ЭТИКЕТКА-ИНДИКАТОР Российский патент 2010 года по МПК G09F9/00 

Этикетка-индикатор «Глобус» может быть применена в оптовой и розничной торговле, в складском деле, транспортировке товаров, в системах управления материально-техническим снабжением и системах контроля качества продукции. Например, в оптовой торговле этикетка-индикатор позволяет отслеживать соблюдение требований к продукту по его сроку хранения и соблюдению условий и режима хранения товара. В складском деле - осуществлению оптимального размещения товара и управлению цепочками поставок от производителя к потребителю. Кроме того, этикетка-индикатор может быть использована в системах управления доступом с повышенными требованиями к безопасности, в беспроводных системах транзакции и различных платежных приложениях, выполняя роль электронного кошелька. Этикетка-индикатор может быть использована также для идентификации продукта и для автоматизации бухгалтерского учета. Этикетку-индикатор можно размещать на товаре и упаковке, имуществе, документах, компакт-дисках, библиотечных материалах, бесконтактных картах идентификации потребителя и т.п.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ

Известно изобретение «Способ маркировки, обнаружения и идентификации объектов», патент RU №2107324, опубл. 1998.03.20, МПК G06K 5/00, G06K 19/02, в котором имеются метки, которые облучают внешним источником излучения и затем регистрируют излучение от метки детектором. В метку вводят кристаллы вещества, обладающего магнитными свойствами. При этом изобретение позволяет упростить процесс идентификации объекта, причем этот процесс можно сделать бесконтактным. Однако данное изобретение используют только в ядерной физике, и оно не предназначено для контроля качества товара.

Известно изобретение «Способ обеспечения качества компонентов крови с применением штриховых кодов», патент RU №2129882, опубл. 1999.05.10, МПК А61М 1/38, в котором на продукцию печатают этикетку, содержащую закодированную информацию о продукте, и наклеивают на пакет с продуктом. Изобретение позволяет уменьшить трудоемкость процесса обработки информации при заготовке и изготовлении компонентов продукта. Однако изобретение решает задачу исключения ошибок при работе персонала при сопровождении продукта от заготовителей до потребителей, но не решает проблему отслеживания условий хранения продукции.

Известно изобретение «Способ маркировки товара, или изделия, или конструкции с последующей идентификацией (варианты) и система проведения идентификации товара, или изделия, или конструкции с указанной маркировкой (варианты)», патент RU №2199781, опубл. 2003.02.27, МПК G06K 5/00, G07D 7/00, в котором осуществляют маркирование изделий данными, содержащими кодированную информацию или электронную цифровую подпись. Проверку на подлинность осуществляют с помощью устройства идентификации, выполненного с возможностью преобразовывать записанные указанные данные в сообщения. Изобретение позволяет обеспечить практическую невозможность подделки, или замены, или иного несанкционированного действия в отношении указанных товаров. Однако изобретение не решает задачи объединения функций при упрощении конструкции и технологии изготовления по контролю качества товара и одновременному отслеживанию соблюдения условий хранения товара при использовании систем бесконтактного считывания информации, а также функцию автоматизации ввода информации.

Известна заявка на изобретение «Защитное устройство, имеющее большое число защитных признаков, и способ его изготовления», заявка RU №2000117277, опубл. 2002.06.27, МПК G06K 5/00, в которой защитное устройство имеет металлический слой и магнитный слой, которые совместно образуют визуально распознаваемые знаки. Изобретение позволяет обеспечить большое число защитных признаков, однако оно не решает задачи объединения функций при упрощении конструкции и технологии изготовления по контролю качества товара и одновременному отслеживанию соблюдения условий хранения товара при использовании систем бесконтактного считывания информации, а также функцию автоматизации ввода информации.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является заявка на изобретение «Пассивная транспондерная система идентификации и транспондер в виде кредитной карточки», заявка RU №2002103506, опубл. 2003.10.27, МПК Н04В 1/59, H04Q 7/00, в которой имеется передатчик, излучающий в указанной зоне на принимающую антенну радиочастотные сигналы или сигналы, модулированные фиксированной низкой частотой, антенна, модулированная двумя разными средними частотами, полупроводниковая схема с нелинейным импедансом, транспондер, имеющий резонансный контур с резонансной частотой, равной сумме двух различных частот, и который переизлучает сигнал несущей, тонально модулированный данными на указанной суммарной частоте, а также узкополосный приемник и приемная антенна. Изобретение предназначено для обнаружения и отслеживания наличия автомобилей или иных объектов в зоне обнаружения, однако оно не позволяет проконтролировать качество продукта и соблюдение условий его хранения.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

В настоящее время требуется решить задачу создания дешевой, легкой этикетки, которая была бы проста в использовании для покупателя, но одновременно являлась активным приспособлением, легко вводимым в систему контроля контролирующими организациями качества товара. Кроме того, необходимо использование этикетки в простой, бесконтактной системе, позволяющей легко и удобно вводить данные предприятиям, участвующим в процессе производства, хранения, доставки, учета и отображения передвижения товара и реализации товара в документации. Такая сложная, комплексная задача требует компактной, удобной этикетки, которая без каких-либо дополнительных приборов могла бы указывать покупателю на то, что срок годности товара не истек, что его хранили в соответствии с требуемым режимом хранения. При этом покупатель должен быть уверен, что товар подлинный и изготовлен без нарушений, приводящих к его негодности для употребления, например, что его влажность соответствует ГОСТу и т.п. Однако для включения этикетки в качестве индикатора требуется, чтобы она работала также как индикатор и носитель информации для предприятий, участвующих в процессе доставки товара потребителю. Т.е. требуется накапливать информацию о перемещении товара, его сохранности, например, о наличии или отсутствии несанкционированного доступа к товару, об условиях хранения и перевозок данного товара, не нарушающих требований производителя.

Таким образом, предлагаемая этикетка-индикатор обеспечивает:

- объединение вышеназванных функций при упрощении конструкции и технологии изготовления систем бесконтактного считывания информации;

- возможность автоматизации ввода информации как при перевозках, складировании, розничной продаже, так и при бухгалтерском учете (ввод данных по объемам продаж, остатки на складе, отслеживание (пути передвижения) товаров, его сохранность);

- простоту контроля срока годности продуктов или условий хранения, отслеживание и контроль температурного режима хранения;

- простоту ввода информации на этикетку, считывания данных с этикетки, ее идентификации, ее перемаркировки (при идентификации) и ее учета;

- возможность создания системы стандартизации в зависимости от соответствия, то есть единой системы с применением норм и правил, закрепленных в нормативной документации: отраслевых стандартах, ГОСТах, СНИПах, технических регламентах;

- соблюдение схемы защиты, содержащейся в системе стандартов соответствия;

- соблюдение политики защиты, закрепленной в системе стандартов соответствия, а также отслеживание ее при смене политики защиты.

В настоящее время такой широкий спектр требований является недоступным как для потребителя, так и для предприятий.

Техническим результатом изобретения является создание для потребителя этикетки-индикатора для специальной системы идентификации, которая была бы проста в эксплуатации для потребителя и давала бы максимальную информацию для предприятий, т.е. с помощью которых непосредственно потребитель может проверить качество товара, с одновременным включением этикетки-идентификатора в систему бесконтактного контроля качества продукции.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данная техническая задача реализована следующим образом.

Этикетка-индикатор «Глобус» является комбинированным устройством, отдельные части которого конструктивно объединены на индикаторной гибкой наборной полимерной пленочной пластине, включает кроме пластины один или несколько цветоиндикагоров и/или микродисплеев, хотя бы один или несколько резонансных контуров и полупроводниковую схему. При этом цветоиндикатор или микродисплей имеет одно или несколько делений, каждое из которых показывает состояние одного из контролируемых параметров и его качественную (количественную) характеристику и занимает по площади одну часть поверхности либо непосредственно магнитного слоя, либо оптического устройства. Каждый цветоиндикатор или микродисплей имеет цветовую характеристику в виде графического знака или цветового фона в зависимости от требуемого сигнала, который передается потребителю, снабжен детектором идентификатора символов, который в свою очередь состоит из верхнего активного магнитного слоя и нижнего пассивного магнитного слоя, в который добавлен магнитный пигмент, пронизанный слоями из токопроводящей краски, обладающей магнитными свойствами. Слои токопроводящей краски выполнены с включением, например, магнитного порошка или любого ингредиента, наделенного определенными электромагнитными свойствами. Магнитные слои выполнены в виде сот из магнитного порошка. Магнитные слои электрически разделены полимерным слоем, на котором они размещены. Нижний пассивный магнитный слой детектора идентификации символов выполнен из полимерной структуры, являющейся изолятором, с размещенным внутри нее магнитным слоем, верхний активный магнитный слой выполнен из сотовой структуры, состоящей из магнитного порошка и токопроводящей краски. При этом магнитные слои выполнены из магнитного порошка и магнитного пигмента с заданным соотношением характеристик. Причем магнитные слои не соприкасаются между собой, но верхний магнитный слой соприкасается с мембраной детектора идентификатора символов. Магнитный порошок слоев и/или магнитный пигмент слоев обладает постоянными магнитными характеристиками в течение заданного промежутка времени относительно заданной скорости затухания в течение заданного промежутка времени одной из характеристик, передаваемых антенной резонансного контура полупроводниковой схемы и позволяющих определить тот или иной контрольный параметр. Цветоиндикатор сверху детектора идентификаторов символов может быть покрыт защитным слоем, например, из стеклообразного, гладкого материала. Микродисплей содержит также дополнительно первый отражающий и второй отражающий противоположный слои - оптические слои с оптическими элементами, где оптические элементы выполнены в виде блоков из стеклянных микросфер, послойно внедренных в прокладку из полимера, или в виде несоприкасающихся между собой металлических частиц, послойно внедренных в прокладку из полимера. Металлические частицы могут быть также объединены в блоки. Причем и стеклянные микросферы, и металлические частицы соответственно покрыты тонким металлическим слоем, обеспечивающим отражательную способность и возможность свечения блоков при прохождении сквозь них ионов заряженных частиц, а оптический слой в целом выполнен из первого и второго отражающих слоев, каждый из которых выполнен в виде дискретного слоя, имеющего специальную структуру из разделенных на электрически изолированные участки вкраплений, образованных из тонкопленочных металлических оболочек, нанесенных на металлические частицы или на стеклянные микросферы, объединенные в блоки, и один слой выполняет функцию первого отражающего слоя, а второй является противоположным отражающим слоем и выполняет функцию второго отражающего слоя. Причем каждый отражающий слой предусмотрен на, по меньшей мере, тех металлических частицах или блоках стеклянных микросфер, которые расположены в области или областях размещения антенны или антенн связи резонансного контура. Резонансный контур имеет резонансную частоту, равную сумме двух различных частот модуляции излучения активного радиочастотного излучателя полупроводниковой схемы, причем резонансный контур включает пассивный излучатель, который излучает на указанной суммарной частоте тонально модулированный сигнал, являющийся ответным активному радиочастотному излучателю (антенны) и отражающий характеристики модуля радиочастотной идентификации, и активный излучатель, который излучает дублирующий сигнал. Резонансный контур выполнен как пространственная структура интегральной микросхемы, образующая антенную сетку, состоящую из пассивно-активных антенн-транспондеров, и размещен на индикаторной гибкой наборной пленочной пластине в каждом цветоиндикаторе и микродисплее. На детектор идентификации символов цветоиндикатора и на первый оптический слой цветоиндикатора нанесен защитный слой. Полупроводниковая схема с нелинейным импедансом для суммирования радиочастотных сигналов содержит резонансный контур, включающий активный радиочастотный излучатель, излучение которого модулировано по частоте двумя ближайшими частотами, равными средней арифметической частот, выбранных для работы в заданном диапазоне и приемную антенну, а также хотя бы один микропроцессор в виде интегральной микросхемы, устройства хранения текущей информации, полученной от каждого датчика, блок сравнения, устройство хранения заданных параметров для контролируемых характеристик, являющееся также носителем заложенной информации, требуемой для идентификации продукта, матрицу активизации в виде узкополосного приемника для приема и демодуляции сигнала несущей путем вычитания радиочастотного (РЧ) сигнала и его гармоник с детектированием модулирующего низкочастотного сигнала (НЧ), блок питания, блок радиочастотной идентификации. При этом токопроводящая краска детектора идентификатора символов может быть включена в виде нитей, которые имеют форму символов и помещены в среду из магнитного пигмента. Полимерный слой детектора идентификатора символов может быть выполнен из стекла, или пластика, или полимерной пленки, или керамики, или слюды, т.е. любого изолятора, соединенных между собой в виде ячеек Металлические частицы оптического элемента могут являться, например, уголковыми отражателями и могут быть выполнены, например, в виде призм, объединенных в ячейки, которые в свою очередь объединены в блоки.

Прокладка из полимера для оптических элементов выполнена, например, из стекла, или пластика, или полимерной пленки, или керамики, или слюды в виде множества ячеек, внутри которых размещен магнитный порошок. При этом излучение каждого резонансного контура может быть тонально модулировано соответственно одним модулем радиочастотной идентификации. В качестве датчиков, которые могут быть размещены как на самом продукте, так и в помещении, где хранят продукт, могут использовать реле времени, или датчики температуры, или датчики влажности, или датчики давления, или иные известные датчики. Устройство хранения текущей информации получает электромагнитные сигналы от внешних источников, которые отражают показания датчиков, в качестве которых используют реле времени, или датчики температуры, или датчики влажности, или датчики давления, и передает сигнал к внутренним устройствам, которые осуществляют сравнение полученного сигнала, производят распределение, перераспределение и идентификацию этих сигналов. При этом сигналы несущей после фильтрации и сравнения данных из базы устройства хранения текущей информации с данными базы устройства хранения заданных параметров детектируют, например, сигналами от датчиков, предварительно занесенных в устройство хранения текущей информации, которые содержат цифровые данные, попадающие в полосу узкополосного приемника, создающего поток цифровых данных и предназначенного для обнаружения присутствия пассивного транспондера в зоне обнаружения, когда интенсивность и длительность сигнала, генерированного упомянутым транспондером и принятого упомянутым узкополосным приемником, превысит минимальные значения этих параметров. Кроме того, резонансный контур цветоиндикатора может быть выполнен с использованием транспондеров. Резонансный контур микродисплея может быть также выполнен с использованием транспондеров. Резонансный контур полупроводниковой схемы также может быть выполнен с использованием транспондеров.

Магнитный слой может быть выполнен из любого магнитного материала, например из мягкого магнитного пигмента, а металлические вкрапления - из магнитных порошков (см. Крылова А.В., Епихин А.Н., Байбуртский Ф.С., Киселев М.Р., Степанов Г.В. «Получение магнитных порошков и железооксидных пигментов из твердых промышленных отходов»). При этом магнитный пигмент, являясь также магнитным порошком с выбранными магнитными характеристиками, выполняет еще функцию красителя с изменяющимся в зависимости от контролируемых характеристик цветом. Магнитные пигменты в зависимости от технологии их изготовления, например, при синтезе пигментов, приготовленных с использованием щелочного беззатравочного и содового методов синтеза гетита, обеспечивают различные цвета пигментов - желтый, красный, коричнево-красный, черный. Свойство изменять цвет пигмента.

Например, магнитным пигментом, т.е. материалом с постоянными магнитными характеристиками в течение заданного промежутка времени и с заданной скоростью затухания выбранной характеристики в течение заданного промежутка времени, может быть, например, гетит. В вышеуказанном источнике анализируются зависимости таких характеристик, как коэрцитивная сила H_C, остаточная намагниченность B_R, намагниченность насыщения B_S в зависимости от характеристик материала. Данные характеристики материала позволяют устанавливать зависимость показаний датчиков, например, температуры, давления, влажности и т.п. и реакции магнитного материала. Например, магнитный материал может реагировать следующим образом: либо изменять свою пигментацию по шкале от более темного цвета пигмента к более светлому цвету и наоборот, либо реагировать резким изменением цвета, показывая, было превышение контролируемой характеристики или нет. Цвет магнитных слоев зависит от пигментных составляющих в них, которые варьируются в свою очередь в зависимости от магнитного поля. Например, возможно составлять структуры на атомарном уровне, у которых изменяют воздействие спинов одних атомов на другие. Например, атомы комбинируют на тонкой изолированной поверхности меди, в которую составляющей частью входит цепочка из десяти атомов марганца. При этом происходит изменение магнитных свойств в зависимости от внедрения в цепочку новых атомов. Например, цепь с нечетным количеством атомов проявляет сетевые магнитные свойства, а с четным - нет. Подробнее о подобной нанотехнолгии см. SAN JOSE, СА, «1 ВМ Scientists Develop New Way to Explore and Control Atom-Scale Magnetism», 30 Mar 2006.

Предлагаемое устройство этикетки-индикатора может быть встроено в целую систему контроля качества путем соединения ее с терминалом, на котором имеется главная ЭВМ с ЦП и необходимым программным обеспечением. Кроме того, появляется возможность считывания информации, накопленной этикеткой, через глобальные системы передачи данных, например GPS. Передавая сигналы на приемные антенны этих терминалов и соответственно вводя переданные данные в главную ЭВМ, с помощью предложенной этикетки-индикатора и соответствующих программ, например бухгалтерских, логистических и иных, возможно осуществлять следующие функции системы контроля качества: отслеживать режимы хранения и транспортировки продукта, объемы перевозок, отслеживать и автоматически заносить в документацию данные по объемам продаж, местонахождению продукта, несанкционированному вскрытию упаковок, идентификации производителя, покупателя, контролировать систему охраны, наличие контрафактного продукта и т.п.

В зависимости от вида цветоиндикатора и микродисплея этикетка-индикатор может осуществлять следующие функции:

- индикатора свежести продукта (срока реализации);

- индикатора соблюдения условий хранения, например соблюдения температурного режима хранения в заданном диапазоне, например от -40 до +105°С

- индикатора маркировки (идентификации) продукции;

- индикатора (интерактивная информационная база данных), объединяющего функции хранения информации и передачи ее в удаленную станцию для ее последующей централизованной обработки и хранения;

- индикатора защиты, обеспечивающего защиту от краж и осуществляющего оповещение о факте кражи, т.н. EAS функция;

- индикатора оповещения при пожаре, т.е. противопожарная функция;

- индикатора-контроллера температуры, т.е. работающего как полупассивный транспондер, осуществляющий непрерывный контроль изменения температуры во времени;

- индикатора-контроллера температуры, т.е. осуществляющего непрерывный контроль температуры хранения продукта;

- индикатора-контроллера сохранности продукта, т.е. осуществляющего контроль иных параметров продукта, например влажности продукта;

- индикатора-контроллера характеристик среды, в которой хранится продукт, например влажности, давления, температуры и т.п.;

- индикатора для персонификации личности, например, являющегося бесконтактной индивидуальной картой, предназначенной для работы в системах управления доступом с повышенными требованиями к безопасности, в беспроводных системах транзакции и различных платежных приложениях, выполняя при этом роль электронного кошелька или электронного документа «Удостоверение личности»;

- индикатора специального назначения, представляющего собой изделие из группы изделий, предназначенных для работы в системах бесконтактной идентификации продуктов промышленного и медицинского назначения;

- индикатора-метки, который в качестве меток устанавливают на объектах и т.п. для маркировки продукта и размещения информации о продукте в сопровождающих документах и тому подобное.

Причем все эти функции могут быть реализованы совместно на одной этикетке путем размещения на ней требуемого количества цветоиндикаторов и микродисплеев. В простейшем случае на одной этикетке может быть реализована одна функция в отношении одной контролируемой характеристики, например контроля срока реализации продукта.

Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами его осуществления, но охватывает различные варианты в объеме прилагаемой формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 изображена общая компоновка этикетки-индикатора;

на Фиг.2 изображено устройство цветоиндикатора (условно показан вскрытый по резонансному контуру цветоиндикатор);

на Фиг.3 схематично изображено размещение слоев идентификатора символов;

на Фиг.4 изображено устройство идентификатора символов;

на Фиг.5 изображена блок-схема «полупроводниковая схема»;

на Фиг.6 изображен верхний магнитный слой идентификатора символов;

на Фиг.7 изображен нижний магнитный слой идентификатора символов;

на Фиг.8 изображены условно два слоя идентификатора символов для микродисплея;

на Фиг.9 изображены детали микродисплея, которые образуют двухсторонний микродисплей;

на Фиг.10 изображен оптический слой с оптическими элементами в виде металлических частиц;

на Фиг.11 изображен оптический слой с оптическими элементами в виде блоков микросфер;

на Фиг.12 изображен один блок стеклянных микросфер;

на Фиг.13 изображены варианты размещения отдельных делений цветоиндикатора, каждое из которых реагирует на изменение одной контролируемой характеристики: на Фиг.13а изображено секторное размещение делений, на Фиг.13б - деления в виде полос прямоугольника, на Фиг.13в - в виде секторов на треугольнике, на Фиг.13г - строенные деления цветоиндикатора, каждый из которых имеет форму или круга, или прямоугольника, или треугольника.

На Фиг.14 изображены виды этикеток-индикаторов: а) индикаторов-контроллеров, которые выступают в качестве индикатора, указывающего на то, что событие произошло. Например, при активации (высвечивании) одного деления индикатора-контроллера свежести продуктов продукт годен, а при активации другого деления продукт не годен; б) индикатор-контроллер интерактивной базы. Например, индикатор, выступающий в качестве интерактивной базы данных маркировки продукции, при его активации продукция есть в наличии, при пассивном индикаторе продукция отсутствует на складе; в) индикатор, указывающий на градацию характеристики. Например, индикатор-контроллер температуры хранения, активизация одного деления - хранилось без нарушений, активизация второго деления - хранилось с незначительными нарушениями, активизация третьего деления - хранилось с существенными нарушениями, приводящими к негодности продукта.

ЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложенное техническое решение этикетки-индикатора (Фиг.1) состоит из гибкой наборной пленочной пластины (1), цветоиндикатора (2) (Фиг.2), микродисплея (3) (Фиг.3) и полупроводниковой схемы (4). Внутри и цветоиндикатора, и микродисплея размещен резонансный контур (5) (см. Фиг.2, 3 и 4). Цветоиндикатор (2) имеет одно (Фиг.13г) или несколько (Фиг.13а, б и в) делений (6). Эти деления могут быть разной формы - в виде секторов круга, эллипса либо полос прямоугольника или треугольника, а могут быть размещены в виде одного деления на одном цветоиндикаторе. Каждый цветоиндикатор (2) и каждый микродисплей (3) размещены в ряд на гибкой пленочной пластине (1), образуя деления «Б» на оптическом устройстве (7) этикетки-индикатора. Каждое деление (6) цветоиндикатора имеет определенный цвет. Цвет индикатора сменяется за счет смены цвета магнитного пигмента, включенного отдельным компонентом в токопроводящую краску. При воздействии на магнитный пигмент, введенный в токопроводящую краску цветоиндикатора или микродисплея, магнитным полем, исходящим от резонансного контура (5), пигмент изменяет цвет краски от, например, светлой до темной или наоборот. Пигмент может иметь градацию - при минимальном магнитном поле краска будет, например, наиболее светлая, при среднем магнитном поле краска будет среднего по интенсивности цвета, а при максимальном магнитном поле краска будет наиболее темная. В первом случае индикатор сможет показывать наступление события, например был превышен срок хранения или нет. Во втором случае индикатор сможет показывать пригодность продукта по показателю, который может изменяться в определенном интервале. Например, температура хранения может быть оптимальной, тогда краска наиболее светлая, или температура изменялась в пределах допустимого, тогда средняя интенсивность краски, например, не выходила за рамки определенного интервала, или температура превысила допустимые пределы, тогда наиболее темная краска, например, продукт был разморожен. Поскольку магнитное поле магнитного слоя изменяется с затуханием во времени по подобранной характеристики магнитного поля, цвет индикатора тоже изменяется. Замена цвета зависит от силы воздействия магнитного поля на магнитный пигмент. Кроме того, токопроводящая краска с магнитным пигментом может быть включена в виде нитей, которые имеют форму символов, помещенных в среду из магнитного пигмента (см. Фиг.6 и 7). Цветоиндикатор (2) и микродисплей (3) снабжены детектором идентификатора символов (8) (см. Фиг.4), который состоит из верхнего активного слоя (9), являющегося магнитным слоем и нижнего пассивного магнитного слоя (10), содержащего магнитный пигмент. Пассивный магнитный слой (см. Фиг.6) выполнен из токопроводящей краски с включением магнитного порошка с добавлением магнитного пигмента. В совокупности краска, магнитный порошок и магнитный пигмент реагируют на изменения магнитного поля. В детектор идентификатора символов входит также полимерный слой (11), на котором размещены верхний и нижний магнитные слои (9, 10), а также полимерная структура (12), в которой размещены магнитные слои нижнего магнитного слоя (10), в которых полимер является изолятором для них. Оба слоя, и пассивный и активный, выполнены из токопроводящей краски с включением магнитного порошка. В пассивном магнитном (9) слое в магнитную краску добавлен также магнитный порошок, который является магнитным пигментом.

При этом магнитные порошки являются магнитными носителями информации, а магнитные пигменты являются магнитными порошками, которые изменяют цвет в зависимости от магнитного поля.

В детектор идентификатора символов входит также мембрана детектора идентификатора (13), которая активизирует верхний активный магнитный слой (9), соприкасаясь с ним непосредственно.

Магнитные слои изолированы друг от друга полимерным слоем (11).

Активный магнитный слой (9) выполнен из магнитного порошка, который размещен в токопроводящей краске в виде ячеек (см. Фиг.6). Токопроводящая краска размещается вокруг магнитного порошка в виде сот. Пассивный магнитный слой (10) выполнен из магнитного порошка, который является пигментом, смешанным с токопроводящей краской, и эта смесь разделена полимерной структурой, которая является изолятором. Полимерная структура (12) также выполнена в виде сотовых ячеек, в которых размещена токопроводящая краска с магнитным пигментом. При этом и магнитный пигмент пассивного слоя, и магнитный порошок активного слоя имеют заданное соотношение магнитных характеристик, зависящих от магнитного поля, создаваемого мембраной (13) и резонансным контуром (5). Материал магнитных слоев (9 и 10) обладает постоянными магнитными характеристиками в течение заданного промежутка времени относительно заданной скорости затухания в течение заданного промежутка времени одной из характеристик, позволяющей определить тот или иной контрольный параметр. Такая зависимость может быть реализована за счет генерирования магнитного поля резонансным контуром (5) пропорционально накопленной транспондерами энергии, из которых состоит резонансный контур (5). Энергия, накопленная транспондерами, пропорциональна энергии, передаваемой на транспондер из устройства хранения текущей информации от датчиков, контролирующих тот или иной параметр, например температуру, давление и т.п. Резонансный контур (5) представляет собой антенную паутинку или сетку, выполненную в виде ЧИПа, включающую пассивно-активные антенны, функцию которых выполняют транспондеры.

Таким образом, цветоиндикаторы (2) могут выполнять следующие функции (см. Фиг.14):

«а» - индикатор, который либо «горит» - яркий цвет, т.е. товар годен, либо «потух» - темный цвет - товар не годен, что означает, например, что истек срок хранения, или информационная база этикетки нарушена, или произошло вскрытие упаковки, и т.п. в зависимости от контролируемого параметра.

«б» - индикатор включен (нормально замкнут), что поддерживает цепь в рабочем состоянии, или индикатор выключен, т.е. разомкнута цепь, что означает, например, что за товар заплачено, или наоборот, индикатор работает как нормально разомкнутый, например, при оповещении о пожаре, снятии с товара акцизной марки, персонификации покупателя при оплате им с помощью кредитной карты и т.п.

«в» - индикатор, который показывает градацией цвета, были ли нарушения по режиму среды, в которой хранятся продукты, или нарушения характеристик самой продукции, например, по температуре, влажности, давлению и т.п. В этом случае потребитель увидит цвет пигмента, обозначающий либо «без нарушений», либо «с незначительными отклонениями», либо «режим нарушен, товар не годен».

Микродисплей (3) включает оптический слой (14) с оптическими элементами (15) и отражающий слой (16). Оптический слой выполнен из стеклянных микросфер (17), послойно внедренных в прокладку из полимера (18). Оптический слой может быть также выполнен из металлических частиц (19) послойно внедренных в прокладку из полимера (20). И стеклянные микросферы, и металлические частицы могут быть объединены в блоки (см. Фиг.12). Металлические частицы не соприкасаются между собой. Металлические частицы и микросферы покрыты металлическим слоем, который образует отражательный слой (16), который обеспечивает отражательную способность этих частиц или блоков. Оптический слой микродистплея (3) имеет два слоя - первый отражающий слой (21) и второй отражающий слой (22) (см. Фиг.8). Каждый отражающий слой выполнен в виде дискретного слоя, имеющего специальную структуру из разделенных на электрически изолированные участки вкраплений (23), образованных из тонкопленочных металлических оболочек, нанесенных на металлические частицы или на стеклянные микросферы, объединенные в блоки (см. Фиг.12). Один выполняет функцию первого отражающего слоя (21), а второй выполняет функцию второго отражающего слоя (22) и является противоположным слоем. Каждый отражающий слой (21 и 22) предусмотрен на, по меньшей мере, тех металлических частицах или блоках стеклянных микросфер, которые расположены над областью или областями размещения антенны или антенн связи резонансного контура (5), между оптическими слоями размещены магнитный активный слой (24) и магнитный пассивный слой (25), которые выполнены аналогично магнитным слоям (9 и 10) цветоиндикатора (2). Резонансный контур (5) микродисплея (3) выполнен таким образом, что резонансная частота его равна сумме двух различных частот модуляции излучения активного радиочастотного излучателя, причем резонансный контур (5) включает пассивный излучатель, который излучает на указанной суммарной частоте ответный от активного радиочастотного излучателя (антенны) полупроводниковой схемы (4) тонально модулированный сигнал, отражающий характеристики модуля радиочастотной идентификации (26) полупроводниковой схемы (4). Активный излучатель резонансного контура (5) излучает дублирующий сигнал. Резонансный контур (5) выполнен как пространственная структура интегральной микросхемы, образующая антенную сетку, состоящую из пассивно-активных антенн - транспондеров, и размещен на индикаторной гибкой наборной пленочной пластине (1) в каждом цветоиндикаторе (2) и микродисплее (3). Причем металлические частицы (19) оптического элемента (15) могут являться уголковыми отражателями и могут быть выполнены в виде призм. Прокладка из полимера (18) для оптических элементов выполнена из стекла, или пластика, или полимерной пленки, или керамики, или слюды, также как и полимерный слой (11). Излучение каждого резонансного контура (5) тонально модулировано соответственно одним модулем радиочастотной идентификации (26). И детектор идентификатора символов цветоиндикатора (2), и первый отражающий слой (21) микродисплея (3) покрыты защитным слоем (34).

Микродисплей может отражать информацию на оптическом слое (21), который является первым отражающим слоем, в виде надписей, которые высвечиваются на основе программы, заложенной в ЧИП резонансного контура (5), он размещен над активным магнитном слоем (24), а может отражать информацию на основе изменения цвета пигмента, который передается через второй отражающий слой, противоположный (22) от пассивного магнитного слоя (25), который расположен под вторым отражающим слоем (22).

Полупроводниковая схема (4) (см. Фиг.5) с нелинейным импедансом для суммирования радиочастотных сигналов, полученных от датчиков, расположенных во внешней системе контроля качества, содержит резонансный контур (27), включающий активный радиочастотный излучатель, излучение которого модулировано по частоте двумя ближайшими частотами, равными средней арифметической частот, выбранных для работы в заданном диапазоне, и приемную антенну, а также хотя бы один микропроцессор (28) в виде интегральной микросхемы, устройство хранения текущей информации (29) в виде приемных датчиков с блоком памяти, в которой хранится полученная от каждого внешнего датчика системы контроля качества информация, блок сравнения (30) полученной информации и хранящейся информации в устройстве хранения заданных параметров (31), устройство хранения заданных параметров (31), число которых должно соответствовать количеству контролируемых характеристик, устройство хранения заданных параметров является также носителем заложенной информации, требуемой для идентификации продукта, матрицу активизации (32) в виде узкополосного приемника для приема и демодуляции сигнала несущей путем вычитания РЧ-сигнала и его гармоник с детектированием модулирующего НЧ-сигнала, блок питания (33) полупроводниковой схемы и блок (модуль) радиочастотной идентификации (26).

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Устройство работает следующим образом.

Изготовитель этикетки-индикатора размещает на пленочной пластине (1) столько цветоиндикаторов (2) и/или микродисплеев (3), сколько требуется проконтролировать параметров товара. Пассивный магнитный слой (10) каждого детектора идентификатора символов подбирается по магнитным характеристикам, которые соответствуют заданной скорости затухания магнитного поля в слое, что соответствует, например, времени хранения продукта. В случае контроля, например, температуры хранения продукта при воздействии на магнитное поле пассивного слоя (10) магнитным полем активного магнитного слоя (9), которое увеличивается (уменьшается) соответственно при уменьшении или увеличении температуры хранения, заданная скорость затухания магнитного поля пассивного слоя увеличивается, что отражается на изменении цвета пигмента. Регулировка магнитного поля активного магнитного слоя осуществляется в соответствии с программой, заложенной в память ЧИПа антенной паутинки (сетки) резонансного контура (5) цветоиндикатора или микродисплея, или на основе полученного радиочастотного сигнала от резонансного контура (27) полупроводниковой схемы (4). При этом от резонансного контура (5) генерируются в мембране (13) микротоки, которые создают магнитное поле в активном магнитном слое (9). При этом поверхность пассивного магнитного слоя (10), в котором имеется магнитный пигмент, темнеет или светлеет. Если магнитная краска с магнитным пигментом внедрена в пассивный слой в виде нитей, изображающих символы, то высвечиваются или пропадают эти символы. Кроме того, при воздействии на активный магнитный слой (9), в котором включен магнитный порошок, магнитным полем резонансного контура (5), транслирующим сигналы, полученные от резонансного контура (27) во время активации этикетки-индикатора, на магнитном носителе информации, которым является магнитный порошок, записываются все требуемые данные о производителе, акцизных марках, перевозчиках и т.п., которые могут при радиочастотном облучении этикетки передаваться на антенны считывающих устройств контроллера. Активация происходит посредством РЧ-сигнала, поступающего на матрицу активации (32) полупроводниковой схемы (4), который в свою очередь соединяет устройство хранения заданных параметров (31) с резонансным контуром (27). Таким образом, происходит подготовка и работа как цветоиндикатора, так и микродисплея. Кроме того, микродисплей благодаря наличию отражающих слоев (21, 22), являющихся устройствами отображения информации, хранящейся в активном магнитном слое (24), высвечивает запрашиваемую информацию. Информацию запрашивают путем активного излучателя, имеющегося у контролирующей организации, сигнал с которого получает резонансный контур (5) микродисплея (3). Кроме того, экран микродисплея благодаря наличию пассивного магнитного слоя (25) детектора идентификации символов через оптические слои (21, 22) подсвечивается цветом, который соответствует состоянию характеристики качества продукта.

Знаки отображаются на отражающих слоях при запросе информации и видны за счет внутренней подсветки, которая осуществляется, когда активный магнитный слой (24) детектора идентификации символов облучается активной антенной резонансного контура (5), размещенного сзади отражающего слоя (21). При этом отражающий слой (21) является отражающим для света, падающего с передней стороны пассивного магнитного слоя (25), и пропускающим для света, распространяющегося со стороны активного магнитного слоя (24). Таким образом, микродисплей может быть выполнен двухсторонним, у которого с одной стороны этикетки на отражающем слое (21) видна подсветка пассивного магнитного слоя (25), а с другой стороны видна запрашиваемая информация на отражающем слое (21) с другой стороны, который находится со стороны активного магнитного слоя (24) (см. Фиг.9). Как цветоиндикаторы, так и микродисплеи могут комбинироваться на основе одного детектора идентификаторов символов.

Промежутки времени, а также скорость затухания уровня магнетизма магнитных слоев программируют с помощью записанной в устройстве хранения заданных параметров (31) информации, а также микропроцессора (28). Управляются они с помощью блока сравнения (30), устройства хранения текущей информации (29), блока радиочастотной идентификации (26) и резонансного контура (27). Активизируется этикетка с помощью матрицы активизации (32), при этом включить или отключить запущенное устройство этикетки с прописанной производителем информацией невозможно. Блок питания (33) подключается только в моменты смены изображения или осуществления звукового сигнала и т.п. и не требуется для поддержания работы транспондеров, что сильно экономит батареи и мало влияет на работу устройства.

При считывании информации с активного магнитного слоя (9) цветоиндикатора информация высвечивается на дисплее принимающего сигнал прибора контроллере. Этот сигнал может быть также передан на центральную ЭВМ.

Координирующим узлом системы является коммуникационный терминал и центральный процессор (ЦП). В ОЗУ ЦП сохраняются оперативные данные о текущей ситуации, данные из ПЗУ, которые хранят правила низкоуровневого взаимодействия вместе с другими модулями, данными и возможностями ЦП или ПЗУ. ЦП определяет поведение системы в целом. ЦП формирует программы режимов работы и контроль состояния элементов системы, а также управляет структурой потоков разнородных данных, алгоритмами баз хранения и смены цвета от выбранного и допустимого режима. Все события системного уровня принимаются и анализируются ЦП в режиме реального времени.

Можно централизованно задать функции настройки резонансных контуров этикетки на заданный канал, например, для определенной партии товара, а также определенного транспондера указанного продукта и получить подтверждение запроса о сроках хранения и логистики, использовать Интернет-ресурсы и т.п. Транспондеры, применяемые в этикетках, предназначены для работы в индустриальных приложениях, они стойки к химическому и температурному воздействию, повышенной влажности и давлению, выполняются из высокопрочного пластика, имеют круглую и квадратную формы. Транспондеры, как пассивные, так и полупассивные и активные предназначены для монтирования на различные предметы, включая металл, и обеспечивают чтение информации на расстоянии свыше 5 метров. Полупассивные транспондеры позволяют дополнительно контролировать температуру выборочно в заданные промежутки времени. Существуют универсальные транспондеры, монтируемые на металл, картон, плексиглас, стекло. Транспондеры специального назначения представляют собой группу изделий, предназначенных для работы в системах бесконтактной идентификации промышленного назначения. Выполняются в виде стеклянных капсул длиной 23, 32, 50 мм, диаметром 3.85 мм и 16 мм, в виде прочных цилиндров и дисков разной длины (до 120 мм) и диаметра (до 85 мм), изготовливаются из специального состава, а также в виде модулей прямоугольной формы с отверстиями для монтажа. Т.е. техническая возможность осуществления предлагаемого устройства обеспечена хорошо подготовленной элементной базой. Наборная индикаторная гибкая пленочная полимерная пластина может быть выполнена больших размеров, от нескольких сантиметров до нескольких метров, включать в себя до нескольких сотен цветоиндикаторов и/или цветодисплеев в различных сочетаниях. Такую гибкую пластину можно использовать в качестве электронной газеты или журнала, экранов телевизора, дисплея компьютера, дисплея мобильных телефонов, дисплеев электронных устройств и приборов или в виде этикеток на большие, габаритные грузы или рекламные щиты.

Таким образом, предложенное техническое устройство обеспечивает достижение технического результата, является новым и промышленно применимым.

Этикетки с микрочипами и антеннами-транспондерами позволяют бесконтактно, на расстоянии от 1 до 100 и более метров считывать информацию, предупреждать хищения из торговых залов, библиотек и т.д. Этикетки служат основой новейших систем логистики товаров или учета в складских хозяйствах. Они могут одновременно работать и как электронные индикаторы срока годности продуктов. Маленький размер, возможность производства отдельно от упаковки, например самоклеющиеся индикаторы, возможность программирования срока годности, различные варианты оформления - круг, треугольник, квадрат - существенно расширяют сферу их применения.

Этикетка-индикатор применяется в оптовой и розничной торговле, в складском деле, транспортировке товаров, в системах управления материально-техническим снабжением и системах контроля качества продукции. Этикетка-индикатор является комбинированным устройством и включает один или несколько цветоиндикаторов и/или микродисплеев с резонансными контурами и полупроводниковую схему. Детектор идентификатора символов состоит из верхнего активного магнитного слоя и нижнего пассивного магнитного слоя, которые выполнены из магнитного порошка и/или магнитного пигмента, обладающих постоянными магнитными характеристиками в течение заданного промежутка времени относительно заданной скорости затухания в течение заданного промежутка времени одной из характеристик, передаваемых антенной резонансного контура полупроводниковой схемы. Каждый отражающий слой микродисплея выполнен из металлических частиц или блоков стеклянных микросфер, которые расположены в области размещения антенн связи резонансного контура. Резонансный контур имеет резонансную частоту, равную сумме двух различных частот модуляции излучения активного радиочастотного излучателя полупроводниковой схемы. Предложенная этикетка-индикатор является недорогой в изготовлении, простой в использовании, при этом обеспечивает высокую степень контроля качества товара. 10 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Этикетка-индикатор, являющаяся комбинированным устройством, отдельные части которой конструктивно объединены на одной индикаторной гибкой наборной пленочной полимерной пластине, включает один или несколько цветоиндикаторов и/или микродисплеев, хотя бы один или несколько резонансных контуров и полупроводниковую схему, при этом цветоиндикатор или микродисплей имеет одно или несколько делений, каждое из которых показывает состояние одного из контролируемых параметров и его качественную характеристику и занимает по площади одну часть поверхности на оптическом устройстве, имеет цветовую характеристику в виде графического знака или цветового фона в зависимости от требуемого сигнала, который передается потребителю, снабжен детектором идентификатора символов, который, в свою очередь, состоит из верхнего, активного, магнитного слоя и нижнего, пассивного, магнитного слоя, в который добавлен магнитный пигмент, пронизанный слоями из токопроводящей краски, обладающей магнитными свойствами, пассивный и активный магнитные слои электрически разделены полимерным слоем, на котором они размещены, нижний, пассивный, магнитный слой детектора идентификатора символов выполнен из полимерной структуры, являющейся изолятором, с размещенным внутри нее магнитным слоем, при этом магнитные слои выполнены из магнитного порошка и/или магнитного пигмента с заданным соотношением характеристик, не соприкасаются между собой, но верхний магнитный слой соприкасается с мембраной детектора идентификатора символов, магнитный порошок и/или магнитный пигмент слоев обладает постоянными магнитными характеристиками в течение заданного промежутка времени относительно заданной скорости затухания в течение заданного промежутка времени одной из характеристик, передаваемых антенной резонансного контура полупроводниковой схемы, и позволяющей определить тот или иной контрольный параметр, микродисплей содержит также дополнительно первый отражающий и второй отражающий, противоположный слои с оптическими элементами, где оптические элементы выполнены в виде блоков из стеклянных микросфер, послойно внедренных в прокладку из полимера, или в виде несоприкасающихся между собой металлических частиц, послойно внедренных в прокладку из полимера, причем и стеклянные микросферы, и металлические частицы, соответственно, покрыты тонким металлическим слоем, обеспечивающим отражательную способность и возможность свечения блоков при прохождении сквозь них ионов заряженных частиц, а оптический слой в целом выполнен из первого и второго отражающих слоев, каждый из которых выполнен в виде дискретного слоя, имеющего структуру из разделенных на электрически изолированные участки вкраплений, образованных из тонкопленочных металлических оболочек, нанесенных на металлические частицы или на стеклянные микросферы, объединенные в блоки, и один слой выполняет функцию первого отражающего слоя, а второй является противоположным, отражающим слоем и выполняет функцию второго отражающего слоя, причем каждый отражающий слой предусмотрен на, по меньшей мере, тех металлических частицах или блоках стеклянных микросфер, которые расположены в области или областях размещения антенны или антенн связи резонансного контура, резонансный контур имеет резонансную частоту, равную сумме двух различных частот модуляции излучения активного радиочастотного излучателя полупроводниковой схемы, причем резонансный контур включает пассивный излучатель, который излучает на указанной суммарной частоте тонально модулированный сигнал, являющийся ответным активному радиочастотному излучателю - антенне и отражающий характеристики модуля радиочастотной идентификации, и активный излучатель, который излучает дублирующий сигнал, при этом резонансный контур выполнен как пространственная структура интегральной микросхемы, образующая антенную сетку, состоящую из пассивно-активных антенн-транспондеров, и размещен на индикаторной гибкой наборной пленочной пластине в каждом цветоиндикаторе и микродисплее, на детектор идентификации символов цветоиндикатора и на первый оптический слой микродисплея нанесен защитный слой, полупроводниковая схема с нелинейным импедансом для суммирования радиочастотных сигналов содержит резонансный контур, включающий активный радиочастотный излучатель, излучение которого модулировано по частоте двумя ближайшими частотами, равными средней арифметической частот, выбранных для работы в заданном диапазоне, и приемную антенну, а также хотя бы один микропроцессор в виде интегральной микросхемы, устройства хранения текущей информации, полученной от каждого датчика, блок сравнения, устройство хранения заданных параметров для контролируемых характеристик и являющееся также носителем заложенной информации, требуемой для идентификации продукта, матрицу активизации в виде узкополосного приемника для приема и демодуляции сигнала несущей путем вычитания радиочастотного сигнала и его гармоник с детектированием модулирующего низкочастотного сигнала, блок питания, блок радиочастотной идентификации.

2. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что токопроводящая краска детектора идентификатора символов включена в виде нитей, которые имеют форму символов и помещены в среду из магнитного пигмента.

3. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что полимерный слой детектора идентификатора символов выполнен из любого изолятора: стекла, или пластика, или полимерной пленки, или керамики, или слюды, соединенных между собой в виде ячеек.

4. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что металлические частицы оптического элемента являются уголковыми отражателями и выполнены в виде призм, объединенных в ячейки, которые в свою очередь объединены в блоки.

5. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что прокладка из полимера для оптических элементов выполнена из стекла, или пластика, или полимерной пленки, или керамики, или слюды в виде множества ячеек.

6. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что излучение каждого резонансного контура тонально модулировано соответственно одним модулем радиочастотной идентификации.

7. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что устройство хранения текущей информации получает электромагнитные сигналы от внешних источников, которые отражают показания датчиков, в качестве которых используют реле времени, или датчики температуры, или датчики влажности, или датчики давления, и передает сигнал к внутренним устройствам, которые осуществляют сравнение полученного сигнала, производят распределение, перераспределение и идентификацию этих сигналов.

8. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что сигналы несущей после фильтрации и сравнения данных из базы устройства хранения текущей информации с данными базы устройства хранения заданных параметров детектируют сигналами от датчиков, предварительно занесенных в устройство хранения текущей информации, которые содержат цифровые данные, попадающие в полосу узкополосного приемника, создающего поток цифровых данных и предназначенного для обнаружения присутствия пассивного транспондера в зоне обнаружения, когда интенсивность и длительность сигнала, генерированного упомянутым транспондером и принятого упомянутым узкополосным приемником, превысит минимальные значения этих параметров.

9. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что резонансный контур цветоиндикатора выполнен с использованием транспондеров.

10. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что резонансный контур микродисплея может быть также выполнен с использованием транспондеров.

11. Этикетка-индикатор по п.1, отличающаяся тем, что резонансный контур полупроводниковой схемы также может быть выполнен с использованием транспондеров.