DE69935017T2 - Anwendung für Radiofrequenzidentifikationssysteme - Google Patents

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Karel Saint Paul Gerald L.
Kruse Saint Paul John M.
Lindahl Saint Paul Richard W.
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    • H01Q9/285Planar dipole

Description

  • Die Erfindung betrifft Anwendungen für Hochfrequenzkennzeichnungs-(RFID)-Systeme und insbesondere die Verwendung solcher Systeme in Bibliotheken.
  • Elektronische Artikelüberwachungs-(„EAS")-Systeme erfassen das Vorhandensein kleiner elektronischer Vorrichtungen, die auf oder in einem Artikel platziert sind oder von einer interessierenden Person getragen werden, und sie werden häufig in Handels- oder Bibliotheksumgebungen eingesetzt, um Diebstahl oder anderes unerlaubtes Entfernen von Artikeln zu verhindern. Diese Vorrichtungen, die allgemein als Tags („Tags") oder Markierungen bekannt sind, enthielten in der Vergangenheit nur Informationen bezüglich des Vorhandenseins eines Gegenstands. Diese Informationen konnten erhalten werden, indem das Tag intermittierend oder kontinuierlich elektronisch abgefragt wurde. Basierend auf der Art und Weise, wie diese Abfragung erfolgte, haben sich mit der Zeit vier verschiedene Arten von EAS-Systemen entwickelt: magnetisch, magnetomechanisch, mittels Hochfrequenz (HF) und Mikrowellen. Von diesen vier stellten magnetische Systeme in den meisten Anwendungen das höchste Sicherheitsniveau bereit. Magnetische Tags lassen sich in oder an einem Objekt leicht verbergen, sind schwer zu detektieren (da sie gegenüber Abschirmung, Krümmung und Druck weniger anfällig sind) und lassen sich leicht deaktivieren und reaktivieren, wodurch sie ein hohes Sicherheitsniveau und einige Informationen bezüglich des Status des mit einem Tag versehenen Artikels bereitstellen.
  • Viele Nutzer von EAS-Systemen wünschen mehr zu wissen als nur, ob ein mit Tag versehenes Objekt vorhanden ist. Sie möchten beispielsweise auch wissen, welches mit Tag versehene Objekt vorhanden ist. Ausführliche Informationen bezüglich der Eigenschaften von Objekten, beispielsweise ihr Herstellungsdatum, Inventarstatus und ihr Eigentümer, wurden allgemein über einen optischen Strichcode an automatisierte Handhabungs- und Kontrollsysteme bereitgestellt. Obwohl sie kostengünstig und effektiv sind, weisen optische Strichcodesysteme gewisse Einschränkungen auf. Strichcodes müssen sichtbar sein, wodurch die Stellen, an denen sie platziert werden können, eingeschränkt sind, und Strichcodes können leicht verdeckt werden, sei es unabsichtlich oder absichtlich. Außerdem ist die Reichweite, in der ein Detektor den Strichcode erfassen kann, verhältnismäßig klein. Der Strichcode muss möglicherweise auch entsprechend positioniert werden, damit er erfasst werden kann. Da die Strichcodes oftmals freiliegen, um die Erfassung zu ermöglichen, ist der Strichcode außerdem anfällig für Schäden, welche zu Detektionsfehlern führen können. Schließlich müssen mehrere Gegenstände gleichzeitig verarbeitet werden. Diese Einschränkungen von Strichcodesystemen machen sie für einige Anwendungen, wie das Markieren von Bibliotheksmedien, unerwünscht oder ineffizient.
  • In jüngerer Zeit wurden elektronische Kennzeichnungs-(Hochfrequenzkennzeichnungs- oder RFID-)Techniken entwickelt, welche sich auf die Beschränkungen optischer Strichcodes richten. RFID-Systeme sind in der Bereitstellung von Objektkennzeichnung und -verfolgung erfolgreich, aber mangelhaft in der Bereitstellung von Objektsicherheit, da die meisten RFID-Systeme in Frequenzbereichen (~1 MHz und darüber) betrieben werden, in denen das Tag leicht überwunden werden kann. Die mit Hochfrequenztags verbundenen Sicherheitsmängel entstehen daraus, dass sie „abgeschirmt" werden können, indem beispielsweise das Tag mit der Hand oder einer Aluminiumfolie abgedeckt wird, oder sogar, indem das Tag in ein Buch platziert wird. Auch batteriebetriebene Hochfrequenztags können blockiert werden, obwohl ihre Reichweite größer ist und das Blockieren schwieriger wäre. Somit können Objekte, die mit einem RFID-Tag versehen sind, der Detektion unabsichtlich oder absichtlich entgehen. Dies verringert ihre Wirksamkeit als Sicherheitsvorrichtung beträchtlich. RFID-Markierungen werden auch als „Smart Cards" bezeichnet. In kommerziellen Anwendungen treten sowohl kontaktgebunde als auch kontaktlose Smart Cards auf. Smart Cards sind tendenziell eher mit einer spezifischen Person als mit einem mit Tag versehenen Objekt verbunden. Probleme hinsichtlich der Sicherheit und der Verfolgung der Smart Cards (oder der Person, die sie trägt) sind denen ähnlich, die oben mit Bezug auf die RFID-Markierungen erläutert worden sind.
  • Die mit RFID-Markierungen verbundenen Probleme sind denen ähnlich, die jedem Fachmann auf dem Gebiet der frequenz- und mikrowellenbasierten ERS-Tags bekannt sind. Es wurden beträchtliche Anstrengungen in Versuche investiert, die Mängel von frequenz- und mikrowellenbasierten EAS-Tags zu beheben. Keiner dieser Versuche hat jedoch ihre Leistung als Sicherheitstags erheblich verbessert. Die US-Patentschrift Nr. 5,517,195 (Narlow et al.) mit dem Titel „Dual Frequency EAS Tag with Deactivation Coil" beschreibt ein Mikrowellen-EAS-Tag mit zwei Frequenzen, das eine Antennenschaltung mit einer Diode und eine Deaktivierungsschaltung enthält. Die Deaktivierungsschaltung reagiert auf ein magnetisches Wechselfeld mit geringer Energie, in dem eine Spannung in der Diode der Antennenschaltung induziert wird, so dass die Diode und die Antenne deaktiviert wird, wodurch das Tag deaktiviert wird. Obwohl dies für einige Anwendungen nützlich ist, kann es bei dem in Narlow et al. offenbarten kondensatorbasierten Tag mit der Zeit zu einer Leckage von elektrischer Ladung kommen, was dazu führen könnte, dass das Tag unabsichtlich aktiviert wird.
  • Hochfrequenz-EAS-Tags von der in der US-Patentschrift Nr. 4,745,401 (Montean et al.) offenbarten Art enthalten ein magnetisches Element. Das magnetische Element verändert die Abstimmung des Tags, wenn es entsprechend durch eine Hilfsvorrichtung magnetisiert worden ist, und blockiert daher die Hochfrequenzreaktion des Tags. Obwohl diese Tags eine gewisse Nützlichkeit aufweisen, gehen sie immer noch nicht das Problem verbesserter Sicherheit und Kennzeichnung an.
  • Die Hochfrequenzkennzeichnungstechnologie wurde von einer Reihe von Firmen entwickelt, zu der Motorola/Indala (siehe US-Patentschriften Nr. 5,378,880 und 5,565,846) Texas Instruments (siehe US-Patentschriften Nr. 5,347,280 und 5,541,604), Mikron/Philips Semiconductors, Single Chip Systems (siehe US-Patentschriften Nr. 4,442,507; 4,796,074; 5,095,362; 5,296,722 und 5,407,851), CSIR (siehe Europäische Patentschriften Nr. 0 494 114 A2; 0 585 132 A1; 0 598 624 A1 und 0 615 285 A2), IBM (siehe US-Patentschriften Nr. 5,528,222; 5,550,547; 5,521,601 und 5,682,143) und Sensormatic Electronics (siehe US-Patentschriften Nr. 5,625,341) gehören. Diesen Tags ist der Versuch gemein, abgesetzte Identifikation ohne die Notwendigkeit einer Batterie bereitzustellen. Sie werden in Frequenzbereichen von 125 KHz bis 2,45 GHz betrieben. Die Tags geringerer Frequenzbereiche (125 KHz) sind in geringem Maß gegenüber Abschirmung resistent, weisen jedoch aufgrund von Bandbreitenbeschränkungen nur eine eingeschränkte Frequenzfunktionalität auf. Auf diese Markierungen basierende Systeme werden nur dann allgemein zuverlässig betrieben, wenn sich ein einziges Tag zu einer Zeit in der Abfragezone befindet. Sie sind außerdem tendenziell relativ umfangreich und teuer in der Herstellung. Bei höheren Frequenzen (in der Regel 13,56 MHz, 915 MHz und 2,45 GHz) hat die zusätzliche Bandbreite die Entwicklung von Systemen ermöglicht, welche mehrere Tags in der Abfragezone in einer kurzen Zeitperiode zuverlässig bearbeiten. Dies ist für viele Produktanwendungen äußerst wünschenswert. Außerdem versprechen einige der Tagaufbauten, in der Herstellung verhältnismäßig kostengünstig und daher für den Kunden attraktiver zu sein. In unterschiedlichem Ausmaß ist diesen Hochfrequenzvorrichtungen jedoch die Anfälligkeit gegenüber der oben genannten Abschirmung gemein. Sie können daher nicht das hohe Sicherheitsniveau bereitstellen, welches in gewissen Anwendungen, wie Bibliotheken, erforderlich ist.
  • Aus dem oben Genannten sollte ersichtlich sein, dass es eine Reihe von Anwendungen für RFID-Tags in verschiedenen Umgebungen gibt, in denen die Identität des mit Tag versehenen Gegenstands von Bedeutung ist. In der PCT-Veröffentlichung WO 99/05660, die am 4. Februar 1999 veröffentlicht und Checkpoint Systems Inc. zugewiesen wurde, wird beispielsweise ein Inventarsystem beschrieben, welches Artikel mit RFID-Tags verwendet. Die darin beschriebene bevorzugte Ausführungsform berücksichtigt die Verwendung von RFID-Tags in Bibliotheksmaterialien, welche dann durch Abfragen des RFID-Tags zum Bestimmen der Identität des Materials automatisch ausgetragen werden können. Es bleibt jedoch eine Anzahl wichtiger oder wünschenswerter Bibliotheks- oder anderer Inventarfunktionen, die in der '660-Veröffentlichung nicht beschrieben oder vorgeschlagen wurden.
  • In der US-Patentschrift Nr. 5,640,002 wird ein tragbarer RIFD-Tagleser beschrieben, welcher Informationen über zu kaufende Gegenstände sammelt. In WO 97/15031 wird ein Artikelverfolgungs- und Inventarkontrollsystem beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die Ansprüche spezifiziert. Die vorliegende Erfindung betrifft RFID-Vorrichtungen einschließlich tragbarer RFID-Vorrichtungen und Anwendungen für solche Vorrichtungen. Die Vorrichtungen und Anwendungen werden unter spezieller Bezugnahme auf Bibliotheksmaterialien, wie Bücher, Periodika und magnetische und optische Medien, beschrieben. Andere Anwendungen für die vorliegende Erfindung werden ebenfalls berücksichtigt.
  • Die vorliegende Erfindung wird ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen ähnliche Zahlen ähnliche Strukturen in den verschiedenen Ansichten bezeichnen und in denen
  • 1A und 1B schematische Darstellungen von Hochfrequenzidentifikationstags sind;
  • 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Hochfrequenzidentifikationstags ist;
  • 3 eine schematische Draufsicht eines Kombinationstags ist;
  • 4 ein Blockdiagramm eines RFID-Abfragesystems ist, welches mit einem RFID-Tag zusammenwirkt;
  • 5, 6, 7 und 8 Darstellungen von Kombinationstags sind, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können; und
  • 9, 10, 11, 12, 13 und 14 Darstellungen verschiedener Ausführungsformen sind.
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden eine Kombination aus RFID/magnetischen Sicherheitstags. Tags wurden in der US-Patentschrift 6,154,137 beschrieben, welche am 8. Juni 1998 unter dem Titel „Identification Tag With Enhanced Security" eingereicht wurde. Eine ausführliche Beschreibung der magnetischen RFID- und Kombinationstags, die in Verbindung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden in dem unten stehenden Abschnitt I beschrieben und die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden dann ausführlich in dem unten stehenden Abschnitt II dargelegt.
  • I. Tags und Elemente zur Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
  • Ein mit den in dem unten stehenden Abschnitt II beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwendetes Tag kann Objektkennzeichnung und effektive Sicherheit in einer einzigen Vorrichtung vereinbaren. Sie enthalten ein Element, das auf ein magnetisches Abfragesignal reagiert, und ein Element, das auf ein Hochfrequenzabfragesignal reagiert. In einer Ausführungsform stellt ein magnetisch ansprechendes Element auch die Antenne für das auf Hochfrequenz ansprechende Element bereit. Der Begriff „ansprechend" bedeutet in dem Kontext der vorliegenden Erfindung, dass das Element verständliche Informationen bereitstellt, wenn es einem entsprechenden Abfragefeld unterliegt. Im Folgenden werden zunächst die einzelnen Elemente beschrieben, gefolgt von einer Beschreibung eines Kombinationstags.
  • A. Das magnetisch ansprechende Element
  • Das magnetisch ansprechende Element wird vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material mit geringer Koerzitivkraft und hoher Permeabilität hergestellt, wie beispielsweise das Material, das für die von der Firma Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, USA (3M) unter der Bezeichnung „TATTLE-TAPETM" hergestellten Bandstreifen verwendet wird. Diese Streifen oder Markierungsvorrichtungen werden in verschiedenen Patenten, die 3M zugewiesen wurden, beschrieben, einschließlich US-Patentschriften Nr. 5,331,313 (Koning) und 3,747,086 (Peterson). Zu Beispielen für ferrogmagnetische Materialien mit geringer Koerzitivkraft und hoher Permeabilität gehören Permalloy (eine Nickel-Eisen-Legierung) und amorphe Hochleistungsmetalle, wie die von der Firma AlliedSignal, Morristown, NY, USA, unter den Bezeichnungen Metglas 2705M und Metglas 2714A erhältlichen.
  • Bei dem magnetisch ansprechenden Element kann es sich um ein Einfachstatus- oder Zweifachstatuselement handeln, abhängig von der Art des Artikels, dem das Element zugeordnet ist. Bestimmte Nachschlagewerke in einer Bibliothek sollen beispielsweise nicht aus der Bibliothek entfernt werden und somit würde eine (nicht deaktivierbare) Einfachstatusmarkierung immer anzeigen, ob ein solches Buch eine Abfragezone überschritten hat. Andere Artikel, wie allgemeines Bibliotheksmaterial oder Handelsgüter, können möglicherweise eine Zweifachstatusmarkierungsvorrichtung erfordern, so dass, wenn der Artikel ordnungsgemäß bearbeitet wurde, die Markierung entsprechend deaktiviert werden kann, um die Detektion durch die Abfragequelle zu verhindern. Zweifachstatusfunktionalität wird allgemein bereitgestellt, indem Abschnitte von magnetischem Material mit höherer Koerzitivkraft in der Nähe des magnetischen Materials mit geringer Koerzitivkraft, wie unten und in dem Peterson-Patent beschrieben, zugefügt werden.
  • Bestimmte magnetisch ansprechende Elemente weisen die Fähigkeit auf, die magnetische Ausrichtung schnell umzuschalten, wenn sie durch ein magnetisches Wechselfeld geringer Frequenz (zum Beispiel 50 Hz bis 100 Hz) geleitet werden, und ein vorbestimmtes charakteristisches Ansprechverhalten bereitzustellen, welches durch die Empfangsspulen eines Detektors erfasst werden kann. Die Umschaltfunktion der Markierungsvorrichtung wird durch den Magnetisierungszustand der Elemente mit hoher Koerzitivkraft, oder „Keeper"-Elemente, gesteuert. Wenn diese Keeper-Elemente magnetisiert werden, wird die Fähigkeit der Markierung, innerhalb des magnetischen Wechselfelds der Abfragezone vor- und zurückzuschalten, geändert und die Markierung wird in der Regel nicht detektiert. Wenn die Keeper-Elemente deaktiviert werden, kann die Markierung wieder die Umschaltfunktion ausführen, wodurch der Abfragequelle ermöglicht wird, das Vorhandensein der Markierung zu erfassen. Die Keeper-Elemente können auf verschiedene im Gebiet bekannten Arten bereitgestellt werden.
  • Die Markierungsvorrichtung kann an einer oder beiden Seiten auch einen Haftstoff enthalten, um das Anhaften der Markierung an einem Buch oder einem anderen Artikel zu ermöglichen. Die Klebschicht(en) kann/können mit einem entfernbaren Streifen bedeckt sein, um das Anhaften der Markierung an einer unbeabsichtigten Oberfläche vor der Anbringung an der beabsichtigten Oberfläche zu verhindern. Diese und weitere Merkmale der Markierungsvorrichtung werden in den US-Patentschriften Nr. 3,790,945 (Fearon), 5,083,112 (Piotrowski) und 5,331,313 (Koning) beschrieben.
  • Da es schwierig ist, magnetische Elemente geringer Frequenz dieser Art von der Detektion abzuschirmen, können sie an einer großen Bandbreite von Gegenständen, bei denen Sicherheit von Bedeutung ist, effektiv eingesetzt werden. Außerdem können sie bequemer vollkommen und wiederholt deaktiviert und reaktiviert werden als Markierungen, die andere EAS-Technologien einsetzen, wodurch sie für die Verwendung in bestimmten Anwendungen (wie beispielsweise Bibliotheken), wo diese Eigenschaft äußerst wünschenswert ist, geeigneter werden.
  • B. Das auf Hochfrequenz ansprechende Element
  • RFID-Tags können entweder aktiv oder passiv sein. Ein aktives Tag enthält eine zusätzliche Energiequelle, wie eine Batterie, in dem Aufbau des Tags. Diese Energiequelle gestattet es aktiven RFID-Tags, starke Antwortsignale auch in Bereichen, in denen das abfragende Hochfrequenzfeld schwach ist, zu erzeugen und zu empfangen, und somit kann ein aktives RFID-Tag mit einer größeren Reichweite detektiert werden. Die verhältnismäßig kurze Lebensdauer der Batterie beschränkt jedoch die Nutzdauer des Tags. Außerdem vergrößert die Batterie die Größe und die Kosten des Tags. Ein passives Tag bezieht die zur Energieversorgung des Tags nötige Energie aus dem abfragenden Hochfrequenzfeld und verwendet diese Energie, um Antwortcodes zu senden, indem die Impedanz der in dem Abfragefeld vorhandenen Antenne moduliert wird, wodurch das an die Leserantenne zurück reflektierte Signal moduliert wird. Daher ist ihre Reichweite eingeschränkter. Da die passiven Tags für viele Anwendungen bevorzugt werden, beschränkt sich die übrige Erläuterung auf diese Art von Tags. Den Fachleuten wird jedoch klar sein, dass diesen zwei Arten von Tags viele Merkmale gemein sind und dass beide mit der Erfindung verwendet werden können.
  • Wie in 1 gezeigt, enthält ein passives, auf Hochfrequenz ansprechendes Element 10 in der Regel zwei Komponenten: eine integrierte Schaltung 12 und eine Antenne 14. Die integrierte Schaltung stellt die primäre Kennzeichnungsfunktion bereit. Sie enthält Software und Schaltungen, um die Tagkennung und andere wünschenswerte Informationen permanent zu speichern, von der Abfragehardware empfangene Befehle zu interpretieren und zu verarbeiten, auf Anforderungen von Informationen durch den Abfrager zu reagieren und die Hardware beim Lösen von Konflikten zu unterstützen, welche daraus resultieren, dass mehrere Etiketten gleichzeitig auf die Abfrage reagieren. Optional kann die integrierte Schaltung das Aktualisieren der in ihrem Speicher gespeicherten Informationen vorsehen (Lesen/Schreiben), statt die Informationen nur auszulesen (nur Lesen). Zu den für RFID-Markierungen geeigneten integrierten Schaltungen gehören u.a. die von Texas Instruments (in ihrer TIRIS- oder Tag-it-Produktlinie), Philips (in ihrer I-Code-, Mifare- und Hitag-Produktlinie), Motorola/Indala und Single Chip Systems erhältlichen Markierungen.
  • Die Geometrie und Eigenschaften der Antenne hängen von der erwünschten Betriebsfrequenz des RFID-Teils des Tags ab. RFID-Tags mit 2,45 GHz (oder ähnliche) enthalten beispielsweise in der Regel eine zweipolige Antenne, wie beispielsweise die lineare zweipolige Antenne 4a aus 1A, oder die an das auf Hochfrequenz ansprechende Element 10a aus 1B angebrachte gefaltete zweipolige Antenne 14a. Ein RFID-Tag mit 13,56 MHz (oder ähnliches) enthält eine Spiral- oder Spulenantenne 14b, wie die in 2 gezeigte, die an das auf Hochfrequenz ansprechende Element 10b angebracht ist. In jedem Fall fängt die Antenne 14 die von einer Abfragequelle ausgestrahlte Hochfrequenzenergie ab. Diese Signalenergie trägt sowohl die Leistung als auch die Befehle zu dem Tag. Die Antenne ermöglicht es dem auf HF ansprechenden Element, ausreichend Energie zu absorbieren, um den IC-Chip mit Energie zu versorgen und somit die zu detektierende Antwort bereitzustellen. Die Eigenschaften der Antenne müssen somit an das System, in dem sie enthalten ist, angepasst werden. Bei Tags, die in dem hohen MHz- bis GHz-Bereich betrieben werden, ist die wichtigste Eigenschaft die Länge der Antenne. In der Regel wird die effektive Länge einer zweipoligen Antenne so ausgewählt, dass sie ungefähr der halben Wellenlänge oder einem Vielfachen der halben Wellenlänge des Abfragesignals entspricht. Bei Tags, die in dem niedrigen bis mittleren MHz-Bereich (z.B. 13,56 MHz) betrieben werden, in dem eine Antenne mit halber Wellenlänge aufgrund von Größenbeschränkungen nicht praktizierbar ist, sind die wichtigen Eigenschaften die Induktivität der Antenne und die Anzahl von Windungen der Antennenspule. Für beide Antennenarten ist eine gute elektrische Leitfähigkeit erforderlich. In der Regel werden Metalle wie Kupfer und Aluminium eingesetzt, aber andere Leiter, einschließlich magnetischer Metalle, wie Permalloy, sind ebenfalls annehmbar und werden für die Zwecke dieser Erfindung bevorzugt. Es ist auch wichtig, dass die Eingabeimpedanz des ausgewählten IC-Chips zu der Impedanz der Antenne passt, damit maximaler Energietransfer erzielt wird. weitere Informationen über Antennen sind Durchschnittsfachleuten beispielsweise aus Bezugsquellen, wie J.D. Kraus, Antennas (2. Ausgabe, 1988, McGraw-Hill, Inc., NY, USA), bekannt.
  • Häufig ist ein Kondensator 16 enthalten, um die Leistung der Markierung, wie in 2 gezeigt, zu erhöhen. Wenn der Kondensator 16 vorhanden ist, stimmt er die Betriebsfrequenz des Tags auf einen bestimmten wert ab. Dies ist wünschenswert, um die maximale Betriebsreichweite zu erzielen und die Einhaltung von Richtlinienanforderungen sicherzustellen. Bei dem Kondensator kann es sich entweder um eine Einzelkomponente handeln oder er kann, wie unten beschrieben, in die Antenne integriert sein. Bei einigen Tagaufbauten, insbesondere bei Tags, die zum Betrieb bei sehr hohen Frequenzen, wie bei 2,45 GHz ausgelegt sind, ist ein Abstimmkondensator nicht erforderlich. Der Kondensator wird so ausgewählt, dass, wenn er mit der durch die Antenne bereitgestellten Induktivität gekoppelt wird, die Resonanzfrequenz der zusammengefügten Struktur, die durch
    Figure 00120001
    gegeben wird, wobei
  • C
    = Kapazität (in Farads)
    L
    = Induktivität (in Henries)
    ist, genau zu der erwünschten Betriebsfrequenz des RFID-Systems passt. Bei dem Kondensator kann es sich auch um einen verteilten Kondensator, wie in den an 3M zugewiesenen US-Patentschriften Nr. 4,598,276 (Tait et al.) und 4,578,654 (Tait et al.) beschrieben, handeln. Verteilte Kapazität ist wünschenswert, um die Größe, insbesondere die Dicke, des Tags zu verringern, und das Ausmaß an manuellem Zusammensetzen zu minimieren.
  • Wie in 4 gezeigt, wird das auf Hochfrequenz ansprechende Tag 110 im Betrieb durch ein EAS-Sicherheitssystem 100 abgefragt, das sich in der Regel nahe der Stelle befindet, an der die Tags überwacht werden sollen. Eine Abfragezone kann eingerichtet werden, indem beabstandete Detektionstafeln über die Ausgänge des Raumes, in dem sich die mit Tags versehenen Artikel befinden, nahe eines die zu überwachenden Gegenstände tragenden Förderbands oder dergleichen platziert werden. Es können auch tragbare Detektionsvorrichtungen eingesetzt werden. Eine Abfragequelle 102 (die in der Regel einen Antriebsoszillator und einen Verstärker enthält) ist mit einer Antenne 104 (die zuweilen als Feldspule bezeichnet wird) zum Senden eines Hochfrequenzwechselfelds oder eines Abfragesignals in der Abfragezone gekoppelt. Das System 100 enthält auch eine Antenne zum Empfangen eines Signals (die als Antenne 104 gezeigt und zuweilen als Empfangsspule beschrieben wird) und einen Detektor 106 zum Verarbeiten von Signalen, die von Tags in der Abfragezone erzeugt werden.
  • Die Abfragequelle 102 sendet ein Abfragesignal 200, welches innerhalb gewisser bekannter Frequenzbänder, die bevorzugt werden, da sie andere Anwendungen nicht stören und da sie geltenden Regierungsrichtlinien entsprechen, ausgewählt werden kann. Wenn das auf Hochfrequenz ansprechende Element ein Abfragesignal empfängt, sendet es sein eigenes Antwortcodesignal 202, das von der Antenne 104 empfangen und an den Detektor 106 gesendet wird. Der Detektor detektiert die Antwort, identifiziert das Tag (in der Regel basierend auf in einem Computer oder einer anderen Speichervorrichtung 108 gespeicherten Informationen) und ergreift Maßnahmen basierend auf dem detektierten Codesignal. Verschiedene Modifikationen des dargestellten Systems sind Fachleuten bekannt, einschließlich beispielsweise der Verwendung separater Antennen für die Abfragequelle 102 und dem Detektor 106 anstelle der gezeigten einfachen Antenne 104.
  • Moderne RFID-Tags stellen auch signifikante Speichergrößen, auf die der Nutzer zugreifen kann, zuweilen in der Form von Nur-Lese-Speicher oder Speicher für das einmalige Beschreiben bereit, vorzugsweise bieten sie dem Nutzer jedoch die Möglichkeit, den Speicher durch Neubeschreiben seiner Inhalte aus einer Entfernung wiederholt zu aktualisieren. Die Größe des bereitgestellten Speichers kann variieren und beeinflusst die Größe und Kosten des integrierten Schaltungsteils eines RFID-Tags. In der Regel kann ein Gesamtspeicher mit zwischen 128 Bits und 512 Bits auf ökonomische Weise bereitgestellt werden. Ein unter der Bezeichnung „Tag-it" von der Firma Texas Instruments, Dallas, Texas, USA, erhältliches RFID-Tag stellt beispielsweise 256 Bits von durch den Nutzer programmierbarem Speicher zusätzlich zu einem Speicher mit 128 Bits bereit, der für Informationen, wie der eindeutigen Tagseriennummer, Versions- und Herstellungsinformationen und dergleichen reserviert ist. Analog stellt ein von der Firma Philips Semiconductors, Eindhoven, Niederlande, unter der Bezeichnung „2-Code" erhältliches RFID-Tag einen Nutzerspeicher mit 384 Bits zusammen mit zusätzlichen 128 Bits bereit, die für Informationen der oben genannten Art reserviert sind.
  • Der durch den Nutzer zugreifbare Speicher kann ausgenutzt werden, um die Leistung eines beispielsweise in einer Bibliotheksumgebung eingesetzten Gegenstandsidentifikationssystems zu verbessern. Gegenwärtig identifizieren Bibliotheken die Gegenstände durch Scannen eines optischen Strichcodes. Die in diesem Strichcode enthaltene eindeutige Kennzeichnung wird verwendet, um auf eine Zirkulationsdatenbank zuzugreifen, welche Software enthält, die durch die Bibliotheksautomationsvendoren bereitgestellt wird (LAV-Software), in der extensivere Informationen über den Gegenstand permanent enthalten sind. Während dieses System hochentwickelt ist und in vielen Anwendungen sehr gut funktioniert, kann es jedoch zwei Nachteile aufweisen. Erstens muss eine Verbindung zu der Zirkulationsdatenbank eingerichtet werden, um auf die Informationen zuzugreifen. Dies schränkt die Verfügbarkeit von Informationen ein, wenn sich ein Gegenstand an einer Stelle entfernt von einer Verbindung zu dieser Datenbank befindet. Zweitens kann die Abfrage der Informationen aus der Zirkulationsdatenbank manchmal eine unannehmbar lange Zeit erfordern, insbesondere während Zeiten großer Beanspruchung. Durch das Speichern bestimmter kritischer Informationen auf dem RFID-Tag können beide Beschränkungen überwunden werden.
  • Ein Beispiel für Informationen, welche die Leistung eines Bibliotheksidentifikationssystems verbessern könnten, wenn sie auf dem RFID-Tag selbst vorhanden wären, ist eine Bibliotheksidentifikationsnummer. Ohne Zugriff auf eine Datenbank könnte dann eine Heimbibliothek des Gegenstand schnell und bequem bestimmt werden, indem einfach das RFID-Tag gescannt werden würde. Ein weiteres Beispiel für vorzugsweise auf einem RFID-Tag vorhandene Informationen könnte ein Code sein, der bezeichnet, ob es sich bei dem Gegenstand um ein Buch, ein Videoband, ein Audioband, eine CD oder einen anderen Gegenstand handelt. Dieser Code könnte beispielsweise den Medienartcode umfassen, der in dem 3M-Standard Interchange Protocol spezifiziert wird, welches von dem Inhaber der vorliegenden Erfindung erhältlich ist. Durch sofortige Kenntnis der Medienart könnten die Materialverwaltungssysteme einer Bibliothek sicherstellen, dass ein Gegenstand entsprechend verarbeitet wird, ohne die durch das Nachschlagen in einer entfernten Zirkulationsdatenbank verursachte Verzögerung und Umständlichkeit mit sich zu bringen. Andere Bespiele für Informationen, die zur Einarbeitung in das RFID-Tag nützlich wären, werden den Fachleuten bekannt sein.
  • Ein weiteres Gebiet, in dem RFID-Systeme einen Vorteil gegenüber Systemen, die auf Strichcodes basieren, bieten, ist die Identifikation mehrerer Gegenstände. Durch Verwendung ausgeklügelter Softwarealgorithmen wirken RFID-Leser und -Markierungen zusammen, um sicherzustellen, dass alle Gegenstände in der Abfragezone des Lesers erfolgreich identifiziert werden, ohne dass ein Bediener eingreifen muss. Diese Fähigkeit ermöglicht die Entwicklung zahlreicher nützlicher Anwendungen auf den Gebieten der Inventarkontrolle und Gegenstandsverfolgung und -sortierung, was mittels Identifikationssystemen, die auf Strichcodes basieren, schwierig oder unmöglich zu implementieren wäre.
  • C. Das Kombinationstag
  • Wie in 3 und 5 bis 8 gezeigt, kombiniert das Kombinationstag 20 ein magnetisch ansprechendes Element mit einem auf HF ansprechenden Element, um die Vorteile beider bereitzustellen. Die beiden Elemente können somit gleichzeitig an einen interessierenden Gegenstand angebracht werden, wodurch die Kosten verringert werden. Das Kombinationstag kann mit einem druckempfindlichen, mit einem ablösbaren Streifen bedeckten Klebstoff versehen sein, der das Anhaften des Kombinationstags an eine Oberfläche des Artikels nach Entfernen des Streifens ermöglicht. In einer weiteren Ausführungsform verwendet das Tag das magnetisch ansprechende Element als eine Antenne für das auf Hochfrequenz ansprechende Element. Das magnetisch ansprechende Element ist, wenn es als eine Antenne verwendet wird, elektrisch mit dem auf Hochfrequenz ansprechenden Element gekoppelt und kann gegebenenfalls physisch mit dem auf Hochfrequenz ansprechenden Element gekoppelt sein.
  • Das Kombinationstag, welches mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann auf zwei Arten abgefragt werden. Erstens würde die RFID-Abfragequelle Hochfrequenzsignale verwenden, um Codes von der integrierten Schaltung abzufragen und zu empfangen. Diese Informationen würden beispielsweise die Identifikation des Artikels, mit dem das Tag verbunden ist, anzeigen, und ob der Artikel ordnungsgemäß bearbeitet wurde. Zweitens würde ein magnetisches Abfragefeld das Tag abfragen, um zu bestimmen, ob der magnetische Teil der Markierungsvorrichtung aktiv ist. Wenn die Markierungsvorrichtung aktiv ist, würde die Abfragequelle eine Antwort erzeugen, beispielsweise eine Benachrichtigung, dass der markierte Artikel nicht ordnungsgemäß bearbeitet wurde. Da die magnetische Abfrage gegenüber Abschirmung resistenter ist, als die Hochfrequenzabfragung, würde der magnetische Teil des Kombinationstags verbesserte Sicherheit bereitstellen. Somit werden die Merkmale sowohl des magnetischen als auch der RFID-Tags in einem einzigen Kombinationstag kombiniert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Kombinationstag ein magnetisch ansprechendes Element, das auch als die Antenne der Schaltung des auf Hochfrequenz ansprechenden Elements fungiert. Um beide Funktionen zu bedienen, muss das Antennenmaterial geringe magnetische Koerzivität und sehr hohe magnetische Permeabilität (um als effizientes Sicherheitselement zu dienen) und moderate bis hohe elektrische Leitfähigkeit (um als effiziente Antenne zu fungieren) aufweisen. Außerdem muss die Geometrie der Antenne mit beiden Funktionen übereinstimmen. In dieser Ausführungsform könnte die Antenne beispielsweise aus Permalloy, einer Legierung aus Nickel und Eisen, hergestellt werden.
  • In einer Ausführungsform kann ein Sicherheitsstreifen der Marke 3M „Tattle-TapeTM" oder ein anderes äquivalentes Element als lineare Zweipolantenne verwendet werden, um bei 2,45 GHz oder einer ähnlich hohen Frequenz betrieben zu werden. Die Länge, Breite und Dicke dieses Streifens werden so ausgewählt, dass sie der bestimmten Betriebsfrequenz und anderen Eigenschaften des eingesetzten RFID-Chips entsprechen. In der Regel würde der Streifen aus Permalloy (von einer Reihe von Quellen einschließlich Carpenter Speciality Alloys, Reading, PA, USA, unter dem Handelsnamen „HyMu80" erhältlich) oder aus einer amorphen Legierung, wie der unter der Bezeichnung 2705M von der Firma AlliedSignal, Morriston, NY, USA, erhältlichen, gefertigt und seine Länge läge zwischen 6,35 cm und 16,5 cm (2,5 und 6,5 Zoll). Die Anschlüsse der integrierten Schaltung werden physisch mit den Enden des Sicherheitsstreifens verbunden. Elektrische Messungen von Impedanz und Leistungszuwachs haben bestätigt, dass ein solcher magnetischer Streifen dieselben grundlegenden elektrischen Eigenschaften, wie die normalerweise mit einem solchen Chip verwendeten Zweipolantennen aus Kupfer oder Aluminium, bereitstellt und somit davon ausgegangen werden kann, dass er beide Funktionen zufrieden stellend ausführt.
  • Wenn das magnetisch ansprechende Element mindestens als ein Teil der Antenne für das auf Hochfrequenz ansprechende Element verwendet wird, sind die beiden miteinander elektrisch gekoppelt. Das elektrische Koppeln kann aufgrund einer physischen Verbindung zwischen mehreren Elementen (wie in 5 gezeigt) oder in Abwesenheit einer physischen Verbindung durch kontaktloses elektromagnetisches Koppeln (wie in 6, 7 und 8 gezeigt) erfolgen. Zu kontaktlosem Koppeln kann parasitäres Koppeln, kapazitives Koppeln oder induktives Koppeln gehören und solche Antennenkomponenten wie parasitäre Antennenkomponenten, Reflektor- und Direktorantennen, Yagi-Uda-Antennen oder andere geeignete Antennenkonfigurationen enthalten.
  • Das in 3 gezeigte Kombinationstag enthält Spulenwindungen, die aus magnetischem Material gefertigt sind. Das Tag könnte beispielsweise ein 13,56 MHZ-Tag mit einer Antennenstruktur wie 14c sein, in der Fluxkollektoren an den Ecken bereitgestellt sind, um die magnetische Funktion des Tags zu verbessern. Es können andere Arten von Fluxkollektoren bereitgestellt sein.
  • Das in 5 gezeigte Kombinationstag 20 enthält eine physische Verbindung zwischen der Antenne 22, die aus magnetisch ansprechendem Material gebildet ist, und der integrierten Schaltung 12. Eines oder mehrere Keeper-Elemente der oben beschriebenen Art können auch an das magnetisch ansprechende Material angebracht sein, so dass es gezielt aktiviert und deaktiviert werden kann, um ein Zweistatustag bereitzustellen. Die in 6 gezeigte Antenne 22a ist jedoch nicht mit der integrierten Schaltung 12 oder der Zweipolantenne 23 physisch verbunden, sondern mit der Zweipolantenne durch parasitäre Zweipolkopplung gekoppelt, um ein Kombinationstag 20a bereitzustellen. Die Zweipolantenne 23 kann entweder magnetisch ansprechendes Material oder nicht magnetisch ansprechendes Material umfassen.
  • 7 und 8 veranschaulichen Ausführungsformen, in denen mehr als eine Antenne 22 bereitgestellt ist, um elektrisch mit Antennen 23b bzw. 23c gekoppelt zu werden. In dem in 7 gezeigten Kombinationstag 20b enthält die integrierte Schaltung 12 die Zweipolantenne 23b, welche mit den Antennen 22b parasitär gekoppelt ist. Die Antennen 22b sind aus magnetisch ansprechendem Material gebildet und die Antennen 23b kann/können aus magnetisch ansprechendem Material gebildet sein. In dem in 8 gezeigten Kombinationstag 20c ist ein auf Hochfrequenz ansprechendes Element der in 2 gezeigten Art parasitär mit den Antennen 22c gekoppelt. Die Antennen 22c sind aus magnetisch ansprechendem Material gebildet und die Antenne(n) 23c kann/können aus magnetisch ansprechendem Material gebildet sein. Andere Variationen dieser Ausführungsformen können leicht ausgelegt werden.
  • Die Gesamtdicke des Kombinationstags sollte so gering wie möglich sein, um das unauffällige Platzieren des Tags an oder in einem Artikel zu ermöglichen. Das Tag kann beispielsweise mit einem Haftstoff zwischen den Seiten eines Buchs angelegt sein und es ist wünschenswert, das Tag dünn genug zu machen, um die leichte Erfassung durch Beobachten des Endes des Buches zu verhindern. Herkömmliche ICs können ungefähr 0,5 mm (0,02 Zoll) dick sein und die Gesamtdicke des Tags beträgt vorzugsweise weniger als 0,635 mm (0,025 Zoll).
  • Die mit der Erfindung verwendbaren Kombinationstags können in Form einer Rolle bereitgestellt sein, um die automatisierte sequenzielle Anbringung einzelner Tags auf Artikel zu gestatten. Das Gesamtsystem wird beispielsweise in der PCT-Veröffentlichung Nr. WO 97/36270 (DeVale et al.) beschrieben. Einzelne Kombinationstags, von denen eine oder mehrere Oberflächen mit einem Klebstoff bedeckt sein können (wie einem druckempfindlichen Klebstoff), können von der Rolle entfernt werden und zwischen zwei Seiten eines Buchs nahe seiner Bindung angebracht werden, Ein Seitenspreizer kann bereitgestellt werden, um die Einfügung des Kombinationstags zu erleichtern und andere Optionen, wie Sensoren zur Erfassung der Position verschiedener Komponenten in dem System können ebenfalls bereitgestellt sein.
  • Von dem Kombinationstag wird angenommen, dass es besondere, jedoch nicht exklusive, Verwendung in der Bearbeitung von Bibliotheksmaterialien aufweist. Bibliotheksmaterialien mit einem RFID-Tag dieser Art könnten möglicherweise ohne menschliche Unterstützung leichter ein- und ausgetragen werden. Das heißt, die Materialien würden automatisch von einem bestimmten Kunden (der selbst ein mit der Bibliothekskarte verbundenes RFID-Tag haben kann) ein- und ausgetragen werden, wenn der Kunde durch eine geeignete Detektionszone geht, und wieder eingetragen werden, wenn der Kunde die Bibliothek mit den Materialien wieder betritt. Das Tag kann auch bei der Verwaltung und Analyse des Inventars unterstützen, indem es den Bibliotheksverwaltern gestattet, die Materialien unverzüglich und kontinuierlich zu verfolgen. Diese und andere Merkmale der Erfindung können natürlich auch bei anderen Anwendungen zum Tragen kommen, beispielsweise der Materialhandhabung in Geschäften, Lagern und dergleichen.
  • In einer weiteren Ausführungsform könnte das Kombinationstag Zweifachstatusmarkierungsinformationen sowohl durch eine magnetische Reaktion (die anzeigt, ob die magnetischen Merkmale des Tags aktiviert oder deaktiviert sind) als auch durch eine Hochfrequenzreaktion bereitstellen (die durch die Verwendung einer geeigneten Software anzeigt, ob die Datenbank oder der Speicher des RFID-Chips selbst zeigt, dass der Gegenstand entsprechend bearbeitet worden ist).
  • Die folgenden Beispiele stellen noch weitere Informationen bezüglich der in den Ausführungsformen der Erfindung, die unten in Abschnitt II beschrieben sind, verwendeten Tags bereit.
  • Beispiel 1
  • Ein Kombinationstag wurde hergestellt, das mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Ein Permalloystreifen, der aus einer von der Firma Carpenter Technology Corporation, Reading, Pennsylvania, USA, unter der Bezeichnung „HyMu80" erhältlichen Legierung hergestellt wurde, kann eine durch von der Firma Single Chip Systems (SCS), San Diego, Kalifornien, USA, hergestellten Testvorrichtung angebracht. Der Streifen maß ungefähr 1,6 mm (0,625 Zoll) Breite mal 0,0254 mm (0,001 Zoll) Dicke mal 10,16 cm (4 Zoll) Länge. Die Testvorrichtung bestand aus einer Standardantenne von SCS mit 2,45 GHz, die mit einer LED-Diode verbunden ist. Die Vorrichtung war so ausgelegt, dass sie bei Ausrichtung auf ein 2,45 GHz-Feld stark genug war, um ein typisches SCS-RFID-Tag mit Energie zu versorgen, so dass die LED glüht, wodurch eine sofort sichtbare Bestätigung des ordnungsgemäßen Betriebs des Energie empfangenden Teils der Vorrichtung bereitgestellt wird. Nach Ersetzen der Standard-SCS-Antenne durch die Permalloyantenne vom Prototyp wurde die LED bei ungefähr derselben Feldstärke beleuchtet, wodurch der erfolgreiche Betrieb des Prototyps bestätigt wurde.
  • Beispiel 2
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Antenne, von der angenommen wird, dass sie sich zur Verwendung mit einem RFID-Aufbau für 13,56 MHz eignet. Bei dieser Frequenz wird eine Antennengeometrie vom Spulentyp bevorzugt. Die Spulenwindungen, die die Spule umfasst, werden aus einer magnetischen Legierung, wie einem Permalloy gebildet, entweder durch Ätzen (physisch oder chemisch), Formschneiden oder Abscheidung durch einen Maske. Der gerade „Arm"-Abschnitt der Spule dient in diesem Aufbau auch als magnetisch ansprechendes Element. Die verringerte Länge dieser metallischen Elemente in dieser Geometrie beschränkt jedoch die Effektivität des magnetischen Sicherheitsteils der Vorrichtung. In der in 3 gezeigten Ausführungsform wurden Fluxkollektorelemente, die an den Ecken bereitgestellt sind, der Antennenspule zugefügt, um diese Beschränkung aufzuheben. Der in 3 gezeigte Aufbau würde vorzugsweise einen wie oben beschriebenen Kondensator enthalten, um die Betriebsfrequenz der Antenne auf die vorgeschriebene Abfragefrequenz abzustimmen.
  • Die Eigenschaften der in diesem Beispiel beschriebenen Antenne wurden mit den Eigenschaften bekannter Antennen für integrierte Hochfrequenzschaltungen verglichen und, da diese Eigenschaften ähnlich waren, wird angenommen, dass die Antenne dieses Beispiels in einer solchen Anwendung adäquat funktionieren würde.
  • Die unten beschriebenen Ausführungsformen können entweder ein Tag mit nur einem RFID-Element oder ein Kombinationstag verwenden, die beide oben beschrieben werden.
  • II. Ausführungsformen
  • A. RFID-Vorrichtung mit magnetischen Fähigkeiten
  • Da RFID-Tags entweder beabsichtigt oder unbeabsichtigt von einem Bibliothekskunden abgeschirmt werden können, ist es oftmals wichtig, sowohl RFID- als auch magnetische Sicherheitselemente in dem mit Tag versehenen Bibliotheksmaterial bereitzustellen, vorzugsweise auf demselben Tag. Wenn es sich bei dem magnetischen Sicherheitselement um ein Zweistatuselement handelt, was bedeutet, dass es selektiv aktiviert oder deaktiviert werden kann, wird ein Status in der Regel durch die Anlegung eines magnetischen Felds auf dieses Element geändert. Die Magnetisierungsvorgänge haben keine Wirkung auf Bibliotheksmaterialien, wie Bücher und Magazine, können jedoch schädlichen Einfluss auf magnetisch aufgezeichnete Medien haben. Die erfindungsgemäße RFID-Vorrichtung mit magnetischen Fähigkeiten löst solche Probleme, vorzugsweise ohne jeden Einfluss von Bibliothekspersonal.
  • Wie in 9 gezeigt, ist eine RFID-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung so ausgelegt, dass sie Informationen aus einem RFID-Tag auf einem Gegenstand, wie einer Kundenkarte, einem Buch oder anderen Materialien, lesen kann. Die von dem RFID-Tag gelesenen Informationen enthalten eine Bezeichnung der Medienarten (bespielsweise magnetisch, gedruckt oder optisch), die verwendet werden kann, um die nachfolgende ordnungsgemäße Bearbeitung des Gegenstands sicherzustellen. Die RFID-Vorrichtung ist auch mit einer Vorrichtung, wie der Spule, versehen, welche ausgelegt ist, um die Aktivierung und Deaktivierung des Sicherheitselementteils des Gegenstandstags zu ermöglichen. Nachdem die RFID-Vorrichtung das RFID-Tag gelesen hat, sendet die Vorrichtung die Gegenstandsidentifikationsinformationen an einen Computer, der Software aufweist, welche durch einen Bibliotheksautomatisierungsvendor oder LAv bereitgestellt wird. Unter ungefähr 50 gegenwärtigen LAV-Softwaresystemen befinden sich „Dynix", welches von der Firma Ameritech Library Services aus Provo, Utah, USA, erhältlich ist, „Carl ILS", erhältlich von der Firma CARL, Denver, Colorado, USA, und „DRA", erhältlich von DRA, St. Louis, Missouri, USA.
  • Es gibt eine Reihe von Arten, die von einem RFID-Tag erhaltenen Informationen an das LAV-System zu senden. Zu einer gehört die Verwendung von in dem 3M-Standard Interchange Protocol (SIP) implementierten Befehlen.
  • Eine weitere würde die Verwendung einer als „Keil" bekannten elektronischen Vorrichtung mit sich bringen, um die Informationen so zu senden, als ob sie von einem herkömmlichen Strichcodescanner herrührten. Diese und andere Techniken sind Fachleuten wohlbekannt. Auf diese Weise führt die RFID-Komponente der RFID-Vorrichtung die Funktionen aus, welche zuvor durch einen optischen Strichcodescanner ausgeführt worden sind, welcher gegebenenfalls weiter mit der Vorrichtung verwendet werden kann. Somit können Bibliotheken weiter ihre bestehenden LAV-Softwaresystemschnittstellen und -endgeräte verwenden, während sie die zusätzliche Funktionalität und Merkmale, die durch die RFID-Technologie bereitgestellt werden, nutzen können. Die RFID-Vorrichtung muss keine Anzeige enthalten, wenn sie mit einer Anzeige eines bestehenden LAV-Softwaresystem zusammenwirken würde, um Feedback für den Bediener bereitzustellen. Optional kann ein Anzeige- oder ein anderer Feedbackmechanismus in der RFID-Vorrichtung als integriertes Paket enthalten sein.
  • In Vorrichtungen, die sowohl HF- als auch optische Strichcodelesekapazitäten aufweisen, sollte die Vorrichtung in der Lage sein, Bibliotheksmaterialien, die mit HF-Tag, Strichcodeetiketten oder beidem versehen sind, zu handhaben. Im Betrieb würde die Vorrichtung einen Gegenstand zum Eintragen durch Scannen für ein RFID-Tag oder ein RFID-Tag und einen Strichcode bearbeiten, wobei der Gegenstandidentifikationscode und vorzugsweise die Medienart von dem RFID- oder beiden Tags abgefragt werden würde und diese Informationen an das LAV-Softwaresystem weitergeleitet würden. Wenn die Vorrichtung sowohl ein RFID-System als auch ein optisches Strichcodescansystem enthält, kann die Vorrichtung auch verwendet werden, um RFID-Tags für Medien zu erzeugen, welche nur mit Strichcodes versehen sind. Als erstes würde der Strichcode gescannt werden und dann würde die Kennung (oder ein abhängig von dem Systemaufbau mit der Kennung verbundener Kennungscode) zusammen mit anderen Daten, wie der Medienart oder anderen ausgewählten Informationen, die sich auf dieses Medium beziehen und von dem LAV-Softwaresystem zurückgegeben werden, auf das RFID-Tag geschrieben (aufgezeichnet) werden. Das RFID-Tag könnte dann an den Gegenstand angepasst werden.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung führt „smarte" Wiedersensibilisierung und Desensibilisierung der an die Bibliotheksmaterialien angebrachten magnetischen Sicherheitselemente durch. Wenn die Vorrichtung das RFID-Tag liest und die Identifikationsinformationen an die LAV-Software sendet, ist die LAV-Software so programmiert, dass sie mit einer Anzeige der Art von Bibliotheksmaterial, mit der das RFID-Tag verbunden ist, antwortet. Wenn die LAV-Software durch eine Anzeige antwortet, dass das mit Tag versehene Material etwas ist, für das ein spezialisierter Magnetisierungsvorgang erforderlich ist (in der Regel magnetisch aufgezeichnete Medien), dann kann die Vorrichtung nur das System aktivieren, welches den Vorgang ausführt. Wenn die LAV-Software beispielsweise anzeigt, dass das RFID-Tag mit einem gewöhnlichen Buch verbunden ist und dass dieses Buch durch den anfordernden Kunden ausgetragen werden kann, dann kann ein Magnetisierungssystem aktiviert werden, um das magnetische Element, das mit dem Buch verbunden ist, zu deaktivieren. Wenn die LAV-Software jedoch anzeigt, dass ein RFID-Tag beispielsweise mit einem Videoband verbunden ist, dann kann ein anderes Magnetisierungssystem aktiviert werden, um das magnetische Sicherheitselement, das mit diesem Videoband verbunden ist, zu deaktivieren. Dieses andere Magnetisierungssystem kann beispielsweise ein schwächeres magnetisches Feld oder ein auf den Bereich in der unmittelbaren Nähe des Sicherheitselements beschränktes Feld enthalten, so dass Schaden an dem magnetischen Medium selbst abhängig von den ausführlichen Eigenschaften der sich im Gebrauch befindlichen Sicherheitstags verhindert wird. Abhängig von ausführlichen Aufbau der Vorrichtung könnte die Prozedur das Verhindern automatischer Aktivierung beinhalten, um magnetische Medien nicht zu beschädigen.
  • Vorzugsweise kann ausreichende Information in dem Speicher des RFID-Tags selbst gespeichert werden, so dass die Abfragequelle diese Informationen nicht an die LAv-Software zu senden braucht, und kann stattdessen das geeignete Magnetisierungssystem direkt aufrufen. Diese Ausführungsform würde die Systemleistung wahrscheinlich verbessern, da weniger Schritte erforderlich sind, um dasselbe Resultat zu erzielen. Als Minimum sollte das RFID-Tag eine Medienart in dem Speicher des RFID-Elements speichern, könnte jedoch, wie oben erwähnt, auch Zusatzinformationen enthalten. Diese Art von Verarbeitung ohne die Rücksendung an eine Datenbank, die von der RFID-Vorrichtung getrennt ist, wird hier als in „Echtzeit" erfolgt bezeichnet.
  • Ein Vorteil einer RFID-Vorrichtung wie der beschriebenen ist, dass sie Gegenstände mit weniger Abhängigkeit von ihrer Ausrichtung bezüglich der Vorrichtung annehmen und bearbeiten kann. Durch einen optischen Strichcodescanner kann Bibliotheksmaterial nur bearbeitet werden, wenn das Strichcodeetikett ordnungsgemäß positioniert und durch den Scanner lesbar ist, im Gegensatz dazu kann ein Buch mit einem RFID-Tag oder einem Kombinationstag so positioniert sein, dass der Deckel entweder oben oder unten liegt, und ohne das Erfordernis, ein Etikett sorgfältig auf einen Scanner auszurichten. Dieser Vorteil von RFID-Systemen gegenüber herkömmlichen optischen und Strichcodesystemen führt zu erheblichen Zeitersparnissen für Kunden und Bibliothekspersonal. Der Lesebereich kann für verschiedene Scanner, Tags und andere Komponenten unterschiedlich sein, aber es wird angenommen, dass ein Lesebereich von ungefähr 15 cm (6 Zoll) zufrieden stellend wäre. Um das zuverlässige RFID-Scannen zu erleichtern, kann es jedoch möglich sein, die RFID-Tags für verschiedene Gegenstände an derselben festen Position bezüglich einer Kante des Gegenstands zu positionieren. RFID-Tags, die auf Bibliotheksbüchern bereitgestellt sind, könnten zum Beispiel alle 2 Zoll über dem Boden des Buchs platziert sein.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen RFID-Vorrichtung sind zahlreich und erheblich und zu ihnen gehört, dass nur eine einzige Station vorliegt, an der Bibliotheksmaterialien identifiziert, desensibilsiert und resensibilisiert werden, das Fehlen von Bedienerausbildung an und die Leistung verschiedener Magnetisierungsvorgänge, erhöhte Verarbeitungsgeschwindigkeit aufgrund der Verringerung der in nur auf Strichcodes beruhenden Systemen vorhandenen Ausrichtungsbeschränkungen und verringerte Wahrscheinlichkeit von Verletzungen des Bibliothekspersonals durch wiederholte Belastung. Ein weiterer Vorteil ist, dass es schneller ist, RFID-Tags zu scannen, als einen Strichcode zu lesen, insbesondere bei Codes, die sich in dem Deckel oder dem Behälter des Gegenstands befinden, zu großen Teilen deshalb, weil der nutzer keinen Strichcode lokalisieren und ausrichten muss. Das System ist letztlich auch kostengünstig, da die RFID-Leser erwartungsgemäß weniger kosten als Hochleistungsstrichcodescanner. Diese und weitere Vorzüge und Vorteile werden einem Fachmann ersichtlich sein.
  • B. Verwendung einer RFID-Vorrichtung bei mehreren Gegenständen
  • Ein weiterer Vorteil einer RFID-Vorrichtung ist die Fähigkeit, mehrere Gegenstände gleichzeitig zu verarbeiten, wie in 10 gezeigt. Herkömmliche Vorrichtungen mit nur optischen Strichcodescannern können nur einen einzigen, dem Strichcodescanner präsentierten Gegenstand zu einer Zeit bearbeiten, dagegen können Gruppen von Gegenständen mit RFID-Elementen im Wesentlichen gleichzeitig bearbeitet werden. Dies kann dadurch erzielt werden, dass mehrere RFID-Abfragequellen (Lesern) in oder an der Vorrichtung montiert sind, oder dass ein einziger Hochgeschwindigkeits-RFID-Leser vorliegt, der den Mehrfachgegenstandsidentifikationsalgorithmus besitzt. Diese Fähigkeit verringert die zum Bearbeiten mehrerer Gegenstände für das Bibliothekspersonal erforderliche Zeit erheblich.
  • Um zu vermeiden, dass die Vorrichtung einen Magnetisierungsvorgang ausführen muss, der für eine oder mehrere einer Gruppe von Materialien, die verarbeitet werden, ungeeignet ist, kann die Vorrichtung ausgelegt sein, um eine Nachricht an den Nutzer bereitzustellen, welche fordert, dass alle Materialien einer bestimmten Art (z.B. Bücher und Magazine) zusammen präsentiert werden, gefolgt von allen Materialien einer weiteren Art (z.B. Video- und Audiobändern). Der RFID-Leser kann aus den von einzelnen RFID-Elementen erhaltenen Informationen bestimmen, ob der Nutzer die Materialien entsprechend getrennt hat, und kann den Nutzer dazu auffordern, wenn er dies nicht getan hat, wie in 12 gezeigt. In einer weiteren Ausführungsform enthält die Vorrichtung einen Bereich zum Bearbeiten von Medien einer Art (z.B. Bücher und Magazine) und einen getrennten Bereich zum Bearbeiten von Medien einer weiteren Art (z.B. Video- und Audiobändern). Der geeignete Magnetisierungsvorgang kann dann zuverlässig für jedes Material ausgeführt werden.
  • Die Vorrichtung kann auch eine Anzeige zum Anzeigen enthalten, wie viele RFID-Tags tragende Gegenstände zum Bearbeiten durch die Vorrichtung präsentiert worden sind, das heißt, der RFID-Leser würde Informationen von jedem der Vorrichtung präsentierten Gegenstand erhalten und die Anzeige aktualisieren, um anzuzeigen, dass beispielsweise fünf Gegenstände vorliegen. Ein optischer oder anderer Detektor könnte auch verwendet werden, um zu bestätigen, dass dieselbe Anzahl von Gegenständen tatsächlich vorliegt, um den Kunden oder das Bibliothekspersonal zu alarmieren, wenn ein Gegenstand ohne ein RFID-Tag unbeabsichtigt oder absichtlich in dem Stapel anderer Materialien enthalten wäre. Zu optischen Detektoren dieser Art können die in der US-Patentschrift Nr. 6,142,375 (Belka et al.), die am 10. April 1998 unter dem Titel „Apparatus and Method for the Optical Detection of Multiple Items on a Platform" eingereicht worden ist, beschriebenen gehören. Zu anderen Detektoren können solche gehören, die auf dem Gewicht (in denen der RFID-Leser von dem RFID-Tag oder der LAV-Software das Gewicht der detektierten Gegenstände erfassen und es mit dem tatsächlichen Gewicht der präsentierten Gegenstände vergleichen kann) oder der Anzahl der detektierten magnetischen Elemente (wie in der US-Patentschrift Nr. 5,260,690 (Mann et al.) beschrieben) basieren. Der Vergleich der Anzahl von Gegenständen, die durch den RFID-Leser detektiert würden, und der Anzahl, die durch einen optischen oder anderen Detektor detektiert würden, stellt sicher, dass die mit dem nicht mit RFID-Tags versehenen Gegenstände verbundenen magnetischen Sicherheitselemente nicht deaktiviert werden, ohne dass der Gegenstand auch zu Lasten eines bestimmten Kunden ausgetragen wird. Die Vorrichtung kann die Gegenstände bearbeiten, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Gegenständen präsentiert worden ist (beispielsweise fünf Gegenstände) oder nachdem ein Bediener die Vorrichtung anweist, die Gegenstände zu bearbeiten oder automatisch ohne jede Bedienerintervention. Eine geeignete Anzeige kann den Bediener über den Status des Vorgangs benachrichtigen.
  • Eine weitere Eigenschaft einer RFID-Vorrichtung kann die Fähigkeit sein, den Inhalte eins Pakets oder Behälters, in dem sich mehrere Gegenstände befinden, zu bestätigen, wie in 11 gezeigt. Eine Gruppe von Audiotapes kann zum Beispiel innerhalb eines einzigen Behälters zusammen paketiert sein. Um sicherzustellen, dass nur die Bänder und alle Bänder zusammen bearbeitet werden, kann der RFID-Leser den Behälter identifizieren und jedes der Bänder in dem Behälter identifizieren und die Identitäten abgleichen, bevor das Austragen der Materialien an einen Kunden zugelassen wird. Das RFID-Tag auf dem Kasten kann die Informationen bezüglich des Inhalts des Kastens enthalten oder die Informationen können in der LAV-Software gespeichert sein und durch die von dem RFID-Tag erhaltenen Identifikationsinformationen zugänglich sein.
  • Vorrichtungen mit der Fähigkeit, mehrere Materialien zu bearbeiten, erhöhen die Geschwindigkeit, mit der Materialien in eine Bibliothek eingetragen und aus einer Bibliothek ausgetragen werden können. Die Vorrichtung kann ausgelegt sein, um nur ein einziges Signal an das LAV-Softwaresystem zu senden, um mehrere Gegenstände zu bearbeiten, und in Reaktion darauf nur ein Signal von der Software zu erhalten.
  • C. Tragbare RFID-Vorrichtungen
  • Für eine Reihe von Anwendungen ist es wünschenswert, eine tragbare, vorzugsweise in der Hand gehaltene RFID-Vorrichtung bereitzustellen. Die handgehaltene RFID-Vorrichtung ist in der Lage, in Regalen, Abfallkörben, Stapeln und Bibliothekswagen zu suchen. Sie kann im Wesentlichen überall dort, wo sie nahe genug an die Gegenstände positioniert werden kann, suchen. Sie ist in der Lage, mehrere Gegenstände zu identifizieren, die sich innerhalb der Reichweite der Vorrichtung befinden. Diese und weitere Merkmale machen die tragbare RFID-Vorrichtung zu einem wertvollen Bibliothekswerkzeug.
  • Der Einfachheit halber werden tragbare RFID-Vorrichtungen zunächst in Bezug auf ihre Komponenten und ihren Betrieb beschrieben und danach in Bezug auf verschiedene nützliche Funktionen für oder Verfahren des Benutzens solcher Vorrichtungen. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass hier beschriebenen Funktionen oder Verfahren ebenso auf nicht tragbare RFID-Vorrichtungen anwendbar sind und dass die oben in Bezug auf nicht tragbare RFID-Vorrichtungen beschriebenen Funktionen und Verfahren analog auf tragbare RFID-Vorrichtungen anwendbar sind. Die verschiedenen Funktionen und Verfahren wurden lediglich deshalb mit der häufiger zur Ausführung der Funktion oder des Verfahrens verwendeten RFID-Vorrichtung gruppiert.
  • 1. Komponenten und Betrieb
  • Eine handgehaltene RFID-Vorrichtung enthält vorzugsweise einen RFID-Leser und -Schreiber, einen Speicher, eine Energiequelle und eine Software, um verschiedene Funktionen der hierin beschriebenen Arten zu aktivieren. Der RFID-Leser/Schreiber könnte aus einem Commander 320 13,56 MHz-RFID-Leser bestehen, welcher von der Firma Texas Instruments, Dallas, Texas, USA, hergestellt wird. Der Speicher, vorzugsweise in Form eines Computers kann beispielsweise durch einen „Palm"- oder handgehaltenen Computer bereitgestellt werden, der von der Firma 3Com, Santa Clara, Kalifornien, USA, unter der Bezeichnung Palm Pilot erhältlich ist. Der tragbare Computer kann ein Betriebssystem, eine Berührungsbildschirmanzeige, verschiedene Schalter zur Entwicklung von Nutzerschnittstellen, eine Aufladestation, eine Dockstation zur Übertragung von Daten zwischen der Vorrichtung und einem weiteren Computer, einen oder mehrere Ports zur Verbindung von Peripheriegeräten mit der handgehaltenen Vorrichtung (wie einen RFID-Leser) und eine Batterieenergiezufuhr enthalten. Einige Einheiten können auch ein eingebautes Peripheriegerät, wie beispielsweise einen Strichcodescanner, enthalten. Sie kann auch verschiedene Feedbacksysteme, einschließlich durch Licht, Audio und eine Anzeige, enthalten.
  • Wie oben beschrieben gibt es eine Anzahl von Optionen für den Datentransfer zwischen der handgehaltenen Vorrichtung und einer weiteren Verarbeitungsstation. Ein Ansatz mit einer Dockstation kann verwendet werden, um Daten wie in 14 gezeigt, herauf- oder herunterzuladen. Dieses Verfahren könnte beispielsweise verwendet werden, um Gegenstandsidentifikationsinformationen vor Ausführung einer Suche zum Auffinden dieser spezifischen Gegenstände heraufzuladen. Ein weiteres Beispiel wäre das Herunterladen von Daten nach der Sammlung von Gegenständen, die innerhalb der Bibliothek verwendet worden sind. Die Verbindung könnte als eine Dockstation (wie dargestellt), als ein drahtgebundenes oder drahtloses Herauf- und/oder Herunterladen, als eine drahtgebundene oder drahtlose Echtzeitverbindung zwischen der handgehaltenen Vorrichtung und einem weiteren Prozessor oder jeder anderen zum Transfer solcher Daten geeigneten Art implementiert sein. Ein solches Beispiel ist ein drahtloses LAN-System Spectrum 24 von der Firma Symbol Technologies, Holtsville, New York, USA. Systeme wie das Spectrum 24 ermöglichen es mobilen Nutzern, drahtlos zwischen mobilen Vorrichtungen und lokalen Gebietsnetzwerken zu kommunizieren. Zu diesem Vorgang enthält die mobile Vorrichtung in der Regel eine Kommunikationskomponente, die drahtlose Kommunikationen unterstützt, wie beispielsweise eine drahtlose LAN-PC-Karte von Symbol LA 2400.
  • Die Nutzerschnittstelle für die Vorrichtung ist sowohl zum Kommunizieren des Suchstatus als auch dazu ausgelegt, den Nutzern die Dateneingabe zu gestatten. Die Dateneingabe kann das Umschalten der Vorrichtung zwischen verschiedenen Suchmoden und das Eingeben von für eine Aufgabe spezifischen Daten enthalten (beispielsweise um einen Gegenstand auszutragen oder einen Gegenstand zurückzuhalten). Feedback für den Nutzer wird vorzugsweise durch Kombination aus Ton, Licht und einer Anzeige bereitgestellt. Die Anzeige kann entweder in die Einheit integriert oder separiert sein. Wenn sie separiert ist, kann sie auf verschiedene Arten ausgelegt sein, einschließlich einer tragbaren Anzeige, die von dem Nutzer leicht eingesehen werden kann.
  • Einen besonders nützliche Ausführungsform der handgehaltenen RFID-Vorrichtung ist wie folgt. Eine handgehaltene RFID-Vorrichtung wird bereitgestellt, in der der RFID-Leser die Nutzerschnittstelle, die Energiequelle, die Antenne, den Prozessor und die Software alle in einer einzigen integrierten Einheit, wie in 13 gezeigt, bereitgestellt sind. Durch Verwenden eines handgehaltenen Computers, wie dem oben beschriebenen Palm Pilot, kann eine Anzeige von Echtzeitsystemen der unten beschriebenen Art erzielt werden, im Gegensatz zu Systemen, in denen die RFID-Vorrichtung mit einem separaten Computer, Datenbank, Softwaresystem und dergleichen interagieren muss. Die Software kann nach Wunsch entweder eingeschränkte oder volle Kapazitäten zur Unterstützung der hier beschriebenen Funktionen bereitstellen. Die handgehaltene RFID-Vorrichtung enthält außerdem vorzugsweise eine integrale Energiequelle, obwohl sie auch an eine größere Energiequelle, wie der Art, die um die Taille eines Nutzers getragen werden kann, verbunden werden kann. Bei einer integrierten Energiequelle kann die Quelle den Prozessor gegebenenfalls mit Energie versorgen und bei der Verbindung mit einer Dockstation wieder aufgeladen werden. Wird ein handgehaltener Computer verwendet, kann er seine eigene Energiequelle enthalten und während der Verbindung mit der Dockstation zum Herauf- und/oder Herunterladen von Informationen, wie in 14 gezeigt, wieder aufgeladen werden.
  • Eine handgehaltene RFID-Vorrichtung kann mit RFID-Tags versehene Gegenstände immer dann, wenn sie innerhalb der Reichweite aktiviert ist, abfragen und identifizieren. Die Intermittierende Aktivierung kann beispielsweise durch einen mit der Vorrichtung verbundenen Auslöser bereitgestellt werden, so dass die verstrichene Zeit, während der für die RFID-Vorrichtung Energie notwendig ist, minimiert werden kann. Der Leseabstand ist von verschiedenen Faktoren abhängig, auf der Grundlage der gegenwärtigen Technologie und der wahrscheinlichen Frequenzen, bei denen das System betrieben werden würde, wird jedoch erwartet, dass er zwischen 15 und 45 cm (6 und 18 Zoll) liegt. In einigen Anwendungen kann es wünschenswert sein, den Betriebsbereich der Vorrichtung so einzuschränken, dass sie nur RFID-Tags abfragt, die mit Gegenständen in einer geringeren Reichweite verbunden sind. In anderen Fällen wird die längste verfügbare Betriebsreichweite wünschenswert sein. In anderen Anwendungen kann es bevorzugt sein, die Ausgabeleistung (und somit die Lesereichweite) einzuschränken, um einen längeren kontinuierlichen Betrieb aus der Batterie zu gestatten. Die Lesereichweite wird auch durch den Aufbau der Antenne sowie die Ausrichtung des RFID-Tags bezüglich der Vorrichtung beeinflusst. Es sei darauf hingewiesen, dass die Lesereichweite, das Batteriegewicht und die Lebensdauer zwischen Batterieaufladungen oder Batterieersatz oft voneinander abhängen. Verschiedene Kompromisse werden basierend auf der besonderen Anwendung der Vorrichtung angedacht.
  • Im Betrieb ist ein besonders nützliches Merkmal der handgehaltenen Vorrichtung das Erhalten von Echtzeitinformationen bezüglich eines Gegenstands, der durch die Vorrichtung gescannt worden ist. Das heißt, die handgehaltene Vorrichtung erhält Informationen von dem RFID-Tag und zeigt diese Informationen entweder unmittelbar an oder zeigt die Informationen unmittelbar an, welche in der handgehaltenen Vorrichtung gespeichert sind, die mit dem mit einem Tag versehenen Gegenstand verknüpft ist. Dies steht im Gegensatz zu Vorrichtungen, die an eine separate Informationsdatenbank angedockt werden oder anderweitig mit ihr kommunizieren müssen, bevor diese Informationen angezeigt werden können. Die handgehaltene Vorrichtung kann auch an eine separate Datenbank angedockt werden oder anderweitig mit ihr kommunizieren, wenn ein solches Merkmal erwünscht ist.
  • 2. Funktion, Verfahren und Anwendungen
  • Die handgehaltene RFID-Vorrichtung kann für eine Reihe von Funktionen, Verfahren und Anwendungen einschließlich der folgenden verwendet werden.
  • Die handgehaltene RFID-Vorrichtung ist bei der Lokalisierung von Gegenständen besonders nützlich. Die Vorrichtung könnte beispielsweise mit spezifischen Informationen programmiert sein, welche bestimmte Gegenstände identifizieren, die ein Bediener zu lokalisieren wünscht. Die eindeutige Kennung für jeden gewünschten Gegenstand wird an einem reservierten Speicherplatz in dem handgehaltenen Computer gespeichert werden. Als Kennungen für beispielsweise Gegenstände aus einem Regal, die von dem HF-Leser gelesen werden würden, würde jeder unter Verwendung von Standardsoftwareroutinen, die Fachleuten bekannt sind, mit der Liste von in dem Speicher gespeicherten Gegenständen verglichen. Wenn eine Übereinstimmung auftritt, würde die Vorrichtung dann eine oder mehrere sichtbare, hörbare, tastbare oder andere Signale erzeugen, welche das Vorhandensein des Gegenstands anzeigen. Zu einer Anwendung dieser Funktion gehört das Lokalisieren von Gegenständen, von denen angenommen wird, dass sie verloren gegangen sind. Eine Bibliothek führt in der Regel eine Liste vermisster Gegenstände, wobei angenommen wird, dass sich die Gegenstände in der Bibliothek befinden, aber nicht aufgefunden werden können. Durch Herunterladen dieser Kennungen der vermissten Gegenstände auf die handgehaltene Vorrichtung kann der Bediener die Vorrichtung an Gegenständen vorbeiführen und Feedback erhalten, wenn ein vermisster Gegenstand angetroffen wird.
  • Ein weiteres Beispiel ist das Lokalisieren von Gegenständen, die innerhalb einer gegebenen Anzahl von Monaten nicht zirkuliert oder verwendet worden sind. Wieder könnten die Kennungen dieser Gegenstände auf die handgehaltene Vorrichtung zur Suche heruntergeladen werden. Alternativ können die Zirkulationszählungen direkt auf dem Speicher des RFID-Tags geführt werden. In diesem Fall müsste die handgehaltene Vorrichtung keine Daten von einem weiteren Computersystem herunterladen. Die handgehaltene Vorrichtung vergleicht nur RFID-Speicherdaten, um basierend auf den ausgewählten Parametern Kriterien einzurichten und Feedback an den Bediener zu senden.
  • Ein weiteres Beispiel, bei dem Daten entweder von der Bibliotheksdatenbank auf die handgehaltene Vorrichtung heruntergeladen oder direkt von dem RFID-Tag erhalten werden können, ist das Lokalisieren von Gegenständen in der Bibliothek, die nicht eingetragen worden sind. Eine Liste nicht eingetragener Gegenstände könnte erhalten und dann auf die handgehaltene Vorrichtung heruntergeladen werden oder das RFID-Tag könnte eine Speicherstelle führen, um den Eintragungsstatus eines Gegenstands anzuzeigen. Wenn der RFID-Tagspeicher den Eintragungsstatus anzeigt, müsste die handgehaltene Vorrichtung keine Daten von einer externen Datenbank herunterladen, um die Suche auszuführen. Eine natürliche Anwendung zum Erhalten von Abgleichdaten direkt von dem RFID-Tag ist die Lokalisierung von Gegenständen, die zu anderen Bibliotheksgebäuden oder anderen Bibliothekssystemen gehören. Für diese Anwendung ist die besitzende Bibliothek vorzugsweise auf dem RFID-Tag codiert und die handgehaltene Vorrichtung alarmiert den Bediener, wenn ein RFID-Tag mit einem Code einer anderen besitzenden Bibliothek angetroffen wird. Die handgehaltene RFID-Vorrichtung könnte auch verwendet werden, um wie mit den oben beschriebenen RFID-Vorrichtungen zu bestimmen, ob alle Mitglieder einer Gruppe verbundener Gegenstände zusammen vorliegen, wie beispielsweise bei Bändern in einem Hörbuchbehälter.
  • Die RFID-Vorrichtung könnte auch verwendet werden, um die Reihenfolge der Materialien auf einem Regal sicherzustellen. In diesem Modus wird die Vorrichtung über eine oder mehrere Reihen von Gegenständen gescannt. Die Vorrichtung liest jeden Gegenstand und zeigt dem Bediener an, welcher Gegenstand nicht in der richtigen Reihenfolge auf dem Regal eingeordnet worden ist. Als Eingabe weist die Vorrichtung einen Zugriff auf den in der Bibliothek für den gescannten Abschnitt verwendeten Algorithmus zum Einsortieren auf die Regale auf. Zu möglichen Algorithmen gehören die Dewey-Dezimalreihenfolge, die Kongressbibliotheksreihenfolge, und die Reihenfolge nach Familienname des Autors/Titel. Andere von jeder Bibliothek bestimmte Reihenfolgen sind möglich.
  • Ein weiteres Verfahren zum Erstellen von Regalinformationen ist die Verbindung jedes Gegenstands mit einer Stelle. Die Regalstellen können so spezifisch oder so allgemein sein, wie die Bibliothek dies wünscht. Eine allgemeine Regalstelle könnte beispielsweise alle Titel unter „Belletristik für Erwachsene" enthalten. Eine spezifischere Regalstelle könnte „Belletristik, Autoren AA-AB" sein. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Regalstelle für einen Gegenstand direkt in den Speicher des RFID-Tags für diesen Gegenstand codiert. Es kann auch ein Indexsystem verwendet werden, um Speicher einzusparen, welches eine Codenummer verwendet, um eine Regalstelle anzuzeigen. Die Zahl 1 könnte beispielsweise Belletristik für Erwachsene darstellen, die Zahl 2 könnte Belletristik für Jugendliche darstellen usw. Der zum Speichern aller Regalpositionen benötigte Speicherplatz hängt von der Anzahl von Positionen innerhalb einer Bibliothek ab. Eine weitere Ausführungsform ist das Erhalten der erwünschten Regalstelle aus einer Bibliothekdatenbank und das nachfolgende Herunterladen dieser Stellen als Teil des Datentransfers auf die handgehaltene Vorrichtung.
  • Wenn die Gegenstände durch jedes der oben genannten Verfahren mit einer Regalstelle verbundenen sind, kann der Bediener die handgehaltene Vorrichtung verwenden, um handgehaltene Gegenstände zu lokalisieren, die sich an der falschen Stelle befinden. Es können zwei Bearbeitungsverfahren verwendet, um zu bestimmen, welche Regalstelle gegenwärtig bearbeitet wird, um nach Gegenständen ohne eine passende Stelle zu suchen. In einer Ausführungsform wird die korrekte Regalstelle erhalten, indem verschiedene RFID-Tags gelesen werden und die Daten heuristisch bearbeitet werden, um eine Stelle abzuleiten. Wenn die RFID-Vorrichtung beispielsweise eine bestimmte Anzahl von Tags liest, welche für den Bereich Belletristik für Erwachsene indiziert werden, kann die Vorrichtung programmiert sein, um den Benutzer zu alarmieren, wenn Gegenstände, die nicht zu diesem Bereich gehören, angetroffen werden. In einer weiteren Ausführungsform platziert die Bibliothek „Stellentags" auf den Regalen oder an anderen zu untersuchenden Stellen. Diese Stellentags werden zunächst von der handgehaltenen Vorrichtung gelesen, um anzuzeigen, dass nachfolgende Gegenstände zu dieser Stelle gehören sollten, und ein Alarm wird bereitgestellt, wenn eine Nichtübereinstimmung auftritt.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die handgehaltenen RFID-Vorrichtung verwendet werden, um Daten in die Vorrichtung bezüglich eines spezifischen Gegenstands einzutragen. Diese Informationen können entweder unmittelbar und direkt an die LAV-Software gesendet werden oder können danach gesendet werden, wenn die handgehaltene Vorrichtung mit einer Dockstation verbunden wird, und die Informationen auf die LAV-Software herunterlädt. Wenn ein Nutzer beispielsweise Bibliotheksmaterial von seiner Stelle nimmt, kann der Nutzer den neuen Status des Artikels in die handgehaltenen RFID-Vorrichtungen eingeben. Da diese Informationen schließlich in die LAV-Vorrichtung eingegeben werden muss, spart dies dem Bediener Zeit, um in der Lage zu sein, den Status direkt und unverzüglich anzuzeigen, statt darauf warten zu müssen, bis er oder sie auf ein LAV-Softwaresystemendgerät zugreifen kann.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform könnte die handgehaltene Vorrichtung verwendet werden, um Zusatzinformationen über einen bestimmten Gegenstand bereitzustellen, sobald der Gegenstand erhalten wurde und sein RFID-Tag von der RFID-Vorrichtung gelesen worden ist. Bibliothekspersonal kann beispielsweise Materialien sammeln, die in der Bibliothek verwendet wurden, und diese Materialien einscannen, entweder, um mehr Informationen über diese Materialien zu erhalten (wer sie zuletzt ausgetragen hat, wie oft sie verwendet wurden) oder um Informationen an eine Datenbank bereitzustellen, die statistische Profile der Verwendung von Bibliotheksmaterialien erstellt, oder beides. Der Bediener liest die RFID-Tags des Gegenstands einfach, wenn sie von den verschiedenen Stellen in der Bibliothek, an denen sie benutzt wurden, eingesammelt werden. Beim Einsammeln der Gegenstände kann der Bediener auch anzeigen, von wo die Gegenstände eingesammelt wurden, indem aus einer Liste von Stellen ausgewählt wird, ein Stellencode eingegeben wird oder der ein „Stellen-RFID-Tag" gelesen wird, das mit der Stelle verbunden ist und vorzugsweise an oder nahe der Stelle befestigt ist. Auf diese Weise kann das Bibliothekspersonal Zusatzinformationen darüber erhalten, wo solche Materialien verwendet worden sind. Wenn in der Bibliothek verwendete Gegenstände erstmals auf einen Bibliothekswagen platziert werden, könnte die handgehaltene Vorrichtung beispielsweise einen einzigen Eintrag der Gegenstände auf dem Wagen ausführen, um sie aufzuzeichnen. Diese in diesem Absatz beschriebenen Funktionen werden als „Sweeping" bezeichnet.
  • Der Nutzen einer handgehaltenen RFID-Vorrichtung ist vielfältig und enthält die Fähigkeit, Gegenstände schneller und genauer zu lokalisieren, verglichen mit dem Lesen jeder Nummer oder Titel eines Gegenstands, die Fähigkeit, den gewünschten Gegenständen schnell „nahe zu kommen" und die Gegenstände dann näher zu untersuchen, um den interessierenden Gegenstand genauer zu lokalisieren, die Fähigkeit, Gegenstände, die mit einer gegebenen Gruppe von Kriterien (verschwunden, nicht ausgetragen, zu bestimmten Zirkulationskriterien passend usw.) übereinstimmen, schnell zu identifizieren, die Fähigkeit, Gegenstände, die auf einem falschen Regal eingeordnet sind, zu identifizieren und dem Bediener die korrekte Stelle für die Gegenstände anzuzeigen. Dies schließt Gegenstände ein, die nicht in die gescannte Sammlung gehören. Zu anderen Vorteilen gehört die Fähigkeiten, Transaktionen direkt in die handgehaltene Einheit einzugeben, wenn Gegenstände lokalisiert werden, die Fähigkeit, einen Gegenstand zu identifizieren, ohne einen Strichcode oder andere Markierungen, wie einem Autor, einen Titel und einer Nummer, auf dem Gegenstand scannen zu müssen, und die Fähigkeit zu bestimmen, ob sich ein gegebener Gegenstand irgendwo auf einem Regal, einem Bibliothekswagen, in einem Abfallkorb, auf einem Tisch oder sogar in einem Stapel befindet. Diese und weitere Vorteile werden Fachleuten ersichtlich sein.
  • In den hier beigefügten Beispielen werden Durchschnittsfachleute erkennen, dass es sich bei den genanten Gegenstände um Bibliotheksmaterialien (einschließlich Bücher, Periodika, magnetische oder optische Medien und dergleichen) oder andere vollkommen andere Materialien handeln kann, beispielsweise Verpackungen, Briefe, Gemälde, elektronische Geräte, Fahrräder oder andere wertvolle Gegenstände handeln kann.

Claims (13)

  1. RFID-Vorrichtung zur Bearbeitung von Gegenständen, denen ein RFID-Element und ein magnetisches Sicherheitselement zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung eine RFID-Abfragequelle zum Abfragen und Erhalten von Informationen von dem RFID-Element, das einen Gegenstand identifiziert, aufweist, gekennzeichnet durch ein Magnetisierungssystem zur Ausführung eines geeigneten Magnetisierungsvorgangs an dem magnetischen Sicherheitselement in Reaktion auf die von dem RFID-Element erhaltenen Identfizierungsinformationen auf der Grundlage einer Materialart des Gegenstands.
  2. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung den geeigneten Magnetisierungsvorgang direkt in Reaktion auf die Informationen bestimmt, welche von dem RFID-Element selbst erhalten wurden und darin enthalten sind.
  3. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung den geeigneten Magnetisierungsvorgang nach dem Vergleich der von dem RFID-Element erhaltenen Informationen mit Informationen in einer von dem RFID-Element separaten Datenbank bestimmt.
  4. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung dafür eingerichtet ist, eine Anzeige bereitzustellen, dass es sich bei einem Gegenstand um einen spezifischen Gegenstand handelt.
  5. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung dafür eingerichtet ist, keinen Magnetisierungsvorgang in Reaktion auf die von dem RFID-Element erhaltenen Informationen durchzuführen.
  6. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner einen optischen Strichcodescanner aufweist.
  7. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die durch den Strichcodescanner erhaltenen Informationen in ein RFID-Tag geschrieben werden können, das dem Gegenstand zugeordnet werden soll.
  8. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner einen Computer aufweist.
  9. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Computer eingerichtet ist, eine Bibliothekautomatisierungsvendorensoftware zum Verwalten des Materialflusses in und aus Bibliotheken zu betreiben.
  10. RFID-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die RFID-Abfragungsquelle Informationen über das RFID-Element unabhängig von der Ausrichtung des RFID-Elements relativ zu der Abfragungsquelle abfragt und erhält.
  11. Verfahren zum Durchführen eines Magnetisierungsvorgangs an einem magnetischen Sicherheitselement, das einem Gegenstand zugeordnet ist, durch Abfragen eines diesem Gegenstand zugeordneten RFID-Elements, um Informationen zu erhalten, und Verwenden der Informationen zur Bestimmung der Art von Gegenstand, dem das RFID-Element zugeordnet ist, gekennzeichnet durch Durchführen eines geeigneten Magnetisierungsvorgangs an dem magnetischen Sicherheitselement auf der Basis der Materialart des Gegenstands, dem das magnetische Sicherheitselement zugeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Gegenstand magnetisch aufgezeichnete Medien aufweist und es sich bei dem Magnetisierungsvorgang um die Beaufschlagung des magnetischen Sicherheitselements mit einem Magnetfeld handelt, welches ausreicht, um das Element zu aktivieren oder zu deaktivieren, ohne die magnetisch aufgezeichneten Medien zu beschädigen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei es sich bei dem geeigneten Magnetisierungsvorgang um das Fehlen von Magnetisierung handelt.
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