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摘要
申請專利號:

CN200980114882.1

申請日:

2009.02.27

公開號:

CN102017288B

公開日:

2015.01.14

當前法律狀態:

有效性:

法律詳情: 授權|||實質審查的生效號牌文件類型代碼:1604號牌文件序號:101074693789IPC(主分類):H01Q 1/22專利申請號:2009801148821申請日:20090227|||公開
IPC分類號: H01Q1/22; H01Q1/04; G02B6/44; G06K19/077; G01V15/00; H01B7/28 主分類號: H01Q1/22
申請人: 英國電訊有限公司
發明人: 菲利普·詹姆士·朗赫斯特; 菲利普·阿爾佛雷德·巴克
地址: 英國倫敦
優先權: 2008.03.27 GB 0805596.4
專利代理機構: 北京三友知識產權代理有限公司 11127 代理人: 黨曉林;王小東
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200980114882.1

授權公告號:

102017288B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.14|||2011.06.01|||2011.04.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

提供一種形成包括細長芯的電纜的方法,該方法包括:將記錄部件接近于所述細長芯定位,用電纜護套覆蓋所述記錄部件,所述電纜護套直接或間接地將所述記錄部件推靠在所述細長芯上。

權利要求書

1: 一種形成包括細長芯的電纜的方法,該方法包括 : - 將記錄部件接近于所述細長芯定位, - 在覆蓋所述記錄部件的步驟之前將所述細長芯包繞在柔性材料中,以及 - 用電纜護套覆蓋所述記錄部件,該電纜護套直接或間接地將所述記錄部件推靠在所 述細長芯上。
2: 根據權利要求 1 所述的方法,其中,所述記錄部件被預嵌入在包繞所述芯的所述步 驟中使用的所述柔性材料中。
3: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,其中,所述定位記錄部件的步驟包括 利用粘合劑、噴氣器或機械裝置中的至少一個來附接所述記錄部件。
4: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,其中,所述定位記錄部件的步驟包括 將所述記錄部件暫時或永久地附接在所述細長芯上。
5: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,其中,所述定位記錄部件的步驟包括 將所述記錄部件暫時或永久地附接在包繞所述細長芯的所述柔性材料上。
6: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,其中,所述定位記錄部件的步驟包括 將所述記錄部件定位在所述柔性材料的層之間。
7: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,其中,所述定位記錄部件的步驟包括 定位多個記錄部件。
8: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,其中,所述覆蓋所述記錄部件的步驟 包括沿所述細長芯施加連續護套。
9: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,其中,所述覆蓋所述記錄部件的步驟 包括在高溫和高壓下施加一層半熔塑料。
10: 根據前述權利要求中的任一項所述的方法,該方法還包括對所述記錄部件進行讀 和 / 或寫。
11: 一種通過前述權利要求中的任一項所述的方法獲得的電纜。
12: 一種用于形成包括細長芯的電纜的系統,該系統包括驅動裝置以沿生產線驅動所 述細長芯,所述生產線包括 : - 擠壓裝置,該擠壓裝置擠壓電纜覆蓋材料,和 - 定位裝置,該定位裝置將記錄部件接近于所述細長芯定位,使所述擠壓裝置能在所 述記錄部件上擠壓所述電纜覆蓋材料,使得在冷卻時所述電纜覆蓋材料直接或間接地將 所述記錄部件推靠在所述細長芯上。
13: 根據權利要求 12 所述的系統,其中,所述定位裝置包括包繞裝置,以在通過所述 擠壓裝置在所述記錄部件上擠壓所述電纜覆蓋材料之前,將所述細長芯包繞在柔性材料 中。
14: 根據權利要求 12 或 13 所述的系統,該系統還包括讀和 / 或寫裝置。
15: 一種電纜,該電纜包括 : - 細長芯, - 電纜護套, - 設置在所述細長芯和所述電纜護套之間的柔性材料,以及 - 由所述電纜護套覆蓋的記錄部件,所述電纜護套直接或間接地將所述記錄部件推靠 2 在所述細長芯上。
16: 根據權利要求 15 所述的電纜,其中,所述記錄部件被嵌入在包繞所述芯的步驟中 使用的所述柔性材料中。
17: 根據權利要求 15 或 16 所述的電纜,其中,所述記錄部件被定位在所述柔性材料 的層之間。
18: 根據權利要求 15 至 17 中的任一項所述的電纜,其中,所述電纜護套包括沿所述 細長芯的連續護套。
19: 根據權利要求 15 至 18 中的任一項所述的電纜,其中,所述細長芯包括至少一個 傳輸線。
20: 根據權利要求 15 至 19 中的任一項所述的電纜,其中,所述細長芯還包括或可替 代地包括至少一個光纖管。
21: 根據權利要求 15 至 20 中的任一項所述的電纜,其中,所述記錄部件是射頻識別 發射機應答器。
22: 根據權利要求 16 至 21 中的任一項所述的電纜,其中,所述柔性材料包括遇水膨 脹帶。
23: 一種包括根據權利要求 15 至 22 中的任一項所述的電纜和記錄部件讀取器的系 統,該記錄部件讀取器包括 : - 具有凹面的構件, - 設置在所述凹面上的收發器,該收發器用于產生讀取區域,使詢問能夠被發送到記 錄部件并且能夠從所述記錄部件收到響應,以及 - 屏蔽裝置,該屏蔽裝置用于將所述詢問的發送和所述響應的接收限制在所述讀取區 域內。
24: 一種用于記錄在根據權利要求 23 所述的系統中進行的作業的方法,該方法包括在 完成作業時,利用所述記錄部件讀取器自動記錄與所述電纜的所述記錄部件有關的位置 和身份信息。
25: 一種用于在根據權利要求 23 所述的系統中定位所述電纜的方法,該方法包括利用 全球定位系統信息和所述記錄部件讀取器。

說明書


標記電纜

    技術領域 本發明涉及用于管理、識別以及跟蹤諸如裝備和設備的實物資產的裝備、系統 以及方法。 本發明具體但不排他地涉及特別通過射頻識別利用標記技術的對管或電纜等 的資產管理。
     現在將在遠程通信網絡的環境中討論發明的實施,不過應當理解,本發明可以 配置在任何類型的網絡或系統中。 實際上,本發明完全不需要在網絡或系統的環境中實 施,因為它也可以被有效地配置用于裝備、設備的單個物品或其他實體物品。
     背景技術
     如可以預期的,任何地理范圍的遠程通信網絡將包括一些各種實物資產。 諸如 由申請人在英國管理和操作的全國網絡包括種類繁多的大量設備和裝備,這些設備和裝 備在地下、空中、水下以及建筑內實施中配置在遍布全國的場所。 例如,各種類型的數 千萬公里的傳輸線電纜每年通過范圍從被保護的交換機到惡劣的戶外環境中的長段路程 的路線在現場安裝。 當前,記錄這種網絡的設備和裝備的位置通常包括在中央位置保管日志和報告 的數據庫,該數據庫包括信息 ( 諸如具體物品的位置和類型 / 功能,由設備連接的服務商 或消費者等等 )。該信息通常以計劃或估值的形式由網絡規劃師最初產生,并且工程師在 他們對物品執行作業并且利用該物品時隨后提供更新,其中這種工作包括安裝或隨后的 維護或修理。 與計劃工作的偏差例如通過電話或通過在線報告被報告以請求對計劃或估 值的修正。 這可以手工實現,并且在沒有行使版本控制的地方,工程師更新可能與中央 記錄脫離同步,尤其是在重復訪問的時候,該重復訪問未按時間順序記錄或處理。
     通常,工程師在 ( 以書面形式或通過在例如膝上型電腦上制作電子筆記 ) 完成 工作之后產生記錄以更新記錄在案的信息,該記錄包括完成的工作、相關的目標時間 / 成本、具體的一件裝備或設備的身份、位置以及網絡環境 ( 例如電纜路線選擇方案參考 號 )。 物品身份 / 位置由例如在物品本身上的標記筆、塑料標簽 / 不干膠標簽 ( 有時具有 條形碼 )、序列號等指示。 由工程師產生的任何信息和記錄更新或修正然后 ( 假如未已通 過例如電話或經由因特網被較早地通信 ) 被發送至辦公室或其他中央位置,被抄寫和存 儲在可以是紙或電子的數據庫中。
     如可以預期的,上述過程在用于記錄錯誤信息、不準確信息,乃至無信息的潛 在故障點的數量方面存在許多問題。 簡單的人為誤差可能導致在現場或在中央位置忘 記做記錄或抄寫錯誤信息。 物品上或物品處的標簽和其他身份標記由于時間,環境因素 ( 諸如風、水、冰或老鼠 ) 以及工程活動 ( 諸如來自電纜安裝的刮傷 ) 可能被弄臟或清 除。 潦草的筆跡和褪色墨水可能也是問題,并且在已安裝的設備的幾十年壽命期間,也 很可能發生不良的粘附或其他分離。 在同步場和集中信息中的延遲意味著給予承擔這些 任務的工程師的大部分信息必須以懷疑態度處理,直到通過在現場觀察和檢查或者影響 來自誤報的誤差的風險服務來確認校正。 記錄過程可能簡單地未被完全執行。 記錄也可
     能被放錯或遺失,尤其是假如它們被保持在不同位置。
     為了許多原因,例如為了實物資產管理、會計以及審計的目的,不言而喻希望 獲得并且保持關于實物設備的信息的良好記錄。 企業應該對它所擁有的實物資產有全面 且詳細的認識,以跟蹤它們的位置、質量、條件、維護折舊狀況。
     故障定位是任何大型、復雜系統或網絡中公知的問題。 假如記錄是不完全的、 不準確的或完全缺少的,那么時間、努力以及其他資源會被浪費在現場定位具體的一件 裝備中。 給定網絡的地理范圍,工程師可能被迫在試圖找到待修理的正確的物品時從事 反復試驗。 校正問題中的延遲不利地影響消費者關系,并且降低服務標準的質量,這可 能導致不能滿足合同的性能目標和標準。 當現場工程師在明白那不是他正在尋找的有故 障的物品之前檢查一件裝備時,他的猜測冒著導致意外損害的更多的風險,從而強加了 影響干涉故障的服務的風險。 采取在有風的條件下爬上桿和爬下到充滿雨水的人行道配 電盒 (footway box) 中的不必要的并且潛在危險的行為,以找到實際位于別處的裝備。 時 間和里程被不經濟地花費在不必要的親臨現場上。
     差的設備記錄不僅妨礙現場人員的行動,而且妨礙網絡的整個經營管理,特別 是在網絡的有效利用、修理以及計劃方面。 工程師、規劃師以及其他運營職工是日益昂 貴且有價值的資源,應有效地利用。 設備和裝備的位置和其他細節的精確的、完全的以 及最新的獲知對實現有效操作和時間、金錢以及人力資源的節約大有幫助。
     申請人已經研發了解決上述問題的用于發展記錄數據庫的端對端系統。 該方法 可以應用于遺留網絡以搜集關于正在進行工作的設備的信息,不過它在新建網絡中是特 別有用的,該新建網絡允許從開始正確地搜集精確的信息。 該系統基于 “當網絡被建立 時” 實際上安裝到網絡內的裝備和設備的自動上載 / 捕捉。 在光纖到戶 (FTTH) 網絡基 礎設施和新一代網絡建造的全球性興趣和行動存在采用產生網絡設備數據記錄和數據庫 的改進的方法的機會。 被捕捉的數據不僅可以潛在地提供關于具體物品的信息,而且提 供在數據集內的相互聯系或聯合內的它們的相互關系或環境。
     如上所述,該方法包括以如下方式標記或標明所有的裝備和設備,該方式允許 裝備和設備被隨后精確地識別并且地理定位。 這可以被執行以給網絡內的每個物品提 供唯一的標識符或標記 ;可替代地,可以配置用于一類或一種產品的一般 / 類別標簽。 通過工程師利用電子裝置在具體工作中工作,可以因此產生對于每個物品的記錄,該電 子裝置從標記的設備或一組互相連接的標記設備物品,例如接頭和其連接的電纜獲得信 息,該記錄然后可以被發送到中央檔案室或數據庫。
     可以采用許多已知的設備標記。 通過將選擇的顏色 ( 例如呈例如條紋形式的單 個物品上的彩色圖案,或使用許多有色的子元件,諸如在一個電纜中配置的 24 種不同顏 色的元件管 ) 應用于物品本身,或者通過分別將有色不干膠標簽貼于物品,彩色編碼是 已知的并且已被使用。 彩色編碼或圖案編碼可以對照標記加以校核,該標記將提供關于 顏色或圖案表示的更多的信息。 也可以使用以人類可讀形式描述或者以條形碼或化學序 列條形碼的形式描述的序列號。 某些類型的射頻識別 (RFID) 標簽或發射機應答器可以 允許攜帶關于設備物品的更多信息,或者一系列的序列號足夠大以允許唯一的非重復身 份。 其他技術也是可行的 ;它們中的許多包括在配置所述物品之后 ( 例如在遺留系統或 網絡中,在該遺留系統或網絡中僅在安裝之后物品被標記,或者標簽被寫上 ),常常在現場翻新已經制成的物品。
     記錄部件 ( 諸如標簽、條形碼、 RFID 標簽、顏色、圖案、序列號或字母等 ) 保 持或包含關于它們附著或以其他方式結合至其上的物品的信息。 信息可以如需要那樣是 一般的或具體的。 在一個極端,網絡或其他系統中的每個物品均可以與記錄部件相關, 該記錄部件包括唯一的標識號碼,當該記錄部件最后對組成的工作起作用時,允許關于 所述的物品的非常特殊的信息,諸如物品制造商、型號、制造日期、安裝日期能被查 出。 有利地,可以產生在網絡內的物品的整體圖像,物品彼此聯合或彼此相關,例如特 定的一件裝備是交換機 A 和消費者 X 之間的連接的一部分。 在另一個極端,記錄部件可 以攜帶更少的特殊信息,例如物品是具有某些特性的特殊類型的電纜,其中不需要單獨 參考或查尋。
     然而某些類型的裝備和設備不那么容易被標記。 由于記錄部件本身的脆弱性, 這可以引起讀取包含在記錄部件中的數據的困難,或來自突出的附件的物理干擾或危 害。 許多記錄部件上的數據僅可由機器,例如條形碼掃描儀和 RFID 讀取器讀出。 缺乏 合適的可及面的物品或裝備不能容納條形碼,或在基本上不平的地方, RFID 標簽或其他 設備屬性可能妨礙標簽的可靠詢問。 眾所周知, RFID 標簽包括天線和可以非常小的尺寸利用的特定用途集成電路 (ASIC)。 例如,由德州儀器公司生產的 “Tag-It” 標簽的尺寸為 0.3×1.45×1.2mm,并 且甚至更薄的標簽的實例是尺寸為 0.15×1.5×1.5mm 的由 NXP 半導體生產的 “I-Code” 標簽。 因為 RFID 標簽可以在沒有視線的情況下讀取,并且因為 ASIC 是相對精密的物 品,所以整個標簽可以被放置在外皮或護套下。 因為 ASIC 是剛性的并且 ( 尤其是對于非 常薄的標簽 ) 在高水平的壓力、熱以及彎曲下易于破裂或破損,所以在貼標簽時必須小 心。 ASIC 與天線的電連接在這些情況下也受到壓力。
     RFID 標簽可以是有源的、無源的或混合式的,主要依賴于它們是否攜帶自己的 機載電源。 無源標簽不攜帶它們自己的電源,并且為響應讀取器,它們需要通過在入射 電磁波或射頻 (RF) 信號中由讀取器傳輸的電流加電。 由標簽輸出的響應信號通常非常 弱、發散并且傾向于由于局部材料 ( 諸如金屬和液體 ) 而造成干擾或失真。 在很多標記 物品被定位在極接近于目標標簽的位置處的情況下,附近的標簽可能替代響應,導致讀 取器將它和預期的物品弄混。 當待識別的物品是具有小直徑的圓柱體 ( 諸如電纜、管、 電線等 ) 時,附近的標記物品是非常密集的或緊密接觸,在裝備機架、櫥柜等中這是常 有的事,以上問題被惡化。 在一些情況下,在擁擠的空間中有這么多裝備,以致甚至不 可以在視覺上識別具體物品,更不用說為讀取而定位其標簽。 在這種情況下,記錄部件 必須被首先 “找到” 或定位。
     在諸如禮品的應用中,無源標簽因其廉價和小尺寸 ( 以及不引人注目 ) 而被使 用。 當應用于所述物品時,標簽必須被小心地定位。 RFID 標簽的天線和 ASIC 可以被 放置在諸如電纜或管的表面的弧形讀取平面上,與定位在具有較大的有效表面積的平面 上的標簽相比較,該弧形讀取平面對掃描器或讀取器的有效讀 / 寫面積減小。
     通常, RFID 讀取的功效大體上取決于下列主要變量 :
     · 在讀取期間產生的 “噪聲” 量,該 “噪聲” 量諸如通過物品周圍的裝置、環 境以及目標標記物體使得用于 RFID 的工作頻率飽和或干擾該工作頻率,該目標標記物體
     包括電動機、路燈電路、電網、移動電話、發光體或火車。
     · 用于使 RF 信號從讀取器到達目標標簽的足夠的發射功率。
     · 來自標簽的 ASIC 的有效返回功率,這對無動力的無源標簽特別重要。
     ·標簽和讀取器的天線 & 電路對 RF 波束的靈敏度,因此與 RF 波束交叉或正交 的有效表面積對成功的讀取至關重要。
     · RF 標簽 / 讀取器工作區之間和其周圍的媒介或材料,因為選擇的材料的介電 性質確定 RF 信號是被吸收還是反射。
     標記電纜等的一個方法是附接預安裝在大體平坦表面 ( 諸如平的塑料薄片或套 筒 ) 上的條形碼或 RFID 標簽,進而利用電纜扎匝、夾子等將條形碼或 RFID 標簽附接 于電纜等上。 該方法存在各種問題,例如假如條形碼未被足夠緊地固定則其沿著電纜絞 結、滑動,其對篡改的靈敏性等。 另一個方法是使用攜帶 RFID 標簽的標志,也被稱為 “嵌入式標簽”。 這些標簽通常被供給到允許附著在待標記物品之上的自粘式或壓敏式 襯底。 然而,已證實現有的嵌入式標簽易碎,并且在配置這些電纜的惡劣環境中粘合劑 不可靠。 在任何情況下,這些都是用于遺留網絡設備和裝備的改進方案,并且包括設備 的手工應用 - 難用并且昂貴的應用過程,在使用中可能產生人為誤差。 在電纜或管群體 密度非常高的地方,例如在光纖分布接頭中更是如此。 因此,也很難包括沿電纜相隔一 定距離的標簽,在電纜中待標記的表面積的大部分是難以接近的。 US 2004/0156601 描述了一種電纜,該電纜具有在生產過程中形成的帶螺旋槽的 芯,其中在護套在 RFID 標簽上被擠出之前, RFID 標簽被粘貼在指定槽中的適當位置。 該方法不能作用于沒有槽的表面,因此其應用受限。 具體地,如將在下文中進一步描述 的,該方法不能與 “作用 (Action)” 電纜一起使用,申請人為吹制光導電纜的安裝而使 用該作用電纜。
     WO 2007/114446 描述了一種 RFID 讀取器,該 RFID 讀取器被放置在夾持器的圓 筒形體中,該圓筒形體可以容納標記注射器。 然而讀取器被限于用于特定應用,并且不 適合用于包括許多標記物品的系統或網絡,標記物品中的一些需要首先被定位,并且其 記錄部件隨后被定位并且讀取。
     因此希望維持將被重新配置在網絡中的電纜等的記錄,允許現場工程師或其他 技工能夠理想地實時容易地捕獲數據,以自動產生詳細且精確的實物資產數據庫。 應該 隨后也能以詳細水平引導工程師直接回到這些位置和設備,以用最高效率執行修理或其 他重訪任務。 該方案應該是有成本效益的,以在不需要分別應用并且不限制于具有特殊 類型的表面的物品的情況下利用耐用且可靠的標簽來配置,該標簽提供正確信息并且在 物品的壽命期間,例如遠程通信網絡線路設施的最少 25 年周期期間,或希望的這種其他 的周期,或由服務等級協議、特約條款等要求的期間,能經受地下、地上或空中的潛在 的不利環境的艱苦。 無處不在的電纜、管道等的標記以及其隨后的讀取存在由它們的形 狀、位置、其他設備物品的緊密接近以及存在于遠程通信網絡中潛在的干擾源造成的具 體問題。
     發明內容
     在本發明的第一方面中,提供一種形成包括細長芯的電纜的方法,該方法包括: - 將記錄部件接近于所述細長芯定位,
     - 在覆蓋所述記錄部件的步驟之前將所述細長芯包繞在柔性材料中,以及
     - 用電纜護套覆蓋所述記錄部件,所述電纜護套直接或間接地將所述記錄部件推 靠在所述長形芯上。
     本發明提供了一種制造被預標記的電纜的方法。 在滴注 ( 或在所述預標記電纜 上進行其他作業 ) 時,其身份和其他信息可以被立即捕獲并記錄,而不需要單獨標記。 該方法使得記錄部件 ( 雖然其他記錄部件諸如條形碼、彩色編碼或圖案編碼可以用于同 等效果,但是在說明書中所述記錄部件主要以 RFID 標簽為例 ) 被直接或幾乎直接設置在 最外面的所述電纜護套下。 該護套可以采取在所述記錄部件上的標簽的形式,不過更有 利地,所述護套可以設置為連續護套,所述連續護套覆蓋所述電纜的整個長度以保護它 不受例如水、嚙齒動物等的傷害。
     本發明的所述電纜中的所述記錄標簽存在若干個可能的位置。 例如,所述標簽 可以被直接應用于所述細長芯,所述細長芯包括光纖傳輸線 ( 纖維、銅等 ) 或在本實施例 中包括吹制光纖管 ( 在下文進一步描述 )。 如果諸如遇水膨脹帶的柔性材料被用于所述 電纜中,則所述記錄部件可以被并入所述帶,或者在所述帶已經被包繞在所述芯周圍之 后,所述記錄部件被施加于所述帶。 因此在用所述柔性的遇水膨脹帶包繞所述細長芯之 前、之后或期間,可以施加所述標簽。
     當所述護套罩被應用以覆蓋所述記錄部件時,后者通過被嵌在所述遇水膨脹帶 的層內或通過位于該帶的層之間而以具有緩沖保護措施的方式被直接或間接地壓靠所述 細長芯元件。 因此所述記錄部件可以通過一個或更多個中間層與最外面的覆蓋層分離, 但是將所述標簽壓在適當位置并且防止其移動的力來自于所述最外面的護套罩,所述最 外面的護套罩抵靠其靠在其上的表面 ( 所述表面可以是所述芯、所述帶、所述護套等 ) 俘 獲所述部件。
     在本發明的第二方面中,提供一種通過任一項前述權利要求所述的方法獲得的 電纜。
     在發明的第三方面中,提供一種形成包括細長芯的電纜的系統,所述系統包括 驅動裝置以沿生產線驅動所述細長芯,所述生產線包括 :
     - 擠壓裝置,該擠壓裝置擠壓電纜覆蓋材料 ;和
     - 定位裝置,該定位裝置將記錄部件接近于所述細長芯定位,使所述擠壓裝置能 夠在所述記錄部件上方擠壓所述電纜覆蓋材料,使得在冷卻所述電纜覆蓋材料時,直接 或間接地將所述記錄部件推靠在所述細長芯上。
     所述生產線允許電纜能夠由子部件裝配,所述電纜包括諸如一束吹制光纖管的 電纜芯和記錄部件,其中電纜護套在所述組件上方被擠壓以將元件保持在適當位置并且 保護它們不受自然環境的影響。
     在本發明的第四方面中,提供一種電纜,所述電纜包括 ;
     - 細長芯 ;
     - 電纜護套 ;
     - 柔性材料,該柔性材料設置在所述細長芯和所述電纜護套之間 ;以及
     - 記錄部件,該記錄部件由所述電纜護套覆蓋,所述電纜護套直接或間接地將所 述記錄部件推靠在所述細長芯上。
     在本發明的第五方面中,提供一種包括根據本發明所述的電纜和記錄部件讀取 器的系統,所述記錄部件讀取器包括 :
     - 具有凹面的構件,
     - 收發器,該收發器設置在所述凹面上,用于產生讀取區域,所述讀取區域使詢 問能被發送到記錄部件,并且能從所述記錄部件收到響應,以及
     - 屏蔽裝置,該屏蔽裝置用于將所述詢問的發送和所述響應的接收限制在所述讀 取區域內。
     本發明的標記電纜有利地和讀取器一起使用,所述讀取器被布置成讀取設置在 凹面中的記錄部件。 優選的讀取器產生定向讀取區域,所述定向讀取區域將所述讀取器 的天線輸出集中在所述電纜表面上,從而允許改善信號耦合以提高成功的讀取對話的機 會。
     在本發明的另一方面中,提供一種用于記錄在本發明的系統中進行的作業的方 法,所述方法包括在完成作業時利用所述記錄部件讀取器自動記錄與所述電纜的所述記 錄部件有關的位置和身份信息。
     在本發明的又一個方面中,提供一種用于在本發明的系統中定位電纜的方法, 所述方法包括利用全球定位系統信息和所述記錄部件讀取器。
     本發明的所述預標記電纜的使用允許自動產生記錄,從而提高在隨后的一段時 間里成功定位相同的物品的機會。 附圖說明
     現在將參照附圖,僅通過實施例描述發明,附圖中 : 圖 1 描繪了記錄生成和管理過程的流程 ; 圖 2 是定位網絡設備和裝備的方法的示意圖 ; 圖 3 示出了在裝備上使用記錄部件 ; 圖 4 是電纜的第一實施方式的側視圖 ; 圖 5 是電纜的第二實施方式的剖視圖 ; 圖 6 描繪了示例性電纜的一種配置 ; 圖 7A 和 7B 描繪了制造示例性電纜的過程 ; 圖 8A 和 8B 描繪了 RFID 讀取器的第一實施方式 ; 圖 9 描繪了 RFID 讀取器的第二實施方式 ;以及 圖 10 描繪了 RFID 讀取器的第三實施方式。具體實施方式
     資產記錄或數據庫的生成和使用
     在圖 1 中以示意性形式展示了供生成用于實物資產管理的網絡設備記錄之用 的、由申請人開發的端對端系統和方法的主工藝流程。 在第一步驟 2 中,工程師被安排 利用某一件設備或裝備工作,例如用于新安裝、修理、重訪等。 為詳細設計待供給的設備物品及其位置的作業而展開一項工作。 工程師通過在下一個步驟 4 中登錄他的身份而 接受該項工作,該步驟 4 可以是通過利用身份 RFID 通行證利用指紋讀取器等在聯機系統 中簡單地人工錄入身份參考號。 當工程師在下一個步驟 6 中完成工作時,他至少記錄他 在步驟 8 中工作的物品的身份和位置,其中該記錄包括工作完成的時間數據。 這通過電 子裝置 ( 優選手持裝置 ) 進行,該手持裝置用來通過掃描或以其他方式讀取定位在所述物 品上或接近于該物品的顏色、條形碼、 RFID 標簽等來 “讀取” 物品。 通過這樣做,工 程師 “停止活動” 并且在以下步驟 10 中結束工作。 因此在沒有做設備身份和位置的記 錄的情況下,工作就不能結束。 通過停止工作,在中心保存的設備和裝備記錄在步驟 12 中被自動更新。 這確保了每當在該物品上進行作業時,用最近的詳細資料更新設備信息 的數據庫。
     在該過程中,與設備或裝備有關的身份 ( 和其他信息,例如制造商、類型、說 明書以及電纜米標志 ) 已被包含在附于物品或與該物品結合的記錄部件 ( 諸如彩色編碼、 序列號、條形碼或 RFID 標簽 ) 中。 利用工程師攜帶的電子裝置,可以在現場在結束工作 時自動捕獲和記錄該信息和物品的地理位置 ( 該地理位置可以利用得自 GPS 衛星定位系 統或其他這種其他方法的位置坐標來描述 )。優選地,提示工程師在試圖停止工作時提供 所有這種信息。 在不需要分別抄寫或人工錄入的情況下,例如由于在暴風雪期間工程師 戴著厚的防護手套同時站在人行道配電盒中的沒膝的泥漿水中用鈍頭鉛筆將信息手工寫 在紙上而導致記錄錯誤或信息不一致的風險相當小。 上述過程要求需要被記錄并且隨后被識別和定位的設備和裝備的所有物品已包 括必要的記錄信息或預安裝的記錄部件。 這種預安裝的記錄部件優選是 “只讀” 的,以 減小犯錯的可能性。 然而在發明的一些實施中可以使用可寫入標簽,該可寫入標簽將允 許在現場更新和生成新數據。
     為此,申請人建議對于 “侵蝕性”環境利用 RFID 技術 ( 例如在通常被配置在地 下人行道配電盒或電話線桿中的接頭和電纜護套中 )、對于 “良性”應用利用條形碼 ( 例 如位于被保護的地方中的裝備機架和熔接盤 ),利用彩色編碼 ( 例如用于管,該管用于定 位在配電接頭內的吹制纖維 )、以及全球定位系統 (GPS) 來定位 “街道附屬設施”( 例如 人行道配電盒或建筑物 ) 的主要物品。 由工程師攜帶的停止工作和 / 或定位物品的電子 裝置可以包括能夠讀取 RFID 標簽、條形碼、顏色中的一個或更多個的單個單元,并且包 括用于與中央數據庫記錄數據同步的 GPS 功能和無線通信 ;可替代地可以使用功能中的 每一個單獨單元。
     圖 2 描繪了如何可以利用記錄系統定位特定的一件設備或裝備。 開始,工程師 使用衛星導航或全球定位系統 (GPS) 導航數據 14 到達他正在尋找的物品的幾米范圍內。 該 GPS 數據可以包括在例如通過可以是 GPS 裝置的手持裝置在圖 8 的步驟 8 期間獲得的 物品的位置信息中。 可替代地,在掃描或讀取設備上的記錄部件之前或之后,可以增加 該數據。 此后,工程師的手持電子裝置也可以用來鑒別工作所需的準確物品。 手持電子 裝置可以包含或包括讀取所述記錄部件所需的任何能力,例如除了作為 GPS 裝置之外, 它可以是條形碼掃描器 26 和 / 或 RFID 讀取器 18。 通過參考彩色的或有圖案的不干膠標 簽或序列號可以獲得更多的特征。
     參考作為實施例的圖 6,圖 6 描繪了通常定位于人行道配電盒 ( 未示出 ) 中的配
     電接頭節點 30。 最初利用衛星導航識別人行道配電盒。 一旦工程師在人行道配電盒的假 定 3 米范圍內,他可能能夠看見它。 許多電纜 20 經位于其閉合底部 17 的電纜端口 15 供 給到配電節點。 這些電纜都是進行過 RFID 標記的,允許工程師能夠確定這是他需要進行 作業的節點,并且定位正確的電纜。 附于節點的底板的熔接盤 19 編有條形碼,從而允許 識別期望的盤。 熔接盤內的吹制纖維管狀元件 22 和纖維元件為識別目的而被再次彩色編 碼。
     因而通過利用容易捕獲的、一致的且可靠的電子數據,和再次利用職工身份信 息、通行證等的用于工作生成和停止活動的自動程序,作為對網絡工作的副產品,系統 和方法缺省建立數據記錄。 在現場讀出的數據可以在本地存儲,例如存儲在工程師的膝 上型電腦或 PDA( 掌上電腦 ) 上。 在優選實施方式中,讀出數據可以被發送到中央數據 以存儲。 數據可能與已被記錄在案的數據同位或同步,使得可以看到任何不一致性,并 且當工程師仍在現場時,他可以被指示以例如再次檢查或作另外的工作。
     記錄生成過程消除了大量的為手工作業所固有的人為誤差的風險。 除獲得在現 場配置的實物資產和其他資產的優良的全景以進行規劃和管理之外,因為設備和人員因 而可以被更有成果地使用,所以結果可以獲得相當大的操作節約。 通過使工程師可訪問涉及他的行為的有關信息,諸如當前或最新的安裝說明或 針對設備或場所的安全公告,可以實現額外利益。 有利地,系統也可以允許遠距離監控 工程師的行蹤以當獨自工作時確保他的安全,從而確保為分派下一個工作而準備就緒, 給他提供協助等。 系統也可以通過參考完成的時間顯示工作的進展。
     下面描述記錄部件的具體實施,和通常用于在 RFID 的環境中讀取記錄部件的方 法和裝備。 然而本領域技術人員應當理解,本發明是更一般范圍的,并且能通過適當的 修改用于各種記錄部件的環境中。
     記錄部件標簽
     特別是已經發現, RFID 標簽作為記錄部件對于所有方式的設備和裝備是理想 的,該設備和裝備的方式從在電話線桿上和在人行道配電盒下的配電接頭節點到定位于 電話交換機內的裝備機架。 不同于條形碼或彩色編碼,RFID 標簽享有使用不需要視線的 優勢,因此它可以被保護層覆蓋。 雖然如此,本領域技術人員也知道在透明或足夠清晰 的罩下可以保護需要視線的記錄部件,不過該罩可能受污垢等影響,從而使寫在有限空 間中或難辨認的信息或文本變得模糊。
     如前所述,已經說明了特別與物品有關的使用 RFID 標簽的問題,其中標簽需要 被貼在非常彎曲的面上,諸如球形物體、或圓筒形物品 ( 諸如管、管連接器、管道、各 種類型的電纜 - 銅的同軸光纖等 )、電線以及大體上的球形物體等。 如前所述,這是由于 通常存在很多其他設備和裝備物品而變得更嚴重的問題,該其他設備和裝備物品也標有 RFID 標簽和 / 或包括金屬 ( 例如雙絞銅線 ) 和妨礙讀取器和目標物品的標簽之間的射頻 鏈路的其他材料。
     圖 4 描繪了本發明的電纜,并且頂層被部分揭掉以顯示出下面的層。 電纜 20 具 有芯部,該芯部包括一個或更多個光纖或管狀元件 22。 包括管狀元件的電纜的實施方式 可以是傳統的松管光纜 ( 例如吹制電纜中的松管電纜,,諸如由英國電訊公司制造的電 纜光纖 (COF)200 或作用電纜,在下文進一步討論 ),或吹制纖維管束,其中如 EP108590
     中更充分描述的,管被沿路徑預埋到目的地,該目的地預期對光纖連接的需要但是對于 該目的地沒有當前需求。 因而,至目的地的連接將被檢驗,同時將通過管安裝纖維的成 本放在次要位置。 電纜通常包括外護套 24,該外護套 24 例如用高密度聚乙烯 (HDPE) 制 成,并且在被鋪設之后保護芯部免受自然環境影響。
     標簽 28 可以并入選擇的子元件的構造或結構內,例如沿子元件的長度位于單個 點處,位于電纜的最末端中的任一個或兩個處,或者沿子元件的長度以所需間隔隔開。 在優選實施方式中,RFID 標簽沿電纜每隔一段距離包括在電纜中。 例如,對在不同接近 點可以接近電纜的工程師而言,每米 1 個標簽可以確定它的確是相同電纜。 標簽也可以 提供關于電纜的被檢查部分之間的距離的信息等等。 這在圖 6 中示出,在圖 6 中標簽 28 沿電纜 20 以固定間隔被放置在例如配電接頭 30 之間。
     第一實施方式 :標記電纜
     濕氣的存在對于光纖特別有害,因此光纖通常包括柔性層或材料、薄膜或帶 ( 圖 4 中的 26),它們通常包括在芯和外護套之間的吸收性聚合物和聚酯襯底材料,該吸 收性聚合物和聚酯襯底材料吸收試圖滲透護套層的所有的水。 柔性材料在吸收水時膨 脹,具有沿電纜的剩余部分的縱向路徑被阻塞以防止水進一步進入的效果。 在制造電纜 期間,通過纏繞遇水膨脹帶通常可將其施加于芯的周圍,使得帶的邊緣沿與電纜的縱軸 線平行的方向重疊。 在本發明中,電纜還包括平的嵌入式 RFID 發射機應答器或標簽 28,該標簽 28 包括天線 27 和 ASIC 芯片或集成芯片 (IC)29。 標簽是電纜的一體部分,并且作為電纜的 設計和結構的一部分并入。 因為基于標志的標簽是可利用的最普通型式并且可容易且便 宜地現成利用,所以已選擇該標簽格式用于形成本發明的標記電纜。 為在曲面上使用而 定尺寸的標簽是已知的,諸如前面提及的 “Tag-It” 標簽。 然而,該產品不容易在急彎 的曲面上展開。 通過實施例,將參照被稱為作用電纜 ( 由 Prysmian( 普瑞斯曼 ) 電纜有 限公司制造 ) 的由申請人使用的一種類型的電纜在本文描述本發明,不過應當理解,本 發明可以應用于各種電纜類型,也可應用于電線、管、管道等,并且一般地說應用于具 有曲面的任何物品。 由申請人使用的作用電纜和具有類似內部構造的電纜的尺寸在直徑 6mm 到 10mm 的范圍內。 這是因為,即使標簽的天線部分足夠薄且柔軟以允許圍繞曲線 纏繞, ASIC 也相對厚且不可彎曲,使得標簽的該部分在壓力下或當受損傷時易于破損, 假如 ASIC 以難用的角度被放置在電纜表面則將導致其受損傷。 要求將 ASIC 特別小心地 放置在電纜表面上以提高獲得附接標簽的機會,該附接標簽在設備的一生中 ( 例如 25 年 ) 可以被讀取,如上所述。
     標簽在圖 4 中被顯示為定位在柔性遇水膨脹帶 26 的外表面上。 在替代性實施方 式中,標簽可以被放置在遇水膨脹帶下 ( 標簽被附著于芯或遇水膨脹帶的下表面 ),或可 以被預嵌入遇水膨脹帶中,使得當帶被固定于電纜上時標簽被包括在電纜中。 優選地, 標簽被定位成使得易損壞的 ASIC 被定位在遇水膨脹帶的搭接邊中,即,使得標簽的一部 分直接位于護套下方,而且一部分不是。 如在下文進一步描述的,這種布置給予 ASIC 抵抗來自外護套擠壓過程的壓縮壓力的緩沖保護措施。 本領域技術人員應當理解,可以 使用其他織物或柔性材料代替遇水膨脹帶,只要使用的材料特別給予 ASIC 在擠壓過程期 間,并且此后在每天使用期間尤其是當在電纜上進行作業時,抵抗受到的壓力的保護措
     施。 圖 5 更清楚地示出了標簽 28 如何能被遇水膨脹帶 26 的重疊部分或邊緣整個或部 分地夾持。 ASIC 29 被定位成使得它在其前后由柔性帶保護。 圖 5 所示的作用電纜包括 12 個纖維元件管 22,該纖維元件管中的每一個的直徑是 1.9mm,該纖維單元管為之后的 填充通過上述吹制纖維方法由光纖單元預安裝以提供光學連接。 在本圖中,除空心的一 個管 22’之外,管 22 被全部示出用纖維單元填充。 管被布置在加強構件 23 周圍,該加 強構件 23 在電纜被安裝時提供抗張強度和剛度。 電纜可以包括銅調色線 32,該銅調色線 32 通過檢測注入的射頻色調或信號用來追蹤地下的電纜路徑。 整個電纜由最外面的覆蓋 層或護套 24 保護。
     現在將結合圖 7A 和 7B 描述制造或裝配上述示例性預標記電纜的方法。
     通常,以下列步驟制造或裝配作用電纜 :
     · 通過擠壓機拉動底涂纖維以形成光纖管狀子元件 22。
     · 通過一系列導向件拉伸這些管狀元件中的幾個,以使其最終圍繞由玻璃增強 塑料形成的加強構件。
     · 然后將這樣裝配的管和加強構件捆在例如紗線制成的包裝材料中,以將組件 保持在一起,形成電纜內的芯。
     ·如圖 7A 的生產過程所示,芯被沿著箭頭 “X” 的方向輸送,然后纏繞在遇水 膨脹帶 26 中,該遇水膨脹帶 26 被沿相同方向從供給部或線軸 42 抽出,使得帶的邊緣被 纏繞在芯上。
     ·然后通過擠壓將外護套 24 模制在被遇水膨脹帶 26 纏繞的芯上,其中,被纏繞 的芯通過沖模 ( 錐形的環狀噴射器 )40 以形成保護性塑料皮。 因為護套塑料在大約 200℃ 溫度下處于部分熔化狀態,所以護套在大的壓力 (200 到 300 巴 ) 下施加。
     在標簽不攜帶在電纜芯中而是攜帶在電纜護套下的本發明中,該方法包括如圖 7A 所示的兩個額外步驟 :
     · 如圖 7B 所示,在通過擠壓機 40 在包覆電纜之前施加標簽 28,在圖 7B 中, 在標記帶被纏繞在裝配的電纜子元件 21 周圍之前將標簽 28 施加在平帶 26 上 ;以及
     · 如圖 7A 所示,在護套已被施加之后通過掃描器 (44) 讀寫標簽。
     假設標簽,特別是 ASIC 易碎,則重要的是當對下面的元件管的曲面施加壓力 時,使強加的護套擠壓的壓縮壓力的沖擊最小化。 在一個實施中,標簽可以具有粘性背 部,使得傳統的壓敏或自粘式 “不干膠標簽” 施加器可以在電纜的一部分被擠壓機包覆 之前,執行將粘著劑從其背紙剝離并且短時間粘貼標簽的任務。 所用的遇水膨脹帶或其 他帶可以用作利用熱熔性或凝固過程的粘合劑。 可以不必為包括在護套擠壓步驟中的溫 度所給出的此目的而單獨提供熱量。 然而另一個可能性是通過將碳墨 “墨水噴射” 到基 板上而將 RFID 標簽直接 “印刷” 在標記物品的表面上。
     當標簽被護套 ( 或被遇水膨脹帶或這種其他帶或材料 ) 最終保持在適當位置時, 可以使用其中對于短時間和標簽施加器與護套擠壓機或遇水膨脹帶之間的短距離不需要 粘合劑的方法。 因此標簽粘貼步驟可以根據要求是永久的或暫時的 ( 例如取決于制造條 件、到擠壓機的距離等 )。 例如,可以使用噴氣器或機械 “指”,使得標簽僅在必需時 保持在物品表面上或相對于物品表面的適當位置,當芯沿生產線被拖拽時,標簽被準時
     拖入遇水膨脹帶或其他柔性材料中。 在不使用帶或者標簽被施加在纏繞的帶的頂部上的 實施中,標簽可以同樣被暫時保持在擠壓機的鄰近的適當位置中,使得標簽幾乎在護套 材料的層下被直接捕獲或滑落,以將標簽壓或擠入電纜內的適當位置中。
     如上所述, RFID 標簽可以被施加在遇水膨脹帶上,或直接施加在管加強構件芯 上,即遇水膨脹帶層下。 在遇水膨脹帶被纏繞在芯周圍之前或之后,標簽施加器可以沿 生產線定位在多個位置。 在圖 7A 中,如前所述,示出標簽被沿裝配線施加在一點,以將 其定位在帶 26 的搭接邊上。 這在圖 7B 中被更加詳細地描繪。 標簽的天線部分應該被定 位以確保它不會本身重疊,并且當它被纏繞在電纜周圍時存在足夠的有效表面積。
     帶或其他柔性材料特別向 ASIC 提供了保護措施,預防標簽由于在芯上擠壓護套 期間和之后經歷的高壓和高溫而可能遭受的損傷。 當由擠壓機施加的壓力迫使如此硬的 標簽 ASIC 抵靠破損導致的元件管的可能不均勻的芯時,保護措施通過柔性材料的相對 “彈性” 或易彎曲性而實現,該柔性材料在包覆步驟期間吸收標簽遭受的一些沖擊。 為 此,雖然在任一側上的保護是有用的,但是標簽最優選地被定位成使得 ASIC 被夾在且 “飄浮” 在遇水膨脹帶的搭接邊之間,或任何情況下在兩個材料層之間,使得可以保護 它不與護套和芯二者直接接觸。 可以采用改善 ASIC 上的壓力的另外的特征,例如尤其是 在靠近 ASIC 的位置中的穿過標簽膜的壓力均衡孔。
     在另一個實施方式中,標簽可以已經例如沿遇水膨脹帶的長度以預定間隔被預 嵌入遇水膨脹帶中。 在這種情況下,不必單獨地施加標簽,盡管這將包括制造專用產品 時的成本和約束。 本領域技術人員還應當理解,對于管、電纜或其他物品不需要在其外 護套或覆蓋層之下的抗水性或防水性的應用,可以使用除遇水膨脹帶之外或代替遇水膨 脹帶的一些其他的柔性材料或層,該其他的柔性材料或層可以用在護套和電纜芯之間, 可以用于一些其他的目的,或專用于承載標簽。 例如,可以有利地采用柔性膨脹熱反應 物質,該柔性膨脹熱反應物質將促使半熔護套材料更均勻地展開,從而在該半熔護套材 料變硬之后減小不規則性。
     抵靠護套屏蔽標簽具有以下附加優點 :在護套覆蓋物冷卻和凝固之后防止半熔 護套材料夾得太緊 ;太深地突出到護套材料內的 ASIC 可能在護套罩中破裂,從而影響保 護和防水質量。 在護套擠壓過程期間的問題也可能引起影響電纜的完整性的其他問題, 例如在護套下產生空隙而削弱性能。
     用于將標簽包含在電纜內的另一技術包括利用雙擠壓法將標簽定位在兩個護套 層之間,其中第二層單獨應用于第一擠壓層的下游。 這為標簽提供了支撐表面,該支撐 表面比形成芯的管狀元件的組件更緊固并且更平滑。 在這種情況下,標簽施加器可以定 位在兩個擠壓過程之間。 將標簽并入電纜的又一個方法是使用位于能熔成護套材料的材 料 ( 例如 HDPE) 的基板上的標簽,從而在完全形成時使得對護套的完整性的干擾最少。
     在其中標簽被放置在備用的管狀元件 34 或加強構件 23 中的電纜的實施方式中 ( 下文所述 ),圓筒形標簽可以作為擠壓相的一部分被包括在管或加強構件內。
     在標簽已經被應用于電纜并且由護套覆蓋之后,然后電纜的標記部分沿線被輸 送到 RFID 讀 / 寫單元 44,該 RFID 讀 / 寫單元 44 將數據寫入標簽,并且也檢查它們的 正確響應。 具有標簽的電纜的部分可以被識別和隔離,其中該具有標簽的電纜的部分由 于標簽被不良地定位、破壞、發生故障等而未能正確地響應。可見,用于制造傳統的作用電纜的生產過程需要的修改相對少。 用于通過擠壓 包括外皮、罩或護套的其他電纜、管等的生產或裝配線同樣可以適于類似地插入 RFID 標 簽。 象在作用電纜或光纖和纖維單元的情況下一樣,芯可以包括一個或更多管狀構件或 元件。 芯不需要被完全填充 ;本發明可以用在包括至少兩層的中空管或管道上,該至少 兩層的外面的一層在 RFID 標簽已被施加之后在生產期間被擠壓在內層上。
     第二實施方式 :標記電纜子元件
     作為將 RFID 標簽 28 基本上定位在電纜護套之下使得它接近柔性遇水膨脹帶或 在該帶內的替代方案,圖 5 示出了其中標簽 28’被定位在備用的管狀子元件 34 中的本發 明的實施方式。
     如同標簽被插入電纜的外皮之下的實施方式一樣,本實施方式中的標簽也可以 沿電纜長度并入點 ( 多個點 ) 處,或沿電纜長度以規則的間隔并入。 在這種情況下,標 簽可以根據需要被預并入子元件,使得當子元件被裝配到它們在電纜中的位置時,不需 要分開的標記活動。
     在本實施方式中供使用的適當的圓筒形標簽的實施例是 “Nonatec” 發射機應答 器 (Lutronic International),該發射機應答器直徑大約 1mm 并且長度大約 6mm。 本發明的 該實施方式中使用的子元件可以是備用的纖維管,該纖維管可以是在任何情況下都不被 使用的纖維管,或可以是附加的,例如專用于 RFID 標簽或為 RFID 標簽而儲備的第十三 根管。 可替代地,標簽可以被放置在電纜的中央加強構件 23 內,該中央加強構件 23 通 常包括在合成樹脂中加強粘合的單相玻璃纖維的基體。 芯內的所有子元件都可用于此目 的。 申請人發現即使在例如銅調色線 32 存在的情況下,由于包括的金屬量通常合適,芯 內實施的標簽仍可以在沒有實質破壞的情況下被讀出。 然而在芯中有大量金屬的地方, 它們可以利用箔包裝等被屏蔽,以減少它們在讀取中的干擾。 在其上或其中附著或包括有標簽的子元件不局限于細長構件的形式,該細長構 件與電纜的最末端之間的傳輸線、光纖管、孔等共同延伸。 同樣,在一個實施方式中子 元件可以簡單地包括保持標簽的圓筒,該圓筒在電纜芯內的其他子元件 ( 傳輸線等 ) 內的 地方開槽。 在更簡單的實施中,在不需要載體子元件的情況下,標簽可以被固定在芯內 的適當位置。
     然而利用標記子元件具有優點,該標記子元件大體上是細長的,并且與芯內的 其他元件大體上共同延伸。 特別是,如下文進一步描述的,這簡化了裝配電纜元件的方 法。
     通過利用類似于用來制造電纜外護套的擠壓過程,即通過利用通過沖模的加壓 擠壓,可以在裝配電纜元件之前,最初形成標記子元件 ( 備用管、中央加強構件等 )。 在 子元件擠壓過程期間,圓筒形小型標簽可以通過沖模的中心被插入,從而當它作為連續 圓筒形構件出現時被帶入子元件內。 可以使形成標記子元件的方法成為制造電纜的過程 的一部分,即,作為生產線的上游執行的單獨的過程,使得如上所述標記子元件產品隨 后與其他電纜元件裝配并且最終被包覆。 可替代地,標記子元件可以作為完全不同的過 程 ( 即在單獨的生產線上 ) 制造,以產生一批標記的專用產品,該專用產品可以被供給到 作用電纜的生產商等,以并入或裝配到電纜中。
     利用子元件簡化了裝配過程,該子元件大體上是連續的細長構件 ( 充當用于記
     錄部件的載體 ),該細長構件大體上與其他電纜元件共同延伸。全部采取細長形式的子元 件需要的裝配過程較少 :在這種情況下,當許多元件待被結合在一起,或待被護套材料 等覆蓋時,不需要單獨的步驟在裝配過程的特別復雜的階段期間在適當的時候將離散的 標簽或其他記錄部件插入或降入正確的位置。
     作為實施例利用作用電纜生產過程,擠壓子元件 ( 管、加強構件等 ) 的步驟可以 被相對簡單地修改,以包括一個或更多個圓筒形標簽。
     本領域技術人員應當理解,在本實施中也可以使用具有其他形狀因素的標簽, 例如諸如上述 “Tag-It”標簽的嵌入式標簽。在這種情況下,標簽可以被附于子元件的外 表面。 如環境允許,實現圓筒形標簽的上述描述可適用于配置嵌入式標簽。 特別是,分 別地或作為電纜裝配過程的上游步驟,可以以類似于標記電纜本身 ( 下文所述 ) 的方法, 將標簽施加于子元件。
     已經描述了利用無源標簽的上述實例。 本領域技術人員應當理解,雖然有源標 簽和半有源或半無源標簽更昂貴且體積大,但是可能存在較高性能標簽可能是理想或必 需的應用,例如用于在較大距離范圍內讀取。 后者的標簽具有通過休眠直到被達到其無 源功能性的讀取器 “喚醒” 而增加電池壽命的優點。 本文描述的發明概念可適用于配置 有源 RFID 標簽或其他 RFID 標簽。 通過對其他電纜部件的適當修改,也可以使用發明的方法以形成電纜,該電纜 包括其他記錄標記,諸如彩色編碼、條形碼等。 例如,透明護套的使用可以允許顏色可 見,或允許條形編碼或其他可視信息能通過視線或通過適當的讀取器或掃描器被看見或 被讀出。
     記錄部件讀取器
     在為從記錄部件 ( 與例如彩色編碼相比,例如 RFID 標簽、條形碼 ) 獲得信息而 必需讀取器或掃描器的情況下,由于它們在現場使用的環境,引起關于讀出過程的具體 問題。
     在操作中,讀取對話以詢問開始,其中讀取器沿記錄部件的方向產生輸出。 在 RFID 標簽的情況下,該輸出通過其天線在讀取區域內呈短程射頻信號的形式。 通過這 樣做,輸出與標簽通訊,并且還 ( 在無源標簽的情況下 ) 向標簽提供動力,使得它們能 與讀取器通訊。 對于其他類型的記錄部件,諸如條形碼、顏色或圖案,該輸出將包括某 種光,例如條形碼標簽情況下的聚焦紅色激光。 其他輸出類型也是可能的,這取決于待 讀取的記錄部件 ( 例如取決于化學條形碼中記錄部件的化學成分、其織構、形狀、尺寸 等 )。
     如上已討論的,曲面對于首先施加或粘貼特別是 RFID 標簽造成了一些困難。 曲 率還減小從可與標簽結合的掃描器發射的電磁波 ( 例如 RF 或光 ) 場的有效面積。 掃描 器的 RF 輻射通常沿一個軸線聚集,因此僅處理彎曲的標簽表面的僅最靠近它的一部分。 在讀取包括圖案的記錄部件時可能經歷類似的問題,因為通過掃描器檢測弧形標簽上的 圖案的不同部分會產生不同結果。
     在 RFID 的情況下,標簽通常將相對弱的 RF 功率水平返回到掃描器 ;特別地, 無源標簽為它們的激活和響應依靠掃描器的傳輸功率。 在利用定位在電纜護套下或電 纜內的嵌入式標簽的上述實施中,標簽的定位妨礙讀取,象上述那樣,標簽未被設置在
     掃描的物品的表面上,而是在護套下或電纜內,從而增加了讀取所通過的額外的材料厚 度。
     在電纜子元件中使用圓筒形 RFID 標簽的實施方式中,因為圓筒形標簽的 RF 場 在其沿電纜軸線的端面處是最強的,且具有較弱的徑向場,所以電磁場減小的問題可能 更成問題 ( 與平面嵌入式標簽相比 )。 與應用于電纜表面的標簽相比,即使直接設置在電 纜護套下的標簽也更難以成功讀取。 在這種情況下,標簽 - 讀取器的接合可能要求它們 接觸或幾乎接觸。
     在任何情況下,不管它們的形狀因素,所有的 RFID 標簽都可以被配置在包括許 多干擾源或讀取對話中錯讀的環境中。 在圖 3 的遠程通信人行道配電盒的實施例中,可 以預期存在許多應用于配電接頭 30 上、其中以及其周圍的相似的標簽 28,其中人行道配 電盒通常由于許多裝備而非常擁擠并且可視度和手入口有限。 每個標簽均包括其自身的 作為轉換器的天線,假如天線與讀取器足夠接近,則它能夠從讀取器獲取 RF 信號。 重要 的是給工程師提供一些信心,即獲得正確的標記物品,并且對詢問信號的響應不是來自 另一個標簽。
     在目標的標記物品近旁很可能存在金屬元件 ( 無線電波被金屬表面反射 ),并且 人行道配電盒 ( 被定位在地下 ) 常常是濕的,可能部分被浸沒 ( 水通常吸收 RF 波 )。 根 據使用的 RFID 頻率,來自金屬、液體等的干擾可能干擾工程師獲得他從具體的一件裝備 中尋找的識別信息的能力。
     圖 8A 和 8B 描繪了解決不良 RF 耦合的問題的讀取器,該不良的 RF 耦合由于標 簽天線的放置及其環境而產生。 在本實施方式中采取 “鉗子” 形式的便攜式掃描裝置 100,這樣允許記錄部件能夠在它們所附接或以別的方式結合的物品上被 “發現”。 彼此 鉸接的兩個彎曲件 102、103 可以如箭頭所示打開和閉合,可通過一對手柄 108 操作。 可 操作地連接至讀取器天線 110 的讀取器邏輯電路和電路 ( 未示出 ) 被供以電力以產生被傳 輸到標簽的天線的 RF 場 101,該天線被定位在構件的面向內的表面或凹面上。 這具有大 體上朝向由彎曲臂限定的大致圓形的空間的中心引導或聚集 RF 信號的效果。 這種形狀的 電磁 RF 場因而能與設置在曲面上的標簽天線形成優良的 RF 鏈路。 這種讀取器天線可以 采取圓筒形軸環或裂口圓筒形天線的形式,或者它可以包括能夠彎曲或卷曲的柔性膜。 該裝置由機載電池提供動力或被連接至電源。
     彎曲件從手柄充分延伸,使得在彎曲件之間或之內的橫截面中描繪圓形空間 ( 或大致圓形空間 ) 的全部或大部分。 換言之,彎曲件的橫截面大體上可以采取圓的全部 或一部分的形狀。 使用中,彎曲件被鉸接地打開且然后被再次閉合以裝配在被掃描的電 纜、管、電線等的周圍。 優選地,彎曲件之間的圓形空間足以容納電纜等,使得掃描裝 置可以如箭頭 “Y” 所示沿電纜的長度容易地滑動,仍能夠在讀取器和任何標簽之間緊 密地接近,例如接觸或彼此在 3 到 10mm 之間。
     在掃描裝置 100 的本實施方式中,通過讀取器天線的 RF 信號的定向或聚集傳輸 的效果得到彎曲件的形狀的幫助,因為彎曲件在讀取對話期間提供一些屏蔽,抵抗從讀 取器和 / 或標簽的天線的信號 “泄漏”,并且還阻止任何外界干擾影響讀取器和標簽之 間的 RF 耦合。 如圖 8B 的局部分解圖所示,由天線基底 102、103 提供的屏蔽效應可以通 過包括為該目的而特別配置的的屏蔽層 104、105 而增大,該屏蔽層呈例如反射材料 ( 諸如外面上的鋁 ),彎曲件的凸面的形式。 圖中示出屏蔽層大體上沿基本上與天線平行的 凸面設置,不過本領域技術人員應當理解,屏蔽層不需要平行于天線布置,只要它設置 在天線的 “背部” 上,即遠離信號通過天線被發送和接收的表面即可。 在必需或希望的 情況下,屏蔽層可以正交于曲面延伸以限定在掃描期間 RF 信號被限制在其內的通信場或 區。 可替代地,屏蔽不需要作為滿層 (full layer) 沿天線基底的 “背部” 設置,而是僅沿 彎曲件的邊緣設置,以確保在讀取對話期間交換的信號被限制在彎曲件內。
     使用中,工程師利用手柄打開鉸接的彎曲件,并且在電纜、管等的周圍內裝配 掃描裝置。 然后掃描裝置被加電以通過讀取器天線傳輸詢問 RF 信號。 因為天線的位置 和定向,信號被朝向電纜上或中的任何標簽特別地定向。 因而信號的場受約束,并且進 一步被彎曲件的背面和 / 或側面上采用的屏蔽隔離。 在必要或希望時,工程師可以以如 下方式沿電纜在裝置的閉合位置中使該裝置滑動或撞擊該裝置,即,在讀取器和被掃描 物品的表面之間維持一致的接近水平。 當標簽響應來自讀取器的詢問信號時,一個或更 多個標簽 ( 例如在電纜沿其長度以一定間隔被標記的情況下 ) 可以以這種方式被定位,其 中例如可以通過光或可聽音向該讀取器發射信號。 在標簽看不見的情況下,例如被粘貼 在電纜的背表面、在電纜護套下、在電纜內,或在電纜被隱藏在其他裝備后面,定位在 水下等的情況下,這是特別有用的。 在條形碼的情況下,存在使視線在條形碼和掃描器 的讀取部分之間精確對準的問題,其中條形碼標簽已經被施加于電纜的相對難接近的部 分。
     在 RFID 環境中,使用傳統的讀取器由于周圍的標簽和干擾可能導致許多錯誤讀 取,掃描器的結構允許讀取器能夠被精確地放置在具體的目標物品的標簽附近,并且能 夠在擁擠且令人不愉快的環境中維持該接近。
     本領域技術人員應當理解,掃描裝置的結構可以進行許多變型。 如上所述,彎 曲件不必形成封閉的圓形帶或環,只要掃描部件的 RF 輸出足以指向或集中在由彎曲件 形成的開弧內的掃描物品上的任何標簽上即可。 因此,其中讀取器天線被設置在面向內 的表面上的單個彎曲臂可能是足夠的。 掃描裝置可以采取無鉸鏈型式,其中裝置或包括 閉合環,在該閉合環中讀取器或掃描器天線被放置在內表面上。 可替代地,天線可以在 內表面弧上,即不完整的圓上被承載,其中彎曲件可以是 “固體” 結構的并且固定的, 或者在一個實施方式中,一個或兩個構件能被彎曲以獲得天線和標記物品之間的最優接 近。 掃描裝置的固體型式具有以下優點,即在其上被承載的天線的結構或角度不會通過 在使用中彎曲而改變。
     此外,應當理解掃描裝置可以用于任何標記物品 ( 或保持標簽的其一部分 ), 該標記物品可以被容納在由彎曲件描繪的空間內 ;使得其使用不限于具有圓筒、細長形 式的物品。 例如,通過使標記的球形物體通過環形或弧形的掃描裝置可以識別該球形物 體。
     現在將在圖 9 和 10 中描述根據本發明的讀取器的另外的實施方式。
     掃描裝置 100 有利地以象手套或連指手套 120 這樣的可穿形式被配置,該手套或 連指手套 120 允許工程師能夠建立與掃描物體牢固的接觸。 掃描裝置 100 的使用在手可 接近空間非常有限的環境中 ( 例如稠密的節點中的電纜之間 ) 是特別有利的,在該環境中 可能不存在用于保持單獨掃描器并且指示掃描器的空間。 讀取器天線 102 被配置在手掌側、手掌和 / 或手指部分上方,取決于被掃描的物品的尺寸只要需要就可以進行這種配 置。 在圖 9 所示的實施方式中,天線膜包括幾個剛性部分,該幾個剛性部分沿例如從手 腕到指尖的方向互相連接或鉸接。
     取決于被掃描物品的尺寸,天線可以遍布手套的手指或超過該范圍,或者包括 特別長的指部。 天線可以附于手套上,或是手套的一體部分,該手套可以是柔性的、剛 性的或能夠有限彎曲。 這當然指示了可能的移動量,剛性手套可以被預彎曲并且構造成 允許手能夠滑入位置。 半剛性手套上的天線的曲率可以適于不同應用,并且進一步適于 提高讀取器和標簽之間的接近性,而完全柔性手套可以用于廣泛的用途。
     工程師的手指和拇指抵靠手掌的抓住運動的自然運動提供了用于圍繞電纜纏繞 或環繞天線的力。 可以使用圓筒形或裂口的圓筒形天線。 假如需要一些柔性,則彎曲應 該被控制以防止天線超過規定的最小直徑卷曲,因為天線部分 102 之間的過度彎曲角將 不利地影響其無線電通訊能力。
     如常,掃描裝置或手套可以通過例如電池提供動力或者連接至單獨的電源。 當 標簽通過其對詢問信號的響應而被檢測時,該事實可通過可聽的嘟嘟聲,或關于這一 點,通過諸如手套內的振動感覺的觸覺信號向工程師發信號。 由讀取器天線發送和接收 的信號被傳送至處理器、數據庫等 122,其中該處理器可以是諸如工程師個人的 PDA( 掌 上電腦 ) 的 “可佩帶” 裝置,或者信號可以被無線地 ( 例如藍牙 ) 或以其它方式傳輸至 遠程裝備。 然后響應信號中由讀取器發送的數據可以在例如遠程數據存儲器中記錄、檢 查或用來執行進一步查找。
     手套本身提供屏蔽以幫助指引傳輸的信號并且將讀取區域限于目標的標記物 品,并且工程師在手套內的手在使用中提供更多的屏蔽。 在優選實施方式中,該效果通 過提供該部分 ( 例如手掌部分或覆蓋手背的部分 ) 而被加強,或者整個手套由屏蔽材料, 例如金屬箔、涂層或織物制成。
     在圖 10 中,掃描器 100 的替代實施是包括兩個彎曲件 102、103 和鉸鏈 106 的拼 合環,該拼合環可以圍繞電纜 20 或其他物品被夾緊并且由螺母 130 固定,該螺母 130 與 相對臂的一端上的相應的槽摩擦地接合。
     環形線圈天線通常包括環形鐵芯或電樞,并且用鐵氧體、鐵粉或無定形鐵材料 制成,支撐銅線線圈。 在圖 10 所示的實施方式中,銅線圈的兩端形成天線電路接線,該 天線電路接線可以附接至部分環形、 “U” 形的讀取器的收發器。 環形天線也可以采取 “裂口” 形式,使得它可以圍繞連續環或構件放置。 在圖 10 所示的實施方式中,螺母 130 還包括電觸點,該電觸點允許定位在彎曲件的端部的天線導體能夠完成電路以形成真 正的環形天線。
     在利用條形碼、彩色編碼、圖案等的實施中,利用來自光敏元件的光束的讀取 器或掃描器被用來讀取記錄部件標簽。 這種讀取器通過適當修改可以以如上所述的類似 方式構造為 RFID 讀取器。 例如,假如從讀取元件附近除去環境光 ( 該環境光影響顏色性 質,例如色彩、色調、色澤等 ),使得照明僅來自提供的受控光源,則彩色掃描器更精確 地識別顏色。 本發明的讀取器的屏蔽方面有利地允配置許彩色掃描器。
     如上所述,附圖中的方法和結構僅為易于描述并且不意味著將裝置或方法限于 使用中的具體布置或過程。 對本領域技術人員來說在公開的本發明的范圍內顯然可以對所述的方法和裝備進行各種順序和排列。
     本文所述的方法和裝置也可以用于各種環境和應用,即不但或排他地在電纜中 RFID 標簽的包含或檢測內或用于其包含或檢測,而且用于通過這種標記和記錄部件標記 的任何物品上的諸如條形碼等的其它記錄部件。 本發明也不限于遠程通信網絡或系統內 的應用,而是可應用于包括需要被管理和可追蹤的實物資產 ( 設備、裝備等 ) 的任何系 統。

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