用于工业车辆标签读取器的诊断标签的制作方法

文档序号:13451335
用于工业车辆标签读取器的诊断标签的制作方法

本申请在此要求2015年5月6日递交的题目为“用于工业车辆标签读取器的诊断标签(DIAGNOSTIC TAG FOR AN INDUSTRIAL VEHICLE TAG READER)”的临时美国申请第62/157,865号的权益,且要求2015年5月6日递交的题目为“用于识别发生故障的排序标签的工业车辆和用于供其使用的标签布局(INDUSTRIAL VEHICLE FOR IDENTIFYING MALFUNCTIONING SEQUENCED TAG AND TAG LAYOUT FOR USE THEREWITH)”的临时美国申请第62/157,863号的权益。

技术领域

本公开涉及工业车辆,并且,更具体地说,涉及用工业车辆上的射频识别(RFID)系统诊断故障。



技术实现要素:

根据本公开的一个实施例,一种工业车辆包括标签读取器、读取器模块和诊断标签,其中所述诊断标签耦合到所述标签读取器的读取范围内的工业卡车。所述读取器模块和所述标签读取器合作以识别所述诊断标签和标签布局的个别标签,且所述读取器模块区别所述标签布局的所述个别标签和所述诊断标签与所述标签布局的所述个别标签,使所述标签布局的识别的个别标签与标签数据相关,使识别的诊断标签与所述标签读取器的操作相关,和如果未识别到所述诊断标签或所述标签读取器的所述操作不在指定操作参数内,那么产生遗失标签信号。

根据本公开的另一实施例,一种用于识别包括标签读取器、诊断标签和读取器模块的RFID系统中的故障的方法包括初始化所述标签读取器和通过所述标签读取器与读取器模块的合作识别所述诊断标签和标签布局的个别标签。所述方法进一步包括启用所述诊断标签,调制到所述诊断标签的电力使得所述诊断标签不干扰所述标签布局的所述个别标签的所述识别,如果所述诊断标签在其被启用时未被识别或所述标签读取器的所述操作不在指定操作参数内,那么产生遗失标签信号,和如果所述标签布局的个别标签被识别,那么停用所述诊断标签。

附图说明

图式中阐述的实施例是说明性的,且并不希望限制由权利要求书定义的主题。当结合以下图式阅读时可以理解示意性实施例的以下详细描述,在图式中,相似结构以相似参考数字指示,且其中:

图1说明根据本公开的一个实施例的工业车辆;

图2和2A到2C说明根据本文中展示和描述的一或多个实施例的标签读取器与诊断标签之间的空间关系的若干实施例;

图3是根据本文中展示和描述的一或多个实施例的RFID系统的框图;

图4是说明根据本文中展示和描述的一或多个实施例的诊断例程的流程图;

图5说明根据本文中展示和描述的一或多个实施例的调制波形;

图6描绘说明根据本文中展示和描述的一或多个实施例的诊断标签调制例程的流程图;以及

图7A描绘根据本文中展示和描述的一或多个实施例的RFID读取器;

图7B描绘根据本文中展示和描述的一或多个实施例的RFID门;

图7C描绘根据本文中展示和描述的一或多个实施例的RFID项目读取器;

图8是根据本公开的一个实施例的读取器模块的示意性说明;

图9是根据本公开的一个实施例的诊断标签模块的框图;以及

图10是根据本公开的一个实施例的诊断标签模块的另一实施例的框图。

具体实施方式

图1说明呈起重车的形式的工业车辆10,其包括常规工业车辆硬件,例如,转向机构15、存储和检索硬件20和车辆驱动机构25,其细节在本公开的范围之外,且可从工业车辆文献中的常规和待开发的教示搜集——所述文献的实例包含美国专利第6,135,694号、第RE37215号、第7,017,689号、第7,681,963号、第8,131,422号和第8,718,860号,其中的每一个被转让给Crown Equipment Corporation。

工业车辆10的RFID系统将通常包含读取器模块35和标签读取器30。标签读取器30被配置以与读取器模块35合作以识别至少一个诊断标签45和在例如建筑物、仓库或工业设施的环境中的标签布局的一或多个标签5(图2A)。应理解,读取器模块35可以是单独的装置或标签读取器30的部分。工业车辆10进一步包括车辆控制器40。举例来说,但不作为限制,预期标签读取器30将响应于定位于工业车辆10附近的RFID标记。读取器模块35、标签读取器30和其响应的相关联的RFID标签(下文“标签”)的特定配置在本公开的范围之外,且可从关于所述主题的常规或待开发的教示搜集--其实例包含转让给Crown Equipment Corporation且题目为《使用于材料处置车辆的补充遥控系统中的发射器与接收器相关联(Associating a transmitter and a receiver in a supplemental remote control system for materials handling vehicles)》的美国专利第8,193,903B2号和转让给FMC公司且题目为《用于自动导引车辆的导航系统(Navigation System for Automatic Guided Vehicle)》的美国专利第6,049,745号。

标签读取器30包括一或多个读取天线33。虽然在图1中展示两个,但应理解预期到任何数目个读取天线33。预期每一读取天线33读取读取范围R(图2A)(即,读取天线33与信号强度足够用于读取器模块30识别标签的标签之间的距离)内的标签,且当标签在读取天线33的读取范围内时产生相应标签读取信号。如果存在两个或更多个读取天线33,那么预期读取天线33的相应读取范围可重叠或相互排斥。如果读取天线33的读取范围重叠,那么预期标签读取器30和读取器模块35经装备以区别相应标签读取信号与不同读取天线33,和确定读取天线33有效的标签读取信号。在一个实施例中,基于由每一读取天线33与从标签确定具有更强(即,更大量值)信号强度的有效读取天线33进行的标签读取信号的信号强度的比较,确定标签读取信号的有效性。在一个实施例中,基于哪一读取天线33首先产生标签读取信号来确定标签读取信号的有效性。

工业车辆10还包括至少一个诊断标签45。在一个实施例中,在工业车辆10上的每一读取天线33的相应读取范围内存在一个诊断标签45。在一个实施例中,存在定位于工业车辆10上的一个诊断标签45,使得其驻留于工业车辆10上的每一读取天线33的读取范围内。读取器模块35区别标签布局的个别标签与诊断标签45和标签布局的个别标签。读取器模块35使标签布局的识别的个别标签与标签数据和通过标签读取器30的操作识别的诊断标签45相关。

仍然参看图1,预期,每一诊断标签45包括唯一识别码。其为由读取天线33产生的标签读取信号的主题。预期,一或多个诊断标签45的唯一识别码可存储于读取器模块30的存储器中,在存储器中,出于标签读取器30的诊断的目的,其将用以识别每一诊断标签45。还预期每一诊断标签45的唯一识别码存储于读取器模块35的存储器中读取器模块35可快速识别每一诊断标签45且增强下文更详细地描述的诊断例程的处理速度的位置处。具体地说,且参看图8,置信度组221对应于用于诊断标签的唯一识别码,且如所说明,为读取器存储器205的存储器位置200中读取的第一组。标签布局的个别标签对应于复位组220、默认组230、一或多个过道区组210和一或多个功能区组215中的数据。与存储器位置200相关以识别置信度标签和标签布局的个别标签的正是标签读取信号。

参看图1和2,诊断标签45耦合到天线框34,且发射由标签读取器30的读取天线33接收的诊断信号,诊断信号又用以产生标签读取信号。读取器模块35确认来自诊断标签45的诊断信号被接收且在正常操作参数内。正常操作参数可包含(但不限于)接收信号强度、信号延迟、波形形状和类似物。实例信号强度测量包含(但不限于)大致-45dB到大致-50dB。在一些实施例中,可优选地具有大致-30dB的信号强度测量。在所有实施例中,设定诊断标签45的接收信号强度,使得其高于RFID系统的信号噪声,但低于标签布局的个别标签的接收信号强度。如下文中更详细地解释,正是因为这样,当诊断标签有效时,标签读取器30可识别标签布局的标签。换句话说,因此诊断信号不遮蔽标签布局的个别标签的发射信号。

参看图2A,在一个实施例中,标签读取器30位于标签布局的标签5的读取范围R内。在此实施例中,标签读取器30耦合到工业车辆10,且标签5在环境内。参看图2B,在一个实施例中,诊断标签45安装到读取范围R内的工业车辆10。参看图2C,在一个实施例中,标签读取器30可包括读取天线33和天线框34。读取天线33和诊断标签45耦合到天线框34,且天线框34耦合到工业车辆10。在此实施例中,诊断标签45空间耦合于读取天线33与天线框34之间。工业车辆10上的安装位置的实例包含(但不限于)底盘、主体、减震器、存储和检索硬件20及/或保护罩。

参看图9,在一个实施例中,诊断标签45为无源RFID标记,其包括通信耦合到数据芯片83的天线电路82。读取器模块35耦合到天线电路82,且通过将电力(直流(DC)电压)施加到天线电路82来调制到诊断标签45的电力,使得天线电路82将不接收来自标签读取器30的电磁辐射且使数据芯片83通电或发射诊断信号。预期,读取器模块35将施加电力到诊断标签45以停用诊断标签45(如下文中更详细地解释),且将从诊断标签45去除电力以启用诊断标签45,由此允许诊断标签45表现为无源RFID标签。

参看图10,在一个实施例中,诊断标签45为有源RFID标签,其包括通信耦合到天线电路82且耦合到电力电路84的数据芯片83。电力电路84对数据芯片83和天线电路82供电,使得有源RFID标签用诊断信号响应标签读取器33。读取器模块35耦合到电力电路84使得读取器模块35通过将电力施加到电力电路84而对诊断标签45供电。因此,预期,读取器模块35将施加电力到诊断标签45的电力电路84以启用诊断标签45,且将从诊断标签45的电力电路84去除电力以停用诊断标签45,如下文中更详细地解释。

图3是具有诊断标签45的RIFD系统80的框图。诊断系统80包括读取器模块35、标签读取器30、电源47和诊断标签45。电源47耦合到读取器模块35和诊断标签45,且读取器模块35耦合到标签读取器30。基于启用还是停用到诊断标签45的电力,诊断系统80可在作用中或不在作用中。以此方式,可调制到诊断标签45的电力,如下文中更详细地解释。标签读取器30通信耦合到诊断标签45。举例来说,如上所论述,由诊断标签45发射的诊断信号由读取天线接收,使得标签读取器30产生标签读取信号。另外,标签读取器33可发射指定频率的电磁能以使无源RFID诊断标签45的天线电路通电以对其供电。在一个实施例中,替代读取器模块35,电源耦合到车辆控制器40(图1)。在此配置中,读取器模块35和车辆控制器40合作以调制到诊断标签45的电力。在一个实施例中,电源47不存在,且读取器模块35使用提供到读取器模块35的电力对诊断标签供电。

图4描绘利用诊断标签来诊断RFID系统中的标签读取器的操作状态的诊断标签调制例程50。诊断标签调制例程50开始于初始化51标签读取器。诊断标签调制例程50接着等待52确认标签读取器被初始化。预期,确认可由读取器模块30(图1)或标签读取器33(图1)提供。下一步骤是使诊断路线选择50转弯到作用中53或不在作用中54。以下详细解释在作用中53与不在作用中54之间转变的决策。诊断标签调制例程50可按需要在作用中53与不在作用中54之间转变。如果诊断标签调制例程50不在作用中54,那么诊断标签调制例程50不寻找RFID系统的故障,且等待,直到其转变到在作用中53状态。预期,归因于识别标签布局的标签的标签读取器或工业车辆10正关停,诊断标签调制例程50可不在作用中54。在作用中状态53中,诊断标签发射具有其唯一识别码的诊断信号。读取器模块寻找RFID系统中的故障55,如下文所描述。

图5描绘用于诊断标签的四个诊断模式70:始终开启模式71、智能模式72、智能调制模式73和始终断开模式74。四个诊断模式70为诊断信号的发射的波形,且涉及启用还是停用诊断标签。预期,可不按规则间隔在启用与停用之间转变波形,如图5中所展示(方波),且可在持续时间内启用或在持续时间内停用。在始终开启模式71中,读取器模块将启用或维持到诊断标签的电力,使得诊断标签按规则间隔发射其诊断信号。在始终断开模式74中,读取器模块将停用或去除来自诊断标签的电力,使得诊断标签不发射其诊断信号。

在智能模式72中,当读取器模块从标签读取器接收指示并非在标签读取器的读取范围内的诊断标签的标签的标签读取信号时,读取器模块将停用诊断标签。在智能模式72中,当标签读取器从标签读取器接收到指示标签布局中的另一标签的标签读取信号时,读取器模块将在读取间隔75内停用或去除来自诊断标签的电力。应理解,读取间隔75指示间隔的开始,且并非间隔的持续时间。因此,读取间隔75可具有持续长度按需要的持续时间,直到标签读取器不再识别除诊断标签外的标签,或延迟计时器时间过去(如下所解释),或从并非诊断标签的另一标签接收到发射的信号。

预期,可调制到诊断标签的电力使得由诊断标签发射的诊断信号不干扰工业车辆和标签读取器的标准操作,或省电。具体地说,标签读取器可由工业车辆用以识别在例如建筑物的环境中的标签布局中的一或多个个别标签。当在操作中时,诊断标记的发射的诊断信号可干扰或遮蔽来自标签布局的个别标签的发射的信号。为了防止或至少减小遮蔽来自另一标签的信号的可能性,读取器模块将按周期性或规则的间隔76停用或去除来自诊断标签的电力,以“倾听”如在智能调制模式73中展示的另一标签。当诊断标签停用时,读取器模块将尝试识别其它标签或等待来自标签读取器的指示并非诊断标签的标签的标签读取信号。预期,智能调制模式73将似智能模式72般操作,其中除了规则间隔76之外,在读取间隔75期间,也停用诊断标签。

图6描绘诊断例程60。诊断例程60开始于初始化63状态,且初始化状态机变量,且开始诊断标签调制例程50(图3)。一旦变量和标签读取器被初始化,将诊断标签调制例程50设定到不在作用中54。一旦变量被初始化,诊断例程60转变到三个状态中的一个:等待65状态;始终开启61状态;或始终断开62状态。在始终开启61状态中,启用(即,供电)诊断标签且将诊断标签调制例程50(图4)设定到作用中53(图4)和始终开启71(图5)模式。预期,诊断例程60将停留在始终开启61状态中,直到识别到故障或关停工业车辆。如果在始终开启61状态中用RFID系统识别到故障,那么诊断例程60将转变到始终断开62状态。在始终断开62状态中,诊断标签调制例程50转变到不在作用中54(图4)状态,停用(即,从诊断标签断开供电)诊断标签,且诊断模式70转变到始终断开74(图5)模式。当诊断例程60转变到始终断开62状态时,产生遗失标签信号,除非它是从初始化63状态转变到始终断开61状态。如果既不选择始终开启61状态,也不选择始终断开62状态,那么诊断例程60转变到等待65状态以等待标签读取信号。

当由诊断例程60识别到故障时,产生遗失标签信号。故障包含(但不限于)信号奇偶性、衰减、连续故障、标签读取器故障和可影响RFID系统的系统操作和性能的其它类型的系统降级或误差。换句话说,读取器模块正检查以查看在标签读取器对诊断标签识别后是否产生标签读取信号和/或从诊断标签对诊断信号的接收是否降级,展现任何信号奇偶性或衰减问题,或另外不在具体操作参数内。操作参数包含(但不限于)接收的诊断信号的接收信号强度、由诊断标签进行的接收到的信号的发射与由标签读取器进行的接收到的信号的接收之间的信号延迟、接收到的信号的波形形状、信号奇偶性、信号衰减或其组合。

不从诊断标签导出的由标签读取器产生的标签读取信号指示标签读取器在标签布局的标签的读取范围内且识别64标签布局的那个标签。当识别到64标签时,停用诊断标签,诊断标签调制例程50转变到不在作用中54,且诊断模式70转变到始终断开62模式。在产生标签读取信号后的一定时间量内,可使用延迟计时器以等待和识别另一标签读取信号是否由标签读取器针对标签布局的另一标签产生。预期,归因于标签布局的标签位于标签读取器的读取范围之外,可在由标签读取器产生的标签读取信号随后停止后开始延迟计时器。换句话说,随着工业车辆在标签布局的标签的读取范围内移动,标签读取器在识别标签布局的标签的持续时间内产生标签读取信号。然而,一旦工业车辆移动超出标签布局的标签的读取范围,那么标签读取信号停止或不再产生,且开始延迟计时器。预期,通过产生多少标签读取信号和后续延迟计时器来定义读取间隔75(图5)的时间量。

一旦延迟计时器时间过去,那么诊断例程60将针对待由标签读取器产生的下一个标签读取信号转变到等待65状态。在等待65状态中,启用诊断标签,诊断标签调制例程50转变到作用中53,且将诊断模式70设定到智能调制模式73。在等待65状态中,在一定量的时间(即,调制时间)内使用调制计时器以等待且查看是否针对标签布局的标签产生标签读取信号。如果在等待65状态中产生标签读取信号,那么将诊断例程60转变到识别64状态。预期,通过产生多少标签读取信号和后续延迟计时器来定义规则间隔76(图5)的时间量。其处于等待65状态和始终开启61状态中,其中读取器模块正通过使用诊断标签来寻找RFID系统中的故障。

如果在等待65状态中未产生标签读取信号且调制计时器时间过去,那么诊断例程60转变到断开诊断66状态。在断开诊断66状态中,停用诊断标签,诊断标签调制例程50转变到不在作用中54,诊断模式70转变到智能模式72或智能调制模式73(图5)以寻找标签,且调制计时器被复位且再次开始。在断开诊断66状态中,预期工业车辆在不存在标签布局的任何标签的位置中,或系统中某些事物已改变,使得诊断标签为产生标签读取信号的仅有标签。断开诊断状态66允许标签读取器和读取器模块识别可导致故障的错误识别的外部因素。如果调制计时器时间过去,那么诊断例程60转变到等待65状态。如果在诊断66状态的变化期间针对标签布局的标签产生标签读取信号,那么诊断例程60转变到识别64状态。

如果在识别66、等待65或断开诊断66状态中识别到故障,那么诊断例程60转变到始终断开62状态。在始终断开62状态中和在故障状态55(图4)中,产生遗失标签信号。举例来说,但不作为限制,如果读取器模块识别到接收的诊断信号、产生的标签读取信号中的故障,或未识别到诊断标签,那么读取器模块将停止诊断例程60且产生遗失标签信号。故障的实例包含(但不限于)串行通信降级或故障、标签读取器降级或故障或调制或延迟计时器超过等待诊断标签发射其信号或产生的标签读取信号的计数阈值。

预期当产生遗失标签信号时,车辆控制器40(图1)可将车辆驱动机构25(图1)的行进速度减小到零。换句话说,预期当产生遗失标签信号时,车辆控制器40将使工业车辆10停车。在使工业车辆10停车后,车辆控制器40可将车辆驱动机构25转变到中性。为了清除故障状态,可能需要用户使用用户接口将车辆驱动机构25从中性转变。举例来说,且不受限制,当产生遗失标签信号时,在自动功能性停用时,工业车辆10的用户可能需要手动控制工业车辆10。

在一个实施例中,诊断例程60包括双态触发模式68和服务模式67。双态触发模式68使诊断例程60能够在两个或更多个读取天线之间切换诊断测试使得一次仅启用一个读取天线。换句话说,诊断例程60将寻找第一天线的故障,且接着寻找第二天线的故障。举例来说,但不作为限制,如果工业车辆包括两个标签读取器,每一个具有相应的诊断标签,那么当第二标签读取器停用时,诊断例程60将寻找且识别标签读取信号和第一标签读取器的诊断信号的接收的任何问题。一旦完成第一标签读取器的测试,那么停用第一标签读取器且启用并测试第二标签读取器。预期在等待65状态和始终开启61状态中使用双态触发模式。

服务模式67使诊断例程60能够在不产生遗失标签信号和使工业车辆出故障的情况下通过其步骤。当在对工业车辆服务时,这可为有利的,使得可在不将所述工业车辆置于故障中的情况下测试RFID系统。可在用户接口上给出诊断例程60在不产生遗失标签信号的情况下识别故障的指示。

预期,本文中所描述的实施例不仅限于工业车辆,且可供许多RFID装置使用。举例来说,且不受限制,RFID装置包含手持型RFID装置、RFID安全系统、RFID项目读取器和类似物。在一个实施例中且参看图7A,RFID系统90包括诊断标签45和RFID读取器91。诊断标签45耦合到RFID读取器91的天线33的读取范围R内的RFID读取器91。RFID系统90中的故障可由闪光灯95、来自声音装置96的可听音和/或停用RFID读取器91指示,直到修理或制造或复位。在一个实施例中且参看图7B,RFID系统90包括一或多个诊断标签45和一或多个RFID门92。每一诊断标签45耦合到在每一RFID门92的每一天线33的读取范围R内的RFID门92。RFID系统90中的故障可由一或多个闪光灯95、来自一或多个声音装置96的可听音和/或停用RFID门92指示,直到修理或制造或复位。在一个实施例中且参看图7C,RFID系统90包括诊断标签45和RFID项目读取器93。诊断标签45耦合到在RFID项目读取器93的天线33的读取范围R内的RFID项目读取器93。RFID系统90中的故障可由闪光灯95、来自声音装置96的可听音和/或停用RFID项目读取器93指示,直到修理或制造或复位。

本公开提出一种确认RFID系统的操作状态的设备和过程。所述设备和过程用以检查故障,故障包含(但不限于)信号奇偶性、衰减、连续故障、标签读取器故障和可影响RFID系统的系统操作和性能的其它类型的系统降级或误差。如果识别到故障,那么产生遗失标签信号。诊断标签可安装在标签读取器的天线的信号范围内,且用以提供RFID系统的端对端测试。诊断标签可被配置以在若干模式中的一个中操作,使得当识别环境中的标签时,诊断标签不干扰RFID系统的操作。如果标签读取器不再识别标签布局的标签,那么可使用诊断例程检查系统的操作,或常规地在操作期间在识别的故障后将工业车辆关停。

已详细并且参照本公开的具体实施例描述本公开的主题,应指出,甚至在特定元件在伴随本描述的图中的每个中说明的情况下,本文公开的各种细节不应视为暗示这些细节涉及为本文中所描述的各种实施例的必要的部件的元件。另外,很明显,在不脱离本公开的范围(包括但不限于所附权利要求书定义的实施例)的情况下,修改和变化是可能的。更具体来说,虽然本公开的一些方面在本文识别为优选的或特别有利,但是预期本公开不必限于这些方面。

应注意,“至少一个”组件、元件等或“一或多个”组件、元件等在本文中的叙述不应用以产生词“一”的替代使用应限于单一组件、元件等的推断。

应注意,术语“实质上”和“约”可在本文中用来表示可归因于任何定量比较、值、测量或其它表示的固有的不确定性程度。这些术语还在本文中用以表示定量表示可不同于所陈述参考的程度,而不导致所论述主题的基本功能的改变。

短语“可通信地耦合”意味着组件能够相互交换数据信号,例如,经由传导性媒体交换电信号、经由空气交换电磁信号、经由光学波导交换光信号和类似情况。

应注意,虽然在描绘的实施例中,功能被列举和描绘为按特定顺序执行,但在替代次序中,在不脱离本公开的范围的情况下,可执行所述功能。此外,注意到,在不脱离本文中所描述的实施例的范围的情况下,可省略所述功能中的一或多个。.

虽然已经在本文中说明和描述了特定实施例,但是应理解,可以在不脱离所要求的主题的精神和范围的情况下进行各种其它改变和修改。此外,尽管本文中已描述所要求的主题的各种方面,但这些方面无需组合地利用。因此希望所附权利要求书涵盖在所主张的标的物的范围内的所有这些改变和修改。

再多了解一些
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