УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ПРОДУКТЕ Российский патент 2016 года по МПК G06K19/77 G08B5/16 H04Q5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системам и способам обеспечения информации о продукте. В частности, изобретение относится к удаленному запрашиванию информации о продукте и последующему использованию полученной информации.

Уровень техники

Хорошо известны потребительские товары, срок службы которых определяется их потреблением. Срок службы можно рассматривать как одно или более событий, связанных с потреблением, по меньшей мере, части подходящего количества товаров. Несмотря на возможное наличие информации, связанной со средой использования товаров и/или количеством использованных и остающихся в распоряжении товаров, такая информация может быть в целом недоступна обычному потребителю товаров. Имеется необходимость в системе и способе извлечения соответствующей информации о продукте, обеспечивающих информацию, легкодоступную и пригодную для использования потребителем.

Раскрытие изобретения

В одном аспекте сенсорная система содержит бирку. Бирка содержит по меньшей мере один радиочастотный чип и первую антенну. Чип может быть активным или пассивным чипом. Чип содержит элемент памяти, причем элемент памяти содержит электрическое устройство хранения двоичного кодового слова, содержащего по меньшей мере один бит, и выходные контакты. Бирка дополнительно содержит по меньшей мере одну проводящую полимерную систему, соединенную посредством электрической связи с по меньшей мере одним выходным контактом чипа и выполненную с возможностью изменения электрического состояния в соответствии с заранее заданным изменением в окружающей среде проводящей полимерной системы. Первая антенна расположена в электрической схеме, также содержащей чип и проводящую полимерную систему.

В одном аспекте способ обеспечения информации о продукте включает этапы, на которых: обеспечивают продукт, содержащий бирку, и опрашивающее устройство, выполненное с возможностью обнаружения излучения, связанного с данными бирки; опрашивают состояние бирки; интерпретируют состояние бирки; и обеспечивают выходной сигнал, связанный с интерпретированным состоянием бирки. Бирка содержит цифровую память, хранящую данные, связанные с продуктом.

Краткое описание чертежей

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут полностью очевидны после рассмотрения чертежей.

Фиг. 1. Схематическое представление одного варианта осуществления изобретения.

Фиг. 2. Схематическое представление одного варианта осуществления изобретения.

Фиг. 3. Схематическое представление одного варианта осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Определения

Следующий далее текст дает полное описание многочисленных разных вариантов осуществления настоящего изобретения. Это описание следует толковать только как иллюстративное, и оно не описывает каждый возможный вариант осуществления, поскольку было бы нецелесообразно или даже невозможно описать каждый возможный вариант осуществления. Должно быть понятно, что любой признак, характеристика, компонент, структура, элемент, продукт, этап или методика, описанные в данном документе, могут быть, в целом или частично, исключены, объединены с или заменены на любой другой признак, характеристику, компонент, структуру, элемент, продукт, этап или методику, описанные в данном документе. Многочисленные альтернативные варианты осуществления могут быть реализованы при использовании либо существующей технологии, либо технологии, разработанной после даты подачи настоящего патентного документа, что должно входить в объем, определяемый формулой изобретения.

Следует также понимать, что до тех пор, пока термин не охарактеризован в данном патентном документе с помощью выражения «Используемый в данном документе термин определяется как означающий …» или аналогичного выражения, значение этого термина не подлежит какому-либо ограничению прямо или косвенно, помимо его основного или обычного значения, и такой термин не должен толковаться как ограниченный в объеме на основании любого утверждения, сделанного в любом разделе этого патентного документа (за исключением формулировки формулы изобретения). Подразумевается, что термин не является существенным для настоящего изобретения, если таковым не указан. Если любой термин, упомянутый в формуле изобретения в конце данного патентного документа, упомянут в данном патентном документе способом, соответствующим одиночному значению, это делается с целью ясности только для того, чтобы не путать читателя, и не подразумевается, что такой элемент формулы изобретения ограничен косвенно или иным образом этим одиночным значением. Наконец, если элемент формулы изобретения не описывается с упоминанием слова «средство» и функцией без описания какой-либо структуры, не предполагается, что объем любого элемента формулы изобретения должен трактоваться на основании § 112 (шестой параграф) раздела 35 Свода законов США.

В одном аспекте сенсорная система содержит бирку. Бирка может содержать один или более слоев проводящих чернил и непроводящих чернил, нанесенных на подложку. Примеры подходящих материалов подложки включают: полимерные пленки, бумагу, диэлектрические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью и огнеупорный материал класса FR-4. Множество слоистых структур может дополнительно содержать частичные слои непроводящего материала, разделяющие по меньшей мере части проводящих слоев. Примеры проводящих слоев включают медные и серебряные чернила. Бирка содержит по меньшей мере один радиочастотный чип, первую антенну, расположенные в виде электрической схемы на плате, жетоне или вкладке. Примеры комбинаций чипа/первой антенны включают модели с номерами RI-I03-112А-03 (13.56 МГц) и RI-INL-R9QM (134.2 кГц), или модель TRF7970A, каждая из которых выпускается компанией Texas Instruments, Даллас, штат Техас. Антенна может иметь физическую форму катушки или двухполюсника или может содержать проводящий компонент продукта или упаковки, соединенный посредством электрической связи с оставшейся частью бирки. Комбинация чипа/первой антенны может быть интегрирована в отдельную бирку, выпускаемую компанией Kovio, Сан-Хосе, штат Калифорния. Бирка дополнительно содержит проводящую полимерную систему, соединенную посредством электрической связи с чипом и антенной.

Необходимый источник питания для бирки может обеспечиваться посредством собранной энергии RFID-схемы, поскольку необходимый ток находится в диапазоне микроампер. Собранная энергия может храниться с использованием элемента, такого как конденсатор, для использования биркой позднее.

Сенсорная система также содержит по меньшей мере одну проводящую полимерную систему. Проводящий полимер может содержать полимерное покрытие, выполненное таким образом, что оно перестает быть проводящим как только или после того как оно повреждено или подвергнуто воздействию изменения окружающей среды заранее заданного типа. Примеры изменений окружающей среды включают изменения влажности, воздействие влаги, воздействие определенных химических средств или химических свойств, таких как рН, изменения температур среды и т.д. Альтернативно, полимерная система может содержать полимерное покрытие, становящееся проводящим, сразу или после того, как происходит повереждение окружающей средой. Проводящая полимерная система может использоваться для формирования частей электрической схемы бирки, включающих входные и выходные выводы или антенну, или часть антенны.

В одном варианте осуществления изменение окружающей среды приводит к изменению размеров полимерной системы через расширение или сужение вследствие изменения в окружающей среде.

Электрическая схема бирки может быть выполнена с возможностью обеспечения положительной или отрицательной обратной связи в связи с повреждением от окружающей среды, согласно типу используемой полимерной системы и физической конструкции элементов электрической схемы.

В одном варианте осуществления электрическая схема выполнена с зазором в электрической схеме таким образом, что в отсутствии дополнительного элемента электрическая схема будет разомкнутой, и любая попытка осуществить опрашивание бирки не будет приводить к выходному сигналу от бирки. В этом варианте осуществления зазор может быть покрыт полимерной системой, которая является проводящей, пока не повреждена, что обеспечивает бирку, изменяющую состояние со считываемого на несчитываемое сразу или после того, как происходит повреждение окружающей средой (бирка выключается при отрицательной обратной связи). В качестве альтернативы зазор может быть покрыт полимерной системой, которая становится проводящей из непроводящей в ответ на изменение окружающей среды (бирка становится считываемой при положительной обратной связи в ответ на повреждение).

В одном варианте осуществления бирка может быть выполнена с полимерной системой, расположенной таким образом, что повреждение будет изменять состояние бирки с выключенного на включенное, с использованием переходящей из проводящей в непроводящую полимерную систему, или с включенного на выключенное, с использованием полимерной системы, которая переходит переходящей из включенного состояния в выключенное состояние сразу или после того, как происходит повреждение. В этом варианте осуществления полимерная система может располагаться в виде покрытия над двумя частями электрической схемы, эффективно замыкая эти части вместе и шунтируя оставшуюся часть электрической схемы. В качестве примера, если покрытие расположено над двумя выводами от чипа к антенне, проводящее покрытие будет замыкать электрическую схему таким образом, что при опрашивании чип не будет принимать мощность, и опрашивающее устройство не будет принимать выходной сигнал от бирки. Сразу или после появления повреждения, покрытие будет переходить из включенного состояния в выключенное состояние, устраняя замыкание в электрической схеме и позволяя энергии проходить от антенны к чипу, делая бирку считываемой.

Бирка, имеющая аналогичным образом расположенное полимерное покрытие, но использующей полимер, переходящий из непроводящего состояния в проводящее состояние сразу или после того, как возникает повреждение, переходит из включенного состояния до возниконовения повреждения в выключенное состояние сразу или после того, как возникнет повреждение.

Также возможно обеспечение более усложненной бирки, содержащей два чипа и две антенны или два чипа и одну антенну, причем комбинация первого чипа и антенны будет переходит из включенного состояния в выключенное состояние, в то время как комбинация второго чипа и антенны будет переходить из выключенного состояния во включенное состояние как только или после того, как бирка подвергнется воздействию одного повреждения от окружающей среды. Чтобы уменьшить сложность производства такой системы с биркой, одна пара чипа и антенны может содержать зазор, в то время как другая содержит покрытие над парой выводов антенны. В этой конфигурации такая же полимерная система может быть расположена как в зазоре, так и на выводах антенны, чтобы обеспечить считываемую бирку с двумя состояниями вне зависимости от выбранного полимера.

В качестве альтернативы двойная бирка может содержать идентичные пары комбинаций чипов и антенн, и разница в считываемом состоянии может выполняться посредством покрытия одной комбинации чипа и антенны полимером, переключающимся из включенного состояния в выключенное состояние сразу или после того, как происходит повреждение, при этом вторая комбинация чипа и антенны покрыта полимером, который переключается из выключенного состояния во включенное состояние сразу или после того, как происходит повреждение.

Полимерная система, переходящая из включенного состояния в выключенное состояние сразу или после того, как происходит повреждение, содержит полимерную матрицу и проводящий фильтр. Полимер способен расширяться на приблизительно 120%-140% или более сразу или после того, как происходит повреждение, от его объема при отсутствии повреждения. Расширение может не быть мгновенным, и не требуется, чтобы оно было таковым для обеспечения его использования. Повреждение должно наличествовать достаточно долго, чтобы полимерная система реагировала посредством поглощения жидкости или влажности повреждения путем изменения проводимости.

Полимерная система может содержать раствор, содержащий воду, TritonX-100, поливиниловый спирт и медные чешуйки, покрытые серебром. Раствор может применяться к частям меток, описанных выше, и размещаться во влагопоглотительной камере для сушки покрытия на бирке.

Полимерная система может быть выполнена с возможностью расширения в присутствии воды, влажности или в качестве альтернативы сохраняться устойчивой в присутствии воды, при этом изменяя состояние в присутствии в окружающей среде неводных жидкостей.

В одном аспекте полимерная система может содержать раствор трихлорэтилена, полиэтилен-ковинил ацетата и медных чешуек, покрытых серебром. Раствор наносится на бирку, описанную выше, и сушится.

Полимерная система может быть также выполнена с возможностью изменения состояния с непроводящего на проводящее сразу или после того, как происходит повреждение. И, опять же, изменение может не быть мгновенным, и не требуется, чтобы оно было таковым, чтобы быть использованным. В этом аспекте полимерная система может содержать воду, поливиниловый спирт и хлорид натрия, нанесенный в качестве покрытия. Будучи изначально непроводящим, после воздействия влажности или воды электролиты становятся растворимыми в расширяющемся полимере, обеспечивая в результате уже проводящее покрытие.

Бирка может считываться с использованием радиочастотного протокола, такого как протокол связи ближнего радиуса действия (NFC). Когда осуществляется опрашивание или считывание бирки, осуществляется питание электрической схемы бирки. Затем осуществляется считывание памяти бирки посредством опрашивающего устройства.

Соответствующий частотный диапазон связи бирки может быть высокочастотным (HF), ультравысокочастотным (UHF) или другими подходящим образом выбранными частотными диапазонами, если так определено конкретным требованием бирки на основании подразумеваемой окружающей среды и использований бирки.

Сенсорная система может дополнительно содержать опрашивающее устройство. Опрашивающее устройство содержит источник питания и вторую антенну, выполненную с возможностью генерирования электромагнитного излучения, содержащего резонансную частоту первой антенны, и приемник, выполненный с возможностью обнаружения электромагнитного излучения и демодулирования обнаруженного излучения, извлекая вложенные данные из обнаруженного излучения. Устройство считывания RFID Bluetooth^tm, номер модели 223012, производства компании GAO RFID, Торонто, Канада, представляет в качестве примера одну форму опрашивающего устройства. Опрашивающее устройство модели 223012 обладает возможностью опрашивания радиочастотной бирки и определения состояния памяти бирки и, таким образом, извлечения информации, связанной с выходным сигналом датчика или датчиков, относящимся к окружающей среде бирки. Модель 223012 дополнительно содержит вспомогательную линию связи по сети, использующую протокол связи Bluetooth^tm для передачи информации, извлеченной из бирки, вспомогательному устройству или вспомогательному опрашивающему устройству, такому как компьютер с функцией Bluetooth^tm или смартфон. Вспомогательное опрашивающее устройство может дополнительно анализировать информацию, относящуюся к состоянию бирки и/или окружающей среде бирки, и обеспечивать выходной сигнал, связанный с определенной биркой и/или состоянием бирки, связанным с окружающей средой. Опрашивающее устройство может дополнительно содержать элемент отображения, такой как жидкокристаллический (LCD) экран или светодиодный (LED) экран, для отображения выходного сигнала, связанного с проанализированной информацией бирки. Опрашивающее устройство может дополнительно содержать один или более датчиков для установления информации, связанной с окружающей средой опрашивающего устройства. Датчики могут включать датчики температуры, влажности, ускорения. Опрашивающее устройство может дополнительно содержать одну или более камер, позволяющих снимать изображения, связанные с продуктом, биркой или окружающей средой. Опрашивающее устройство может обладать функцией глобального позиционирования, позволяющей опрашивающему устройству получать относящуюся к географическому местоположению опрашивающего устройства информацию и обеспечивать к ней коллективный доступ.

В одном аспекте смартфон может служить в качестве единственного опрашивающего устройства. В этом аспекте смартфон может опрашивать бирку, тем самым устанавливая информацию из памяти бирки. Опрашивающее устройство может анализировать или иным образом интерпретировать информацию и может создавать выходной сигнал. Выходной сигнал может быть предоставлен пользователю системы через аудиоустройство вывода, визуальное устройство вывода, тактильное устройство вывода или их комбинации. Опрашивающее устройство может использовать входные сигналы от датчиков или систем смартфона, включая информацию и анализ, доступные из сетевого ресурса, например, облачных вычислительных ресурсов. Примеры смартфонов, подходящим образом выполненных с возможностью функционирования в качестве опрашивающего устройства системы, включают: Acer^tmE320 LiquidExpress, Blackberry^tmBold^tm 970 производства компании Research In Motion; Casio IT-800; Google Nexus 7^tm производства компании Google, Inc. Mountain View Ca.; HTC Desire C^tm производства компании HTC; LG Optimus Elite; Motorola Droid^tm Razr^tm производства компании Motorola; Nokia 700; Panasonic BizPad^tm; и Samsung Galaxy S Advance^tm.

В одном аспекте сенсорная система может включать продукт. Термин «продукт(ы)» используется в самом широком смысле и относится к любому продукту, группе продуктов, услугам, связи, развлекательным средствам, окружающим средам, организациям, системам, инструментам и т.п. Например, примером группы продуктов являются персональные и домашние продукты, такие, которые используются человеком, семьей или членами семьи. Примеры типичного и неограничивающего списка категорий продуктов в пределах группы персональных и домашних продуктов включают антиперспиранты, средства для ухода за младенцами, одеколоны, коммерческие продукты (включая оптовые, промышленные и коммерческие рыночные аналоги потребительских товаров), косметические средства, дезодоранты, средства для ухода за посудой, средства женской гигиены, средства для ухода за волосами, красящие средства для волос, средства для ухода за здоровьем, бытовые чистящие средства, средства для стирки, средства для ухода за полостью рта, бумажные продукты, личные средства очистки, одноразовые абсорбирующие изделия, корм и средства для ухода за здоровьем домашних животных, отпускаемые по рецепту лекарственные средства, престижные ароматизирующие вещества, средства для ухода за кожей, продукты питания, закуски и напитки, специальные средства для ухода за тканями, средства для бритья и другие продукты для контроля роста волос, небольшие бытовые устройства, приборы и батареи, услуги, такие как стрижка волос, косметический уход, спа-процедура, медицинские услуги, услуги по диагностики зубов и глаз, развлекательные площадки, такие как театры, стадионы, а также развлекательные услуги, такие как показы художественных или документальных фильмов, игровые и спортивные события. Разнообразие форм продуктов может находиться в пределах каждой из этих категорий продуктов.

Примеры форм и брендов продуктов описаны на сайте компании Procter & Gamble www.pg.com и на сайтах, указанных там посредством ссылок. Должно быть понятно, что потребительские продукты, которые составляют часть категорий продуктов, отличных от тех, что были перечислены выше, также предусмотрены настоящим изобретением, и что альтернативные формы и бренды продуктов, отличных от тех, что описаны на вышеуказанном вебсайте, также предусмотрены настоящим изобретением.

Примеры продуктов в пределах категории средств для стирки включают очищающие технические средства (в том числе в виде порошков, жидкости, таблеток и других форм), отбеливающие вещества, кондиционеры, смягчители, антистатические продукты и освежители (в том числе жидкие освежители и антистатики). Примеры продуктов в пределах категории средств для ухода за полостью рта включают средства для чистки зубов, зубную нить, зубные щетки (в том числе ручного типа и приводимые в действие электропитанием), ополаскиватели для рта, продукты для ухода за деснами, продукты для отбеливания зубов и другие продукты для ухода за зубами. Примеры продуктов женской гигиены включают косметические подушечки, тампоны, продукты для интимной гигиены и гигиенические прокладки. Примеры продуктов для ухода за младенцами включают подгузники, влажные салфетки, детские слюнявчики, детские пеленки и ткани для покрывал, и пенящееся ванное мыло для рук.

Примеры продуктов для ухода за здоровьем включают слабительные средства, волоконные пищевые добавки, болеутоляющие средства перорального приема или нанесания на кожу, продукты для лечения желудочно-кишечных заболеваний, продукты от дыхательных заболеваний и простуды/кашля, продукты от жжения и очищающие продукты. Примеры бумажных продуктов включают туалетную бумагу, бумажные полотенца и косметические салфетки. Примеры продуктов для ухода за волосами включают шампуни, кондиционеры (в том числе смываемого и несмываемого типов) и средства для укладки волос. Примеры продуктов для домашней уборки включают продукты для уборки, продукты для чистки пола, чистящие средства для деревянного пола, антибактериальные чистящие средства для пола, освежители для тканей и воздуха и продукты для мытья транспортных средств. Продукты для ухода за кожей включают (без ограничения) моющие средства для тела, очищающие средства для лица, крема для рук, увлажняющие средства, кондиционеры, сужающие поры вещества, продукты от шелушения, продукты для микрошлифовки и чистки кожи, продукты для омоложения кожи, продукты против старения, маски, продукты для защиты от ультрафиолета и спонжи для ухода за кожей, влажные салфетки, диски, тканевые салфетки, листовые материалы, тампоны и устройства (с или без составов для ухода за кожей).

Другие группы продуктов включают, среди прочего (без ограничения), спортивное оборудование, средства развлечения (книги, фильмы, музыку и т.д.), средства для зрения и используемые в домашних условиях медицинские средства и средства первой помощи.

Бирка может прикрепляться к упаковке продукта, например первичной упаковке жидкого продукта или гранулированного продукта. Бирка может быть погружена в упакованный жидкий или гранулированный продукт или может держаться на его поверхности. Бирка может быть вставлена внутрь продукта, такого как одноразовое поглощающее изделие, например, внутрь подгузника с целью обнаружения повреждения поглощающей сердцевины подгузника. Бирка может быть расположена на поверхности самого продукта.

Предполагается, что соответствие антенны бирки форме внешней поверхности продукта обеспечивает систему, в которой связь между опрашивающим устройством и биркой может быть всесторонней или достигаемой под разными углами между опрашивающим устройством и биркой.

Одна из проблем, связанных с созданием устройства связи для разных продуктов, появляется, когда устройство связи используется на электромагнитнопроводящих элементах. Принципы распространения радиоволн в свободном пространстве не реализуются в отношении расположенных рядом высокопроводящих элементов. Кроме того, рабочие характеристики антенны значительно ухудшаются, когда антенны размещаются вблизи металлов. Фактически, простое размещение RFID-бирки на батарее или на объекте с проводящим корпусом может не обеспечить требуемый эффект, например, сбор мощности и/или передачу данных. В частности, эта проблема не ограничена перезаряжаемыми/одноразовыми батареями. Например, емкость для геля для бритья, мыла и т.д., или упаковка, содержащая металлизированную пленку, может приводить к таким же проблемам вследствие проводимости контейнера. В целом, RFID-бирка рядом с металлическим корпусом снижает передачу сигналов между считывающим устройством и биркой в десять раз.

Один способ предотвращения эффектов, возникающих из-за близости металла к антенне, состоит в предотвращении ввода электромагнитного поля в металл. Например, разделение антенны и металлической поверхности посредством размещения между ними материала с подходящими электромагнитными свойствами и размерами может обеспечить отклонение электромагнитного поля в обход металлического/проводящего корпуса продукта. Свойства материала отклоняющего устройства зависят от используемого металла и RFID-частоты. Магнитное отклоняющее устройство эффективно изолирует бирку от емкости. Эффективное разделение может также достигаться посредством наполненного воздухом зазора между материалами.

В одном аспекте способ обеспечения информации о продукте содержит этап, на котором обеспечивают продукт, содержащий описанную выше бирку. Бирка содержит по меньшей мере один радиочастотный чип и первую антенну. Чип содержит элемент памяти, причем элемент памяти содержит электрическое устройство хранения двоичного кодового слова, содержащего по меньшей мере один бит, и выходные контакты. Бирка дополнительно содержит по меньшей мере одну проводящую полимерную систему, соединенную посредством электрической связи с по меньшей мере одним выходным контактом чипа и выполненную с возможностью изменения электрического состояния в связи с заранее заданным изменением в окружающей среде проводящей полимерной системы. Первая антенна расположена в электрической схеме, также содержащей чип и проводящую полимерную систему.

Способ также включает обеспечение опрашивающего устройства, выполненного с возможностью обнаружения излучения, связанного с данными бирки. Опрашивающее устройство может быть считывающим устройством, использующим радиочастотный (RF) протокол или протокол связи ближнего радиуса действия (NFC) наряду с функцией Bluetooth^tm, как описано выше, или смартфоном или другим компьютерным устройством, содержащим считывающее устройство с возможностью RF-связи или NFC-связи.

Опрашивающее устройство может использоваться для определения текущего состояния бирки, используя протокол RF-связи, такой как протокол NFC-связи. Опрашивающее устройство может интерпретировать данные, принятые от бирки, используя программное приложение, написанное для этой цели.

В одном аспекте опрашивающее устройство может содержать вспомогательный модуль сетевой связи, снабжающий устройство способностью отправлять и принимать данные через сотовую телефонную или другую связь, в том числе локальные сети или сети wi-fi. В таком аспекте опрашивающее устройство может передавать данные, принятые от бирки и/или полученные в результате анализа данных от бирки. Программное приложение опрашивающего устройства может анализировать данные от бирки для определения, требуется ли пополнение продукта, связанного с биркой, или планирования, когда такое пополнение потребуется с учетом истории пользования продукта, сформированной через последовательность опрашиваний бирки. В этом аспекте приложение может использоваться для завершения покупки дополнительного продукта через сеть. Приложение может быть дополнительно использовано для предложения пользователю к покупке соответствующих продуктов и или для предложения других продуктов, не связанных непосредственно с продуктом.

Система и способы могут быть использованы для представления информации о событии, связанной с потребительскими продуктами. Система может быть встроена в поглощающий продукт, такой как подгузник или продукт женской гигиены, таким образом, чтобы полимерная система взаимодействовала с поглощаемыми текучими средами, изменяющими состояние бирки и позволяющими пользователю способа обнаруживать измененное состояние бирки. Бирка системы может быть выполнена в качестве части упаковки, контактирующей с упакованным продуктом таким образом, чтобы использование и потребление продукта приводило к удалению продукта, контактирующего с полимерной системой, изменяя состояние бирки и обеспечивая обнаружение этого события и изменения состояния.

В одном варианте осуществления электрическая схема может быть выполнена с двумя антенными элементами, разделенными зазором. В отсутствие проводящего материала, заполняющего зазор, антенны не соединены. Конструкция антенн может быть такой, что первой антенны, соединенной с оставшейся частью бирки, не достаточно для необходимого запитывания бирки при опрашивании. Комбинация из двух антенн и заполняющего зазор соединяющего элемента может быть достаточна и будет приводить к успешному опрашиванию бирки, указывающего присутствие представляющего интерес материала, заполняющего зазор.

В одном варианте осуществления зазор электрической схемы может быть частично заполнен полимерным элементом, способным расширяться в присутствии подходящего изменения окружающей среды. Полимер, такой как поли(пиррол), поли(ацетилен) или поли(анилин), может использоваться для частичного заполнения зазора электрической схемы. При воздействии на непокрытую часть полимера окружающей среды, содержащей растворитель, имеющий параметр растворимости, аналогичный имеющемуся у полимера бирки, полимер бирки будет расширяться, заполняя зазор и замыкая электрическую схему, делая бирку функциональной вследствие изменения окружающей среды.

Примеры покрытий

Покрытие из полиэлектролита с высоким содержанием соли было получено следующим образом. Сосуд заполнялся 10 мл ультратфильтрованной дистиллированной воды. 1,1688 грамма хлорида натрия добавлялись в сосуд и перемешивались с помощью магнитной мешалки при комнатной температуре до растворения соли, приводя в результате к 2-х молярному раствору соли. Когда система становилась прозрачной, добавлялось 0,3 грамма поли(винилового спирта). Раствор нагревался до 90°С, обеспечивая превращение полимера в раствор. Когда система становила прозрачной, она была готова к нанесению на поверхность с помощью 10 микролитровых наконечников для пипетки с приблизительно 1-2 снятыми миллиметрами наконечников. Пипетка настраивалась под 5 микролитров, и горячий полимерный раствор наносился на представляющую интерес область RFID-бирки. Система затем помещалась в камеру с реагентами для сушки и подвергалась сушке при комнатной температуре в течение ночи.

Полимерное покрытие на основе хемирезистора было получено следующим образом. Сосуд наполнялся 9 мл ультрафильтрованной дистиллированной воды. Отдельный сосуд использовался для добавления 0,1 грамма Triton XI00 к 10 миллиметрам ультрафильтрованной дистиллированной воды для получения 1 вес. % раствора. 1 миллиметр 1 вес. % Triton XI00 добавлялся к 9 миллиметрам сильно отфильтрованной дистиллированной воды для получения 0,1 вес. % раствора Triton Х-100. 0.3 грамма поли(винилового спирта) добавлялось к 0,1 вес. % раствора Triton Х-100 (более низкий молекулярный вес и более высокопроцентный гидролиз приводят к более быстрому реагированию системы, чем более высокий молекулярный вес и более низкопроцентный гидролиз). Раствор нагревался до 90°С, что позволяло полимеру войти в раствор. Когда система становилась прозрачной, добавлялось 0,1 грамма медного (AgCU550) проводящего наполнителя, покрытого серебром, производства компании Ferro Electronic Materials Systems, Мэйфилд Хейтс, Огайо. Раствор подвергался воздействию ультразвука (дегазированный режим, уровень 5) в течение 5 минут. Система наносилась на поверхность, используя 10 микролитровые наконечники для пипетки с приблизительно 1-2 снятыми миллиметрами наконечников. Пипетка настраивалась под 5 микролитров, и горячий полимерный раствор наносился на представляющую интерес область RFID-бирки. Система затем помещалась в камеру с реагентами для сушки и подвергалась сушке при комнатной температуре в течение ночи.

Второе полимерное покрытие на основе хемирезистора, выполненное с возможностью реагирования не на воду, а на другие химические вещества окружающей среды, получалось следующим образом. Сосуд наполнялся 10 мл трихлорэтилена. В сосуд добавлялось 0,6 грамма [поли(этилен-ковинил ацетата]. Раствор смешивался при комнатной температуре до тех пор, пока полимер не превращался в раствор. Когда система становилась прозрачной, добавлялось 0,2 грамма медного (AgCU550) проводящего наполнителя, покрытого серебром. Система наносилась на поверхность, используя 10 микролитровые наконечники для пипетки с приблизительно 1-2 снятыми миллиметрами наконечников. Пипетка настраивалась под 5 микролитров, и горячий полимерный раствор наносился на представляющую интерес область RFID-бирки. Система затем помещалась в вытяжное устройство и подвергалась сушке при комнатной температуре в течение ночи.

Полимерная система на основе хемирезистора, выполненная с возможностью реагирования только на окружающую среду, имеющую рН в пределах целевого диапазона, была получена следующим образом. Способ может использовать либо тальк в качестве антисхватывающего агента и триэтилцитрат в качестве пластификатора, либо PlasACRYLHTP20 в качестве антисхватывающего агента/пластификатора. В 200-миллитровый стакане 41,7 мл Eudragit L30 D-55 производства компании Evonik Industries, Essen, Германия добавлялись к 57 мл дистиллированной воды, 14,6 мл PlasACRYL НТР20 производства компании Evonik Industries и 4,3 граммам медного (AgCU550) проводящего наполнителя, покрытого серебром. Раствор смешивался с помощью магнитной мешалки в течение 10 минут. Раствор использовался для покрытия требуемой области RF-меток и подвергался отверждению в циркулирующей сушильной печи в течение 2 часов при 40°С. RFID-бирка выключалась, когда полимер подвергался воздействию окружающей среды, имеющей значения рН, превышающие 5,5.

Полимерная система, чувствительная к механическому напряжению, была получена посредством замены эластичного полимера на чувствительный к окружающей среде полимер следующим образом. 8 граммов силиконового RTV каучука смешивалось с 8 граммами проводящего наполнителя в стакане для получения отношения 50/50 полимера. Смесь была экструдирована через пластмассовый 20-миллиметровый шприц. Полоски были экструдированы на силиконовую поверхностью для легкого удаления. Вулканизация при комнатной температуре обеспечивалась в течение 24 часов. Полоска датчика механического напряжения удалялась, и проводились испытания динамической температуры и механических свойств (модуль Юнга, диапазон упругости, предел текучести). Разрывная машина «Инстрон» настраивалась для постоянного растяжения 1 мм/с до разрыва. Сопротивление измерялось параллельно с помощью 283IE Measurement (мультиметр для записи данных) и небольших щипковых зажимов, прикрепляемых к образцу. Модуль Юнга вычислялся с помощью программного обеспечения «Инстрон». Вспомогательный тест проводился без щипковых зажимов при конечном механическом напряжении, составляющим 150% от растяжения, при котором возникал разрыв в середине датчика механического напряжения.

Как показано на Фиг. 1, система 1000 содержит абсорбирующее изделие 300 и опрашивающее устройство 200. Абсорбирующее изделие 300 содержит бирку 100. Бирка 100 содержит чип 130, проводящую полимерную систему 125 и антенну 140. Опрашивающее устройство 200 содержит датчик 210, источник 220 питания, антенну 230, элемент 240 анализа, элемент 250 отображения и линию 260 связи по сети. Как показано на Фиг. 2, переносной источник 400 питания содержит бирку 100 и экран 150. Как показано на Фиг. 3, упаковка 500 содержит бирку 100.

Размеры и значения, раскрытые в данном документе, не должны толковаться как строго ограниченные упомянутыми точными численными значениями. Напротив, если не указано иное, подразумевается, что каждый такой размер означает как упомянутое значение, так и функционально эквивалентный диапазон, охватывающий это значение. Например, размер, упомянутый как «40 мм», подразумевается означающим «около 40 мм».

Каждый документ, упомянутый здесь, включая любые перекрестные ссылки или родственные патенты или заявки, включен в данный документ посредством ссылки во всей его полноте, если нет явных исключений или иных ограничений. Цитирование любого документа не является подтверждением того, что он входит в уровень техники любого изобретения, раскрытого или заявленного здесь, или что он, взятый в отдельности или в комбинации с любой другой ссылкой или ссылками, сообщает, предлагает или раскрывает любое такое изобретение. Кроме того, если любое значение или определение термина в настоящем документе противоречит любому значению или определению того же термина в документе, включенном посредством ссылки, должно применяться значение или определение, присвоенное этому термину в настоящем документе.

Хотя были проиллюстрированы и описаны определенные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что различные другие изменения и модификации могут быть выполнены без отступления от сущности и объема изобретения. Поэтому подразумевается, что все такие изменения и модификации, которые находятся в пределах объема данного изобретения, охвачены приложенной формулой изобретения.

Изобретение относится к системам и способам дистанционного обеспечения информацией о продукте. Технический результат - повышение точности идентификации продукта. Сенсорная система содержит бирку. Бирка содержит, по меньшей мере, один радиочастотный чип и первую антенну. Чип содержит элемент памяти, причем элемент памяти содержит электрическое устройство хранения двоичного кодового слова, содержащего, по меньшей мере, один бит, и выходные контакты. Бирка дополнительно содержит, по меньшей мере, одну проводящую полимерную систему, соединенную посредством электрической связи с, по меньшей мере, одним выходным контактом чипа и выполненную с возможностью изменения электрического состояния в связи с заранее определенным изменением в окружающей среде проводящей полимерной системы. Первая антенна соединена посредством электрической связи с выходным (выходными) контактом (контактами) чипа и проводящей полимерной системы. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сенсорная система, содержащая бирку, содержащую:
a. по меньшей мере один радиочастотный чип, содержащий элемент памяти, причем элемент памяти содержит электрическое устройство хранения двоичного кодового слова, содержащего по меньшей мере один бит, и выходные контакты; по меньшей мере одну проводящую полимерную систему, соединенную посредством электрической связи с по меньшей мере одним выходным контактом чипа и выполненную с возможностью изменения электрического состояния в соответствии с заранее заданным изменением в окружающей среде проводящей полимерной системы;
b. первую антенну, соединенную посредством электрической связи с выходными контактами чипа и проводящей полимерной системой, при этом
по меньшей мере один радиочастотный чип и первая антенна расположены в виде электрической схемы на плате, жетоне или вкладке, и при этом электрическая схема выполнена с зазором в электрической схеме, разомкнутой в отсутствии дополнительного элемента, при этом при опрашивании бирки в отсутствии дополнительного элемента не возникает выходной сигнал от бирки, при этом дополнительный элемент является полимерной системой, покрывающей зазор и являющейся проводящей до ее повреждения изменением окружающей среды, или становящейся проводящей из непроводящей в ответ на изменение окружающей среды.

2. Сенсорная система по п. 1, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит опрашивающее устройство, содержащее источник питания и вторую антенну, выполненную с возможностью генерирования электромагнитного излучения, содержащего резонансную частоту первой антенны, и приемник, выполненный с возможностью обнаружения электромагнитного излучения и демодулирования обнаруженного излучения с извлечением вложенных данных из обнаруженного излучения.

3. Сенсорная система по п. 2, характеризующаяся тем, что опрашивающее устройство дополнительно содержит элемент анализа, выполненный с возможностью интерпретирования извлеченных вложенных данных, и элемент отображения, выполненный с возможностью отображения результатов интерпретирования.

4. Сенсорная система по п. 2, характеризующаяся тем, что опрашивающее устройство дополнительно содержит датчик.

5. Сенсорная система по п. 2, характеризующаяся тем, что опрашивающее устройство дополнительно содержит линию связи по сети.

6. Сенсорная система по п. 1, характеризующаяся тем, что первая антенна содержит всенаправленную антенну.

7. Сенсорная система по п. 1, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит продукт, причем бирка содержит часть продукта.

8. Сенсорная система по п. 1, характеризующаяся тем, что продукт содержит одноразовое абсорбирующее изделие.

9. Сенсорная система по п. 8, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит электрический экран, расположенный между антенной и продуктом.

10. Сенсорная система по п. 9, характеризующаяся тем, что экран содержит часть бирки.

11. Сенсорная система по п. 1, характеризующаяся тем, что продукт содержит упаковку, содержащую потребительский товар.

12. Сенсорная система по п. 1, характеризующаяся тем, что продут содержит переносной источник питания.

13. Сенсорная система по п. 1, характеризующаяся тем, что бирка содержит пассивный радиочастотный чип.

14. Способ обеспечения информации о продукте, содержащий этапы, на которых:
a. обеспечивают продукт, содержащий бирку, причем состояние бирки связано с состоянием проводящей полимерной системы; обеспечивают опрашивающее устройство, выполненное с возможностью обнаружения излучения, связанного с битом бирки;
b. изменяют состояние бирки, связанное с окружающей средой, в соответствии с окружающей средой проводящей полимерной системы;
c. опрашивают состояние бирки после изменения окружающей среды проводящей полимерной системы;
d. интерпретируют состояние бирки;
f. обеспечивают выходной сигнал, связанный с интерпретированным состоянием бирки, при этом
по меньшей мере один радиочастотный чип и первая антенна располагают в виде электрической схемы на плате, жетоне или вкладке, и при этом электрическая схема выполнена с зазором в электрической схеме, разомкнутой в отсутствии дополнительного элемента, при этом при опрашивании бирки в отсутствии дополнительного элемента не возникает выходной сигнал от бирки, при этом дополнительный элемент является полимерной системой, покрывающей зазор и являющейся проводящей до ее повреждения изменением окружающей среды, или становящейся проводящей из непроводящей в ответ на изменение окружающей среды.

15. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что этап обеспечения опрашивающего устройства дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают опрашивающее устройство, содержащее линию связи по сети, причем способ дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают коллективный доступ через сеть к интерпретированному состоянию бирки.

16. Способ по п. 15, характеризующийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором обеспечивают коллективный доступ через сеть к данным датчика опрашивающего устройства.

17. Способ по п. 15, характеризующийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором осуществляют покупку единицы продукции с использованием сети.