[go: up one dir, main page]

JP3148247B6 - Radio frequency identification label - Google Patents

Radio frequency identification label Download PDF

Info

Publication number
JP3148247B6
JP3148247B6 JP1996534870A JP53487096A JP3148247B6 JP 3148247 B6 JP3148247 B6 JP 3148247B6 JP 1996534870 A JP1996534870 A JP 1996534870A JP 53487096 A JP53487096 A JP 53487096A JP 3148247 B6 JP3148247 B6 JP 3148247B6
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
data
active
label
identification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1996534870A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3148247B2 (en
Inventor
ウルツ、アルバート
スココウスキ、リチャード・ジェイ・ジュニア
Original Assignee
アキュー ー ソート・システムズ・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/442,695 external-priority patent/US5838253A/en
Application filed by アキュー ー ソート・システムズ・インコーポレーテッド filed Critical アキュー ー ソート・システムズ・インコーポレーテッド
Application granted granted Critical
Publication of JP3148247B2 publication Critical patent/JP3148247B2/en
Publication of JP3148247B6 publication Critical patent/JP3148247B6/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

[発明の背景]
発明の技術分野
本発明は、一般的に識別ラベルに関する。特に、本発明は、商品、パッケージ、手荷物或いは類似物を遠隔的に検出し、識別し、追跡するための能動バッテリを含む能動無線周波数識別ラベルに関する。
関係する技術の説明
自動化されたパッケージ識別産業においてはバーコード走査および光学的文字読取りのような光学的走査技術およびラベルが主として使用されている。光学的ラベルは多くの適用において使用するのに適しているが、それらには基本的に2つの制約がある。すなわち、比較的短い読取り範囲および厳しい環境状態における貧弱な読取り能力である。スキャナによる正確な読取りのためにはラベルをパッケージ上の正確な位置に取り付ける必要があるので非常に時間のかかる作業が必要である。多数のパッケージがグループにされ、コンベア上でラベルが互いに覆い隠し、検出を妨害し、読取り不能になる場合に、スキャナとバーコードラベルとの間の視線を得ることが困難或いは不可能になる可能性がある。したがって、スキャナはラベルを読取ることができなくなる。
無線周波数(RF)識別ラベルを使用することによってこれらの制約の多くを克服し、光学的ラベルにまさる付加的な利点が得られる。無線周波数識別ラベルは追跡される物体上に配置されたトランシーバまたはトランスポンダを使用する。ラベルは選択された周波数のコード化されたデータを送信し、このRF信号はアンテナによって受信される。これらのラベルにより発生されたRF信号は受信アンテナから離れた位置で読取られることができる。さらに、RFラベルと受信アンテナとの間には直接視線が存在する必要はないから、隠れた位置にRFラベルが付けられている物体でも容易に読取ることができる。
RF識別ラベルはラベルに電力を供給する電源に基づいて受動または能動として分類される。受動RFラベルは独立の電源を備えていない。されらはラベルに必要な電力の全てを供給されるように外部から供給されるRF搬送波からの電力に全面的に依存している。これは事実上無限の貯蔵寿命を与え、バッテリの充電および保守の問題がないため低コストである。しかしながら、受動RFラベルは送信範囲が限定される傾向がある。
典型的な受動RFラベルは、Murdoch氏による米国特許第5,153,583号明細書に開示されており、そこにおいては、質問装置との間の信号の送受を同時に行うために単一の誘導性コイルを有する携帯用の受動トランスポンダが開示されている。トランスポンダはその電力を質問装置によって発生された誘導電磁界から受取り、受取られたエネルギを容量的に貯蔵する。
対照的に、通常の能動RFラベルは自給式電源、すなわちバッテリを有している。これらのラベルは、受動ラベルよりも電力を有しており、データ伝送速度およびラベルの送信範囲を大きく増加させる。これらの装置は、装置の動作が所望されたときに典型的にスイッチによって付勢される。ラベルに電力を供給するための強力な外部RF質問電磁界が要求されることがないので、通信の妨害および作業の安全性に関する懸念が減少される。
通常の能動RF識別ラベルは、Smith氏による米国特許第3,772,688号明細書に開示されている。この明細書において、1つのベースステーションおよび複数の能動トランスポンダを具備している航空貨物安全システムが開示されている。各トランスポンダはバッテリおよびスイッチを含んでおり、それは追跡される物体上にトランスポンダが配置されているときに“オン”位置に手動で切り換えられる。ベースステーションは、トランスポンダが指示された領域から退去するときに探知するトランシーバを含んでいる。
別の従来技術による能動RF識別ラベルがGhaem氏よるWO95/12091号特許明細書に開示されている。このシステムは、低プロフィールバッテリ電源を含む能動RFタグと、予め定められた識別コードを送信するRF送信機とを具備している。しかしながら、このタイプのシステムは、メモリ内に記憶された情報の優先度に基づいて情報を選択的に送信することを許可しないという点で制限されている。
能動RFラベルはバッテリを含んでいるので、それらの貯蔵寿命はバッテリの寿命によって制限される。リチウムバッテリを使用することによって貯蔵寿命を10年にすることができるが、そのようなバッテリのために通常の能動RF識別ラベルよりも大幅に高価になり、また、廃棄の際に環境問題を生じる。さらに、通常の能動RFラベルは、1回使用した後にラベルが廃棄される高容量で低コストのアプリケーションには実用的でない。
したがって、受動RFラベルに匹敵する貯蔵寿命を有し、しかも通常の能動RFラベルによる動作上の利点を提供する低コストのRF識別ラベルを提供することが望まれている。
[発明の概要]
本発明は、選択的に付勢可能なバッテリを含むRF識別ラベルを提供する。このラベルはバッテリに結合されている制御およびRF発生回路を具備している。バッテリは2つの分離された部分から構成され、それらはバッテリを動作させるために接触されて動作状態にされ、それによって制御およびRF発生回路に電力を供給する。制御およびRF発生回路の好ましい実施形態では、発生される識別信号を規定するために使用者によってプログラム可能なコンタクトを有するプログラム可能な集積回路チップを含む。
したがって、本発明の目的は、使用前に長期間貯蔵されることのできる比較的廉価な能動RF識別ラベルを提供することである。
本発明のその他の目的および効果は、実施形態の詳細な説明から当業者には明白であろう。
[図面の簡単な説明]
図1は、本発明の技術による能動RF識別ラベルの平面図である。
図2は、図1に示された能動RF識別ラベルと共に使用される制御可能のブロック図である。
図3は、ラベルの付勢の初期段階を示す図1に示された能動RF識別ラベルの側面図である。
図4は、ラベルの付勢の中間段階を示す図1に示された能動RF識別ラベルの側面図である。
図5は、付勢位置における図1に示された能動RF識別ラベルの側面図である。
図6は、本発明の技術によるRF識別ラベルの別の実施形態の斜視図である。
図7は、本発明の技術によるRF識別ラベルの第2の別の実施形態の側面図である。
図8は、本発明の技術によるRF識別ラベルの第3の別の実施形態の斜視図である。
図9は、データ入力手段の斜視図である。
図10は、図1の線10−10に沿った断面図である。
図11は、データモジュール内のメモリのブロック図である。
[好ましい実施形態の詳細な説明]
図1を参照すると能動無線周波数(RF)識別ラベル10が示されている。この識別ラベル10は、手荷物のラベルとして通常使用される形式の柔軟な材料の薄い方形の条片12で構成され、プラスチック、紙、カードボード、合成材料、自然材料、織物、不織材料等で構成することができる。基板16は接着剤等の通常の方法で条片12に取付けられている。基板16は制御回路14、第1のバッテリ部分18、アンテナ26、およびプログラム可能なコンタクト28を支持している。基板16はまた小さいリップ29を有しており、それは基板16上に位置する部品を囲んでいる。
第1のバッテリ部分18は陽極20および陰極22を有している。陽極20および陰極22は導体24によって制御回路14に電力を供給する。これらの導体24は導電性インク、薄膜、または金属箔のような通常の導電材料から作られている。プログラムコンタクト28は導体30によって制御回路14に結合され、以下詳細に説明するように、所望の識別信号によりラベルを使用者がプログラムすることを可能にしている。
第2のバッテリ部分32は基板16が取付けられている端部と反対側の条片12の端部に設けられている。この第2のバッテリ部分32は電解質材料の基板として機能する。好ましい実施形態では、バッテリは亜鉛・2酸化マンガンから構成され、陽極20は2酸化マグネシウムであり、陰極22は亜鉛であり、電解質は塩化アンモニアと塩化亜鉛の液状ゲルである。当業者は本発明の技術的範囲を逸脱することなく、好ましい実施形態で使用された材料を他の多くの材料で置換することができることを認識するであろう。
第2のバッテリ部分32は、条片12が折返されて重ねられたとき、第2のバッテリ部分32が第1のバッテリ部分18と接触してそれに重ねられるように配置されている。接着剤33は第2のバッテリ部分32を囲む条片12の部分を被覆している。これは条片が折返されて重ねられた後に2つのバッテリ部分18と32との接触を確実に保持する。接着剤33はまた漏洩を阻止するためにリップ29内に電解質材料を密封する。条片12の第2の領域35は接着剤33で被覆されない。図9に示されるような裏打ち材料37が接着剤33および第2のバッテリ部分32を覆って不所望な材料が条片12に付着することを確実に阻止している。ラベル10を動作させたいとい、裏打ち材料37は使用者によって除去される。また穿孔部31が条片12の中央付近に設けられている。
図2を参照すると、制御回路14は、制御およびタイミングモジュール40(以下制御モジュールという)、データコード化および記憶モジュール42(以下データモジュールという)、RF変調器44、電力増幅器46を具備している。好ましい実施形態では、制御モジュール40およびデータモジュール42はソフトウエアで構成されたモジュールである。送信される所望のメッセージまたはデータでラベル10をプログラムするために、データはデータ入力源100からプログラムコンタクト28を介してラベル10中に入力される。データは2進形態でデータコード化および記憶モジュール42に入る。このデータは典型的にラベル10が接着剤でとりつけられているパッケージに関係している。このデータはパッケージの内容、パッケージの送付目的地、パッケージの発送元、パッケージの重量、およびラベル10がプログラムされるときそのパッケージについての知られている任意のその他のデータを含むことができる。
データコード化および記憶モジュール42はデータを記憶および検索するための不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)を含むでいる。2進データはメモリに記憶されるとき、データモジュール42によってコード化され、圧縮される。さらに、受信機によってデコードされたデータがエラーのないことを保証するためにエラー検出およびエラー補正情報がデータモジュール42によって付加される。データの圧縮およびコード化はデータをデータモジュール42に入力する前に行われてもよい。これは制御回路14およびデータモジュール42の両者の複雑性を減少させ、所望により秘密のためにデータ入力源100によってデータを暗号化することを可能にする。
無線周波数(RF)変調器44は搬送波信号を変調するために周波数シフトキー(FSK)方式を使用する。その代りに、位相シフトキー(PSK)方式あるいはその他の既知の変調方法が使用されてもよい。モジュール42からの2進データ信号出力は送信のために選択されたRF搬送波と混合される。好ましい実施形態では選択されたRF搬送波は908MHzである。電力増幅器46は変調器44により与えられた信号の電力を増加させ、アンテナ26に出力する。
制御(およびタイミング)モジュール40は制御回路14の全ての動作を監督する。制御モジュール40はデータモジュール42によるデータのコード化および記憶を指令するプロセッサを具備している。ラベル10が組立てられ、電源が使用可能にされると、制御モジュール40はデータモジュール42、RF変調器44、および電力増幅器46を付勢する。付勢されると、ラベル10は選択されたRF搬送波で記憶されたデータを外部受信機によって受信されるように送信する。データは不規則な間隔で送信され、毎秒数回の送信が行われることが好ましい。送信間隔をずらせることによって、受信機はその受信区域中にある幾つかのラベル10のそれぞれから安全な送信を受信する機会を持つ。
好ましい実施形態では、より高い優先度のものと考えられるコード化されたデータが優先度のないコード化されたデータよりも頻繁に送信される。例えば経路設定および特有の識別情報が毎回送信され、一方、内容、重量、パッケージのもとの日付および場所等の付加的な情報が含まれているデータモジュール42中に記憶されていた内容全体が3回に1回送信される。
データは、優先度のないデータと優先度のあるデータとを分離することができるように図11に示されているようにメモリ43中に選択的な形態で記憶される。郵送のためのパッケージの経路設定のような応用においては、パッケージの受取人の郵便番号、市、街路、番地および名称がパッケージの適切な配送を保証するために必要とされる。郵便番号のような最高の優先度のデータ102は毎回の送信において送信される。低い優先度のデータ104,106および優先度のないデータ108は少ない頻度で送信される。
メモリ43はまた、ラベル10が付勢されるとき予め定められた時間が経過した後にメッセージを送信するようにプログラムされることもできる。例えば、ラベル10が1週間後に依然としてパッケージ上に存在しているならば、そのラベル10はそのパッケージが失われたことを示すメッセージを送信する。これによって間違った場所に送られたパッケージの識別および追跡を容易にすることができる。データモジュール42は各応用に対して特別にプログラムされることもできる。したがって、データは任意の所望のフォーマットおよび時間間隔で送信されることができる。
別の実施形態において、ラベル10はRF送信機のような外部ソースからRF信号を受信する。この信号は制御モジュール40の動作を制御するための制御命令或いはデータモジュール42中に記憶するための付加的なデータを含むことができる。この実施形態において、変調器44は変調/復調器(モデム)であり、好ましい受信RF搬送波は2.45GHzである。受信されたRF信号はモデム44により復調され、制御モジュール40によって処理される。制御モジュール40は制御命令を実行し、受信したデータをデータモジュール42に記憶する。受信したデータは現在データモジュール42中に記憶されているデータを消去することもでき、或いはそのデータに追加されてもよい。このようにして、データモジュール42の内容は、パッケージがその予め定められた経路に沿って送られるとき更新されることができる。さらに、パッケージの所望の目的地は、パッケージが途中にあるときにもとの目的地から新しい目的地に変更されることもできる。
受信された制御命令はラベル10の所望の特定の動作モードを動作可能または動作不能にする。例えば、ラベル10が航空荷物の経路設定に使用される場合には、航空機の貨物保持装置中に荷物を積込む前に全てのRF送信を停止する(RF送信停止モード)ことをラベル10に命令することが望ましい。これによって飛行中の通信妨害の恐れが除去される。RF送信モードは荷物を航空機の貨物保持装置から取出したとき動作可能にされることができる。
再び図9を参照すると、データ入力手段100が示されている。プログラムされていないラベル10が繰出しロール110からプログラミング機構112に供給される。繰出しロール110が図示されているが、ファンフォルド(連続用紙)ボックスが使用されることもできる。プログラミング機構112は、プログラミングプローブ114,116と、ラベル10の反対側に接触するプリントヘッド118とを含んでいる。プログラミングプローブ114,116は、ラベル10が供給されてプログラミングプローブ114,116を通り過ぎて供給される際にラベル10上の対応するプログラミングコンタクト28と接触する。同時に、プリントヘッド118はラベル10の反対側に情報を印刷する。人間あるいは機械によって読取り可能な情報をラベル10の一方の側に印刷するために、直接加熱、熱転写、インク噴射あるいはその他の別の既知の印刷技術が使用されてもよい。
データ入力手段100は、パーソナルコンピュータ等の外部ソース(図示せず)からプログラムされたデータを受取る。データ入力手段100は、所望されたデータをラベル10にプログラムし、ラベル10の表面上に可視情報を印刷する。プログラミングプローブ114,116はまた、ラベル10のプログラミング中に一時的な電源を制御回路14に供給する。プログラミングプローブ114,116とプログラミングコンタクト128との間の接触ならびにプリントヘッド118とラベル10との間の接触は図10においてより詳細に示されている。
再び図9を参照すると、一度ラベル10が形成されると、ラベル10はラベル10の間の穿孔部120に沿ってちぎることによって隣のラベル10から分離される。その後、ラベル10は、追跡される物体に添付され、第2のバッテリ部分32を第1のバッテリ部分18に押しつけることによって付勢される。
ラベル10を付勢させるために、フレキシブルな条片12が図3、図4および図5に示されているように折り返されて重ねられる。電解質32は第1のバッテリ部分18の陽極20および陰極22と効果的に接触し、それによってバッテリを完成し、制御回路14に給電する。その時点において、ラベル10にプログラムされたデータは、受信手段によって受信されるように選択されたRF搬送波によってラベル10によって送信される。能動RF識別ラベル10は航空手荷物のラベルとしての使用に特に適しており、そこにおいて、条片12は荷物の手提げ部分の周囲に巻き付けられ、条片12の接着剤のない部分35が手提げ部分と接触する。穿孔部31によってラベル10は使用後に容易に取除かれる。
図6を参照すると、RF識別ラベル50の別の実施形態が示されてる。RF識別ラベル50は、単一の条片12の代りに別々の材料52,54で作られた2つの部分が設けられている点以外は図1乃至5に示されたラベル10に関して説明されたものと同じ方法および部分で構成されている。ラベル50は、第1のバッテリ部分18が第2のバッテリ部分の接着剤32によって効果的に結合されるように2つの部分52,54を一緒に貼付けることによって付勢される。識別ラベル50のボックスあるいは別の物体への接着を容易にするために、部分52の外側52あるいは部分54の外側58に接着剤が与えられる。
図7に示された第2の別の実施形態において、電解質32は2つの不活性部分60,62を含み、それらは別個にカプセル化されている。両方の部分は、密封された包囲体64中に維持される。バッテリは部分60と62の間のカプセル材料66を壊すことによって付勢される。密封された包囲体64は、付勢された電解質32を陽極20および陰極22と接触した状態に維持する。
図8において、第3の別の実施形態が示されている。この実施形態において、ラベル80は制御回路14およびバッテリを収容する単一の容器82を具備している。この実施形態において、バッテリは、亜鉛と水酸化カリウムの水溶液とで構成された亜鉛−空気電池である。当業者によって十分に理解されているように、溶液を空気(酸素)に晒すとバッテリ81が付勢される。その不活性な形態において、溶液は隔離条片84で空気から隔離されている。ラベル80を付勢するために、隔離条片84が容器82から取除かれ、それによって溶液を空気に晒す。プログラミングコンタクト28は、データ入力手段100が制御回路14にアクセスするようにハウジング82の一方の面に設けられる。接着剤86は、ラベル80をパッケージ上に貼るためにラベル80の第2の面に与えられる。付加的に、ラベル80を光学的に識別するためにバーコードラベル88が設けられてもよい。
本発明は、好ましい実施形態を参照にして部分的に詳細に説明されたがこのような詳細な説明は本発明の技術的範囲を限定するためのものではなく、説明のためのものである。当業者は、ここに開示された技術に基づいて本発明の技術的範囲を逸脱すること無く、多くの構成の変更や動作モードの変更を行うことが可能であることを認識すべきである。
[Background of the invention]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to identification labels. In particular, the present invention relates to an active radio frequency identification label that includes an active battery for remotely detecting, identifying and tracking goods, packages, baggage or the like.
2. Description of Related Technology Optical scanning techniques and labels such as bar code scanning and optical character reading are primarily used in the automated package identification industry. Although optical labels are suitable for use in many applications, they basically have two constraints. That is, a relatively short reading range and poor reading ability in harsh environmental conditions. For accurate reading by the scanner, it is necessary to attach the label at an accurate position on the package, so that a very time-consuming work is required. It can be difficult or impossible to get a line of sight between the scanner and the bar code label when a large number of packages are grouped and the labels wrap around each other on the conveyor, preventing detection and becoming unreadable There is sex. Therefore, the scanner cannot read the label.
The use of radio frequency (RF) identification labels overcomes many of these limitations and provides additional advantages over optical labels. The radio frequency identification label uses a transceiver or transponder placed on the tracked object. The label transmits encoded data of the selected frequency, and this RF signal is received by the antenna. The RF signal generated by these labels can be read at a location remote from the receiving antenna. Furthermore, since it is not necessary to have a direct line of sight between the RF label and the receiving antenna, even an object with an RF label attached to a hidden position can be easily read.
RF identification labels are classified as passive or active based on the power source that provides power to the label. Passive RF labels do not have a separate power source. They rely entirely on power from an externally supplied RF carrier so that all of the power required for the label is supplied. This provides a virtually infinite shelf life and is low cost because there are no battery charging and maintenance issues. However, passive RF labels tend to have a limited transmission range.
A typical passive RF label is disclosed in US Pat. No. 5,153,583 by Murdoch, where it has a single inductive coil for simultaneous transmission and reception of signals to and from the interrogator. A portable passive transponder is disclosed. The transponder receives its power from the induction field generated by the interrogator and stores the received energy capacitively.
In contrast, typical active RF labels have a self-contained power source, or battery. These labels have more power than passive labels, greatly increasing the data transmission rate and label transmission range. These devices are typically energized by switches when device operation is desired. Since a strong external RF interrogation field is not required to power the label, concerns about interference with communication and work safety are reduced.
A typical active RF identification label is disclosed in US Pat. No. 3,772,688 by Smith. In this specification, an air cargo safety system comprising a base station and a plurality of active transponders is disclosed. Each transponder includes a battery and a switch that is manually switched to the “on” position when the transponder is positioned over the tracked object. The base station includes a transceiver that detects when the transponder leaves the indicated area.
Another prior art active RF identification label is disclosed in the WO95 / 12091 patent by Ghaem. The system includes an active RF tag that includes a low profile battery power source and an RF transmitter that transmits a predetermined identification code. However, this type of system is limited in that it does not allow selective transmission of information based on the priority of the information stored in the memory.
Since active RF labels include batteries, their shelf life is limited by the battery life. The use of lithium batteries can increase the shelf life to 10 years, but such batteries are significantly more expensive than normal active RF identification labels and also create environmental problems upon disposal . Furthermore, normal active RF labels are not practical for high capacity, low cost applications where the labels are discarded after a single use.
Accordingly, it would be desirable to provide a low cost RF identification label that has a shelf life comparable to passive RF labels, yet provides the operational benefits of conventional active RF labels.
[Summary of Invention]
The present invention provides an RF identification label that includes a selectively energizable battery. This label has control and RF generation circuitry coupled to the battery. The battery consists of two separate parts that are contacted and activated to operate the battery, thereby providing power to the control and RF generation circuitry. A preferred embodiment of the control and RF generation circuit includes a programmable integrated circuit chip having contacts programmable by the user to define the generated identification signal.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a relatively inexpensive active RF identification label that can be stored for long periods before use.
Other objects and advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the detailed description of the embodiments.
[Brief description of drawings]
FIG. 1 is a plan view of an active RF identification label according to the technique of the present invention.
FIG. 2 is a controllable block diagram used with the active RF identification label shown in FIG.
3 is a side view of the active RF identification label shown in FIG. 1 showing the initial stages of label activation.
4 is a side view of the active RF identification label shown in FIG. 1 showing an intermediate stage of label activation.
FIG. 5 is a side view of the active RF identification label shown in FIG. 1 in the biased position.
FIG. 6 is a perspective view of another embodiment of an RF identification label according to the technique of the present invention.
FIG. 7 is a side view of a second alternative embodiment of an RF identification label in accordance with the techniques of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a third alternative embodiment of an RF identification label in accordance with the techniques of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of the data input means.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG.
FIG. 11 is a block diagram of a memory in the data module.
Detailed Description of Preferred Embodiments
Referring to FIG. 1, an active radio frequency (RF) identification label 10 is shown. This identification label 10 consists of a thin rectangular strip 12 of flexible material of the type normally used as a baggage label, such as plastic, paper, cardboard, synthetic material, natural material, textile, non-woven material, etc. Can be configured. The substrate 16 is attached to the strip 12 by an ordinary method such as an adhesive. Substrate 16 supports control circuit 14, first battery portion 18, antenna 26, and programmable contacts 28. The substrate 16 also has a small lip 29 that surrounds the components located on the substrate 16.
The first battery portion 18 has an anode 20 and a cathode 22. The anode 20 and cathode 22 supply power to the control circuit 14 via conductors 24. These conductors 24 are made from conventional conductive materials such as conductive inks, thin films, or metal foils. Program contact 28 is coupled to control circuit 14 by conductor 30 to allow the user to program the label with a desired identification signal, as will be described in detail below.
The second battery portion 32 is provided at the end of the strip 12 opposite the end to which the substrate 16 is attached. This second battery portion 32 functions as a substrate for the electrolyte material. In a preferred embodiment, the battery is composed of zinc and manganese dioxide, the anode 20 is magnesium dioxide, the cathode 22 is zinc, and the electrolyte is a liquid gel of ammonia chloride and zinc chloride. Those skilled in the art will recognize that the materials used in the preferred embodiments can be replaced with many other materials without departing from the scope of the present invention.
The second battery portion 32 is arranged such that when the strip 12 is folded back and stacked, the second battery portion 32 contacts and overlaps the first battery portion 18. The adhesive 33 covers the portion of the strip 12 that surrounds the second battery portion 32. This ensures that the contact between the two battery parts 18 and 32 is maintained after the strips are folded and stacked. Adhesive 33 also seals the electrolyte material within lip 29 to prevent leakage. The second region 35 of the strip 12 is not covered with the adhesive 33. A backing material 37 as shown in FIG. 9 covers the adhesive 33 and the second battery part 32 to reliably prevent unwanted material from adhering to the strip 12. When it is desired to operate the label 10, the backing material 37 is removed by the user. A perforated portion 31 is provided near the center of the strip 12.
Referring to FIG. 2, the control circuit 14 includes a control and timing module 40 (hereinafter referred to as a control module), a data encoding and storage module 42 (hereinafter referred to as a data module), an RF modulator 44, and a power amplifier 46. . In the preferred embodiment, the control module 40 and the data module 42 are software configured modules. In order to program label 10 with the desired message or data to be transmitted, data is entered into label 10 from data input source 100 via program contact 28. Data enters the data encoding and storage module 42 in binary form. This data is typically related to the package in which the label 10 is attached with an adhesive. This data may include the package contents, package destination, package shipping source, package weight, and any other data known about the package when label 10 is programmed.
Data encoding and storage module 42 includes non-volatile random access memory (NVRAM) for storing and retrieving data. As binary data is stored in memory, it is encoded and compressed by data module 42. In addition, error detection and error correction information is added by the data module 42 to ensure that the data decoded by the receiver is error free. Data compression and encoding may occur before the data is input to the data module 42. This reduces the complexity of both the control circuit 14 and the data module 42 and allows data to be encrypted by the data input source 100 for secrecy if desired.
Radio frequency (RF) modulator 44 uses a frequency shift key (FSK) scheme to modulate the carrier signal. Alternatively, a phase shift key (PSK) scheme or other known modulation method may be used. The binary data signal output from module 42 is mixed with the RF carrier selected for transmission. In the preferred embodiment, the selected RF carrier is 908 MHz. The power amplifier 46 increases the power of the signal given by the modulator 44 and outputs it to the antenna 26.
The control (and timing) module 40 oversees all operations of the control circuit 14. The control module 40 includes a processor that commands the data module 42 to encode and store data. When the label 10 is assembled and the power source is enabled, the control module 40 activates the data module 42, the RF modulator 44, and the power amplifier 46. When energized, the label 10 transmits data stored on the selected RF carrier for reception by an external receiver. The data is preferably transmitted at irregular intervals and transmitted several times per second. By shifting the transmission interval, the receiver has the opportunity to receive a secure transmission from each of several labels 10 in its coverage area.
In the preferred embodiment, coded data that is considered to be of higher priority is transmitted more frequently than coded data without priority. For example, routing and unique identification information is sent each time, while the entire content stored in the data module 42 contains additional information such as content, weight, original date and location of the package. Sent once every three times.
The data is stored in a selective form in the memory 43 as shown in FIG. 11 so that non-priority data and priority data can be separated. In applications such as routing packages for mailing, the package recipient's zip code, city, street, street address and name are required to ensure proper delivery of the package. The highest priority data 102, such as a zip code, is transmitted in each transmission. Low priority data 104, 106 and non-priority data 108 are transmitted less frequently.
The memory 43 can also be programmed to send a message after a predetermined time has elapsed when the label 10 is activated. For example, if label 10 is still present on the package after a week, label 10 sends a message indicating that the package has been lost. This can facilitate identification and tracking of packages sent to the wrong location. The data module 42 can also be programmed specifically for each application. Thus, the data can be transmitted in any desired format and time interval.
In another embodiment, label 10 receives an RF signal from an external source such as an RF transmitter. This signal can include control instructions for controlling the operation of the control module 40 or additional data for storage in the data module 42. In this embodiment, the modulator 44 is a modulator / demodulator (modem) and the preferred received RF carrier is 2.45 GHz. The received RF signal is demodulated by modem 44 and processed by control module 40. The control module 40 executes the control command and stores the received data in the data module 42. The received data may erase the data currently stored in the data module 42 or may be added to the data. In this way, the contents of the data module 42 can be updated as the package is sent along its predetermined path. Furthermore, the desired destination of the package can be changed from the original destination to a new destination when the package is in the middle.
The received control instructions enable or disable the desired specific operating mode of label 10. For example, if label 10 is used for air baggage routing, label 10 is instructed to stop all RF transmissions (RF transmission stop mode) before loading the cargo into the aircraft cargo holding device. It is desirable to do. This eliminates the risk of communication interruption during flight. The RF transmission mode can be enabled when the package is removed from the aircraft cargo holding device.
Referring again to FIG. 9, the data input means 100 is shown. An unprogrammed label 10 is supplied from a delivery roll 110 to a programming mechanism 112. Although a feeding roll 110 is shown, a fanfold (continuous paper) box may be used. Programming mechanism 112 includes programming probes 114, 116 and a print head 118 that contacts the opposite side of label 10. The programming probes 114, 116 contact the corresponding programming contacts 28 on the label 10 as the label 10 is supplied and supplied past the programming probes 114, 116. At the same time, the print head 118 prints information on the opposite side of the label 10. Direct heating, thermal transfer, ink jetting, or other known printing techniques may be used to print human or machine readable information on one side of the label 10.
The data input means 100 receives programmed data from an external source (not shown) such as a personal computer. Data input means 100 programs the desired data into label 10 and prints visible information on the surface of label 10. Programming probes 114 and 116 also provide temporary power to control circuit 14 during label 10 programming. The contact between the programming probes 114, 116 and the programming contact 128 as well as the contact between the print head 118 and the label 10 is shown in more detail in FIG.
Referring again to FIG. 9, once a label 10 is formed, the label 10 is separated from the adjacent label 10 by tearing along the perforations 120 between the labels 10. The label 10 is then affixed to the tracked object and biased by pressing the second battery portion 32 against the first battery portion 18.
In order to bias the label 10, a flexible strip 12 is folded back and overlaid as shown in FIGS. The electrolyte 32 effectively contacts the anode 20 and cathode 22 of the first battery portion 18, thereby completing the battery and powering the control circuit 14. At that time, the data programmed into the label 10 is transmitted by the label 10 on the RF carrier selected to be received by the receiving means. The active RF identification label 10 is particularly suitable for use as a label for air baggage, where the strip 12 is wrapped around the baggage portion of the baggage and the adhesive-free portion 35 of the strip 12 is Contact. The label 10 is easily removed after use by the perforated portion 31.
Referring to FIG. 6, another embodiment of the RF identification label 50 is shown. The RF identification label 50 has been described with respect to the label 10 shown in FIGS. 1-5 except that instead of a single strip 12, two parts made of separate materials 52, 54 are provided. It consists of the same methods and parts. The label 50 is biased by affixing the two parts 52, 54 together so that the first battery part 18 is effectively joined by the adhesive 32 of the second battery part. Adhesive is applied to the outer side 52 of the part 52 or the outer side 58 of the part 54 to facilitate adhesion of the identification label 50 to a box or another object.
In a second alternative embodiment shown in FIG. 7, the electrolyte 32 includes two inert portions 60, 62 that are encapsulated separately. Both parts are maintained in a sealed enclosure 64. The battery is energized by breaking the encapsulant 66 between portions 60 and 62. Sealed enclosure 64 keeps energized electrolyte 32 in contact with anode 20 and cathode 22.
In FIG. 8, a third alternative embodiment is shown. In this embodiment, the label 80 comprises a single container 82 that houses the control circuit 14 and a battery. In this embodiment, the battery is a zinc-air battery composed of an aqueous solution of zinc and potassium hydroxide. As is well understood by those skilled in the art, the battery 81 is energized when the solution is exposed to air (oxygen). In its inactive form, the solution is isolated from the air by a separator strip 84. To activate the label 80, the separator strip 84 is removed from the container 82, thereby exposing the solution to air. A programming contact 28 is provided on one side of the housing 82 so that the data input means 100 can access the control circuit 14. Adhesive 86 is applied to the second side of label 80 to apply label 80 onto the package. Additionally, a bar code label 88 may be provided to optically identify the label 80.
Although the present invention has been described in part with reference to preferred embodiments, such detailed description is intended to be illustrative rather than limiting the scope of the invention. Those skilled in the art should recognize that many configurations and operation modes can be changed based on the technology disclosed herein without departing from the scope of the present invention.

Claims (6)

データを記憶するメモリと、前記記憶されたデータに基づいてRF識別信号を発生するRF発生手段と、前記RF発生手段に接続されて前記RF発生手段に電力を供給する能動バッテリとを具備し、前記能動バッテリは少なくとも第1の部分とそれと分離された第2の部分とを備え、前記能動バッテリは前記第1の部分が前記第2の部分と動作可能に接触したときに付勢され、前記第2の部分はバッテリの付勢後に前記第1のバッテリ部分と第2のバッテリ部分とが相互に動作可能に接触するのを維持する手段を備え、それによって前記RF識別信号が前記バッテリの付勢により要求されたときに生成可能にされる能動RF識別ラベルにおいて、
前記バッテリ、前記RF発生手段および前記メモリに結合され、前記RF識別信号の発生を制御して、送信のために前記メモリからのデータを前記RF識別信号に選択的に出力する制御装置を具備し、
前記制御装置は、より低い優先度を持つデータよりもより高い優先度を持つデータをより頻繁に出力させるようにプログラムされている能動RF識別ラベル。
A memory for storing data; an RF generating means for generating an RF identification signal based on the stored data; and an active battery connected to the RF generating means for supplying power to the RF generating means, The active battery comprises at least a first portion and a second portion separated therefrom, the active battery being energized when the first portion is in operative contact with the second portion, and The second part comprises means for maintaining the first battery part and the second battery part in operative contact with each other after energization of the battery, whereby the RF identification signal is applied to the battery. In an active RF identification label that can be generated when requested by
A controller coupled to the battery, the RF generating means and the memory for controlling the generation of the RF identification signal and selectively outputting the data from the memory to the RF identification signal for transmission; ,
An active RF identification label programmed to cause the controller to output data with a higher priority more frequently than data with a lower priority.
前記第1のバッテリ部分は誘電体基板上に支持されている陽極および陰極を備え、前記第2のバッテリ部分は電解質を含む請求項1記載の能動RF識別ラベル。The active RF identification label of claim 1, wherein the first battery portion comprises an anode and a cathode supported on a dielectric substrate, and the second battery portion includes an electrolyte. 支持基板が陽極および陰極に接着してバッテリを付勢するように支持基板に接着剤が塗布され、その接着剤は前記第1のバッテリ部分と第2のバッテリ部分とが相互に動作可能に接触するのを維持する手段を構成する請求項2記載の能動RF識別ラベル。Adhesive is applied to the support substrate such that the support substrate adheres to the anode and the cathode and biases the battery, the adhesive being in contact with the first battery portion and the second battery portion. 3. An active RF identification label according to claim 2, comprising means for maintaining the performance. 最高の優先度のデータは送信毎に送信され、低い優先度のデータおよび優先度のないデータは少ない頻度で送信される請求項1記載のRF識別ラベル。The RF identification label according to claim 1, wherein the highest priority data is transmitted at every transmission, and the low priority data and the non-priority data are transmitted less frequently. 前記メモリは、能動RF識別ラベルが付勢されてから予め定められた時間が経過した後にメッセージを送信するようにプログラムされている請求項1記載の能動RF識別ラベル。The active RF identification label of claim 1, wherein the memory is programmed to transmit a message after a predetermined time has elapsed since the activation of the active RF identification label. データを記憶するメモリと、前記記憶されたデータに基づいてRF識別信号を発生するRF発生手段と、前記RF発生手段に接続されて前記RF発生手段に電力を供給する能動ハッテリとを具備し、前記能動バッテリは少なくとも第1の部分とそれと分離された第2の部分とを備え、前記能動バッテリは前記第1の部分が前記第2の部分と動作可能に接触したときに付勢され、前記第2の部分はバッテリの付勢後に前記第1のバッテリ部分と第2のバッテリ部分とが相互に動作可能に接触するのを維持する手段を備え、それによって前記RF識別信号が前記バッテリの付勢により要求されたときに生成可能にされる能動RF識別ラベルにおいて、
前記バッテリ、前記RF発生手段および前記メモリに結合され、前記RF識別信号の発生を制御して、前記メモリからデータを選択的に出力させ、前記選択されたデータを前記RF識別信号に挿入する制御装置を具備し、
前記制御装置は、より低い優先度を持つデータよりもより高い優先度を持つデータをより頻繁に出力させるようにプログラムされている能動RF識別ラベル。
A memory for storing data; an RF generation means for generating an RF identification signal based on the stored data; and an active battery connected to the RF generation means for supplying power to the RF generation means, The active battery comprises at least a first portion and a second portion separated therefrom, the active battery being energized when the first portion is in operative contact with the second portion, and The second part comprises means for maintaining the first battery part and the second battery part in operative contact with each other after energization of the battery, whereby the RF identification signal is applied to the battery. In an active RF identification label that can be generated when requested by
Control coupled to the battery, the RF generating means, and the memory, controlling generation of the RF identification signal, selectively outputting data from the memory, and inserting the selected data into the RF identification signal Equipped with equipment,
An active RF identification label programmed to cause the controller to output data with a higher priority more frequently than data with a lower priority.
JP1996534870A 1995-05-17 1996-05-03 Radio frequency identification label Expired - Fee Related JP3148247B6 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/442,695 US5838253A (en) 1995-05-17 1995-05-17 Radio frequency identification label
US442,695 1995-05-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP3148247B2 JP3148247B2 (en) 2001-03-19
JP3148247B6 true JP3148247B6 (en) 2008-12-03

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2220846C (en) Radio frequency identification label
EP1667336B1 (en) Radio tag reader/writer
US7551087B2 (en) Handheld and cartridge-fed applicator for commissioning wireless sensors
US8128001B2 (en) RFID label, method for producing the RFID label, device for producing the RFID label, sheet member (tag sheet) used for the RFID label, and cartridge attached to the device for producing the RFID label
JP4737716B2 (en) RFID tag IC circuit holder, tag tape roll, RFID tag cartridge
US8159349B2 (en) Secure modular applicators to commission wireless sensors
US8248246B2 (en) RFID-tag fabricating apparatus and cartridge
US20100283584A1 (en) Systems, Methods, and Devices for Commissioning Wireless Sensors.
US7830258B2 (en) Systems, methods, and devices for converting and commissioning wireless sensors
EP1112560A1 (en) Radio frequency identification tag apparatus and related method
WO2000057353A8 (en) Intelligent media reader and label printer
US7961107B2 (en) Cartridge for including at least RFID tag and apparatus for communicating with RFID tag
JP4300869B2 (en) Wireless tag reader / writer
JP3148247B6 (en) Radio frequency identification label
JP4337526B2 (en) Wireless tag cartridge and wireless tag information communication device
JP4465708B2 (en) Wireless tag information communication device
JP2000322543A (en) Issuing device for noncontact data carrier label
JP2006131331A (en) Tag tape roll and RFID circuit element cartridge
JP2009288960A (en) Rfid printer
JP2006215589A (en) Communication device and wireless tag reader / writer
JPWO2005078650A1 (en) Roll for tag label producing apparatus and RFID tag circuit element cartridge
JP2006146786A (en) Tag tape, tag tape roll, RFID tag circuit element cartridge
JP2006053763A (en) Label making device
JP4737078B2 (en) Wireless tag creation device
JP2005338994A (en) RFID tag IC circuit holder and cartridge for tag label producing apparatus