安全密封裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全密封裝置和方法的領(lǐng)域，尤其涉及收發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0002]密封接近某些財產(chǎn)(特別是在運輸中的財產(chǎn))的入口已經(jīng)是長期存在的人類需求。例如，為了防止走私，海關(guān)部門經(jīng)常用附標(biāo)記的密封裝置密封過境貨運車輛和船運集裝箱。貨主或物流供應(yīng)商也可使用這種附標(biāo)記的密封裝置以保護貨物免于被盜竊或其他未經(jīng)授權(quán)的篡改。然而，這樣附標(biāo)記的密封裝置提供的物理保護可能被限制，它們的主要目的是清楚地顯示它們是否已被破壞以及貨物是否被潛在地接近。通過定期檢查附標(biāo)記的密封裝置，貨物可以被跟蹤，并且如果密封裝置已被破壞，則能夠識別破壞所發(fā)生的運輸段。因此，這種附標(biāo)記的密封裝置可非常有效地威懾財產(chǎn)在運輸中的未經(jīng)授權(quán)的接近、轉(zhuǎn)移和/或篡改。
[0003]本領(lǐng)域技術(shù)人員已知不同類型的附標(biāo)記的密封裝置。在一種它的最簡形式中，這樣的附標(biāo)記的密封裝置可以是具有棘齒帶的塑料標(biāo)簽。更復(fù)雜的附標(biāo)記的密封裝置采取具有線材帶的金屬鎖、附標(biāo)記的金屬帶密封件或附標(biāo)記的螺栓密封件的形式。為了防止誤報警，防止這種附標(biāo)記的密封裝置的意外破壞也很重要。為了該目的，國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)已經(jīng)發(fā)布了用于密封裝置的拉伸、剪切、彎曲和抗沖擊性認證的IS017712標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]大部分這樣的附標(biāo)記的密封裝置的一個不便之處是檢查和識別它們需要靠近標(biāo)簽的目視檢查。當(dāng)大量的集裝箱需要被跟蹤(例如在重要的海關(guān)檢查站或轉(zhuǎn)運設(shè)施)時，這可能非常乏味和耗時。此外，代理人目視檢查大量密封可能會很容易忽略個別的密封破壞。
[0005]為此，已經(jīng)提出包括射頻識別(RFID)技術(shù)在內(nèi)的幾種不同類型的安全密封裝置。這樣的RFID裝置包括射頻收發(fā)器，用于將識別數(shù)據(jù)無線傳送到遠程讀取器。此外，如果密封裝置已被破壞，射頻收發(fā)器也可傳輸特定信號。例如，美國專利申請公開文獻US2005/0231365 Al 和 US 2007/0103310 Al 以及美國專利 US 6, 265, 973 BI 各自公開了一種具有電路的安全密封裝置，該電路被構(gòu)造為在被破壞的情況下傳輸特定信號。然而，這些文件中公開的安全密封裝置需要有源射頻收發(fā)器，因此需要電源。保障這樣的電源增加了這些密封裝置的復(fù)雜性和成本并降低了它們的可靠性。這樣的安全密封裝置能響應(yīng)遠程讀取器的范圍取決于該電源。因此，增加此范圍通常涉及增加成本和降低可靠性方面的權(quán)衡。
[0006]可選地，僅需要無源射頻收發(fā)器(即，能由入射的無線電信號的能量單獨地供電的收發(fā)器)的安全密封裝置也已經(jīng)被提出。這樣的設(shè)備已經(jīng)在美國專利申請公開文獻US2006/0145868 AUUS 2006/0087431 Al 以及 US 2007/0139196 Al 中公開。在這些安全密封裝置中，如果密封被破壞，那么連接射頻收發(fā)器和天線的導(dǎo)電路徑被損壞。因此這樣的破壞能容易地被探測到。然而，這些安全密封裝置的一個缺點是它們響應(yīng)于遠程讀取器的范圍通常很有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開的第一目的是提供一種簡單且防篡改的(tamper-safe)安全密封裝置，特別是一種安全密封裝置，至少包括:關(guān)閉元件，具有導(dǎo)電路徑；鎖定體，包括電路，該電路具有數(shù)據(jù)載體以及擁有預(yù)定工作波長的射頻收發(fā)器，所述鎖定體還構(gòu)造成被鎖定到所述關(guān)閉元件的至少一個自由端以將鎖定體附接到待密封的物體；其中具有遠程讀取器的射頻收發(fā)器的通信范圍顯著增大而無需增加的內(nèi)部或外部電源。
[0008]為此，在至少一個示出的實施例中，關(guān)閉元件的導(dǎo)電路徑具有大體上等于射頻收發(fā)器的所述預(yù)定工作波長的一半的X倍或1/2X倍的長度，其中X是整數(shù)。借助這樣的長度，該導(dǎo)電芯能作為補充天線以關(guān)閉元件的所述工作波長進行工作，通過感應(yīng)耦合顯著地增加射頻收發(fā)器的范圍，甚至無需與其物理連接。在現(xiàn)有長度之內(nèi)，“大體上等于”應(yīng)被理解為允許例如±10%的變化。
[0009]在至少一個實施例中，鎖定體可被構(gòu)造為將所述關(guān)閉元件的第一端和第二端鎖定在一起以將鎖定體附接到待密封的物體。這尤其可促進諸如繩或條帶的柔性關(guān)閉元件的使用，允許其在廣泛的情況下使用。然而，可選地，當(dāng)用螺栓密封時，鎖定體可構(gòu)造成被鎖定到關(guān)閉元件的僅一端。
[0010]如果射頻收發(fā)器至少包括定向在第一平面中的第一平面天線，并且所述鎖定體被構(gòu)造為將定向在大體上平行于所述第一平面的平面中的關(guān)閉元件的所述第一端和第二端鎖定在一起，關(guān)閉元件的導(dǎo)電芯與射頻收發(fā)器的感應(yīng)耦合能夠被增強。關(guān)閉元件的導(dǎo)電路徑和第一平面天線因此能被定向為沿著大體上平行的平面，這有助于它們的感應(yīng)耦合。為了更好的覆蓋安全密封裝置的每一側(cè)，射頻收發(fā)器至少可包括被定向為大體上平行于第一平面天線的第二平面天線?！按篌w上平行”應(yīng)被理解為功能上等同于平行定向，盡管可存在例如5°或10°的輕微偏差。
[0011]本公開的第二目的是提供一種防篡改，尤其是防止關(guān)閉元件的破壞的安全密封裝置。為此，所述電路可包括第一電端子和第二電端子，第一電端子和第二電端子構(gòu)造成當(dāng)關(guān)閉元件的第一端和第二端被鎖定體鎖定在一起時通過關(guān)閉元件的導(dǎo)電路徑被連接，使得關(guān)閉元件的破壞將中斷第一電端子和第二電端子之間的該連接，中斷可容易地被電路探測至IJ。特別地，電路可構(gòu)造成自動地儲存在所述數(shù)據(jù)載體之內(nèi)，無論所述第一電端子和所述第二電端子之間的連接是否已經(jīng)被中斷。利用該另一反篡改特征，將能夠識別被破壞的密封，即使該連接隨后已經(jīng)被恢復(fù)。
[0012]本公開的第三目的是提供一種特別小型的安全密封裝置。為此，電路可形成到基板上，基板至少包括:第一節(jié)段，至少支撐射頻收發(fā)器的第一平面天線，在第一平面中延伸；以及第二節(jié)段，至少支撐所述第一端子和所述第二端子，并在相對于第一平面例如呈大體上直角的一角度的第二平面中延伸。為了更好的覆蓋安全密封裝置的兩側(cè)，基板還可包括第三節(jié)段，至少支撐射頻收發(fā)器的第二平面天線，并大體上平行于第一節(jié)段延伸。為了保護電路免受意外損壞或篡改，電路可被封裝在介電材料之內(nèi)。在本公開內(nèi)，“大體上直角”為了其當(dāng)前的實際目的應(yīng)理解為功能上相當(dāng)于直角的角度，盡管其可能與90°稍微不同，例如相差5°或10°。必須指出的是，電路的這些特征甚至能與本公開的其他特征隔離而使用，并且至少一些它們的優(yōu)點甚至在類似的安全密封裝置中體現(xiàn)，在該類似的安全密封裝置中，關(guān)閉元件不存在導(dǎo)電路徑或它的導(dǎo)電路徑具有并非大體上等于射頻收發(fā)器的工作波長的一半的倍數(shù)的長度。
[0013]為了物理上阻止蓄意或無意的密封破壞，所述鎖定體可至少包括:第一開口，供所述關(guān)閉元件的第一自由端插入所述鎖定體；以及第一保持機構(gòu)，用于防止所述第一自由端一旦被插入之后從所述第一開口移除。
[0014]類似地，鎖定體還可包括:第二開口，供所述關(guān)閉元件的第二自由端插入所述鎖定體；以及第二保持機構(gòu)，用于防止所述第二自由端一旦被插入之后從所述第二開口移除。然而，可選地，關(guān)閉元件的第二端可為具有鎖定體的實心體(solid)，使得它不需被插入或鎖定到它，或它可呈現(xiàn)擴大的截面，如用螺栓密封。
[0015]為了便于安全密封裝置的使用，關(guān)閉元件可以是柔性的。然而，可選地，其也可以是剛性的，如用掛鎖或螺栓密封。
[0016]為了提高安全密封裝置的多功能性，特別是使其適應(yīng)多種不同標(biāo)準(zhǔn)，該安全密封裝置的射頻收發(fā)器可具有多個預(yù)定工作波長，且其關(guān)閉元件具有多個不同長度的導(dǎo)電路徑，每個長度大體上等于射頻收發(fā)器的所述多個預(yù)定工作波長之一的一半的倍數(shù)。
[0017]本公開的另一目的是提供一種用于檢查這樣的安全密封裝置的完整性的方法。為此，位于距所述射頻收發(fā)器預(yù)定范圍處的外部讀取器可在各種不同傳輸功率水平發(fā)送被定址到射頻收發(fā)器并使用所述工作波長的詢問信號，且如果未能接收到詢問信號的預(yù)定傳輸功率閾值以下的射頻收發(fā)器的應(yīng)答，則發(fā)出警告。該“功率掃描(power sweep)”技術(shù)允許安全密封裝置的完整性的快速且容易的第一遠程檢查。
[0018]一些示例性實施例的以上概述并非意在描述每個公開的實施例或本發(fā)明的每種實施。特別是，除非明確說明與此相反，否則本說明書之內(nèi)的任何示例性實施例的所選的特征可并入附加的實施例。
【附圖說明】
[0019]參照附圖，考慮各種實施例的以下詳細描述，可更完整地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的安全密封裝置的剖切立體圖；
[0021]圖2是圖1的安全密封裝置的RFID嵌體的立體圖；
[0022]圖3是圖1的安全密封裝置的關(guān)閉元件的橫向剖視圖；
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的安全密封裝置的剖切立體圖；
[0024]圖5是圖4的安全密封裝置的RFID嵌體的立體圖；
[0025]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的安全密封裝置的剖切立體圖；
[0026]圖7是圖6的安全密封裝置的RFID嵌體的立體圖；
[0027]圖8A是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的安全密封裝置的立體圖；
[0028]圖8B是圖8A的安全密封裝置的剖切立體圖；
[0029]圖9是圖8A和圖8B的安全密封裝置的RFID嵌體的立體圖；
[0030]圖1OA是根