhängigen Anspruch zum Gerät, und seinen abhängigen Ansprüchen 9 bis 15, und in Anspruch 16, dem unabhängigen Anspruch zum System, und seinen abhängigen Ansprüchen 17 bis 20 definiert ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und Verfahrens zur Übertragung von Daten von einer Quelle zu einem Ziel sowie zur Bestätigung des Empfangs dieser Daten vom Ziel.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und Verfahrens zur Übertragung von eindeutigen und durch bestehende Verbindungsleitungen nicht beeinträchtigten Daten.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und Verfahrens zur Übertragung eines Bestätigungssignals vom Ziel an die Quelle bei sehr geringem Energieverbrauch.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und Verfahrens zur Übertragung von Daten von einer Quelle an ein Ziel, wobei das Aufleuchten einer Lichtquelle, beispielsweise einer fluoreszierenden Lampe, nicht erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und Verfahrens zur Ultraschallübertragung von Daten von einer Quelle an ein Ziel, wobei keine Sichtlinienverbindung zwischen der Quelle und dem Ziel erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und Verfahrens zur Ultraschallübertragung von Daten von einer Quelle an ein Ziel, wobei dieses Gerät und Ziel in ein bereits existierendes Tonsystem integriert werden kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Geräts und Verfahrens zur Ultraschallübertragung von Daten von einer Quelle an ein Ziel, wobei das Zielgerät solar- bzw. lichtbetrieben sein kann.
Die obigen sowie weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen, der nachfolgenden Beschreibung und der anhängigen Zecihnungen für den Fachmann auf dem Gebiet der Ultraschallübertragung ersichtlich.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht, die ein Ausführungsbeispiel des Ultraschall-Übertragungssystems der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das einzelne Komponenten eines Ausführungsbeispiel des Ultraschall-Übertragungssystems der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 3 ist eine Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels des Anzeigegeräts.
Fig. 4 ist eine Perspektivansicht eines Mittels für das lokale Laden des Anzeigegeräts mit einem Identifyer und Daten.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Prozessors und des Transceiver-Teils des Ultraschall- Übertragungsverfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Anzeigegeräts des Ultraschall-Übertragungsverfahrens der vorliegenden Erfindung.
Wir betrachten zunächst Fig. 1. Hier wird ein Ultraschall- Übertragungssystem 10 dargestellt, das ein Mittel 12 zur Verarbeitung von Daten (nachfolgend "Prozessor"), ein Mittel 14, das als Transceiver für Ultraschallsignale (nachfolgend "Transceiver") dient, und ein Mittel 16 zur Anzeige von Daten (nachfolgend "Anzeigegerät") umfaßt. Ein typisches System 10 verwendet einen Prozessor 12, mehrere Transceiver 14 sowie mehrere Anzeigegeräte 16 für jeden Transceiver 14. Im Sinne einer einfacheren Beschreibung wird nachfolgend auf die Beziehung zwischen einem Prozessor 12, einem Transceiver 14 und einem Anzeigegerät 16 eingegangen.
Der Prozessor 12 ist ein Computer, beispielsweise ein IBM® Personal System/2® (PS/2®). Zum Zweck der vorliegenden Beschreibung bezeichnet ein "Computer" ein Gerät, das in der Lage ist, die Funktionen einer Turingmaschine auszuführen. Eine Turingmaschine ist ein sehr bekanntes Konzept in der Computerwelt, das überdies auch in der Encyclopedia of Computer Science, Ed. Anthony Ralston, ISBN 0-88405-321-0, beschrieben wird. Wie aus der Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, enthält der Prozessor 12 ein Mittel 18, das Daten mit einem Identifyer verbindet, und ein Mittel 20, das ein Bestätigungssignal ACK erkennt.
Das bevorzugte Verbindungsmittel 18 für den Prozessor 12 ist eine Datenbank 22, die eine Gruppe von Identifyer/Daten-Paaren umfaßt. Jeder Identifyer (ID) 24 identifiziert ein bestimmtes Anzeigegerät 16. Die Daten 26, die mit einem bestimmten Identifyer 24 gepaart werden, sind genau jene Daten, die auf dem Anzeigegerät 16 angezeigt werden sollen. Wenn also die Daten $9,99 auf dem durch den Identifyer 101 identifizierten Anzeigegerät angezeigt werden sollten, wäre beispielsweise der gepaarte Eintrag < 101, $9,99> in der Datenbank enthalten. Die Datenbank 22 kann mit jedem beliebigen handelsüblichen Datenbank-Computerprogramm oder aber durch entsprechende Organisation der Einträge in eine Computerdatendatei, beispielsweise eine Textdatei oder eine binäre Datei, erstellt und geführt werden.
Das bevorzugte Bestätigungssignal-Erkennungsmittel 20 für den Prozessor 12 ist ein Computerprogramm zur Ausführung einer digitalen Signalverarbeitung (DSP) digitaler Daten, die vom Transceiver 14 empfangen wurden. Wenn andererseits für die jeweilige Anwendung eine schnelle digitale Signalverarbeitung (DSP) erforderlich wäre, könnte diese digitale Signalverarbeitung von einem DSP-Hardwaregerät ausgeführt werden, beispielsweise dem TMS320C40 von Texas Instruments. DSP-Verfahren werden in "Theory & Application of Digital Signal Processing" von Lawrence R. Rabiner und Bernard Gold, ISBN 0-13-914101-4, beschrieben.
Der Transceiver 14 ist ein Terminal, der Daten, auch akustischen Datenverkehr (Schall und Ultraschall), übertragen und empfangen kann. Der Transceiver 14 enthält ein Mittel 28 zur Ultraschallübertragung des Identifyers und der dazugehörigen Daten, beispielsweise einen Akustiklautsprecher 28a, sowie weiterhin ein Mittel 30 für den Empfang von Ultraschallsignalen, beispielsweise ein Mikrofon 30a. Die Transmitterkomponente 28 des Transceivers 14 enthält vorzugsweise einen piezoelektrischen Wandler 28b, der elektrische Signale in mechanische Vibrationen umwandelt. Umgekehrt enthält die Empfängerkomponente 30 des Transceivers 14 vorzugsweise einen piezoelektrischen Wandler 30b für die Umwandlung von Vibrationen in elektrische Signale. Der Transmitter 28 und der Empfänger 30 können eine einzelne Einheit bilden. Der Prozessor 12 und der Transceiver 14 werden so aneinander gekoppelt, daß eine Kommunikation zwischen den beiden Einheiten möglich ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden der Prozessor 12 und der Transceiver 14 (beispielsweise mit einem Kabel 32) über eine Analog-zu-Digital (A-D) / Digital-zu-Analog (D-A) -Wandlerschnittstelle 34 miteinander verbunden. Es können auch andere Formen der Kabelverbindung oder der kabellosen Verbindung verwendet werden, beispielsweise die akustische Verbindung, die Funkfrequenzverbindung oder die Sichtlinienverbindung. Der Prozessor 12 überträgt die Identifyer/Daten-Paare 24, 26 an den Transceiver 14 für die Übertragung, wozu er den D-A-Wandler 34a verwendet, um die Identifyer/Daten-Paare von der digitalen in die analoge Form umzuwandeln. Der Transceiver 14 überträgt Ultraschallsignale an den Prozessor 12 zur digitalen Signalverarbeitung, wobei er den A-D-Wandler 34b verwendet, um die Ultraschallsignale von der analogen in die digitale Form umzuwandeln.
In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann ein herkömmliches öffentliches Adressensystem (PA) so angepaßt werden, daß es für die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann. Der Prozessor 12 und die A-D/D-A-Wandlerschnittstelle 34 dienen dann als PA-Basisstation und Verstärker. Die Transceiver 14 ersetzen in diesem Fall die PA-Lautsprecher, sind aber dennoch in der Lage, Schall und Ultraschall zu erzeugen. Die bestehende PA-Verkabelung muß nicht ersetzt werden.
Wie aus der Darstellung in den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist das Anzeigegerät 16 eine Ausgabeeinheit zur Anzeige einer Darstellung der Daten 26. Das Anzeigegerät 16 hat einen Speicher 36 zur Speicherung der anzuzeigenden Daten 26 sowie zur Speicherung eines dazugehörigen eindeutigen Identifyers 24. Der Speicher 36 ist vorzugsweise nichtflüchtig. Ein Ultraschallwandler 38 und ein A-D/D-A-Wandler 40 werden als Mittel 42 für den Empfang eines Ultraschall- Übertragungsidentifyers sowie für den Empfang von Ultraschall- Übertragungsdaten bereitgestellt. Der Wandler 38 enthält vorzugsweise einen piezoelektrischen Wandler 38a zur Umwandlung elektrischer Signale in mechanische Vibrationen und umgekehrt zur Umwandlung mechanischer Vibrationen in elektrische Signale. Das Anzeigegerät 16 enthält einen Komparator 44 zur Feststellung, ob ein empfangener Übertragungsidentifyer mit dem im Speicher gespeicherten eindeutigen Identifyer übereinstimmt. Eine Steuerlogikeinheit 45, die verwendet werden kann, um die empfangenen zu überprüfen (beispielsweise mit einer zyklischen Redundanzprüfung (CRC) der empfangenen Daten), sobald die Übertragungsdaten empfangen und in digitale Form umgewandelt wurden, wird ebenfalls bereitgestellt. Die Steuerlogikeinheit 45 kann eine mikroprozessorgesteuerte programmierte Logik oder eine zusätzliche Metalloxid-Halbleiterlogik (CMOS) sein. Ein Mittel 46 zur Erzeugung eines Ultraschall-Bestätigungssignals wird ebenfalls bereitgestellt, beispielsweise durch Kopplung des Wandlers 38 an einen Kondensator 48, der die Energie speichert, die für ein definiertes Bestätigungssignal repräsentativ ist. Das Bestätigungssignal besteht vorzugsweise aus einem kurzen Piepton, dessen Frequenz bekannt ist und der in einem bekannten Zeitfenster ausgegeben wird, nachdem ein Identifyer empfangen wurde. Zwar sind zur Anzeige der empfangenen Daten mehrere verschiedene Anzeigemechanismen möglich, doch wird wegen des geringen Energieverbrauchs und der günstigen Kosten vorzugsweise ein LCD-Bildschirm 50 verwendet. Entsprechend sollte die Energiequelle 52 für das Anzeigegerät vorzugsweise eine Solar-/Licht-Energiequelle auf der Basis einer Solar-/Lichtzelle sein, doch auch eine Batterie oder eine andere geeignete Energieguelle kann verwendet werden.
Der Anzeigegerät-Identifyer 24 ist vorzugsweise eine Zahl oder ein anderer Identifikator, der im nichtflüchtigen Speicher 36 des Anzeigegeräts gespeichert ist. Der Identifyer 24 kann vom Hersteller des Anzeigegeräts anhand der Seriennummer ausgewählt und zum Zeitpunkt der Herstellung in den Speicher 36 geladen werden. Wie aus der Darstellung in Fig. 4 hervorgeht, kann ein Mittel 54 für das lokale Laden des Anzeigegeräts mit einem Identifyer und Daten bereitgestellt werden. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel eines solchen Lademittels 54 handelt es sich um einen optischen Scanner 54a, der mit einem Ultraschall-Lademittel-Transceiver 56 verbunden ist. Der optische Scanner 54a scannt Identifikationsdaten und überträgt elektronische Signale, die aus diesen Identifikationsdaten erzeugt wurden, an den Lademittel- Transceiver 56. Es kann auch eine visuelle Anzeige 58 miteinbezogen werden, beispielsweise ein LCD-Bildschirm, um die eingelesenen Daten anzuzeigen. Der Lademittel-Transceiver 56 ist mit einem Akustikkoppler 60 ausgestattet, der so konstruiert ist, daß er über dem Empfangsmittel 42 des Anzeigegeräts befestigt werden kann. Der Akustikkoppler 60 isoliert akustisch ein Anzeigegerät 16. Elektrische Signale, die aus Identifikationsdaten erzeugt wurden, werden in eine analoge Form umgewandelt, vom Lademittel-Transceiver 56 mit Ultraschall an das Empfangsmittel 42 des Anzeigegeräts übertragen und im Speicher 36 des Anzeigegeräts entsprechend gespeichert. Der Übertragung der Daten an das Anzeigegerät 16 geht ein spezieller akustischer Befehl voraus, der an das Anzeigegerät 16 gesendet wird. Dieser Befehl gibt an, daß die zu befolgenden Informationen als eindeutiger Identifyer 24 geladen und nicht als Identifyer/Daten-Paar verarbeitet werden sollen.
Die Möglichkeit, die Anzeigegeräte 16 mit den Identifyern 24 lokal zu laden, vereinfacht ein besonders vorteilhaftes Kodierungsprinzip. In denjenigen Anwendungen, in denen die Anzeigegeräte 16 mit Artikeln mit einem sogenannten Universal Product Code (UPC) verknüpft werden sollen, kann der eindeutige Identifyer 24 für ein bestimmtes Anzeigegerät 16 als UPC für den dazugehörigen Artikel kodiert werden. Daraufhin kann mit dem optischen Scanner 54a der UPC eines balkenkodierten Artikels eingelesen und unverzüglich ein dazugehöriges Anzeigegerät 16 mit dem UPC als Identifyer 24 geladen werden.
Das Anzeigegerät 16 wird zum Schutz am besten in einem wasserfesten Gehäuse 16a untergebracht und mit Befestigungsmitteln wie beispielsweise Schrauben 17 befestigt. Darüber hinaus kann das Anzeigegerät 16 so konstruiert werden, daß es an der Kante eines Regals, beispielsweise eines Warenregals in einem Laden, angebracht werden kann, wozu beispielsweise eine Klammer, Klebstoff oder ein anderes Befestigungsmittel am Anzeigegerät 16 verwendet werden kann. Das Anzeigegerät 16 kann auch so konstruiert werden, daß es an tragbaren Artikeln befestigt werden kann, beispielsweise an verpackten Lebensmitteln, indem eine geeignete Öffnung 16b durch das Gehäuse 16a des Anzeigegeräts verläuft. Die Öffnung 16b erleichtert die Befestigung des Anzeigegeräts 16 an einem tragbaren Artikel.
Wenn der Prozessor in Betrieb ist, wie dies in Fig. 5 der Fall ist, verbindet er Daten, die auf einem bestimmten Anzeigegerät angezeigt werden sollen, mit dem eindeutigen Identifyer für dieses konkrete Anzeigegerät, Schritt 100. In der Praxis wird eine Datenbank aufgebaut, in der Daten, die auf jedem Anzeigegerät angezeigt werden sollen, mit demjenigen eindeutigen Identifyer gepaart werden, der dem beabsichtigten Anzeigegerät entspricht. Im allgemeinen erfolgt die Kommunikation mit den Anzeigegeräten durch Übertragung jedes Identifyer/Daten-Paares einzeln, bis alle Einträge in der Datenbank verarbeitet wurden.
Bevor das Anzeigegerät das Bestätigungssignal erzeugt, bestimmt der Prozessor zusammen mit dem Transceiver eine erste Anzeige des Umgebungsschallpegels innerhalb einer Bestätigungssignalbandbreite, Schritt 102. Ein erster Timer kann verwendet werden, um den Beginn eines zweiten Timers zu steuern, Schritte 104 und 108. Nachdem der Transceiver per Ultraschall den Identifyer und die dazugehörigen Daten in Schritt 106 überträgt, bestimmt der Prozessor zusammen mit dem Transceiver eine zweite Anzeige des Umgebungsschallpegels innerhalb der Bestätigungssignalbandbreite, Schritt 112, und zwar für einen Zeitraum, der durch die Schritte 110 und 114 definiert wird.
Vor der Übertragung des Identifyer/Daten-Paares bestimmt der Prozessor das Rauschen innerhalb des Bandes und verwendet diesen Pegel (erster Indikator) als Grundlinie für den Vergleich der Energie, die während eines definierten Zeitfensters, in dem ein Bestätigungssignal erwartet wird, ermittelt wird (zweite Anzeige). Das Zeitfenster beginnt, nachdem der erste Timer abgelaufen ist (oder aber bei der Übertragung eines Identifyer/Daten-Paares), und endet zu einem definierten späteren Zeitpunkt, normalerweise innerhalb einiger Millisekunden, jedoch muß das Zeitfenster größer sein als das Zeitfenster, das zur Erzeugung eines Bestätigungssignals erforderlich ist. Das Zeitfenster muß lange genug sein, um Zeitschwankungen bei der Schallausbreitung, die die Folge unterschiedlicher Entfernungen zwischen Anzeigegeräten und ihrem dazugehörigen Transceiver sind, berücksichtigen zu können.
Im Verlauf der Übertragung des Identifyer/Daten-Paares vom Prozessor an den Transceiver werden die Daten von der digitalen in die analoge Form umgewandelt. Der Transceiver überträgt daraufhin per Ultraschall den Identifyer und die dazugehörigen Daten an alle Anzeigegeräte innerhalb des Übertragungsbereichs. Der Übertragungsbereich ist eine Funktion des Frequenzbereichs der Übertragung. Vorzugsweise werden der Identifyer und die dazugehörigen Daten per Ultraschall in einem Wellenbereich übertragen, der über dem Hörbereich des menschlichen Ohrs liegt, jedoch immer noch niedrig genug ist, um eine übermäßige athmospherische Dämpfung zu verhindern (beispielsweise im Bereich von etwa 30.000 Hertz bis 50.000 Hertz).
Signale, die in Schritt 112 vom Transceiver erkannt werden, werden an den Prozessor weitergeleitet, der sie verarbeitet und nachprüft, ob ein Bestätigungssignal empfangen wurde. Ein Bestätigungssignal gilt als empfangen, wenn der Prozessor feststellt, daß die zweite Anzeige die erste Anzeige um einen bestimmten Betrag übersteigt. Der Prozessor bestimmt, ob ein Bestätigungssignal empfangen wurde, indem er mit den vom Transceiver entdeckten Signalen eine digitale Signalverarbeitung durchführt.
Das von einem Anzeigegerät erzeugte Bestätigungssignal ist relativ schwach und wird durch das vom Transceiver festgestellte Schall- und Ultraschall-Hintergrundgeräusch überdeckt. Die Energie im Bestätigungssignal jedoch wird in einem einzigen Ton konzentriert. Das Hintergrundgeräusch wird auf das gesamte Frequenzspektrum verteilt. Der Umfang der Geräuschenergie ist im genau definierten Band für das Bestätigungssignal daher gering.
Um ein Bestätigungssignal zu erkennen, schaltet der Prozessor Geräuschenergie aus, die nicht im definierten Band des Bestätigungssignals liegt, oder filtert diese heraus. Die digitale Signalverarbeitung kann verwendet werden, um Filterbandbreiten von einem Hertz oder weniger zu erreichen. Dazu werden simulierte Filter verwendet, die 100 bis 400 Polen entsprechen. Ein Pol ist das Äquivalent eines einfachen Widerstand/Kondensator-Filters. Die Selektivität des Filters ist eine Funktion des Zeitaufwands für die Verarbeitung, und die Verarbeitungsdauer ist eine Funktion des Umfangs an zu analysierenden Informationen.
Wie aus der Abbildung in Fig. 6 hervorgeht, werden der Identifyer und die Daten am Anzeigegerät empfangen, Schritt 200. Jedes Anzeigegerät innerhalb des Übertragungsbereichs "lauscht" über seinen Ultraschallwandler nach seinem Identifyer. Wenn ein Anzeigegerät seinen eindeutigen Identifyer "hört", das heißt, der Übertragungs-Identifyer paßt sich dem im Speicher des Anzeigegeräts gespeicherten Identifyer an, Schritt 202, dann empfängt das Anzeigegerät die dazugehörigen Daten. Es könnte aber auch ein direkter analoger Vergleich zwischen dem empfangenen Identifyer und einer gespeicherten analogen Form des Identifyers angestellt werden, jedoch wird dies nicht empfohlen, da hierfür zusätzliche Schaltungen erforderlich wären, was nicht erwünscht ist. Natürlich kann das Anzeigegerät das Identifyer/Daten-Paar vollständig empfangen und danach einen Test machen, um festzustellen, ob der empfangene Identifyer mit dem eindeutigen Identifyer übereinstimmt. In beiden Fällen gilt, daß, wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, die in akustischer Form empfangenen Daten von analoger in digitale Form umgewandelt und im Speicher des Anzeigegeräts gespeichert werden. Sobald die Übertragungsdaten empfangen und in digitale Form umgewandelt wurden, werden sie in Schritt 206 geprüft, beispielsweise unter Anwendung eines zyklischen Redundanzchecks (CRC) an den empfangenen Daten. Der CRC läßt sich auf bekannte Weise unter Verwendung bekannter Geräte durchführen, beispielsweise als mikroprozessorgesteuerte programmierte Logik oder CMOS-Logik. Sobald das Anzeigegerät die Übertragungsdaten empfängt, erzeugt das Anzeigegerät innerhalb einer angegebenen Zeitperiode oder eines angegebenen Zeitfensters einen kurzen reinen Ton (eine einzige Frequenz) als Bestätigungssignal, Schritt 214. Die spezifische Frequenz, die als Bestätigungssignal ausgewählt wurde, ist eine Konstruktionsfrage, jedoch kann der Ton aufgrund der vom Prozessor durchzuführenden digitalen Signalverarbeitung eine relativ niedrige Amplitude aufweisen. Gleichzeitig mit der Erzeugung des Bestätigungssignals oder kurz darauf zeigt, das Anzeigegerät die empfangenen Daten auf dem LCD-Bildschirm an, Schritt 216.
Natürlich lassen sich zahlreiche Abänderungen und Anpassungen der vorliegenden Erfindung zum Vorteil vornehmen, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Erfindung läßt sich auch auf Kommunikationssysteme anwenden, die nicht auf Ultraschallübertragung beruhen. Außerdem läßt sich die Erfindung auch in Umgebungen außerhalb des Einzelhandels anwenden. Bei der Kommunikation zwischen dem Prozessor und dem Transceiver kann es sich um eine elektronische Kommunikation mit Direktverbindung oder eine Fernkommunikation über Funk, Licht oder akustische Signale handeln. Die Analog-zu-Digital- und Digital-zu-Analog- Umwandlung kann durch entsprechende direkte analoge Berechnungen ersetzt werden. Darüber hinaus lassen sich einige Funktionen der vorliegenden Erfindung ohne die entsprechende Verwendung anderer Funktionen einsetzen. Das Anzeigegerät muß beispielsweise in seiner Verwendung nicht auf ein Regaletikett oder Artikeletikett beschränkt bleiben. Entsprechend dient die vorliegende Beschreibung lediglich zur Veranschaulichung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung und grenzt ihre Möglichkeiten nicht ein.

Claims

1. Ultraschall-Übertragungsverfahren zwischen Mittel zur Verarbeitung von Daten (12), Mittel, das als Transceiver für Ultraschallsignale dient (14), und Mittel zur Anzeige von Daten (16), wobei jedes Anzeigemittel einen eindeutigen Identifyer besitzt und wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfaßt:

(a) Verknüpfung von Daten mit einem Identifyer am genannten Verarbeitungsmittel;

(b) Übertragung des Identifyers und der dazugehörigen Daten an das genannte Transceiver-Mittel;

(c) Ultraschall-Übertragung des Identifyers und der dazugehörigen Daten am genannten Transceiver-Mittel (106);

(d) Empfang des übertragenen Identifyers und der dazugehörigen Daten am genannten Anzeigemittel;

(e) Ultraschall-Erzeugung eines Bestätigungssignals am genannten Anzeigemittel, wenn der empfangene Identifyer mit dem eindeutigen Identifyer des genannten Anzeigemittels übereinstimmt;

(f) Anzeige der empfangenen Daten am genannten Anzeigemittel; und

(g) Feststellung am genannten Verarbeitungsmittel, ob das Bestätigungssignal erzeugt wurde, wobei Schritt (g) folgendes umfaßt:

(i) vor Schritt (d) die Bestimmung einer ersten Anzeige des Schallumfangs innerhalb einer Bestätigungssignal- Bandbreite (102);

(ii) für ein Zeitfenster nach Schritt (c) die Bestimmung einer zweiten Anzeige des Schallumfangs innerhalb der Bestätigungssignal-Bandbreite (112); und

(iii)Sicherstellung, daß das Bestätigungssignal erzeugt wurde, wenn die zweite Anzeige die erste Anzeige um einen definierten Betrag übersteigt.

2. Ultraschallübertragungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei Schritt (c) die Ultraschallübertragung der Daten und des Identifyers in einem Bereich von 30.000 Hertz bis 50.000 Hertz umfaßt.

3. Ultraschallübertragungsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das weiterhin den Schritt einer Prüfung der Daten umfaßt, nachdem die Daten an Schritt (d) empfangen wurden.

4. Ultraschallübertragungsverfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Prüfungsschritt die Durchführung einer zyklischen Redundanzprüfung (CRC) an den empfangenen Daten umfaßt.

5. Ultraschallübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, wobei der Schritt (g) durch Anwendung einer digitalen Signalverarbeitung erfolgt.

6. Ultraschallübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, wobei der Schritt (g) durch Verwendung analoger Filter erfolgt.

7. Ultraschallübertragungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bestätigungssignal von Schritt (e) innerhalb einer engen Bestätigungssignal-Bandbreite erzeugt wird.

8. Anzeigegerät für die Ultraschallübertragung, das folgendes umfaßt:

(a) Mittel für die Zuweisung eines eindeutigen Identifyers zum Gerät;

(b) Mittel zur Bestimmung einer ersten Anzeige des Schallpegels innerhalb einer Bestätigungssignal-Bandbreite (102);

(c) Mittel für den Empfang eines mit Ultraschall übertragenen Identifyers und von mit Ultraschall übertragenen Daten;

(d) Mittel zur Bestimmung einer zweiten Anzeige des Schallpegels innerhalb der Bestätigungssignal-Bandbreite für ein Zeitfenster nach einem mit Ultraschall übertragenen Identifyer und nach mit Ultraschall übertragenen Daten (112);

(e) Mittel zur Bestimmung, ob ein empfangener Übertragungs- Identifyer mit dem eindeutigen Identifyer übereinstimmt;

(f) Mittel zur Erzeugung eines Bestätigungssignals mit Ultraschall;

(g) Mittel zur Anzeige der empfangenen Daten (16); und

(h) Mittel zur Feststellung, ob das Bestätigungssignal erzeugt wurde, wenn die zweite Anzeige die erste Anzeige um einen definierten Betrag übersteigt.

9. Anzeigegerät für die Ultraschallübertragung gemäß Anspruch 8, wobei das genannte Verbindungsmittel ein Speicher ist, in dem der genannte Identifyer gespeichert ist.

10. Anzeigegerät für die Ultraschallubertragung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der genannte Identifyer ein Universal Product Code (UPC) ist.

11. Anzeigegerät für die Ultraschallubertragung gemäß einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, wobei das genannte Empfangsmittel und das genannte Erzeugungsmittel beide einen piezoelektrischen Wandler verwenden.

12. Anzeigegerät für die Ultraschallubertragung gemäß einem der Ansprüche 8, 9, 10 oder 11, wobei das genannte Bestimmungsmittel einen Komparator umfaßt, um zu vergleichen, ob ein empfangener Übertragungs-Identifyer mit dem eindeutigen Identifyer des Geräts übereinstimmt.

13. Anzeigegerät für die Ultraschallubertragung gemäß einem der Ansprüche 8, 9, 10, 11 oder 12, wobei das genannte Anzeigegerät einen LCD-Bildschirm umfaßt.

14. Anzeigegerät für die Ultraschallubertragung gemäß einem der Ansprüche 8, 9, 10, 11, 12 oder 13, wobei das genannte Gerät ein Mittel zur Befestigung des Geräts an einem Regalrand umfaßt.

15. Anzeigegerät für die Ultraschallubertragung gemäß einem der Ansprüche 8, 9, 10, 11, 12 oder 13, wobei das genannte Gerät weiterhin ein Mittel zur Befestigung des Geräts an einem tragbaren Artikel umfaßt.

16. Ultraschallübertragungssystem (10), das folgendes umfaßt:

(a) Mittel zur Verarbeitung von Daten (12), das folgendes umfaßt:

(i) Mittel zur Verknüpfung von Daten mit einem Identifyer;

(ii) Mittel zur Erkennung eines Bestätigungssignals, das folgendes umfaßt;

(1) Mittel zur Bestimmung einer ersten Anzeige des Umgebungsschallpegels innerhalb einer Bestätigungssignalbandbreite (102);

(2) Mittel zur Bestimmung einer zweiten Anzeige des Umgebungsschallpegels innerhalb einer Bestätigungssignalbandbreite für ein Zeitfenster nach einem mit Ultraschall übertragenen Identifyer und nach der Übertragung von Daten per Ultraschall (112);

(3) Mittel zur Sicherstellung, daß das Bestätigungssignal erzeugt wurde, wenn die zweite Anzeige die erste Anzeige um einen definierten Betrag übersteigt;

(b) Mittel, das als Transceiver für Ultraschallsignale dient und an das genannte Verarbeitungsmittel gekoppelt ist, um damit zu kommunizieren, wobei dieses Mittel ein weiteres Mittel zur Übertragung eines Identifyers sowie dazugehöriger Daten per Ultraschall enthält, sowie ein Mittel für den Empfang von Ultraschallsignalen;

(c) Mittel zur Anzeige von Daten, wobei das Anzeigemittel einen eindeutigen Identifyer besitzt, sowie außerdem

(i) ein Mittel für den Empfang eines Identifyers sowie dazugehöriger Daten, die per Ultraschall gesendet wurden;

(ii) ein Mittel zur Feststellung, ob ein empfangener Identifyer mit dem eindeutigen Identifyer übereinstimmt;

(iii)ein Mittel zur Erzeugung eines Ultraschall- Bestätigungssignals; und

(iv) ein Mittel zur Anzeige der empfangenen Daten.

17. Ultraschallübertragungssystem gemäß Anspruch 16, das weiterhin ein Mittel umfaßt, mit dem der genannte Identifyer und die dazugehörigen Daten in das genannte Datenanzeigemittel (16) geladen werden, wobei das Mittel außerdem folgendes umfaßt:

(a) ein Mittel für das optische Einscannen von Anzeigedaten;

(b) ein Mittel, das als Transceiver für Ultraschallsignale dient;

(c) ein erstes Kopplungsmittel für die Übertragung von Signalen, die für die genannten Anzeigedaten vom genannten Scannermittel an das genannte Transceivermittel repräsentativ sind; und

(d) ein zweites Kopplungsmittel für die Übertragung von Signalen, die für die genannten Anzeigedaten vom genannten Transceivermittel an das genannte Anzeigemittel repräsentativ sind.

18. Ein Aufnahmegerät gemäß Anspruch 17, wobei das genannte Scannermittel ein optischer Scanner ist.

19. Ein Aufnahmegerät gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei das genannte zweite Kopplungsmittel ein akustischer Koppler ist, der über einem Empfangsmittel des genannten Anzeigegeräts befestigt werden kann.

20. Ein Aufnahmegerät gemäß einem der Ansprüche 17, 18 oder 19, wobei das Aufnahmegerät weiterhin ein Mittel zur Darstellung eingescannter Anzeigedaten umfaßt.