使用标签跟踪设备的方法和装置的制作方法

专利名称：使用标签跟踪设备的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于跟踪物品的技术，特别涉及用于使用无线标签(tag)跟踪物品(item)的技术。
背景技术：
根据现有物品跟踪技术，称为无线频率识别标签的设备安装在各个物品上，并且使用无线频率信号来将信息从标签传送到称作读取器的接收器。标签可以为有源或无源。虽然现有标签和使用它们的系统一般都满足它们各自的用途，但是它们并不是在所有方面都令人满意。
在这一点上，存在这样的情形对于确定带标签的物品的特定位置，希望实现比使用现有标签更高的准确度。例如，现有标签可以根据由标签发射且由读取器接收的信号的幅度，来确定设备的距离。然而，类似的现有标签可以发射幅度略微不同的信号，并且环境因素可以影响由这些标签发射的信号的幅度。结果，读取器根据接收信号的幅度确定标签的距离的能力存在相当大的误差范围。
此外，对于读取器确定标签的方向，甚至可能更难。实际上，典型地需要在间隔位置上提供多个读取器，并且根据在其中两个或三个读取器接收的信号的幅度使用某种形式的三角测量(triangulation)，从而试图从各个读取器到标签的方向。
现有技术缺点的另一个例子是正被跟踪的移动设备可能支承在某种其他类型的移动设备如叉式升降机上，这就使得现有跟踪系统难以确定给定移动设备目前是否支承在不同移动设备上。进一步的考虑是采用现有技术可能难以确定两个移动设备如牵引车和拖车目前是连接在一起还是简单地处于一般的相近位置。另外，在两个或多个移动设备如集装箱分别支承在彼此相近的不同移动设备如拖车的情况下，采用现有技术可能难以确定哪个移动设备支承哪个其他移动设备。
现有技术的另一个缺点是标签发射无线频率信息的方式可能产生与遵循政府法规相关的问题，因为政府法规通常实施多个因素如发射时间长度(transmission length)、发射功率和发射速率之间的平衡。在现有标签中，标签设计涉及选择发射时长、发射功率和发射长度之间的预定平衡，然后使用该预定平衡执行标签操作。
现有技术的另一个缺点是一些现有标签可以响应询问信号执行发射，但是，除此之外，此前存在(pre-existing)的标签一般以不受外界影响的预定方式工作。而且，这种询问信号只是触发标签的发射，而并不改变标签的任何操作特性。因此，除更换给定标签之外，没有方便的方式来容易地改变标签的某些操作特性。

发明内容
根据本发明的一种形式，一种方法和装置包括在标签的接收器部分中接收无线指示标(signpost)信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，无线指示标信号为根本上是磁性的近场信号；以及从标签的发射器部分发射无线信标(beacon)信号，其中每个无线信标信号均包括一个与该标签相关联的信标代码，发射步骤包括如下步骤，使发射器部分响应接收器部分对各个指示标信号的接收，以在至少一个信标信号中包括来自接收指示标信号的指示标代码。
根据本发明的另一种形式，一种方法和装置包括从指示标发射指示标信号，其中每个指示标信号均具有一个指示标代码；在物理上与指示标分开的标签电路的接收器部分中接收指示标信号；从标签电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与该标签相关联的信标代码，发射步骤包括如下步骤，使发射器部分响应接收器部分对各个指示标信号的接收，以在至少一个信标信号中包括来自接收指示标信号的指示标代码；在物理上与指示标和标签分开的读取器中接收信标信号；在移动设备上可移动地支承其上安放有标签的物品；以当移动设备在其上载有物品的情况下经过指示标时使标签通过来自指示标的指示标信号的发射范围的方式，将指示标静止安装在移动设备的行驶路径的附近；在移动设备的行驶路径的附近安装有效连接到指示标的传感器；检测物品和移动设备之一对传感器的接近；以及响应传感器对物品和移动设备之一的接近的检测，改变指示标的指示标代码。
本发明的一种不同形式，包括从指示标发射指示标信号，其中每个指示标信号均包括一个指示标代码；在物理上与指示标分开的标签电路的接收器部分中接收指示标信号；从标签电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与该标签相关联的信标代码，发射步骤包括如下步骤，使发射器部分响应接收器部分对各个指示标信号的接收，以在至少一个信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；在物理上与指示标和标签分开的读取器中接收信标信号；在移动设备上安装指示标；并且在移动设备上可移动地支承有其上安放有标签的物品，其中，标签所在位置为使标签在物品可移动地支承在移动设备上的时候处于来自指示标的指示标信号的发射范围之内。
本发明的另一种形式，包括从指示标发射指示标信号，其中每个指示标信号均包括一个指示标代码；在物理上与指示标分开的标签电路的接收器部分中接收指示标信号；从标签电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与该标签相关联的信标代码，发射步骤包括如下步骤，使发射器部分响应接收器部分对各个指示标信号的接收，以在至少一个信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；在物理上与指示标和标签分开的读取器中接收信标信号；可松开地相互连接第一和第二移动设备；以及在其中一个移动设备上安装指示标，并且在另一移动设备上安装标签，其中，该安装方式是当这些移动设备可松开地连接在一起的时候，标签处于来自指示标的指示标信号的发射范围之内。
本发明的另一种形式，包括在标签的接收器部分中接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及从标签的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与该标签相关联的信标代码。发射活动包括使发射器部分响应接收器部分对各个指示标信号的接收，以在至少一个信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；以及使发射器部分以相互不同的第一和第二格式中的所选一种格式发射信标信号，发射器部分响应接收到一个指示标信号，使用第一格式，并且响应在特定时间间隔内没有接收到任何指示标信号，使用第二格式，第一格式包括包含来自最近接收的指示标信号的包括指示标代码的指示标字段，并且第二格式缺少指示标字段，并且在长度上短于第一格式。
本发明的一种不同形式，包括在标签的接收器部分中接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及从标签的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与该标签相关联的信标代码。发射活动包括使发射器部分响应接收器部分对各个指示标信号的接收，以在至少一个信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；以及使发射器部分响应接收器部分对一个指示标信号的接收，以采用预定方式自动改变信标信号的发射功率电平和发射速率中的至少一个。
本发明的另一种形式，包括在标签的接收器部分中接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码和命令部分；从标签的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与该标签相关联的信标代码，发射器部分响应接收器部分对各个指示标信号的接收，以在至少一个信标信号中包括来自接收指示标信号的指示标代码；以及响应由标签接收的各个指示标信号的命令部分，执行标签内的控制功能。


图1是实施本发明的特性且包括指示标、信标标签、读取器和控制系统的装置的方框图；图2是由图1的指示标发射的数字字(word)的简图；图3是可以由图1的信标标签发射的两个不同数字字的简图；图4是图1的信标标签发射信标信号的时序图；图5是以不同形式示出图4所示的信标信号序列的流程图；图6是示出图1的信标标签的操作的其他方面的高层流程图；图7是代表图1所示类型的装置的一个实际应用的系统的顶视简图；图8是类似于图7的顶视简图，但是示出代表图1所示类型的装置的另一个实际应用的系统；图9是可以与本发明结合使用并且带有三个图1所示类型的信标标签的一种集装箱的透视简图；
图10是代表图1所示类型的系统的一个实际应用例子的基地的顶视简图；图11是实施本发明且适合与图10的基地结合使用的系统的所选部分的简图；图12是包括一个牵引车、三个拖车和三个集装箱且实施本发明特定方面的列车(train)的简图，其中，每个拖车上载有一个集装箱；图13是携带两个图1所示类型的两个指示标的叉式升降机、带有若干图1所示类型的信标标签的天花板和各自带有一个图1所示类型的信标标签且由叉式升降机运载的若干物品的侧视简图；图14是飞机尾部和可以用来装载或卸载飞机的装卸机的侧视简图；图15是包括传送装置、安装在传送装置上方的图1所示类型的指示标以及在货盘上随着传送装置运送且在其上各自具有一个图1所示类型的信标标签的装置的侧视简图；以及图16是作为图7所示装置的另一实施例的装置的截面侧视简图，其中，它增加一个可以影响指示标操作的传感器。
具体实施例方式
图1是实施本发明特性的装置10的方框图。装置10包括指示标11、信标标签12、读取器13和控制系统14。装置10实际上包括很多具有11所示类型的指示标、很多具有12所示类型的标签和若干具有13所示类型的读取器。然而，为清楚说明本发明的特定基本方面，图1仅示出一个指示标11、一个标签12和一个读取器13。
首先讨论指示标11，指示标11包括微控制器21。本领域的技术人员熟悉微控制器为一个集成电路，它包括微处理器；只读存储器(ROM)，包含用于微处理器的计算机程序和静态数据；以及随机访问存储器(RAM)，在系统操作期间微处理器可以将动态数据存储在其中。指示标11还包括由微控制器21进行控制并且通过天线23发射低频指示标信号24的低频发射器22。发射器22具有对本领域的技术人员公知的类型，因此在此不作详细描述。指示标11的天线23可以是公知类型的铁氧体磁心和/或平面线圈天线。天线23配置为发射全向信号，但是应该知道天线可以可选地配置为发射在某种程度上具有方向性的信号。
在图1所示的实施例中，发射器22通过对频率范围可以在大约30KHz到30MHz之内的载波信号进行调幅，产生指示标信号24。在图1的实施例中，考虑到遵循各个国家关于电磁辐射的政府法规，选择载波频率为132KHz，并且可以可选地为某个其他频率，如132KHz或13.56MHz。选择所示频率范围的另一考虑是指示标信号24将显现近场特性。该频率范围之内信号的局部化特性有助于促进在本发明的特定环境下遵循政府法规，并且还有助于最小化具有12所示类型的其他标签对这些信号的接收，其中，这些其他标签位于指示标11的附近，但是处于指示标信号24的既定发射范围之外。如本领域的技术人员所知，具有近场特性的信号的跌落(roll-off)大致高于具有远场特性的信号三倍。因此，指示标信号24有意地设为相对短的发射范围，在本公开实施例中，它是可调的，但是典型地约为四到十二英尺。由于指示标信号24显现近场特性，因此指示标信号24的发射和接收可以视作两个天线之间的磁耦合，而不是无线频率耦合。
指示标11还包括电源26，它典型地为能够为指示标供电数年的电池。然而，在指示标11是静止而不是移动的情况下，可选地，可以从120 VAC标准电源对指示标11供电，如图1的虚线所示。
如图1的虚线27所示，指示标11的微控制器21可以可选地通过标准RS-232串行接口连接到控制系统14。RS-232串行接口将典型地仅存在于指示标11静止安装在静止位置上的情况，而不存在于指示标11安装在某种形式的移动设备上的情况。或者，RS-232串行接口可以将指示标11连接到读取器13，因为读取器13将典型地比控制系统14更靠近指示标11。在这种情况下，当控制系统14希望与指示标11通信时，它将通过读取器13做此操作。虽然图1的接口27为RS-232串行接口，但是应该知道它可以可选地为某种其他适当接口，如以太网接口、RS-485接口或无线接口。
指示标11以周期性间隔发射指示标信号24。根据给定指示标11相对于系统其余部分的特定环境，连续发射之间的时间间隔可以配置为相对小如100毫秒或者相对大如24小时。由指示标11发射的各个指示标信号24包括若干不同信息单元，现在将结合图2对此进行讨论。
更具体地说，图2是具有下述若干不同信息字段的数字字36的简图。数字字36的比特通过如上所述使用调幅将字36的比特串串行调制(seriallymodulate)到132KHz载波上来在指示标信号24中进行发射。字36的比特在图2中从左到右串行发射。第一字段为前同步码(preamble)41，它是预定比特模式，该预定比特模式允许接收信号的设备识别指示标信号开始并且将它自己与指示标信号同步。在本公开实施例中，前同步码约为8比特，但是特定比特数可以根据预期用来接收指示标信号的特定接收器的特性而变化。
字36的下一字段42为指示标代码，在本公开实施例中，它是唯一标识发射字36的特定指示标11的12比特整数值。如上所述，系统14可以具有很多指示标11，并且不同指示标使用不同指示标代码42允许系统以后面将要更详细讨论的方式，区分由一个指示标发射的指示标信号与由其他指示标发射的指示标信号。
这并不意味着该系统决不可能包括具有完全相同指示标代码的两个指示标。例如，两个指示标可能静止安装在彼此邻近的位置，并且配置为不是以同步方式而是独立地发射实际上相同的指示标信号24，从而提高接收器从两个指示标中的至少一个采集指示标信号的可能性。实际上，这代表一定程度的冗余，从而提高可靠性和准确性。一个不同的可能场景是两个指示标11分别静止安装在彼此远离的位置，也可能使用完全相同的指示标代码42。例如，如果它们均通过各自不同的读取器13与控制系统14通信，则控制系统14将具有相互区分它们的能力。
图2的字36的下一字段是标签命令43，它是可以影响信标标签12的操作的对信标标签12的命令。标签命令字段43为2比特字段。由于标签命令字段43的目的是影响信标标签12的操作，因此这些命令的特定例子的讨论将推迟到更详细地描述信标标签12之后。字36的下两个字段为相关的控制命令44和参数45。在本公开实施例中，控制命令44为4比特字段，并且参数45为8比特字段。就控制命令44和标签命令43都是指示信标标签12做某操作来说，控制命令44类似于标签命令43。不同之处在于控制命令44一般需要伴随参数45，而标签命令43不使用参数。控制命令44的讨论推迟到更详细地讨论标签12之后。
字36的下一字段为扩展标志46，它是1比特字段。在本公开实施例中，该字段对于图2的字格式36总是为二进制“0”。提供这一字段的目的是有助于将来的兼容性。例如，如果在将来的某个时候需要修改字36的格式，则在具有新格式的每个字中将标志46设为二进制“1”，从而接收指示标信号24的设备可以确定在那个信号中接收的字36是具有图2的36所示的原始格式，还是具有新格式。
字36的下一字段为错误控制字段47。由于指示标11和其他设备之间的通信在本质上是单向传输，并且因为图1的装置10的很多应用涉及噪声电平相对高的环境，所以接收设备能够评估在指示标信号中接收的字36是正确还是包含错误，是重要的。因此，包括错误控制字段47是为了提供一定程度的前向纠错(FEC)。在本公开实施例中，错误控制字段47包含8个奇偶校验比特，但是如果字36中的比特总数改变或者从若干公知奇偶校验方案中选择使用一个不同方案，则奇偶校验比特数可以不同。除了使用错误控制字段47之外，还可以通过使接收指示标信号24的设备保存并比较给定的指示标信号24的两次连续发射从而验证它们是否完全相同，提高可靠性和准确性的整体级别。
字36的最后一个字段是分组结束字段48。该字段向接收设备通知发射结束。在图2的实施例中，分组结束字段48具有全设为二进制“0”的八比特。
如上所述，指示标信号24典型地在相对嘈杂的环境下传输。为了保证可靠的信号检测，可以采用公知技术来提高信噪比(SNR)。在图1的公开实施例中，使用移幅键控(ASK)的公知技术，对132KHz载波进行幅度调制，从而提高SNR。或者，可以使用移频键控(FSK)或移相键控(PSK)来实现甚至更高的SNR。然而，FSK或PSK将典型地在各个标签12中需要额外的前端模拟电路。从而，因为本发明的目的是以低成本实现指示标11和标签12，所以在图1的实施例中使用ASK。
如上所述，指示标11与信标标签12之间的通信是涉及指示标信号24的单向通信。注意到这一点，最好是提供一定程度的安全性来保证标签12将只对合法的指示标信号24作出反应，特别是对于字段43-45中的命令。因此，字36的字段42-47可以使用公知的加密和/或密码技术来进行安全保护。
如上所述，图1的实施例中的指示标11以132KHz的频率发射指示标信号24，从而以不超过约十二英尺的有效范围提供这些信号。然而，在某些应用中，对于指示标信号，可能需要更大一些的范围。在这种情况下，指示标信号24可以使用不同的载波来发射，例如约2.4GHz的高频微波载波，它在提供约二十五英尺的范围方面将是有效的。当然，使用该微波频率的信号意味着指示标11通常应该与各个标签12具有视距(line-of-sight)关系，该指示标11向该各个标签12发射。
现在讨论信标标签12，标签12包括接收天线61，接收由指示标11发射的指示标信号24。天线61连接到公知类型的低频接收器62，它设计为接收指示标信号24，从它们提取图2的字36所示的信息，然后将该信息提供给标签12的微控制器63。标签12还包括定时器66，可以由微控制器63用来测量后面所述的时间间隔。标签12还包括电源67，它典型地为电池。然而，在标签12静止安装的情况下，电源67可以可选地为由120 VAC外部电源供电的AC/DC适配器，如图1的虚线所示。
微控制器63控制公知类型的超高频(UHF)发射器68，它依次连接到公知类型的发射天线71。在本公开实施例中，天线71是全向的，但是应该知道天线71可以可选地配置为具有方向性。使用发射器68和天线71，标签12的微控制器63可以将信标信号72发射到读取器13。在图1的实施例中，通过将特定信标信息FSK调制到频率为433.92MHz的载波信号上，生成信标信号72。一个适当的可选频率为915MHz，但是在本公开实施例中使用433.92MHz的频率是因为在电磁信号发射的普遍政府法规下它与915MHz相比可以用于更多的国家。信标信号72的发射范围比指示标信号大得多，并且在本公开实施例中最大可以达到约300英尺。信标信号72使用如槽式aloha协议(slotted aloha protocol)的本领域公知技术来发射，以降低由不同信标标签发射的信标信号之间的干扰。
在本公开实施例中，在信标信号72中发射的信标信息可以采用图3所示的两种不同形式中的一种。更具体地说，如果信标标签12通过天线61和接收器62接收到合法指示标信号24，则在信标信号72中发射的信标信息将具有图3的81所示的字格式。相反，在信标标签12处于来自任何指示标11的指示标信号24的发射范围之外的期间，在信号72中发射的信标信息将具有图3的82所示的字格式。在本公开实施例中，字段87-88、91-92和97(以及在字81的情况下为字段93和96)都是以27.7Kbps使用曼彻斯特编码FSK调制来发射的。
将首先对字格式81进行讨论。它以在功能上与图2所示的字36的前同步码41类似的前同步码86开始。在本公开实施例中，前同步码86持续1.296微秒，并且包括20个循环，其中每个循环包括30微秒逻辑高和30微秒逻辑低，随后是一个循环，它包括42微秒逻辑高和随后的54微秒的逻辑低。字81的下一字段是1比特格式字段87，用来向接收设备表示当前信标信号所用格式是图3的两种格式81和82中的哪一种格式。因此，字段87在字81中总是为“1”比特，而在字82中为“0”比特。
字81的下一字段为4比特标签类型字段88，它是提供有关特定标签12如何在系统中使用的一些信息的代码。在这一点上，该代码可以表示标签静止安装在例如天花板上，或者可以表示标签安装在某种形式的移动设备上。此外，当标签安装在移动设备上时，标签类型代码88可以提供有关那个移动设备的一些信息，如移动设备是具有标准高度还是具有比一般高度更高的高度。
字81的下一字段为3比特物资(asset)类型字段91。当标签12附于某种类型的移动设备时，物资类型字段91可以标识标签所附移动设备的特定类型。例如，字段91可以表示该物资附于某种形式的集装箱、在其上可以运输集装箱的拖车或台车、或者能够牵引其上载有集装箱的拖车的牵引车。
字81的下一字段是指示标代码93。这与从由信标标签12最近接收的指示标字36的42处所提取的指示标代码相同。在本公开实施例中，字81仅具有一个指示标代码字段93。因此，根据本公开实施例的系统应配置为各个信标标签12在任何给定时间点都处于仅一个指示标的发射范围之内。然而，应该知道，在字81中可以提供额外的字段来用于额外的指示标代码，从而标签12可以同时处于多个指示标的发射范围之内，同时接收并报告所有这些指示标的指示标代码。
字81的下一字段是最近命令字段96，它与由具有字段93中的指示标代码的指示标提供的指示标字36的字段43或44所接收的最近命令相同。这向控制系统14提供标签12从指示标11接收到该特定命令的确认。
字81的下一字段为错误控制字段97。在本公开实施例中，这是包含公知类型的循环冗余代码(CRC)的16比特字段，它是使用字段87-88、91-93和96中的信息来计算的。由标签12发射到读取器13的信标信号72本质上是单向信号，因此提供错误控制字段97以给予读取器13一定程度的能力来检测和校正接收字81中的一些错误。读取器13还可以通过接收并比较两个连续信标信号72并且验证它们是否相同来提高准确性和可靠性。
字81的最后一个字段是分组结束字段98。在本公开实施例中，它是36微秒的逻辑低。分组结束字段98向接收设备表示字段98是当前正在接收的字81的结束。
现在讨论信标字的另一格式82，它与字81的基本不同之处在于从字82中省略字81的字段93和96。这是因为字段93和96包含从最近接收的指示标字36中提取的信息。相反，如上所述，信标字82在标签12当前没有接收任何指示标信号的情况下使用，因此没有任何当前信息放入字段93和96。因此，在字格式82中省略字段93和96。
在理论上，即使当标签12当前没有从任何指示标接收信息时也可以使用字格式81，此时，简单地将“哑元(dummy)”代码如全是零放入各个字段93和96。然而，有关无线发射的政府法规往往涉及多个因素如发射信标信号72的功率电平、连续发射信标信号72之间的时间间隔和每个信标信号中的信息量之间的平衡。通过在不需要字段93和96时使用信标字格式82，减小信标信号72的发射时长，这样有助于遵循政府法规。
信标字格式82与信标字格式81之间存在两个其他不同之处。第一，如上所述，字段87在字81中总是为二进制“1”，而在字82中为二进制“0”。第二，在信标字82中使用字段87-88和91-92计算用于错误控制字段97的CRC值，这是因为字段93和96不存在，从而不能加以考虑。
信标信号72的每次发射类似于指示标信号24的发射，这在于它是在载波频率上的短突发，包括出现一次的字81或字82(图3)。当标签12当前没有接收任何合法指示标信号24时，信标标签12使用一种技术来确定信标发射72的顺序，并且为了响应合法指示标信号24的接收，使用一种不同技术来确定信标信号72的顺序。
在这一点上，在任何给定时间间隔内，很多不同信标标签12可能都试图向给定读取器13发射各自不同的信标信号72，并且不可避免地两个或更多标签将试图同时发射信标信号72，从而在读取器13处这些信号相互干扰或“冲突”。用于发射信标信号72的两种不同技术均寻求减小如下可能性任何两个标签12以同步方式发射信标信号72，以使来自这两个标签的连续信标发射72重复冲突。因此，每种技术都用来保证即使两个标签碰巧在大约相同的时间点发射信标信号72，来自这两个标签的下一连续信标信号将不在同一时间点发生。
更详细地，以标签12当前没有接收任何合法指示标信号24的情况开始，标签12在正常发射模式下工作，其中，它将当前时间分为连续的具有相等长度的时隙，例如，60秒时隙，并且分别在每个时隙内随机选择的一个位于该时隙内的时间传输一个信标信号72。在本公开实施例中，随机选择实际上是采用公知类型的伪随机计算来完成的，其中，伪随机计算非常近似真随机确定。在此所提及的随机确定包括如伪随机确定的技术。
当标签12接收一个合法指示标信号24时，它立即中断正常发射模式，并且切换到特殊发射模式。在特殊发射模式的结束时，它返回到正常模式。结合图4对该特殊模式进行讨论，其中，底部的水平轴表示时间从左向右前进。图4左边的垂直线表示接收到一个合法指示标信号的时间点，并且表示标签12通过从正常模式切换到特殊模式来响应的时间点。特殊模式包括五个连续时间间隔111-115，下面将分别对它们进行讨论。在特殊模式的最后一个时间间隔115之后，标签12从特殊模式返回到正常模式，其中，正常模式的操作用时间间隔116表示。
时间间隔111包括N1个连续时隙，其中每个时隙的时长为T1。在本公开实施例中，N1为5，并且T1为0.1秒。标签12分别在这五个时隙内的每个随机选择点发射一次信标信号22。这五个时隙在图4中用沿着图4底部的水平轴在时间间隔111内的短垂直线之间的区间表示。
需要注意的是，间隔111期间的标签操作有点类似于正常模式期间的标签操作，但是存在两个基本不同之处。第一，正常模式下的时隙比时间间隔111中的时隙长约600倍，因此信标信号72的发射频度比正常模式下高平均600倍。
第二，在时间间隔111期间，标签12以功率电平P1发射每个信标信号72，它比正常操作期间使用的功率电平P2低24dB。如上所述，UHF发射的政府法规可以涉及每次发射的时长、连续发射的时间间隔和发射功率电平之间的一定程度的平衡。因此，由于时间间隔111中的发射时长比正常模式下的发射长(因为它们包括图3的信标字81而不是信标字82)，并且由于它们以平均600倍的频度发送，因此对于这些发射使用较低的功率电平P1，从而有助于遵循政府法规。在任何给定时间点使用的功率电平沿着图4的顶端画出。
时间间隔111之后为时间间隔112，它是时长为T5的延迟或等待状态，其中，T5在本公开实施例中为1秒。在时间间隔112期间，标签12不发射任何信标信号72。
时间间隔112之后为时间间隔113，除一些参数不同之外，它以类似于时间间隔111的方式处理。具体而言，时间间隔113包括N2个连续时隙，其中每个时隙的时长为T2。在本公开实施例中，N2为3，并且P2为1秒。在每个T2时隙期间以那个时隙内的随机选择时间发射单个信标信号72。在时间间隔113期间发射的信标信号72以在时间间隔111中使用的较低功率电平P1发射。
时间间隔113之后为时间间隔114，它是类似于时间间隔112的延迟或等待状态。具体而言，不发射任何信标信号72，并且该时间间隔的时长为T6，它在本公开实施例中为10秒。
时间间隔114之后为时间间隔115，它包括类似于时间间隔111和113的活动。具体而言，时间间隔115包括N3个时隙，其中每个时隙的时长为T3。在本公开实施例中，N3为3，并且P3为10秒。在每个时隙期间以那个时隙内的随机选择点发射单个信标信号72。在时间间隔115中，标签12返回到较高功率电平P2。在这一点上，需要注意的是时间间隔115中的平均信标信号发射速率大约为时间间隔113中的平均信标信号发射速率的十分之一，并且大约为时间间隔111中的平均发射速率的百分之一。因此，参照上述发射时长、发射时间间隔和功率电平之间的平衡，标签12由于平均发射速率的显著减小而可以返回到较高功率电平P2，同时仍然遵循政府法规。
时间间隔115之后为时间间隔116，如上所述，它代表返回到正常操作模式。具体而言，标签12不断地将当前时间分为连续多个时隙，其中每个时隙的时长为T4，其中，T4为60秒。这些信标信号均使用图3的82所示的较短信标字格式以较高功率电平P2发射。时间间隔116没有指定时长，并且将继续直至标签12接收到另一合法指示标信号，使其再次切换到特殊模式并执行图4所示的信标序列。
前面讨论涉及包括N1-N3、T1-T6和P1-P2的各个参数，并且对于其中一些参数给出特定值。对这些参数给定的指定值在本公开实施例中使用，但是在本发明的范围之内可以改变这些参数。
图5是以不同形式示出结合图4所述的信标序列的流程图。在图5中，标签12的微控制器63响应合法指示标信号24的接收，进入方框131。方框131对应于图4的时间间隔111。在方框131中，信标标签分别在N1个时长为T1的连续时隙内的每个中以随机时间以功率电平P1发射信标信号。
系统然后进入图5的方框132，它对应于图4的时间间隔112。具体而言，信标标签在时间间隔T5内等待，而不发射任何信标信号。系统然后进入方框133，它对应于图4的时间间隔113。在方框133中，信标标签分别在N2个时长为T2的连续时隙内的每个中以随机时间以功率电平P1发射信标信号。
系统然后进入方框134，它对应于时间间隔114。在方框134中，系统在时间间隔T6内等待，而不发射任何信标信号，然后进入方框135。方框135对应于图4的时间间隔115。在方框135中，信标标签分别在N3个时长为T3的连续时隙内的每个中以随机时间以功率电平P2发射信标信号。
从方框135，系统进入方框136，它对应于图4的时间间隔116。系统无限期地地保持在方框136，直至接收到另一合法指示标信号。在方框136中，信标标签分别在一系列时长为T4的连续时隙内的每个中以随机时间以功率电平P2发射信标信号。如果也接收到另一合法指示标信号，则信标标签立即中断其在方框136中的活动，并且返回到方框131，如虚线137所示，从而再次执行用方框131-135表示的信标序列。
图6是示出信标标签12的操作的高层流程图。参照图1，信标标签12具有省电模式，其中，发射器68关闭、定时器66激活、接收器62激活并且微处理器63处于省电或“睡眠”模式，从该模式下它可以通过接收器62或定时器66的到时来唤醒。图6的流程图以信标标签12由于接收器62接收到指示标信号或者定时器66到时而从省电模式唤醒的时间点开始。
标签12的微控制器63从方框151进入方框152，其中，它检查定时器66是否刚到时。如果否，则它知道接收器62接收到指示标信号，并且它进入方框153，其中，它从接收指示标信号中提取并存储指示标代码(图2的42)。然后，控制进入方框156，其中，信标标签检查所接收的指示标信号是否还在字段43或44(图2)中包括一个命令。如果是，则标签进入方框157，其中，它执行该命令。然后，标签进入方框158，其中，它返回到其省电“睡眠”模式。
回到方框156，如果信标标签确定指示标信号不包括一个命令，则信标标签进入方框161，其中，它复位信标序列。这对应于图5的虚线137，其中，标签离开用方框136表示的正常操作模式，并且返回到方框131，从而执行用图5的方框131-135和图4的时间间隔111-115表示的特殊信标序列。
然后，在方框162，信标标签根据信标序列确定它需要发射其信标信号的下一时间点。由于信标顺序刚在方框161中重新开始，因此这将是确定在图4的时间间隔111的第一时隙内发射信标信号的时间点。如上所述，这将包括例如使用公知类型的伪随机技术随机确定时隙内的一个时间点。一旦选定该时间点，标签12就在图6的方框163中设置定时器66(图1)，从而定时器将在适当的时间点到时，以允许发射下一信标信号，然后信标标签12返回到方框158的睡眠模式。
回到图6的方框152，如果确定微控制器63由于定时器66到时而从睡眠模式下唤醒，则微控制器63将从方框152进入方框167。在方框167中，确定定时器是否由于到达发射下一信标信号的时间而到时。如果否，则信标标签直接进入方框158，其中，它返回到睡眠模式。否则，它从方框167进入方框168，其中，它执行其信标信号72的发射(图1)。然后，它进入方框162，其中，它选取其下一连续信标信号的发射时间。然后，在方框163，它设置定时器以在它所确定的时间点到时。然后，在方框158，它返回到省电睡眠模式。
在该讨论的前面某处，与图2的讨论相关，表示将在后面适当的时候讨论命令字段43-45。下面就是对这些字段的讨论。
标签命令字段43为可以用来指示标签12执行如下操作的2比特字段(1)关闭其自身(这实际上是不发射任何信标信号的低功率睡眠模式)；(2)打开其自身(这是以上面结合图4-6所述的方式发射信标信号的模式)；(3)以快信标速率工作；或者(4)以慢信标速率工作(其中，慢速率使用图4的每个时隙T4的时长，它长于用于快速率的时长)。
现在讨论控制命令字段44和参数字段45。如上所述，参数字段45包含实现由控制命令字段44指定的命令所需的参数。可以在控制命令字段44中指定的一个命令是使信标标签12设置它放入字段92(图3)中的信标代码的指令，并且在这种情况下，参数字段45将包含新信标代码。可以由控制命令字段44指定的另一命令是使信标标签12设置如上所述用于安全性的密码或加密密钥的指令，并且参数字段45将包含新密码或加密密钥。可以由控制命令字段44指定的另一命令是使信标标签12设置它放入字段88(图3)中的标签类型代码或者它放入字段91中的物资类型代码的指令，并且参数字段45将包含新标签类型代码或物资类型代码。控制命令字段44中的其他命令可以指示信标标签改变上面结合图4和5所述的各个参数中的任一个，包括P1、P2、N1、N2、N3、T1、T2、T3、T4、T5和T6，并且参数字段45将包含指定参数的新值。应该知道，还存在可以使用控制命令字段44并且如果需要使用参数字段45发送到标签12的其他命令。
回到图1，现在将对读取器13进行更详细的描述。读取器13包括具有公知类型并且均适用于接收UHF无线信号的两个天线211和212。读取器13还包括两个UHF接收器213和214，它们的输入端分别连接到各自的天线211和212。读取器13具有两个UHF天线211-212和两个UHF接收器213-214的原因是天线211-212以相互垂直的方式排列。读取器13能够确定两个天线211-212中的哪一个天线响应给定信标信号72产生最强输出。读取器13然后选择较强输出，以用作特定信标信号的接收版本。
读取器13还包括公知类型的解码器217，它的两个输入分别连接到接收器213-214的各自输出。解码器217处理由每个接收器213-214接收的信号，从而从中提取有用信息，然后，这些信息传给读取器13的微控制器221。实时时钟(RTC)电路222连接到微控制器221。此外，读取器13还包括网络接口223。网络226为业内公知类型如以太网，并且将读取器13的网络接口223连接到控制系统14，从而帮助读取器13与控制系统14之间的通信。读取器13的基本功能是从各个信标标签(如标签12)接收信标信号72，验证每个接收信标信号是否合法，在需要时执行错误检测和校正，提取如图3的87-88、91-93和96所示的字段中的一个或多个字段的信息，并且将该提取信息传给控制系统14。
图7是代表图1的10所示类型的装置的一个实际应用的系统240的顶视简图。图7的系统240包括多个指示标，其中十六个如图7的241-256所示。每个指示标241-256除了分别使用各自唯一的指示标代码42(图2)之外，与图1的11所示的指示标相同。为了帮助讨论系统240如何工作，在图7中用不同的标号表示指示标241-256。
指示标241-256均静止安装在例如库房或其他工业设施的天花板上。十六个指示标241-256排列在常规4×4阵列中。图7中围绕各个指示标的虚线圆是由那个指示标发射的指示标信号的发射范围的有效外围界限。如上所述，每个指示标的受限发射范围仅为约12英尺或更小，因此指示标241-256之间的间距有意地选为没有两个指示标的发射范围发生重叠。虽然在图7中示出十六个指示标241-256，但是该4×4阵列仅是覆盖大得多的区域的更大阵列的一部分。然而，图7所示的阵列足以用来说明本发明的特定原理。
读取器261静止安装在指示标241-256的阵列内，例如，安装指示标的同一天花板上。读取器261与图1的13所示的读取器相同，但是为清楚起见在此用一个不同的标号表示。系统240实际上将包括位于间隔位置的大量其他相同读取器，但是为了帮助清楚说明本发明的特定特性，图7中仅示出一个读取器261。
图7还示出五个信标标签271-275。信标标签271-275实际上都与图1的12所示的信标标签相同，但是为在下面讨论中清楚起见给有不同的标号。为下面说明起见，假定信标标签271-275各自安装在不同的移动设备如集装箱、货盘、叉式升降机、可以支承集装箱的拖车，可以牵引拖车的牵引车或者某种其他类型的移动设备。
首先讨论信标标签271，从图7可以看到，该标签当前位于指示标241的发射范围之内。因此，信标标签271将从指示标241接收指示标信号281，并且将信标信号282发射到读取器261。信标信号282将包括唯一于信标标签271的信标代码以及唯一于指示标241的指示标代码。因此，因为在信标信号282中组合在一起接收该指示标代码和该信标代码，所以与读取器261相关联的控制系统可以确定信标标签271目前位于指示标241的发射范围之内。这就意味着携带信标标签271的移动设备当前非常接近于指示标241。由于控制系统知道指示标241的物理位置，因此系统可以相对准确地确定携带信标标签271的移动设备的当前位置，它位于指示标241的发射范围。具体而言，系统可以将信标标签271及其相关移动设备的当前位置确定在约12英尺即指示标241的发射范围半径的准确度内。应该知道，该能力部分是由于指示标信号具有相对局部的发射范围，而信标信号的发射范围大约比指示标信号的发射范围大30倍。
为比较起见，假定从图7的系统240中省略所有指示标241-256这一场合。在这种情况下，来自信标标签271的信标信号282将均包括标签271的唯一信标代码，但是将不包括任何指示标代码。通过分析在读取器261接收的信标信号282的强度，与读取器261相关联的控制系统可以非常粗略地估计标签271与读取器261的位置。然而，控制系统将难以准确地确定信标信号282来自哪个方向。在这一点上，即使读取器261具有两个正交天线(与图1的311-312所示的天线相同)，读取器261也不知道信标信号282是从某一个方向还是从其直径反方向到达。
假定在系统中没有任何指示标，但是第二读取器以两个读取器都接收信标信号282的方式提供，控制系统可以估计信标标签271与两个读取器的各自距离。利用这一信息，可以执行标准三角测量计算从而试图确定信标标签271的位置。但是由于根据信标信号强度估计信标标签与各个读取器的距离存在相当大的偏差，因此即使三角测量也只产生非常粗糙的位置估计，它是极其不准确和不可靠的。因此应该知道，通过使用图7的指示标241-256，可以以明显更准确且可靠的方式确定信标标签271的当前位置。
在图7中，与信标标签275相关联的移动设备当前处于信标标签275不在任一指示标241-256的发射范围之内的位置。因此，读取器261从信标标签275接收信标信号，但是信标信号只包括标签275的信标代码，而不包括来自任一指示标241-256的指示标代码。因此，标签275临时位于一情况，在该情况中系统不能如同在它当前处于任一指示标的发射范围之内时那样准确地确定其位置。但是，系统240通过随着时间对它进行跟踪，仍然可以相对准确地知道信标标签275的当前位置。
例如，系统可能知道标签275通过指示标243的发射范围然后通过指示标242的发射范围从而到达其当前位置，因此系统可以预测标签275将很快进入指示标245的发射范围。因此，即使标签275当前不处于任一指示标的发射范围之内，系统仍然比根本没有指示标的情况更好地知道标签275的当前位置。这一点上的另一考虑是在库房或其他工业设施内移动设备往往沿着规定路径通过该设施。因此，系统可能清楚地知道存在一条规定路径连续通过指示标243、指示标242和指示标245。这样，即使当标签275当前不处于任一指示标241-256的发射范围之内时，该系统也能够较准确地估计标签275的当前位置。
对于两个或更多信标标签同时处于一个指示标的发射范围之内是可能的，从而所有这些信标标签同时接收由那个指示标发射的相同指示标信号。这是信标标签272-274在图7中的情况，它们都处于指示标248的发射范围之内。读取器261从每个标签272-274接收单独的信标信号，并且这些信标信号中的每一个都包括与指示标248的指示标代码相结合的对应信标标签的唯一信标代码。因此，与读取器261相关联的控制系统可以由于信标标签272-274的唯一信标代码而相互区分它们，并且还可以确定所有这些信标标签当前处于指示标248的发射范围之内的位置。
虽然图7示出静止的指示标241-256的阵列和移动的若干信标标签271-275，但是指示标和信标标签的静止和移动特性可以对调。在这一点上，图8是具有十六个静止信标标签301-316的系统300的顶视简图，其中每个信标标签与图1的信标标签12相同。这些信标标签排列在4×4阵列中，其间距与用于图7的指示标241-256的间距相同。读取器319安装在阵列内的中央位置，并且也是静止的。指示标322安装在可以在设施内移动的移动设备上，因此可以相对于静止的信标标签301-316移动。在图8所示的时间点，携带指示标322的移动设备位于信标标签301的附近位置，从而信标标签301处于指示标322的发射范围之内。
指示标322发射指示标信号，但是当前可以接收那个信号的信标标签仅为信标标签301。因此，信标标签301-316分别将各自的信标信号发射到读取器319，并且这些信标信号分别包括唯一的信标代码，但是只有来自标签301的信标信号还包括它在来自指示标322的指示标信号中接收的唯一指示标代码。与读取器319相关联的控制系统将知道各个静止信标标签301-316的物理位置。因此，可以以在图7的系统中实现的相同准确度确定与指示标322相关联的移动设备的位置，因为图8的实施例的控制系统知道指示标322与信标标签301的距离一定小于来自指示标322的指示标信号的发射半径，或者换句话说，大约12英尺。如果指示标322移动直至它接近于信标标签302，则信标标签301将不再处于来自指示标322的指示标信号的发射范围之内，但是信标标签302将处于那个发射范围之内。因此，信标标签301将停止在其信标信号中发射来自指示标322的指示标代码，并且信标标签302将开始在其信标信号中发射该指示标代码。结果，与读取器319相关联的控制系统可以跟踪与指示标322相关联的移动设备的移动。
图7和8的系统之间的一个不同之处在于，由于来自任何信标标签的信标信号配置为只包括一个指示标代码，因此每个信标标签在任何给定时间点决不应该处于多个指示标的发射范围之内。在图7的系统中，这通过在静止安装指示标241-256的时候在它们之间提供适当的间距来保证。相反，由于在图8的系统中指示标可以移动，因此必须加以注意来保证在同一时间点两个或更多指示标不会进入同一信标标签的邻近位置。这并不意味着图7的方法优于图8的方法。这两种方法的其中一种对于某些应用可能更好，而另一方法对于其他应用可能更好。实际上，从下面讨论中可以清楚，在某些应用中，可以组合使用这两种方法。
下面将讨论本发明的特定另外方面。可以相信，如果这些另外方面在特定应用例子的环境中提供，将更清楚地理解它们。因此，下面讨论将集中于一个经营隔夜包裹递送业务的私人公司。众所周知，这种公司提供它们在一天从发货人领取包裹然后在第二天典型地在中午之前将它递送到收货人这一服务。发货人可以在一个城市如波士顿，而收货人可以在另一城市如图森。
在波士顿领取包裹的这一天，该公司典型地将还在波士顿领取大量其他包裹，这些包裹发往遍及全国的各个其他城市。在第二天，该公司将有很多包裹要在图森递送，这些包裹是前一天在遍及全国的很多不同城市领取的。为了高效处理所有这些包裹的路由安排，现有公司典型地在一个主要机场提供某种形式的中心设施。在晚上，集装箱将从一个城市如波士顿到达，其中包含需要在很多不同城市递送的大量包裹。集装箱将在中心设施被卸载，然后包裹将被分类，从而根据目的地城市对分类包裹进行分组。因此，例如对于图森，分类过程将产生一组发往图森进行递送的包裹，它们是从各个不同源城市在各个不同集装箱中到达中心设施的。目的地为图森的包裹组将组装在一个集装箱中，并且那个集装箱将运输到图森，在那里将对包裹进行本地递送。
对于上述类型的中心设施，大多数集装箱将典型地以两种不同方式之一到达。首先，来自离中心设施不太远的城市的集装箱将典型地用各种卡车通过高速公路运达。这些卡车通常称作运货车。来自较远城市的集装箱将典型地用飞机运达。用飞机和卡车运达的集装箱的形状和尺寸可能大大不同。图9示出一种特别适用于飞机的集装箱381的透视简图，因为它的形状有助于将大量这种集装箱装到有点圆形的飞机机体中。
图9的集装箱381具有近似正方形的底壁382以及由水平中央部分383和从部分383的两侧向下倾斜的两个斜坡部分构成的的顶壁，其中一个斜坡部分如384所示。集装箱381的四个侧壁都从底壁的边沿垂直向上延伸到顶壁的边沿，并且其中两个侧壁如图9的387和388所示。集装箱381还具有两个门391和392，它们均可以在打开位置和关闭位置之间转动。未示出的插销用于将门391-392固定在关闭位置上，并且以公知方式配置为允许将门锁在或封在其关闭位置上，从而，在集装箱运往中心设施或从其运出时不能让包裹被未经授权的个人搬走。
集装箱381本身是一种公知设备。根据本发明，三个信标标签395-397以间隔位置静止安装在集装箱381上。每个标签395-397与图1的标签12相同。标签395安装在集装箱顶壁的中央部分383上。标签396和397分别安装在集装箱381的对立侧壁上，它们分别紧邻于底壁382的两个对角。用卡车和飞机运入或运出中心设施的各种类型的集装箱均可以称作单位负载设备(ULD)。图9的集装箱381就是ULD的一个例子。
图10是包括上述类型的中心设施401的基地(installation)400的顶视简图。在中心设施401中，由隔夜递送服务运送的包裹从很多源城市接收、开箱、分类、重新装箱，然后运输到很多目的地城市。也就是，图10的中心设施401在本质上是从集装箱卸载包裹、对其进行分类，然后重新装入其他集装箱的建筑物。整个基地400包括运入部分403和运出部分404，它们都在中心设施401的物理建筑物的外部。运入部分403涉及运入集装箱的接收和初始处理，并且运出部分404涉及运出集装箱的处理。
上面结合图7所述的一般类型的跟踪系统用于基地400，但是为清楚起见未在图10中示出。如下所述，该跟踪系统包括安装在中心设施401的天花板上以及遍及基地400的所选其他位置的多个间隔指示标。此外，遍及基地400提供多个读取器。在中心设施401中，读取器安装在天花板上。在运入和运出部分，读取器安装在入口和出口处，卸货设备上或其附近、灯杆上、建筑物上、围墙上、专用支撑物上或者可能存在的其他适合结构上。一般，指示标安装在需要使用上面结合图7所述的类型的技术非常准确估计标签位置的区域中。相反，在较粗略估计标签位置就足够的区域中，可以省略指示标，从而信标信号不包括指示标代码，并且可以根据在读取器接收的信标信号的强度来估计位置。
现在对货物流经基地400进行更详细的讨论，到达飞机滑行到运入部分403，其中，它停在411。飞机可以停在两个不同类型的位置之一。其中一个通常称作“侧翼上(ON WING)”位置。这意味着飞机停在紧邻于一个典型地具有内置装货机或卸货机的建筑物，其中，装货机或卸货机可以伸到飞机门，从而帮助装货和卸货。另一类型的位置称作“舷梯上(ON RAMP)”位置。这意味着飞机停在离任何建筑物都有一定间隔的停机坪上。这种飞机的装货和卸货是使用公知类型的移动装货机和卸货机来完成的，其中，这些装货机和卸货机驶出到飞机，然后返回到建筑物。
大部分电子设备在飞机的航行期间都必须禁用，从而它们不产生任何类型的可能干扰飞机操作的无线电磁信号，这是政府规定。因此，对于用飞机运载图1的11-12所示类型的任何指示标或信标标签，它们在航行期间必须关闭，或者至少必须处于不发射电磁信号的操作模式中。如上所述，信标标签395-397安装在图9的381所示类型的ULD上。因此，当从飞机卸载这些ULD时，需要打开信标标签。如上所述，指示标信号的标签命令字段43(图2)可以打开或关闭信标标签。因此，静止指示标可以安装在每个卸货设备上或其附近，或者安装在飞机卸货工作区域内，从而打开正在卸载的ULD上的所有信标标签。或者，可以由操作员人工使用手持指示标来打开正在卸载的设备上的所有信标标签。被卸载的ULD上的信标标签因此开始发射其信标信号。
如上所述，运入部分403在遍及运入部分403的适当选择位置上包括多个图1的13所示类型的读取器。这些读取器安装在飞机卸货设备上或其附近、灯杆上、建筑物上、围墙上、专用支撑物上或其他结构上。由各个ULD上的标签产生的信标信号将由其中一个或多个读取器进行接收，它们均将接收信息转发到图1的14所示类型的中央控制系统。由于控制系统知道哪个信标标签安装在哪个ULD上，因此控制系统可以确定哪个ULD已用飞机运达。控制系统然后可以开始规划如何安排各个ULD通过基地400的路线。
在这一点上，存在如下偶然的情形ULD来自一个具有如此多送往一个目的地城市的包裹从而所有这些包裹装入同一ULD中的源城市。在这种情况下，由于不需要做任何开箱、分类或重新装箱，因此控制系统可以安排该ULD直接从运入部分403转移到运出部分404。然而，绝大多数ULD将需要开箱和分类，因此将需要送到中心设施401。
对于所有到达ULD，控制系统将已从各个源城市以电子方式接收到正被发送的ULD的标识以及每个这种ULD中的特定包裹的清单。因此，根据驶往目的地飞机的出发时间表，控制系统可以确定到达ULD处理次序的优先级，从而包含需要在最早出发航班上的包裹的ULD可以在不包含需要在最早出发航班上的包裹的ULD之前处理。根据从源城市接收的电子信息，控制系统知道在每趟到达飞机上应有哪些ULD，并且可以确定是否缺少某一个预期ULD，或者是否出现额外和意外的ULD。还可以记录每个ULD的到达时间。
当飞机停在舷梯上时，ULD可以使用列车运送到中心设施，其中，列车包括若干可松开地连接在一起的拖车或“台车(dolly)”和可以牵引拖车的牵引车或拖拉车。每个ULD可以转移到列车的各个拖车。这种类型的列车将在后面更详细地描述。在图10中，方框142反映将ULD转移到拖车上。然后，列车将ULD运送到中心设施401。相反，如果飞机停在侧翼上，则ULD可以转移或可以不转移到这种类型的列车。它们可以改为用传送装置、如手推车的设备或某种其他运输装置来运送。图10的方框413表示将ULD从飞机转移到帮助运输ULD的某种形式的适当设备。
在403的方框416中，对照到达航班的载货清单人工检查各个到达ULD。然后，在方框417，运往中心设施的ULD移到中心设施。如上所述，读取器安装在遍及基地400包括运入部分403、中心设施401和运出部分404的所选位置上。此外，图1的11所示类型的指示标安装在遍及基地400的各个所选位置上，特别是在ULD通过基地400所必须经过的位置上。因此，例如，指示标沿着典型的运送路径、在门口处以及在ULD可以临时等待处理的各个站台处安装，其中，这些站台称作“分段(staging)运输”区域。使用上面结合图7所述的基本方法，控制系统可以遍及整个基地400准确地跟踪每个ULD。
来自分段运输区域418的ULD均最终运输到若干卸货站421之一。在每个卸货站，操作员打开ULD，并且还按相邻控制面板上的一个按钮，从而向控制系统表示卸货过程已经开始。然后，操作员通过将所有包裹放在运载它们到包裹分类部分422的传送装置上，将它们从ULD中卸载出来。当操作员完成卸载ULD时，操作员按操作面板上的另一个按钮，向控制系统表示人工卸货过程已完成。在本公开实施例中，每个卸货站的控制面板是卸货站的物理部分。然而，它可以可选地以由操作员携带的便携式无线设备的形式提供。空ULD均送到分段运输区域426，并且直接或通过另一分段运输区域428最终移到分段运输区域427，其中，分段运输区域428位于中心设施401的物理建筑物之外。
回到运入部分403，如上所述，包裹部件不仅可以用飞机运达，还可以用卡车运达。如上所述，卡车称作运货车。运货车可以包含多个ULD，在这种情况下，ULD可以以非常类似于上面结合停在舷梯上的到达飞机所述的方式进行卸载和处理。然而，更典型的是，运货车包括不装在ULD中的包裹。在这种情况下，运货车本身视作用于包裹的集装箱，并且图10的较下部分示出如何处理这种运货车。
具体而言，在方框436中，在运入部分403的入口处对运货车进行进入检查。类似于图1的12所示的临时信标标签通过使用例如某种专用固定架附于运货车。同时，看门的人员可以在计算机中进行输入，向中央控制系统通知运货车的到达，并且还向控制系统通知已附于那个运货车的特定信标标签，从而当运货车通过基地400时，允许控制系统将那个运货车的电子载货清单与实际物理运货车相关联。
如果运货车是以牵引拖车的驾驶车头(cab)形式的卡车，它通常称作牵引车-拖车组合，则拖车可以与驾驶车头分离，并且使用通常称作院内用车(yardbird)的类型的小型本地牵引车通过基地400。另一方面，如果驾驶车头是运货车的集成部分，则整个卡车可以通过基地400。
无论如何，在方框437，运货车从运入部分403移到相邻于用作中心设施401的建筑物但处于其外部的分段运输区域441。控制系统调度这些运货车以移到运货车卸货站，其中之一如442所示。每个运货车以类似于上面对ULD卸货站421所述的方式卸货。从运货车卸下的包裹例如通过传送装置运送到包裹分类部分422，而空运货车送到空运货车分段运输区域443。
在包裹分类部分422中，运往给定目的地城市的所有包裹送到若干装货站451中的所选一个。从分段运输区域427取一个空ULD，并且向其中装载运往那个目的地城市的包裹，直到ULD装满，或者它包含所有运往那个目的地城市的包裹。然后，那个ULD转移到ULD磅秤部分452，其中，对每个ULD进行称重。磅秤452连接到中央控制系统，从而控制系统将知道每个载货ULD的重量，因此可以对在各趟出发飞机上装载多少总重量执行适当的规划。
每个ULD在452经过称重之后，移到运出分段运输区域453。从此，它在适当的时候通过附近有指示标的门移出建筑物，并且通过来自ULD上的标签并且包括指示标的指示标代码的信标信号向控制系统通知它从中心设施401离开。然后，如方框456、457和458所示，这些ULD由前面对运出部分404所述的类型的列车运输，其中，每个ULD装载在驶往那个ULD内所有包裹的目的地城市的飞机上。
如上所述，政府法规禁止如信标标签的设备在飞机航行期间发射无线电磁信号。因此，当每个ULD装载在飞机上时，所有与其相关联的信标标签都关闭，或者至少置于它们不发射任何信标信号的模式中。这可以在飞机的装货机区域使用静止指示标，或者使用由涉及装货过程的人员操作的某种形式的便携式指示标来实现。如上所述，可以存在于指示标信号的标签命令字段43(图2)中的命令之一为关闭接收该信号的任何信标标签的命令。当飞机装载完被调度运载的所有ULD时，飞机滑行出运出部分404，然后飞往其目的地。
在分类部分422中分类的某些包裹调度为用卡车而不是飞机运出，例如在它们要递送到离基地400不远的目的地的情况下。分类过程将这些包裹发送到运货车载货台，其中之一如461所示。来自运货车分段运输区域443的空运货车移到运货车载货台461之一，在此，向它装载要运到一个或多个相对不远的递送中心的分类包裹。载货运货车然后从中心设施401移到运出部分404，其中，移去那个运货车的临时信标标签，并且在连接到控制系统的终端中进行适当的输入。运货车然后离开运出部分404。在这一点上，如果运货车是由院内用车移动的拖车，则它与院内用车分离，并且连接到可用驾驶车头，然后，驾驶车头将它拉到其目的地。
如上所述，在基地400内跟踪ULD和运货车的系统未在图10中示出。该系统称作ULD跟踪系统(UTS)，并且图11是该UTS系统的选定部分的简图，在图11中，该UTS系统在整体上用标号500表示。更详细地，UTS系统500包括UTS服务器502，其硬件是可商用型的适当计算机系统。服务器502与数据库503相关联，其中，该数据库可以存储在服务器502自身的硬盘上或者有效连接到服务器502的某种类型的物理上分开的存储设备中。在本公开实施例中，系统500包括服务器502具有容错性，包括提供一定程度的冗余，以允许系统以公知方式自动重新配置自身，从而绕开可能发生的局部故障。在这一点上，应该知道，由于在基地400中正在处理的所有包裹绝对必须在第二天递送，因此系统500内的故障引起基地400的停工，自然是不可接受的。用来获得容错能力的技术是公知的类型，因此在此不作详细说明。
服务器502在504连接到若干其他系统，这些系统在技术上不是UTS系统500本身的一部分，因此在图11中用虚线示出。一个是上面结合图10所述的ULD磅秤部分452。另一个是空中中心控制系统(AHCS)506，它是为图10的基地400提供整体控制的独立计算机系统，包括除在基地400内跟踪运货车和ULD之外的功能。服务器502还连接到重量平衡系统507，操作规划和控制(OPC)系统508。服务器502还能够可选地连接到在设施400中使用的某些其他类型的计算机系统509。
现在更详细地讨论UTS系统500，并且如上所述，存在多个读取器，它们均与图1的13所示的读取器相同。其中10个读取器如图11的521-530所示，但是这仅是遍及整个基地400提供的读取器的总数的一个代表性样例。该组中的6个读取器521-526均通过网络536的线路连接到服务器502。在本公开实施例中，网络536为本领域的普遍公知类型，如以太网。两个读取器控制器537-538也连接到该网络，以帮助服务器502与这些读取器之间的通信。读取器控制器537-538的结构和操作对于本领域的技术人员是公知的，因此在此不作详细描述。
图11中的其余读取器527-530不是直接连接到网络536，而是分别连接到各自的无线接收器/发射器541-544，其中每个无线接收器/发射器541-544通过无线信号与两个附加的无线接收器发射器547-548中的各自一个进行通信，其中，无线接收器发射器547-548用作网络536的接入点。这些无线链路遵循由电气和电子工程师协会倡导且通常称作IEEE 802.11标准的公知标准。由于本领域的技术人员已经熟悉该标准，因此不需要在此对它进行详细讨论。
直接连接到网络536的线路的读取器521-526可能是安装在中心设施401的物理建筑物内的读取器，而通过无线链路541-544和547-548连接到网络536的读取器527-530更可能是运入部分403和运出部分404中的读取器。这是因为无线设备的额外开支在布线成本相当高的外部位置可能更经济。然而，本发明不排除在中心设施401的建筑物内使用无线链路或在中心设施401之外的位置使用直接网络连接。
在图11中，瓶颈(choke point)读取器系统549连接到网络536。该系统可以与读取器521-526中的至少一些协作，从而当信标标签经过称作“瓶颈”的特定地点时，提供即时准确的特定时间和位置日志。瓶颈是很多或所有信标标签必须经过的位置，例如，所有ULD要进入中心设施401必须经过的门口。读取器系统549保证即时记录准确的时间和位置日志，因为服务器502有时忙于其他任务以致无法作出足够快速的响应来准确地记录时间和位置。就瓶颈读取器系统549收集信息而言，它在适当的时候将信息传给服务器502。
服务器502还通过另一网络561和两个网络控制器562-563连接到若干无线基站，其中四个基站如566-569所示。566-569所示类型的基站遍及基地400，并且允许服务器502以无线方式与若干无线手持设备571-578进行通信。手持设备571-578均包括键盘和显示器，并且用于各种目的。
其中一个目的是允许遍及该设施的人员获得有关ULD、移动设备或与给定标签相关联的某些其他物品的信息。控制系统14维护与每个标签相关联的物品的电子形式信息，因此可以容易地根据请求将该信息的有关部分提供给任一手持设备571-578。类似地，控制系统可以配置为，通过因特网将该信息提供给标准“web浏览器”程序。
手持设备571-578的另一个目的是允许服务器502发指令给正在基地400内工作的人员。例如，操作移动设备如运输ULD的叉式升降机的人员可能需要被给予有关他或她应该对ULD作何处理的指令。在这一点上，如果ULD要运到一个卸货站421(图10)，则操作员需要知道该ULD应该递送到哪个特定卸货站。类似地，如果ULD在分段运输区域等待，并且操作员要领取它，则操作员需要知道要领取哪个特定ULD。服务器502可以通过由那个操作员携带的手持设备571-578之一将该信息传达给操作员。
手持设备571-578还具有用作信标标签读取器的功能。这允许操作员在存在或不存在服务器502的帮助下都能识别靠近操作员的特定ULD是否为系统想要操作员处理的ULD。
手持设备571-578还可以由操作员用来向服务器502通知操作员当前使用的设备。例如，如果操作员控制一个院内用车从而在基地400内移动运货车，则操作员和院内用车的标识码可以在键盘上手工输入，或者可以以适当的方式进行扫描，如通过使用手持设备中的条形码读取器扫描院内用车和操作员徽章上的条形码，从而服务器502知道特定操作员当前正在使用哪个设备。然后，服务器502可以使用该手持设备向操作员给出有关操作员应该如何操作该设备的特定指令。
图12是列车600的简图，它具有如上所述的类型，并且可以用于在图10的基地400内运输ULD。图12的列车600包括牵引该列车的牵引车(tractor)或拖拉车(tug)601和三个拖车(trailer)或台车(dolly)602-604。牵引车601和拖车602-604均是一种移动设备。
拖车602-604全部相同。拖车602在其前端有一个榫舌，它可松开地连接到牵引车601后部的栓钩。拖车603在其前端有一个榫舌，它可松开地连接到拖车602后部的栓钩，并且拖车604在其前端有一个榫舌，它可松开地连接到拖车603后部的栓钩。虽然图12的列车600具有3个拖车，但是应该知道拖车的数目可大可小。每个拖车602-604在其上可移动地支承各自的ULD 606-608。ULD 606-608均与上面结合图9所述的ULD 381相同。
牵引车601在其上有信标标签611，它安装在车杆的顶端以提升信标标签611的高度，从而使它相对靠近安装在天花板上的指示标，其中一个如虚线613所示的天花板上的612所示。围绕指示标612的虚线圆表示指示标612的发射范围。需要注意的是，指示标612的发射范围特定配置为拖车602-604将在指示标612的发射范围较下部分的下方通过。三个信标标签616-618分别安装在各自的ULD 606-608的顶端。
当牵引车601通过基地400时，其上的信标标签611将移入和移出遍及该设施的不同指示标的发射范围，从而允许以上面结合图7所述的方式准确地跟踪牵引车601的位置。安装在各自ULD 606-608的顶端的信标标签616-618也将通过不同指示标的发射范围，从而帮助直接且准确跟踪各个ULD606-608的位置。
牵引车601在其后部栓钩的附近有指示标623。拖车602-604分别在其右后角上有各自的指示标626-628。拖车602-604还分别在其榫舌上安装有各自的信标标签631-633。如上所述，天花板上的指示标如指示标612的发射范围均结束于在垂直方向上高于拖车的高度。因此，拖车榫舌上的信标标签631-633不通过天花板上的指示标的发射范围。
拖车602的榫舌上的信标标签631处于牵引车601后部的指示标623的发射范围之内，但是处于同一拖车602上的指示标626的发射范围之外，因为信标标签631和指示标626分别位于拖车602两个相反端的附近。类似地，拖车603上的信标标签632处于拖车602后部的指示标626的发射范围之内，但是处于拖车603后端的指示标627的发射范围之外。此外，拖车604上的信标标签633处于拖车603后部的指示标627的发射范围之内，但是处于拖车604后部的指示标628的发射范围之外。
注意到这一点，应该知道，当牵引车601和拖车602彼此可松开地连接的时候，拖车上的信标标签631将周期性地发射信标信号，该信号包括它自己的唯一信标代码并且还包括牵引车601上的指示标623的唯一指示标代码。因此，根据来自标签631的信标信号，服务器502(图11)将知道拖车602当前直接连接到牵引车601。
类似地，来自标签632的信标信号向系统通知，拖车603当前直接连接到拖车602。此外，来自标签633的信标信号向系统通知，拖车604当前直接连接到拖车603。利用所有这些信息，控制系统不仅知道牵引车601和拖车602-604当前全部连接到一起形成列车600，还知道它们从前到后各自出现在列车中的准确次序。也就是，控制系统知道牵引车601在拖车602之前，拖车602又在拖车603之前，拖车603又在拖车604之前。当列车组装或者拆卸以满足设施的各种需要时，控制系统总是直接即时准确地知道哪个牵引车和哪些拖车组合在一起形成任一特定列车。
如上面结合图9的ULD 381所述，ULD 606-608均另外有两个信标标签附于其较下部分的对立侧壁上，它们分别位于底壁382的两个对角的附近。在图12的ULD 606-608中的每个上分别有一个这种信标标签可见，并且这些标签分别用标号641-643进行标识。
ULD 606上的信标标签641处于运载该ULD的拖车602上的指示标626的发射范围之内。因此标签641发射包括它自己的唯一信标代码以及指示标626的唯一指示标代码的信标信号。因此，控制系统知道ULD 606当前支承在拖车602上。以类似方式，信标标签642和643发射各自的信标信号，这些信号分别包括来自指示标627和628的各自指示标代码，并且分别向控制系统通知ULD 607和608分别支承在拖车603和604上。信标标签641-643在ULD 607-608上足够低，以致它们在天花板613上的如指示标612一样的指示标发射范围之下通过。
如果ULD 606是以从图12所示的方位关于竖向轴旋转180°之后的方位放置在拖车602上的，则信标标签641将靠近拖车602的左前角，并且ULD606上的第三信标标签(未在图12中示出)将靠近拖车602右后角的指示标626。因此，该第三信标标签将执行发射信标信号的功能，其中，该信号包含指示标626的指示标代码，并且向控制系统通知ULD 606当前支承在拖车602上。在ULD 606处于该另一位置的情况下，信标标签641将在指示标623和626的发射范围之外，从而在其信标信号中将不包括任何指示标代码。因此，通过在每个ULD的较低部分的在对角线上相对的位置提供两个信标标签，每个ULD可以以两个不同的方位放置在拖车上，因此该设施的雇员不需要关心在每个ULD放置在拖车上时保证它的特定方位。
控制系统通过由牵引车601上的信标标签611发出的信标信号，知道牵引车601的位置，其中，该信标信号典型地包括天花板上的一个如指示标612一样的指示标的指示标代码。此外，由于控制系统还知道哪些拖车当前以什么次序连接到牵引车601，因此当牵引车601通过图10所示的基地时，系统也知道各个拖车602-604的位置。此外，系统不仅根据由ULD顶部的标签616-618发射的信标信号，还根据由ULD较低部分的信标标签641-643发射的信标信号，知道正被列车600运输的各个ULD 606-608的位置，因为后者将ULD与列车600相关联，并且控制系统知道列车的位置。
图13是示出在其可垂直移动的升降机上安装有指示标652的叉式升降机651的侧视简图。货盘654可移动地支承在升降机上，并且在其上安装有信标标签653。指示标652的发射范围用图13的虚线圆表示，并且需要注意的是当货盘支承在升降机上时，货盘654上的标签653处于该发射范围之内。因此，标签653将发射包括它自己的唯一信标代码以及指示标652的指示标代码的信标信号。因此，控制系统将从这些信标信号中知道货盘654当前正由叉式升降机651运输。如果控制系统知道当前支承在货盘上的物品，则系统将还知道这些物品的位置。
分别在货盘654的物品658和659上提供信标标签656和657也是可能的。如果指示标652的发射范围配置为标签656和657处于发射范围之内，则标签656-657将发射各自的信标信号，直接向系统通知物品658-659正由叉式升降机651运输。或者，可以在货盘654上提供指示标652，并且可以从货盘654上省略信标标签653。在这种情况下，来自标签656-657的信标信号将向控制系统通知物品658-659当前位于货盘654这一移动设备上。
叉式升降机651在从驾驶室的顶部向上竖起的车杆上安装有指示标661。指示标661发射其发射范围没有到达在叉式升降机651的升降机上支承的物品658-659的指示标信号。然而，信标标签662-664安装在天花板上的间隔位置，并且当叉式升降机651大约位于其下时，均将处于指示标661的发射范围之内。因此，根据来自标签662-664的信标信号，控制系统可以使用上面结合图8所述类型的技术通过该设施跟踪叉式升降机651的移动。作为替换，应该知道，指示标661可以用信标标签替换，并且标签662-664可以用指示标替换，在这种情况下，控制系统将使用上面结合图7所述类型的技术跟踪叉式升降机651。
图14是示出飞机671的尾部以及通常称作装卸机且可以用来装载或卸载飞机的设备672的侧视简图。飞机具有入口或门674，它可以向下转动以产生近似水平的平台。装卸机具有水平平台676，并且具有能够垂直升高和降低平台的电动剪刀形平台支撑物，从而它可以在垂直方向上与飞机的门674对齐。
装卸机672的平台676支承货盘677，并且货盘又支承若干物品，其中之一用标号678表示。货盘上的各个物品上均有一个信标标签，其中之一用标号679表示。平台安装有指示标682。响应来自指示标682的指示标信号，物品678上的标签679发射各自的信标信号，向控制系统通知这些物品当前都在具有指示标682的装卸机672上。操作员683携带手持单元684，它与上面结合图11所述的手持单元571-574等同。此外，操作员携带便携式指示标686，它可以用来在物品678装载到飞机上时关闭所有标签679。控制系统可以通过估计是否还存在任何标签仍在发射信标信号，验证所有标签是否实际上均被关闭，并且可以通过手持单元684对于是否还有应关闭的任何标签仍处于打开状态提供反馈。相反，当然，如果飞机正在卸载，则便携式指示标可以用来开通标签679，然后标签679将开始发射包含指示标682的指示标代码的各自信标信号，从而向控制系统通知相关物品都在装卸机672上。
图15是包括传送装置702和指示标703的装置的侧视简图，在某未示出的如天花板一样的支撑物上将该指示标静止安装在传送装置702上方。指示标703与图1的11所示的指示标相同。由指示标703发射的指示标信号的有效发射范围用图15的虚线表示。
货盘706支承在传送装置702上，并且正由传送装置沿着方向704移动。货盘706上有若干物品，其中之一用标号707表示。每个物品707是用于要进行隔夜递送的包裹的集装箱。各个物品707上有各自的信标标签，其中之一用标号708表示。各个信标标签均与图1的12所示的信标标签等同。
当货盘706由传送装置702沿着方向704移动时，货盘上的各个物品707将通过来自指示标703的指示标信号的发射范围。因此，各个信标标签708将向未示出的读取器发射包括该特定信标标签的唯一信标代码以及指示标703的指示标代码的信标信号。因此，连接到读取器的控制系统将能够根据特定时间窗口内所有这些信标信号的接收，确定哪些物品707目前位于货盘706上。控制系统将还知道这些物品707和货盘706当前处于它们经过静止指示标703的位置。
在货盘706自身上提供另一个信标标签711也是可能的。当货盘706经过指示标703时，标签711将发射包括它自己的唯一信标代码以及来自指示标703的指示标代码的信标信号，从而控制系统准确知道哪个货盘当前在其上支承有物品707的情况下经过指示标703。
在某些情况下，其中，连续货盘在相互间距相对较小的情况下随着传送装置702移动，采用图15所示的方案会遇到问题。在这一点上，在物品707上的信标标签708移出指示标703的发射范围之后，它们在完成上面结合图4和5所述的信标序列所需的时间周期内将仍然继续发射包括指示标703的指示标代码的信标信号。如果另一货盘在所示货盘706之后的短距离随着传送装置702移动，则该下一货盘上的物品可能移入指示标703的发射范围，并且在所示货盘706仍在执行其信标序列的时候开始发射带有其指示标代码的信标信号。在这种情况下，控制系统将难以区分哪些物品在两个货盘的哪一个上。图16是用来避免这一问题的装置730的截面侧视简图。
更具体地说，装置730是图15所示的装置700的另一实施例。装置730包括上面与装置700有关的所述的所有单元。另外，它还包括静止安装在例如与指示标703相同的天花板或支撑物上的传感器732。传感器732相对于货物随着传送装置702移动的方向704位于指示标703的上游。实际上，传感器732位于使它几乎在新货盘706及其上的物品刚开始移入指示标703的发射范围的时候能够检测它们。传感器732可以是若干不同类型的公知传感器中的任一种，如检测货盘706的运动的传感器，或者检测与其下最近物品的距离的邻近传感器(PROXIMITY SENSOR)。
传感器732通过线路连接到指示标703。当传感器732检测到其上有物品707的新货盘706将要移入指示标703的发射范围时，传感器732将一个信号发送到指示标703，并且指示标703通过改变其指示标代码来响应。指示标703例如可以对其指示标代码增一。因此，指示标703可以分配有若干唯一且连续的指示标代码，控制系统知道这些指示标代码都与一个指示标相关联，并且可以连续循环这些代码。或者，可以简单地反转指示标代码的最高有效比特。
当新货盘上的标签708移入指示标703的发射范围时，它们将开始接收包含修改了指示标代码的来自指示标703的指示标信号，并且它们将开始发射包括它们自己唯一的信标代码以及来自指示标703的修改后的指示标代码的信标信号。应该知道，如果前一货盘上的标签708在指示标703修改其指示标代码之前已全移出指示标703的发射范围，则控制系统区分一个货盘上的物品707与下一连续货盘上的物品707将是非常容易的。然而，即使货盘比此更靠近，如图16所示，从而两个相邻货盘上的各自一些标签708在指示标703改变其指示标代码的时间点都处于指示标703的发射范围之内，控制系统也仍然可以准确地区分一个货盘上的物品与另一个货盘上的物品。
更详细地，如上所述，控制系统将知道与指示标703相关联的所有可能指示标代码。此外，每个第一货盘上的信标标签将均已发射包含前一指示标代码的信标信号。如果这些信标标签突然开始发射带有修改后的指示标代码的信标信号，则控制系统可以对此进行检测，并且忽略那些信标信号。相反，下一货盘上的信标标签将已发送不包含任何指示标代码的信标信号，并且将突然开始发射包括修改指示标代码的信标信号。控制系统可以对此进行检测，因此区分一个货盘的物品上的信标标签与另一货盘的物品上的信标标签。
本发明提供多个技术优点。其中一个技术优点是能够以显著高于现有方法的准确度确定正被跟踪的物品的位置。此外，可以根据来自单个读取器的信息准确地确定物品位置，而无需根据来自若干读取器的信息执行复杂的三角测量计算。
另一优点涉及实施本发明的信标标签以各自不同的频率接收和发射信号。在这一点上，一个优点在于标签接收信号的频率低于发射信号的频率。接收信号的跌落特性显著大于由标签发射的较高频率信号的跌落特性。另一相关优点在于由标签接收的低频信号根本上是磁性的，这就使得它们比无线频率信号的情况更不易受到干扰的影响。另一优点在于标签是电池供电的，从而允许它包括并使用存储器，对所引入的信号显现较高的灵敏性，提供较好的发射功率，并且对发射信号提供更多的控制。
另一技术优点是能够更准确地确定两个或更多物品的位置和关系。例如，可以准确地确定如集装箱一样的特定移动设备是否正由某个如叉式升降机或拖车一样的其他移动设备运载。此外，可以确定如牵引车和一个或多个拖车一样的两个或更多移动设备当前是否相互连接，并且以什么次序连接。而且，当两个移动设备如集装箱支承在处于一般相邻位置的如拖车一样的不同移动设备上时，可以准确地确定哪个移动设备正在运载哪个移动设备。
另一技术优点在于能够动态改变由标签发射的信号的时长。例如，当标签当前不从任何指示标接收信号时，所发射的信息量可以较小，因此时长可以较小，而当标签接收指示标信号并且需要在发射信号中包括一个指示标代码时，时长可以较长。这就有助于减小标签活动发射期间的时间累积量，从而能够有助于遵循政府法规。
另一技术优点起于能够使标签根据操作状态(如标签当前是否正在从指示标接收信号)以动态方式改变其发射速率和发射功率中的至少一个。这也有助于促进遵循政府法规。此外，这些类型的变化可以有助于减小与由其他标签发射的信号相冲突的可能性，同时保证读取器在相当短的时间周期内接收来自各个标签的至少一次发射。
另一技术优点在于能够通过外部控制改变信标标签的发射速率和/或发射功率。另一优点是能够改变包括在由标签发射的信号中的标识码，其中，该改变是在外部控制下实现的。另一优点涉及能够根据外部控制改变由标签使用的密码和/或加密代码。另一优点是能够将标签在正常和限制操作模式下切换，其中，在限制模式下禁止标签的发射器。一个相关优点是在限制模式下标签的功耗更小。
本发明的另一优点在于提供指示标并且指示标发射由标签接收的指示标信号，其中，指示标信号包括实现对标签的操作特性进行外部控制的信息。一个相关优点是可以将接收信标信号的读取器连接到到中央控制系统而中央控制系统又有效连接到指示标，从而控制系统可以通过在在指示标发送到标签的指示标信号之内发射控制命令来实施控制。
虽然对若干所选实施例进行了详细的描述，但是应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种其他替换和修改。
权利要求
1.一种包括具有电路的标签的装置，其中，所述电路包括接收器部分，用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及发射器部分，用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；其中，所述无线指示标信号为根本上是磁性的近场信号，所述接收器部分配置为接收所述磁性指示标信号。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述发射器部分用来以比所述指示标信号的发射范围大得多的距离发射所述信标信号。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述指示标信号的至少一部分受到加密和密码保护中的一种保护。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述指示标和信标信号分别以差别相当大的第一和第二频率发射。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述第二频率比所述第一频率高得多。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述第二频率选为使所述信标信号作为远场信号，所述指示标信号的跌落大于所述信标信号的跌落若干倍。
7.如权利要求5所述的装置，其中，所述第一频率大约为132KHz。
8.如权利要求5所述的装置，其中，所述第二频率大约为433.92MHz或大约为915MHz。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述发射器部分用来使用槽式aloha协议发射所述信标信号。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述指示标信号包括错误控制部分，由所述标签的所述接收器部分用来检查所述接收器部分所接收的每个所述指示标信号中的错误。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述发射器部分用来通过使用曼彻斯特编码频移键控(FSK)协议调制载波信号来形成所述信标信号。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述指示标信号包括采用幅移键控(ASK)协议对载波信号的幅度调制。
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述标签还包括外壳，其中具有所述接收器和发射器部分；以及连接部分，能够在物理上将所述外壳连接到移动设备。
14.如权利要求1所述的装置，其中，所述标签包括向其中的所述电路供电的电池。
15.一种方法，包括如下步骤在标签的接收器部分中接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，所述无线指示标信号为根本上是磁性的近场信号；以及从所述标签的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述发射步骤包括如下步骤，以比所述指示标信号的发射范围大得多的距离发射所述信标信号。
17.如权利要求15所述的方法，包括如下步骤，分别为所述指示标和信标信号选择差别相当大的第一和第二频率。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述选择步骤包括如下步骤，将所述第二频率选为比所述第一频率高得多。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述选择步骤包括如下步骤，将所述第二频率选为使所述信标信号作为远场信号，所述指示标信号的跌落大于所述信标信号的跌落若干倍。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述选择步骤包括如下步骤，将所述第一频率选为约132KHz。
21.如权利要求18所述的方法，其中，所述选择步骤包括如下步骤，将所述第二频率选为约433.92MHz或约915MHz。
22.如权利要求15所述的方法，包括如下步骤，在每个所述指示标信号中提供错误控制部分，并且其中，所述接收步骤包括如下步骤，使所述接收器部分使用所述接收器部分所接收的每个所述指示标信号的所述错误控制部分来检查那个指示标信号中的错误。
23.一种装置，包括标签，具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；指示标，在物理上与所述标签分开，并且将所述指示标信号发射给所述标签；以及读取器，在物理上与所述指示标和所述标签分开，并且接收所述信标信号；其中，所述指示标配置为将所述无线指示标信号作为根本上是磁性的近场信号来发射，并且所述接收器部分配置为接收所述磁性指示标信号。
24.如权利要求23所述的装置，其中，所述发射器部分用来以比所述指示标信号的发射范围大得多的距离发射所述信标信号。
25.如权利要求23所述的装置，包括移动设备，其上具有所述标签和所述指示标中的一个；以及其中，所述标签和所述指示标中的另一个静止安装在所述移动设备的行驶路径的附近，当所述移动设备沿着所述行驶路径处于各自不同位置时，所述标签分别处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内和之外。
26.如权利要求25所述的装置，其中，所述标签在所述移动设备上，并且所述指示标是静止安装的。
27.如权利要求25所述的装置，其中，所述指示标在所述移动设备上，并且所述标签是静止安装的。
28.如权利要求25所述的装置，包括，控制部分，连接到所述读取器，并且响应通过所述读取器从所述标签接收的所述信标信号中的信息，以确定所述移动设备的位置。
29.如权利要求28所述的装置，其中，所述移动设备配置为由操作人员进行操作；以及包括一个便携式设备，可以从所述控制部分接收包含操作员指令的无线信号，并且具有一个可以向操作员提供所述操作员指令的可感知显示的部分。
30.如权利要求29所述的装置，其中，所述便携式设备用来接收标识操作员和标识所述移动设备的输入信息，并且将所述输入信息转发给所述控制部分，包括由所述便携式设备发射包含所述输入信息的无线信号。
31.如权利要求23所述的装置，包括一个移动设备和一个可移动地支承在所述移动设备上的物品，所述物品上安放有所述标签，并且所述指示标静止安装在所述移动设备的行驶路径的附近，从而当所述移动设备在其上载有所述物品的情况下经过所述指示标时，所述标签通过来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围。
32.如权利要求31所述的装置，包括可移动地支承在所述移动设备上的另一物品，以及安装在所述另一物品上的另一标签，其中，所述另一标签的安装位置为使所述另一标签处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内，所述另一标签具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述另一标签的所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述另一标签的所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述另一标签相关联的唯一信标代码，所述另一标签的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在其至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码。
33.一种方法，包括如下步骤从指示标发射指示标信号，所述指示标信号均包括一个指示标代码，并且为根本上是磁性的近场信号；在物理上与所述指示标分开的标签的电路的接收器部分中接收所述指示标信号；从所述标签的所述电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；在物理上与所述指示标和所述标签分开的读取器中接收所述信标信号。
34.如权利要求33所述的方法，其中，所述发射步骤包括如下步骤，以比所述指示标信号的发射范围大得多的距离发射所述信标信号。
35.如权利要求33所述的方法，包括如下步骤在移动设备上安装所述标签和所述指示标中的一个；以及以当所述移动设备沿着所述行驶路径处于各自不同位置时使所述标签分别处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内和之外的方式，在所述移动设备的行驶路径的附近静止安装所述标签和所述指示标中的另一个。
36.如权利要求35所述的方法，其中，执行所述安装步骤，从而所述标签在所述移动设备上并且所述指示标是静止安装的。
37.如权利要求35所述的方法，其中，执行所述安装步骤，从而所述指示标在所述移动设备上，并且所述标签是静止安装的。
38.如权利要求35所述的方法，包括如下步骤使连接到所述读取器的控制部分响应通过所述读取器从所述标签接收的所述信标信号中的信息，以确定所述移动设备的位置。
39.如权利要求38所述的方法，包括如下步骤由操作人员操作所述移动设备；在便携式设备中接收包含来自所述控制部分的操作员指令的无线信号；以及在所述便携式设备的一个部分上向操作员提供所述操作员指令的可感知显示。
40.如权利要求39所述的方法，包括如下步骤将标识操作员和标识所述移动设备的输入信息输入到所述便携式设备中；以及将所述输入信息转发给所述控制部分，包括发射包含所述输入信息的无线信号的步骤。
41.如权利要求33所述的方法，包括如下步骤在移动设备上可移动地支承其上安放有所述标签的物品；以及以当所述移动设备在其上载有所述物品的情况下经过所述指示标时使所述标签通过来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围的方式，在所述移动设备的行驶路径的附近静止安装所述指示标。
42.如权利要求41所述的方法，包括如下步骤在所述移动设备上可移动地支承其上安装有另一标签的另一物品，其中，所述另一标签的安装位置在来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内；在所述另一标签的电路的接收器部分中接收所述指示标信号；从所述另一标签的所述电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述另一标签相关联的信标代码，所述另一标签的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在所述另一标签的至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；以及在所述读取器中接收来自所述另一标签的所述信标信号。
43.一种装置，包括标签，具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；指示标，在物理上与所述标签分开，并且将所述指示标信号发射给所述标签；读取器，在物理上与所述指示标和所述标签分开，并且接收所述信标信号；移动设备；物品，可移动地支承在所述移动设备上，所述物品上安放有所述标签，并且所述指示标静止安装在所述移动设备的行驶路径的附近，从而当所述移动设备在其上载有所述物品的情况下经过所述指示标时，所述标签通过来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围；以及传感器，安装在所述移动设备的所述行驶路径的附近，用于检测所述物品和所述移动设备中的一个对所述传感器的接近，所述指示标有效连接到所述传感器，并且响应所述传感器对所述物品和移动设备中的所述一个的接近的检测，以改变所述指示标的所述指示标代码。
44.一种方法，包括如下步骤从指示标发射指示标信号，其中每个所述指示标信号均包括一个指示标代码；在物理上与所述指示标分开的标签的电路的接收器部分中接收所述指示标信号；从所述标签的所述电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；在物理上与所述指示标和所述标签分开的读取器中接收所述信标信号；在移动设备上可移动地支承有其上安放有所述标签的物品；以当所述移动设备在其上载有所述物品的情况下经过所述指示标时使所述标签通过来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围的方式，在所述移动设备的行驶路径的附近静止安装所述指示标；在所述移动设备的所述行驶路径的附近安装有效连接到所述指示标的传感器；检测所述物品和所述移动设备中的一个对所述传感器的接近；以及响应所述传感器对所述物品和所述移动设备中的所述一个的接近的检测，以改变所述指示标的所述指示标代码。
45.一种装置，包括标签，具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；指示标，在物理上与所述标签分开，并且将所述指示标信号发射给所述标签；读取器，在物理上与所述指示标和所述标签分开，并且接收所述信标信号；移动设备，其上有所述指示标；以及物品，可移动地支承在所述移动设备上，所述物品上安放有所述标签，其中，所述标签的安放位置为使所述标签在所述物品可移动地支承在所述移动设备上的时候处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内。
46.如权利要求45所述的装置，包括可移动地支承在所述移动设备上的另一物品，以及另一标签，所述另一物品上安放有所述另一标签，其中，所述另一标签的安放位置为使所述另一标签在所述另一物品可移动地支承在所述移动设备上的时候处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内，所述另一标签具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述另一标签的所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述另一标签的所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述另一标签相关联的唯一信标代码，所述另一标签的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在其至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码。
47.如权利要求45所述的装置，包括另一指示标，静止安装在所述移动设备的行驶路径的附近，并且用来发射指示标信号，其中每个指示标信号均包括一个唯一于所述另一指示标的指示标代码；以及另一标签，安装在所述移动设备上，其中，所述另一标签的安装位置为使所述另一标签在来自所述移动设备上的所述指示标的所述指示标信号的发射范围之外，并且由此当所述移动设备经过所述另一指示标时使所述另一标签在来自所述另一指示标的所述指示标信号的发射范围之内通过，所述另一标签具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述另一标签的所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述另一标签的所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述另一标签相关联的唯一信标代码，所述另一标签的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在其至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码。
48.一种方法，包括如下步骤从指示标发射指示标信号，其中每个所述指示标信号均包括一个指示标代码；在物理上与所述指示标分开的标签的电路的接收器部分中接收所述指示标信号；从所述标签的所述电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；在物理上与所述指示标和所述标签分开的读取器中接收所述信标信号；在移动设备上安装所述指示标；以及在所述移动设备上可移动地支承有其上安放有所述标签的物品，其中，所述标签的安放位置为使所述标签在所述物品可移动地支承在所述移动设备上的时候处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内。
49.如权利要求48所述的方法，包括如下步骤在所述移动设备上可移动地支承有其上安放有另一标签的另一物品，其中，所述另一标签的安装位置为使所述另一标签在所述另一物品可移动地支承在所述移动设备上的时候处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内；在所述另一标签的电路的接收器部分中接收所述指示标信号；从所述另一标签的所述电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述另一标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述另一标签的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在所述另一标签的至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；以及在所述读取器中接收来自所述另一标签的所述信标信号。
50.如权利要求48所述的方法，包括如下步骤在所述移动设备的行驶路径的附近静止安装另一指示标；从所述另一指示标发射另一指示标信号，其中每个指示标信号均包括一个唯一于所述另一指示标的指示标代码；在所述移动设备上的一位置安装另一标签，使所述另一标签在来自所述移动设备上的所述指示标的所述指示标信号的发射范围之外，并且当所述移动设备经过所述另一指示标时使所述另一标签在来自所述另一指示标的所述指示标信号的发射范围之内通过；在所述另一标签的电路的接收器部分中接收所述另一指示标信号；从所述另一标签的所述电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述另一标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述另一标签的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个来自所述另一指示标的所述指示标信号的接收，以在所述另一标签的至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；以及在所述读取器中接收来自所述另一标签的所述信标信号。
51.一种装置，包括标签，具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；指示标，在物理上与所述标签分开，并且将所述指示标信号发射给所述标签；读取器，在物理上与所述指示标和所述标签分开，并且接收所述信标信号；以及第一和第二移动设备，可松开地相互连接，所述指示标安装在所述移动设备中的一个上，并且所述标签安装在所述移动设备的另一个上，所述指示标和所述标签在所述移动设备中的位置为使所述标签处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内。
52.如权利要求51所述的装置，包括，控制部分，连接到所述读取器，并且响应通过所述读取器从所述标签接收的所述信标信号中的信息，以确定所述第一和第二移动设备当前相互连接。
53.如权利要求52所述的装置，其中，所述第一和第二移动设备以所述第一移动设备的后端相邻于所述第二移动设备的前端的方式有效地连接在一起；以及其中，所述控制部分用于确定所述第一移动设备在所述移动设备的行驶方向上居于所述第二移动设备之前。
54.如权利要求53所述的装置，其中，所述第一移动设备包括用于驱动所述第一移动设备的驱动机构，并且所述第二移动设备为拖车。
55.如权利要求53所述的装置，其中，所述第一和第二移动设备均为拖车。
56.如权利要求52所述的装置，包括多个标签，该标签均具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述多个标签的各自所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述多个标签中的每个的所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个唯一于相关标签的信标代码，所述多个标签中的每个的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在其至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码，所述多个标签包括第一和第二标签，并且所述第一标签为所述第一和第二移动设备中的所述另一个上的所述标签；并且包括多个指示标，在物理上与所述标签分开且相互分开，并且均发射各自的指示标信号，其中每个指示标信号均包括一个唯一于相关指示标的各自指示标代码，所述多个指示标包括第一和第二指示标，并且所述第一指示标为所述第一和第二移动设备中的所述一个上的所述指示标。
57.如权利要求56所述的装置，其中，在所述第一移动设备上在所述第一指示标的发射范围之外的位置有所述第二标签；并且其中，所述第二指示标以当所述移动设备经过所述第二指示标时使所述第二标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内且所述第一标签在所述发射范围之外的方式，静止安装在所述移动设备的行驶路径的附近。
58.如权利要求57所述的装置，其中，所述第一移动设备包括用于驱动所述第一移动设备的驱动机构，并且所述第二移动设备为拖车。
59.如权利要求56所述的装置，包括一个物品，可移动地支承在所述移动设备中的所述另一个上，在所述物品上在来自所述第一指示标的所述指示标信号的发射范围之内的位置有所述第二标签。
60.如权利要求59所述的装置，其中，在所述物品上在所述第一指示标的发射范围之外的位置有来自所述多个信标的第三标签；并且所述第二指示标以当所述移动设备经过所述第二指示标时使所述第三标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内且所述第一和第二标签在所述发射范围之外的方式，静止安装在所述移动设备的行驶路径的附近。
61.如权利要求60所述的装置，其中，所述多个指示标中的第三指示标安装在所述移动设备中的所述一个上，其中，所述第三指示标的安装位置为使其上的所述第一标签在来自所述第三指示标的所述指示标信号的发射范围之外；包括另一物品，可移动地支承在所述移动设备中的所述一个上，在所述另一物品上有位于来自所述第三指示标的所述指示标信号的发射范围之内的位置的所述多个标签中的第四标签；其中，在所述另一物品上位于所述第一和第三指示标的发射范围之外的位置有来自所述多个标签中的第五标签；并且其中，当所述移动设备经过所述第二指示标时，所述第五标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内，而所述第四标签在所述发射范围之外。
62.如权利要求59所述的装置，其中，所述物品是能够可移动地容纳多个其他物品的集装箱。
63.如权利要求56所述的装置，其中，在所述移动设备中的所述一个上有所述第二标签，其中，所述第二标签的位置为使所述第二标签在来自所述第一指示标的所述指示标信号的发射范围之外；并且其中，在所述移动设备中的所述另一个上有所述第二指示标，其中，所述第二指示标的位置为使所述第一标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之外。
64.如权利要求56所述的装置，包括第三移动设备，以所述第二移动设备的后端相邻于所述第三移动设备的前端的方式可松开地连接到所述第二移动设备；其中，以所述第二移动设备上有所述第一和第二指示标中的一个以及在所述指示标中的所述一个的发射范围之外的位置有所述第一和第二标签中的一个的方式，所述第二指示标安装在所述第二和第三移动设备中的一个上，并且所述第二标签安装在所述第二和第三移动设备的另一个上，所述第二标签和所述第二指示标在所述第二和第三移动设备上的位置为使所述第二标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内；并且其中，所述控制部分响应通过所述读取器从所述第一和第二标签接收的所述信标信号中的信息，以确定所述第二和第三移动设备当前相互连接，并且，在所述移动设备的行驶方向上，所述第一移动设备居于所述第二移动设备之前且所述第二移动设备居于所述第三移动设备之前。
65.一种方法，包括如下步骤从指示标发射指示标信号，所述指示标信号均包括一个指示标代码；在物理上与所述指示标分开的标签的电路的接收器部分中接收所述指示标信号；从所述标签的所述电路的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；在物理上与所述指示标和所述标签分开的读取器中接收所述信标信号；可松开地相互连接第一和第二移动设备；以及以当所述移动设备可松开地相互连接的时候使所述标签处于来自所述指示标的所述指示标信号的发射范围之内的方式，在所述移动设备中的一个上安装所述指示标，并且在其另一个上安装所述标签。
66.如权利要求65所述的方法，包括如下步骤提供连接到所述读取器的控制部分；以及响应通过所述读取器从所述标签接收的所述信标信号中的信息，在所述控制部分中确定所述第一和第二移动设备当前相互连接。
67.如权利要求66所述的方法，其中，以所述第一移动设备的后端相邻于所述第二移动设备的前端的方式，执行可松开地连接所述第一和第二移动设备的所述步骤；并且其中，所述确定步骤包括如下步骤，确定所述第一移动设备在所述移动设备的行驶方向上居于所述第二移动设备之前。
68.如权利要求67所述的方法，包括如下步骤选择包括用于驱动所述第一移动设备的驱动机构的移动设备作为所述第一移动设备；以及选择拖车作为所述第二移动设备。
69.如权利要求67所述的方法，包括如下步骤，选择所述第一和第二移动设备均为拖车。
70.如权利要求66所述的方法，包括如下步骤提供多个标签，均具有包括接收器部分和发射器部分的电路，所述多个标签中的每个的所述接收器部分用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码，并且所述多个标签中的每个的所述发射器部分用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个唯一于相关标签的信标代码，所述多个标签中的每个的所述发射器部分响应其所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在其至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码，所述多个标签包括第一和第二标签，并且所述第一标签为所述第一和第二移动设备中的所述另一个上的所述标签；并且提供多个指示标，在物理上与所述标签分开且相互分开，并且均发射各自的指示标信号，其中每个指示标信号均包括一个唯一于相关指示标的各自指示标代码，所述多个指示标包括第一和第二指示标，并且所述第一指示标为所述第一和第二移动设备中的所述一个上的所述指示标。
71.如权利要求70所述的方法，包括如下步骤在所述第一移动设备上安装所述第二标签，该安装位置为所述第一指示标的发射范围之外；以及以当所述移动设备经过所述第二指示标时使所述第二标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内且所述第一标签在所述发射范围之外的方式，在所述移动设备的行驶路径的附近静止安装所述第二指示标。
72.如权利要求71所述的方法，包括如下步骤选择包括用于驱动所述第一移动设备的驱动机构的移动设备作为所述第一移动设备；以及选择拖车作为所述第二移动设备。
73.如权利要求70所述的方法，包括如下步骤，在所述移动设备中的所述另一个上可移动地支承一个物品，在所述物品上在来自所述第一指示标的所述指示标信号的发射范围之内的位置有所述第二标签。
74.如权利要求73所述的方法，包括如下步骤在所述物品上安装所述多个标签中的第三指示标，该安装位置为所述第一指示标的发射范围之外；以及以当所述移动设备经过所述第二指示标时使所述第三标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内且所述第一和第二标签在所述发射范围之外的方式，在所述移动设备的行驶路径的附近静止安装所述第二指示标。
75.如权利要求74所述的方法，包括如下步骤在所述移动设备中的所述一个上安装所述多个指示标中的第三指示标，该安装位置为使其上的所述第一标签在来自所述第三指示标的所述指示标信号的发射范围之外；在所述移动设备中的所述一个上可移动地支承另一物品，在所述另一物品上在来自所述第三指示标的所述指示标信号的发射范围之内的位置有所述多个标签中的第四标签；以及在所述另一物品上安装所述多个标签中的第五标签，该安装位置为所述第一和第三指示标的发射范围之外；其中，当所述移动设备经过所述第二指示标时，所述第五标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内且所述第四标签在所述发射范围之外。
76.如权利要求73所述的方法，包括如下步骤，选择能够可移动地容纳多个其他物品的集装箱作为所述物品。
77.如权利要求70所述的方法，包括如下步骤在所述移动设备中的所述一个上安装所述第二标签，该安装位置为使所述第二标签处于来自所述第一指示标的所述指示标信号的发射范围之外；以及在所述移动设备中的所述另一个上安装所述第二指示标，该安装位置为使所述第一标签处于来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之外。
78.如权利要求70所述的方法，包括如下步骤以所述第二移动设备的后端相邻于所述第三移动设备的前端的方式，将第三移动设备可松开地连接到所述第二移动设备；以所述第二移动设备上有所述第一和第二指示标中的一个以及在所述指示标中的所述一个的发射范围之外的位置有所述第一和第二标签中的一个的方式，在所述第二和第三移动设备中的一个上安装所述第二指示标，并且在所述第二和第三移动设备的另一个上安装所述第二标签，所述第二标签和所述第二指示标在所述第二和第三移动设备上的位置为使所述第二标签在来自所述第二指示标的所述指示标信号的发射范围之内；以及响应通过所述读取器从所述第一和第二标签接收的所述信标信号中的信息，在所述控制部分中确定所述第二和第三移动设备当前相互连接，并且，所述第一移动设备在所述移动设备的行驶方向上居于所述第二移动设备之前且所述第二移动设备在所述移动设备的行驶方向上居于所述第三移动设备之前。
79.一种包括具有电路的标签的装置，其中，所述电路包括接收器部分，用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及发射器部分，用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；其中，所述发射器部分用来以相互不同的第一和第二格式中的所选一种格式发射所述信标信号，所述发射器部分响应接收到一个所述指示标信号，使用所述第一格式，并且响应在特定时间间隔内没有接收到任何所述指示标信号，使用所述第二格式，所述第一格式包括包含来自最近接收的指示标信号的包括指示标代码的指示标字段，并且所述第二格式缺少所述指示标字段，并且在长度上短于所述第一格式。
80.一种方法，包括如下步骤在标签的接收器部分中接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及从所述标签的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；以及使所述发射器部分以相互不同的第一和第二格式中的所选一种格式发射所述信标信号，所述发射器部分响应接收到一个所述指示标信号，使用所述第一格式，并且响应在特定时间间隔内没有接收到任何所述指示标信号，使用所述第二格式，所述第一格式包括包含来自最近接收的指示标信号的包括指示标代码的指示标字段，并且所述第二格式缺少所述指示标字段，并且在长度上短于所述第一格式。
81.一种包括具有电路的标签的装置，其中，所述电路包括接收器部分，用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及发射器部分，用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自接收指示标信号的指示标代码；其中，所述发射器部分响应所述接收器部分对一个所述指示标信号的接收，以采用预定方式自动改变所述信标信号的发射功率电平和发射速率中的至少一个。
82.如权利要求81所述的装置，其中，所述发射器部分用来通过如下操作执行所述改变以第一发射功率电平发射包含指示标代码的所述信标信号的第一系列；并且其后以高于所述第一发射功率电平的第二发射功率电平发射包含指示标代码的所述信标信号的第二系列，发射所述第一系列的有效第一速率比发射所述第二系列的有效第二速率高得多。
83.如权利要求82所述的装置，其中，通过定义多个连续第一时隙，并且在各个所述第一时隙内以一个相当随机选择的时间发射所述第一系列的各个所述信标信号，执行所述第一系列的所述发射；并且其中，通过定义多个连续第二时隙，并且在各个所述第二时隙内以一个相当随机选择的时间发射所述第二系列的各个所述信标信号，执行所述第二系列的所述发射，所述第二时隙比所述第一时隙长得多。
84.如权利要求82所述的装置，其中，所述第一速率至少为所述第二速率的十倍。
85.如权利要求82所述的装置，其中，所述发射器部分还用来通过在发射所述第一和第二系列之间的时间间隔期间禁止所述信标信号的发射，执行所述改变。
86.如权利要求82所述的装置，其中，所述发射器部分还用来通过在所述第一系列之后和所述第二系列之前以所述第一发射功率电平并且以小于所述第一速率且大于所述第二速率的有效第三速率，发射包含指示标代码的所述信标信号的第三系列，执行所述改变。
87.如权利要求86所述的装置，其中，通过定义多个连续第三时隙，并且在各个所述第三时隙内以一个相当随机选择的时间发射所述第三系列的各个所述信标信号，执行所述第三系列的所述发射，所述第三时隙比所述第一时隙长得多，并且比所述第二时隙短得多。
88.如权利要求86所述的装置，其中，所述第一速率大约为所述第三速率的十倍，并且所述第三速率大约为所述第二发射速率的十倍。
89.如权利要求86所述的装置，其中，所述发射器部分还用来通过分别在第一和第二时间间隔期间禁止所述信标信号的发射来执行所述改变，所述第一时间间隔在所述第一和第三系列之间，并且所述第二时间间隔在所述第三和第二系列之间。
90.一种方法，包括如下步骤在标签的接收器部分中接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及从所述标签的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自所接收的指示标信号的指示标代码；以及使所述发射器部分响应所述接收器部分对一个所述指示标信号的接收，以采用预定方式自动改变所述信标信号的发射功率电平和发射速率中的至少一个。
91.如权利要求90所述的方法，其中，所述自动改变步骤包括如下步骤以第一发射功率电平发射包含指示标代码的所述信标信号的第一系列；以及其后以高于所述第一发射功率电平的第二发射功率电平发射包含指示标代码的所述信标信号的第二系列，发射所述第一系列的有效第一速率比发射所述第二系列的有效第二速率高得多。
92.如权利要求91所述的方法，其中，通过定义多个连续第一时隙，并且在各个所述第一时隙内以一个相当随机选择的时间发射所述第一系列的各个所述信标信号，执行发射所述第一系列的所述步骤；并且其中，通过定义多个连续第二时隙，并且在各个所述第二时隙内以一个相当随机选择的时间发射所述第二系列的各个所述信标信号，执行发射所述第二系列的所述步骤，所述第二时隙比所述第一时隙长得多。
93.如权利要求91所述的方法，包括如下步骤选择所述第一速率至少为所述第二速率的十倍。
94.如权利要求91所述的方法，其中，所述自动改变步骤还包括如下步骤在发射所述第一和第二系列之间的时间间隔期间禁止所述信标信号的发射。
95.如权利要求91所述的方法，其中，所述自动改变步骤还包括如下步骤在所述第一系列之后和所述第二系列之前以所述第一发射功率电平并且以小于所述第一速率且大于所述第二速率的有效第三速率，发射包含指示标代码的所述信标信号的第三系列。
96.如权利要求95所述的方法，其中，通过定义多个连续第三时隙，并且在各个所述第三时隙内以一个相当随机选择的时间发射所述第三系列的各个所述信标信号，执行发射所述第三系列的所述步骤，所述第三时隙比所述第一时隙长得多，并且比所述第二时隙短得多。
97.如权利要求95所述的方法，包括如下步骤选择所述第一速率大约为所述第三速率的十倍；以及选择所述第三速率大约为所述第二发射速率的十倍。
98.如权利要求95所述的方法，其中，所述自动改变步骤还包括如下步骤分别在第一和第二时间间隔期间禁止所述信标信号的发射，所述第一时间间隔在所述第一和第三系列之间，并且所述第二时间间隔在所述第三和第二系列之间。
99.一种包括具有电路的标签的装置，包括接收器部分，用来接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码；以及发射器部分，用来发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自接收指示标信号的指示标代码；其中，所述指示标信号包括一个命令部分，并且所述标签响应由所述标签接收的各个所述指示标信号的所述命令部分，以执行所述标签内的控制功能。
100.如权利要求99所述的装置，其中，所述控制功能包括改变所述信标信号的发射功率。
101.如权利要求99所述的装置，其中，所述控制功能包括将所述标签置于正常操作模式和限制操作模式之一，所述发射器部分在所述正常和限制操作模式下分别有效和无效。
102.如权利要求101所述的装置，其中，所述标签在所述限制操作模式下功耗更小。
103.如权利要求101所述的装置，其中，所述标签在预定时间间隔内没有接收到任何所述指示标信号的情况下自动进入所述限制操作模式。
104.如权利要求99所述的装置，其中，所述控制功能包括改变由所述标签的所述发射器部分所发射的所述信标信号的速率。
105.如权利要求99所述的装置，其中，所述控制功能包括改变所述标签的操作参数。
106.如权利要求105所述的装置，其中，所述操作参数为所述标签的所述信标代码。
107.如权利要求105所述的装置，其中，所述操作参数为包括在所述信标信号中不同于所述信标代码的信息字段。
108.如权利要求105所述的装置，其中，所述操作参数为与所述指示标信号和信标信号中的至少一个的发射和接收相关联使用的密码和加密代码之一。
109.如权利要求99所述的装置，包括控制系统，具有接收所述信标信号的读取器；以及通信链路，帮助所述指示标与所述控制系统之间的通信，所述控制系统用来通过所述通信链路将指令发送到所述指示标，该指令影响由所述指示标发射的所述指示标信号。
110.如权利要求109所述的装置，其中，通过所述通信链路发送的所述指令包括一指令，该指令控制所述指示标将什么用于所述指示标信号的所述命令部分。
111.一种方法，包括如下步骤在标签的接收器部分中接收无线指示标信号，其中每个无线指示标信号均包括一个指示标代码和命令部分；从所述标签的发射器部分发射无线信标信号，其中每个无线信标信号均包括一个与所述标签相关联的信标代码，所述发射步骤包括如下步骤，使所述发射器部分响应所述接收器部分对各个所述指示标信号的接收，以在至少一个所述信标信号中包括来自接收指示标信号的指示标代码；以及响应由所述标签接收的各个所述指示标信号的所述命令部分，执行所述标签内的控制功能。
112.如权利要求111所述的方法，其中，执行所述控制功能的所述步骤包括如下步骤改变所述信标信号的发射功率。
113.如权利要求111所述的方法，其中，执行所述控制功能的所述步骤包括如下步骤将所述标签置于正常操作模式和限制操作模式之一，所述发射器部分在所述正常和限制操作模式下分别有效和无效。
114.如权利要求113所述的方法，包括如下步骤当所述标签在所述限制操作模式下时，使所述标签以功耗更小的方式工作。
115.如权利要求113所述的方法，包括如下步骤使所述标签在预定时间间隔内没有接收到任何所述指示标信号的情况下自动进入所述限制操作模式。
116.如权利要求111所述的方法，其中，执行所述控制功能的所述步骤包括如下步骤改变由所述标签的所述发射器部分所发射的所述信标信号的速率。
117.如权利要求111所述的方法，其中，执行所述控制功能的所述步骤包括如下步骤改变所述标签的操作参数。
118.如权利要求117所述的方法，包括如下步骤选择所述标签的所述信标代码作为所述操作参数。
119.如权利要求117所述的方法，包括如下步骤选择包括在所述信标信号中不同于所述信标代码的信息字段作为所述操作参数。
120.如权利要求117所述的方法，包括如下步骤选择与所述指示标信号和信标信号中的至少一个的发射和接收相关联使用的密码和加密代码之一作为所述操作参数。
121.如权利要求111所述的方法，包括如下步骤从与所述标签分开的指示标发射所述指示标信号；在与所述标签分开且作为控制系统一部分的读取器中接收所述信标信号；在所述控制系统与所述指示标之间提供通信链路；以及通过所述通信链路将指令从所述控制系统发送到所述指示标，该指令影响由所述指示标发射的所述指示标信号。
122.如权利要求121所述的方法，包括如下步骤作为通过所述通信链路发送的所述指令的一个功能，使所述指示标改变所述指示标将什么用于所述指示标信号的所述命令部分。
全文摘要
一种装置(10，240，300)，包括指示标(11，241－256，322，612，623，626－628，652，661，682，686，703)，发射包含指示标代码且根本上是磁性的相对低频指示标信号；信标标签(12，271－275，301－316，395－397，616－618，641－643，653，656－657，662－664，679，708，711)，接收指示标信号，并且发射包含指示标代码(42，93)的无线频率信号；以及读取器(13，261，319，521－530)，接收无线频率信号。指示标和标签中的一个安装在所要跟踪的可移动物品上用于跟踪，并且另一个安装在类似的物品上或者保持静止。还可以提供传感器(32)以检测物品的存在，并且使指示标改变其发射指示标代码。标签可以改变其信标信号的时长、发射速率和/或发射功率。控制系统(14，500)响应读取器，可以以使标签在正常和低电模式之间切换或者使标签改变至少一种操作特性如发射速率、发射功率、发射密码或各种发射码的方式使指示标改变其指示标信号。
文档编号G06K19/00GK1473310SQ01818536
公开日2004年2月4日 申请日期2001年9月6日 优先权日2000年9月7日
发明者阿瑟·E·安德森第三, 詹姆斯·G·伊格尔森, 威廉·E·布拉斯德尔, 蒂莫西·K·布兰德, 尼古拉·卡冈杰, 拉文德拉·U·雷贾伯克斯, 约瑟夫·S·钱, G 伊格尔森, K 布兰德, S 钱, 卡冈杰, E 布拉斯德尔, 拉 U 雷贾伯克斯, 阿瑟 E 安德森第三 申请人:萨维技术公司