DISPOSITIVOS DE IDENTIFICACIÓN POR RADIOFRECUENCIA PARA PERMITIR LA LECTURA DE ARTÍCULOS FUERA DE LA LÍNEA VISUAL.

Un sistema de identificación por radio-frecuencia RFID (100) para uso con un lector (106) que transmite energía de activación para leer un apilamiento (104) de artículos,

comprendiendo un sistema: una pluralidad de identificadores de RFID (110) siendo montable cada uno a uno de los artículos (112) e incluyendo un circuito de RFID (114) para generar energía de identificación cuando se activa; caracterizado por una línea de transmisión (120) que comprende un conductor de activación (132a) para transportar la energía de activación desde el lector (106) a la pluralidad de identificadores RFID (110) y un conductor de identificación separado (132b) configurado para transportar la energía de identificación desde los identificadores (110); una antena de apilamiento (148) acoplada de forma operativa con la línea de transmisión (120), mediante lo cual la antena de apilamiento (148) incluye una sección de recepción (152) acoplada de forma operativa con el conductor de activación (132a) para recibir la energía de activación transmitida por el lector (106) y una sección de radiación (154) acoplada de forma operativa con el conductor de identificación (132b) para radiar la energía de identificación portada por la línea de transmisión (120); y un par de amplificadores (150a, 150b), donde uno de los amplificadores (150a) está dispuesto línea abajo de la sección de recepción (152) para amplificar la energía de activación (E) antes de ser portada por el conductor de activación (132a) hacia los identificadores (110) y donde otro amplificador (150b) está posicionado en o cerca de la sección de radiación (154) para amplificar la energía de identificación (T) antes de la radiación, siendo posicionable la línea de transmisión (120) en proximidad de acoplamiento una pluralidad de los identificadores (110) cuando la pluralidad de los identificadores (110) se montan en los artículos (112) y cuando los artículos (112) están apilados, de tal forma que: cuando porta la energía de activación, la línea de transmisión (120) se acopla con y por lo tanto permite la activación de la pluralidad de los identificadores (110); y cuando la pluralidad de los identificadores (110) está activada, la línea de transmisión (120) se acopla con y porta la energía de identificación de la pluralidad de los identificadores (110).

Antecedes de la invención

La presente invención se relaciona con sistemas de identificación por radio-frecuencia (RFID) que incluyen identificadores de RFID y lectores. La invención también se relaciona con un aparato de RFID y la metodología que permite que una pluralidad de artículos, tales como artículos apilados en una paleta, sean leídos, incluyendo los artículos más internos en el apilamiento, y aún en la presencia de materiales intolerantes a RF tales como líquidos y metales.

La identificación automática es un término amplio que se aplica a un sinnúmero de tecnologías que se utilizan para ayudar a las máquinas a identificar artículos u objetos tales como cartones, cajas, botellas y así sucesivamente. La identificación automática está acoplada a menudo con la captura automática de datos. Por lo tanto, las compañías que desean identificar artículos son capaces de capturar información acerca de los artículos, almacenar la información capturada en un ordenador y recuperar selectivamente la información del ordenador para una variedad de propósitos útiles, todo con un mínimo de labor humana.

Un tipo de tecnología de identificación automática es la identificación por radio-frecuencia (RFID). La identificación por radio-frecuencia es un término genérico para tecnologías que utilizan ondas de radio para identificar artículos automáticamente. Hay varios métodos convencionales para identificar artículos utilizando RFID, el más común de los cuales es almacenar un número de serie (y otra información, si se desea) que identifica un producto en un microchip que se conecta a una antena. El chip y la antena juntos definen un circuito transpondedor. La antena permite que un lector remoto que tenga un transceptor se comunique con el chip y permite que el chip transmita información de identificación de vuelta al lector cuando es accionado para hacerlo así por parte del lector. El lector convierte las ondas de radio retornadas desde el identificador de RFID en una forma que pueda ser utilizada por un ordenador. Un sistema de RFID convencional consiste de un identificador (que incluye un chip con una antena) y un lector (a veces denominado interrogador) con una antena. El lector envía ondas electromagnéticas que forman un campo magnético cuando se acoplan con la antena sobre el identificador de RFID. Un identificador de RFID pasivo extrae potencia de este campo magnético y utiliza esta potencia para manejar o activar el chip. El chip modula entonces las sondas que son enviadas de regreso al lector, y el lector convierte las sondas retornadas en información digital.

Hay en general dos tipos de identificadores de RFID: activo y pasivo. Un identificador de RFID activo utiliza una batería para alimentar el chip y para transmitir una señal a un lector (similar a un teléfono celular que transmite señales). Un identificador pasivo no tiene una batería pero en cambio es alimentado por las ondas electromagnéticas que inducen una corriente en la antena del identificador. Un identificador semipasivo utiliza una batería para alimentar el chip pero se comunica extrayendo potencia de las ondas electromagnéticas del lector.

Similar a una sintonización de radio en diferentes frecuencias, los identificadores y lectores de RFID se sintonizan a la misma frecuencia para comunicarse. Los sistemas de RFID utilizan muchas frecuencias diferentes pero los rangos de frecuencia más comunes utilizados en los sistemas RFID son baja frecuencia (aproximadamente 125 KHz), alta frecuencia (13.56 MHz) y frecuencia ultraalta o UHF (aproximadamente 900 MHz). Las microondas, que tienen una frecuencia de aproximadamente 2.45 GHz, también se utilizan en algunas aplicaciones.

La distancia a la cual un identificador de RFID puede ser leído se conoce como el rango de lectura. El rango de lectura de un identificador pasivo depende de un cierto número de factores: la frecuencia de operación, la potencia del lector, la interferencia de artículos metálicos u otros dispositivos de RF. En general, los identificadores de baja frecuencia tienen un rango de lectura de aproximadamente un pie; los identificadores de alta frecuencia tienen un rango de lectura de aproximadamente tres pies; y los identificadores UHF tienen un rango de lectura de aproximadamente 20 pies. Cuando se requieren rangos de lectura más largos, puede utilizarse un identificador activo con un rango de lectura de 300 pies o más.

Una de las aplicaciones deseadas de los identificadores de RFID es seguir e inventariar bienes en una cadena de suministro, particularmente en volúmenes altos tales como una pluralidad de artículos apilados sobre una paleta o un muelle de carga o en una bodega. Una de las dificultades inherentes en esta aplicación es asegurar que todos los identificadores de RFID asociados con todos los artículos en el apilamiento son leídos, incluyendo los artículos más internos del apilamiento que están apartados de la vista por los artículos externos del apilamiento. Por ejemplo, si el apilamiento de artículos es una capa de cinco por cinco apilada con cinco capas de altura (esto es 125 artículos en total, entonces el usuario quiere asegurarse de que todos los 125 identificadores de RFID sean leídos, aún aquellos identificadores montados en artículos localizados en el centro del apilamiento.

La efectividad de la lectura de los identificadores localizados en el centro del apilamiento puede verse perjudicada por la presencia de materiales que no son particularmente conductores para la lectura de RF. Más específicamente, mientras que todos los materiales interactúan en grados variables, las sondas de RF son capaces de viajar a través de la mayor parte de los materiales no metálicos, de manera que los identificadores de RFID pueden encajarse en empaques o alojarse en plásticos protectores a prueba del clima y por durabilidad a la vez que siguen siendo legibles. Sin embargo, las ondas de RF particularmente se reflejan contra los materiales conductivos tales como metales si son particularmente absorbidas por ciertos otros materiales, tales como agua, grasa, azúcar y proteína en materiales absortivos de altas frecuencias que son encontrados comúnmente en artículos alimenticios empacados en cartones. Estas características hacen que el seguimiento de productos metálicos o aquellos con alto contenido de agua sea problemático. Además, la lectura de un apilamiento de artículos con identificadores de RFID, particularmente artículos localizados en el centro del apilamiento o artículos que pueden contener materiales altamente conductivos o absortivos, también es problemática.

El documento US 2004135691 A1 divulga contenedores para mantener bienes que están provistos con una estructura conductiva de retransmisión para retransmitir las señales de los identificadores de RFID de un lado del contenedor al otro. La estructura conductiva incluye una primera antena sobre el primer lado de cada contenedor, una segunda antena en el segundo lado de cada contenedor y una línea de transmisión que conecta las antenas. Cuando los contenedores están dispuestos en un apilamiento, la retransmisión de las señales de RFID pasa por cada fila de contenedores permitiendo la búsqueda hacia la parte posterior del apilamiento sin desmontar el apilamiento de contenedores.

El documento GB 2360422 divulga un sistema de lectura de un dispositivo transpondedor que se utiliza con un medio de almacenamiento, contenedor o elemento de empaque, con el fin de identificar artículos. El sistema de lectura del dispositivo transpondedor consiste de al menos un dispositivo transpondedor, un dispositivo transpondedor lector y un elemento radiante. El lector incluye una antena que emite una señal de radio de búsqueda y recibe una señal de radio-respuesta emitida por el dispositivo(s) transpondedor en respuesta a la señal de interrogación. El elemento radiante tiene una porción radiante que se acopla con las señales de radio hacia y desde la antena del lector y otra porción de radiación que acopla las señales de radio hacia y desde el dispositivo(s) transpondedor. El elemento radiante está dispuesto para transferir señales de radio emitidas por la antena del lector al dispositivo(s) transpondedor y viceversa como puede montarse en o sobre el contenedor o elemento de empaque.

El documento WO 2004114241 A2 divulga un sistema de almacenamiento que comprende uno o más entrepaños de almacenamiento y divisores o particiones, cada una de las cuales puede incluir una o más antenas lectoras utilizadas para seguir o detectar la presencia de objetos o artículos identificados de identificación por radio-frecuencia (RFID).... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de identificación por radio-frecuencia RFID (100) para uso con un lector (106) que transmite energía de activación para leer un apilamiento (104) de artículos, comprendiendo un sistema:

una pluralidad de identificadores de RFID (110) siendo montable cada uno a uno de los artículos (112) e incluyendo un circuito de RFID (114) para generar energía de identificación cuando se activa;

caracterizado por

una línea de transmisión (120) que comprende un conductor de activación (132a) para transportar la energía de activación desde el lector (106) a la pluralidad de identificadores RFID (110) y un conductor de identificación separado (132b) configurado para transportar la energía de identificación desde los identificadores (110);

una antena de apilamiento (148) acoplada de forma operativa con la línea de transmisión (120), mediante lo cual la antena de apilamiento (148) incluye una sección de recepción (152) acoplada de forma operativa con el conductor de activación (132a) para recibir la energía de activación transmitida por el lector (106) y una sección de radiación

(154) acoplada de forma operativa con el conductor de identificación (132b) para radiar la energía de identificación portada por la línea de transmisión (120); y

un par de amplificadores (150a, 150b),

donde uno de los amplificadores (150a) está dispuesto línea abajo de la sección de recepción (152) para amplificar la energía de activación (E) antes de ser portada por el conductor de activación (132a) hacia los identificadores (110) y

donde otro amplificador (150b) está posicionado en o cerca de la sección de radiación (154) para amplificar la energía de identificación (T) antes de la radiación,

siendo posicionable la línea de transmisión (120) en proximidad de acoplamiento una pluralidad de los identificadores (110) cuando la pluralidad de los identificadores (110) se montan en los artículos (112) y cuando los artículos (112) están apilados, de tal forma que:

cuando porta la energía de activación, la línea de transmisión (120) se acopla con y por lo tanto permite la activación de la pluralidad de los identificadores (110); y cuando la pluralidad de los identificadores (110) está activada, la línea de transmisión (120) se acopla con y porta la energía de identificación de la pluralidad de los identificadores (110).

2. El sistema de la reivindicación 1, donde la antena de apilamiento (148) sobresale sustancialmente del apilamiento de artículos (112) para ser legible por el lector (106).

3. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 donde la línea de transmisión (120) está dispuesta sobre una pieza de material en lámina (134).

4. El sistema de la reivindicación 3 donde la pieza de material en lámina (134) incluye un tablero sustancialmente no flexible.

5. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 donde la antena de apilamiento (148) de la línea de transmisión (120) está montada sobre una pieza de material en lámina (134).

6. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde cada uno de los identificadores (110) incluye un sustrato (134) sobre el cual se dispone el circuito de RFID (114).

7. El sistema de la reivindicación 6, donde el sustrato (134) de cada uno de los identificadores incluye una capa adhesiva (136).

8. Un método para leer artículos (112) provistos de un sistema de identificación por radio-frecuencia RFID, comprendiendo el método:

proveer una carga de una pluralidad de artículos (112) identificados con RFID apilados juntos, incluyendo cada uno de los artículos (112) identificados con RFID:

un artículo (112); y

un identificador (110) de RFID montado en el artículo (112) e incluyendo un circuito RFID (114) con una antena (118) y un chip (116) para generar energía de identificación cuando se activa;

caracterizado por proveer una línea de transmisión (120) que comprende un conductor de activación (132a) que está configurado para portar la energía de activación desde un lector (106) y un conductor de identificación separado (132b) configurado para portar energía de identificación desde los identificadores (110);

proveer una antena de apilamiento (148) acoplada de forma operativa con la línea de transmisión (120), mediante la cual la antena de apilamiento (148) incluye una sección de recepción (152) acoplada de forma operativa con el conductor de activación (132a) para recibir la energía de activación transmitida por el lector (106) y una sección de radiación (154) acoplada de forma operativa con el conductor de identificación (132b) para radiar la energía de identificación portada por la línea de transmisión (120);

proveer un par de amplificadores (150a, 150b),

donde uno de los amplificadores (150a) está dispuesto línea abajo de la sección de recepción (152) para amplificar la energía de activación (E) antes de ser portada por el conductor de activación (132a) a los identificadores (110) y

donde el otro amplificador (150b) está posicionado en o cerca de la sección de radiación (154) para amplificar la energía de identificación (T) antes de la radiación,

posicionar la línea de transmisión (120) en una proximidad operativa a al menos un cierto número de los identificadores (110) de RFID, de tal forma que:

cuando se porta la energía de activación, la línea de transmisión (120) se acopla con y por lo tanto permite la activación de la pluralidad de los identificadores (110); y cuando la pluralidad de los identificadores (110) se activa, la línea de transmisión (120) se acopla con y porta la energía de identificación de la pluralidad de los identificadores (110).

9. El método de la reivindicación 8 que comprende adicionalmente transmitir la energía de activación a la antena de apilamiento (148) que sustancialmente sobresale de la pluralidad de artículos identificados con RFID (112) que están apilados juntos para ser legibles por el lector (106).

10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, donde la línea de transmisión (120) está dispuesta sobre una pieza de material en lámina (134) sustancialmente de forma vertical y adyacente a un apilamiento de los artículos identificados con RFID (112) en la carga, de tal forma que la línea de transmisión (120) se acopla con el identificador (110) de RFID de al menos algunos de la pluralidad de artículos identificados con RFID (112) en el apilamiento.