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JP7753404B2 - 検知シート体 - Google Patents
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JP7753404B2 - 検知シート体 - Google Patents

検知シート体

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Description

この発明は、発送や開封を検知する技術に関するものである。
権限を持たないものによって不正に包装物が開封されていないか、権限を持つものが包装物を開封したか等を検知するため、荷物の開封を検知するシステムが提案されている。
たとえば、特許文献1には、RFIDを用いた開封検知のためのユニットが開示されている。開封によってユニットのパターンが接続されると、RFIDより発信されるデータが変化し、これによって開封前か開封後かを判断することができる。
特許文献2には、包装体にて内容物を包装し、内容物の有無を静電容量センサによって判断し、その判断結果を無線通信によってサーバ装置に送信するシステムが開示されている。利用者は、インターネットを介してサーバ装置にアクセスすることで、開封されて開封物が取り出されたかどうかを知ることができる。
特開2018-169851 特開2021-124838
しかしながら、上記のような従来の開封検知技術においては、次のような問題があった。
特許文献1のものにおいては近距離通信であるRFIDを用いているため、利用者がRFIDリーダを用意しなければならず、容易に使用できないという問題があった。
これに対し、特許文献2のものでは、静電容量センサによって判断した内容物の有無を無線送信を介してサーバ装置に送信しているので、インターネットに接続可能なスマートフォンやPCがあれば開封の有無を知ることができる。しかし、開封有無の検知のために静電容量センサを常時駆動させなければならず電池の消耗が著しかった。
また、使用時には起動スイッチを押下するようにして、未使用時における電池を消耗を防いでいるが、起動スイッチの押下を忘れると開封の有無が検知できないという問題や、起動スイッチの押し忘れを防ぎつつ簡単に起動状態にできる工夫がなされていないという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解決して、有用性の高い発送開封検知技術を提供することを目的とする。
この発明の独立して適用可能ないくつかの特徴を列挙する。
(1)この発明に係る検知シート体は、破断可能な薄板基板に設けられ、移動通信の基地局に対し状況信号を送信する無線送信回路と、前記薄板基板に設けられ、第1の端子に与えられる電圧に応じて、発送を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御するとともに、第2の端子に与えられる電圧に応じて、開封を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御する制御回路と、前記薄板基板に設けられ、無線送信回路および制御回路に電圧を供給するための電池と、前記薄板基板に設けられ、前記第1の端子と電池との間を接続する第1のシート配線と、前記薄板基板に設けられ、前記第2の端子と電池との間を接続する第2のシート配線と、前記第1のシート配線を切断することで前記第1の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第1の破断構造と、前記第2のシート配線を切断することで前記第2の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第2の破断構造とを備えている。
したがって、簡易な操作で発送、開封を検知することができる。また、物理的な破断により検知を行うようにしているので、外観上も状態の把握が容易である。
(2)この発明に係る検知シート体は、薄板基板が合成樹脂によるフィルムまたは紙であり、前記第1のシート配線、第2のシート配線は、合成樹脂によるフィルムまたは紙の上に印刷によって形成された印刷配線であり、前記第1の破断構造、第2の破断構造は、紙および印刷配線に設けられたミシン目であることを特徴としている。
したがって、特別な機器を必要とせず破断構造を破断することができ取り扱いが容易である。
(3)この発明に係る検知シート体は、印刷配線が、前記ミシン目の近傍において、ミシン目の延長方向に幅広に形成されていることを特徴としている。
したがって、ミシン目によって印刷配線の導電性が低下するおそれがない。
(4)この発明に係る検知シート体は、第1の破断構造によって切り離される薄板基板および前記第2の破断構造によって切り離される薄板基板に、グランドに接続された電極が形成されていることを特徴としている。
したがって、薄膜基板を破断する際に、指などが触れてもノイズを生じにくく誤動作を防止することができる。
(5)この発明に係る検知シート体は、グランドに接続された電極が、線状のパターンにて構成されることを特徴としている。
したがって、アンテナに与える影響を少なくして、ノイズ防止を図ることができる。
(6)この発明に係る検知シート体は、第1の破断構造によって切り離される薄板基板に、当該検知シート体を特定するための符号をコート化したコードが印刷されていることを特徴としている。
したがって、切り離したコードを発送物に貼り付けて管理することができる。
(7)この発明に係る検知シート体は、第1の破断構造であるミシン目構造と、第2の破断構造であるミシン目構造とは異なる方向に設けられており、前記第2の破断構造であるミシン目構造の少なくとも一端は前記紙の端部に到達しておらず、前記第1の破断構造であるミシン目構造によって前記紙の一部を取り除くことによって生じる新たな端部に到達するよう構成されている。
したがって、第2の破断構造が破断しにくくなって、第1の破断構造を破断せずに発送されたような誤った使用があったことを容易に知ることができる。
(8)この発明に係る封筒は、検知シートの前記第2の破断構造であるミシン目構造に、前記開封用の破断構造が重なるように、検知シート体が固定されている。
したがって、封筒の開封時に、第2の破断構造が同時に破断され、開封を検知することができる。
(9)この発明に係る容器は、蓋を開くと、前記検知シートの前記第2の破断構造であるミシン目構造が破断されるように、検知シート体が固定されている。
したがって、容器の開封時に、第2の破断構造が同時に破断され、開封を検知することができる。
(10)この発明に係る検知シート体は、第1の端子および第2の端子が、ハードウエア割り込みの端子であり、前記制御回路は、前記ハードウエア割り込み端子に所定の信号が入力されるまで、当該ハードウエア割り込み端子の監視のみを実行するように構成されていることを特徴としている。
したがって、電池の消耗を抑えて、長時間の運用が可能となる。
(11)今発明に係る検知シート体は、制御回路が、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、当該検知シート体が動作していることを示す状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御することを特徴としている。
したがって、発送後、検知シート体が正しく動作しているかどうかを家訓することができる。
(12)この発明に係る検知シート体は、制御回路が、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、当該検知シート体の現在位置を推定するために用いる状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御することを特徴としている。
したがって、発送後、いずれの位置に検知シート体があるかを知ることができる。
(13)この発明に係る検知シート体は、検知シート体の周囲の環境を計測するセンサをさらに備え、制御回路は、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、前記センサによる計測結果を示す状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御することを特徴としている。
したがって、発送中の周囲の環境を検知することができる。
(14)(15)この発明に係る状態検知システムは、容器に収納または固定され、無線送信回路を有する検知シート体と、前記無線通信回路からの状態信号を直接的または間接的に取得することのできるサーバ装置とを備えた状態検知システムにおいて、
前記検知シート体は、破断可能な薄板基板に設けられ、移動通信の基地局に対し状況信号を送信する無線送信回路と、前記薄板基板に設けられ、第1の端子に与えられる電圧に応じて、発送を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御し、第2の端子に与えられる電圧に応じて、開封を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御するとともに、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、当該検知シート体の現在位置を推定するために用いる状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御する制御回路と、前記薄板基板に設けられ、無線送信回路および制御回路に電圧を供給するための電池と、前記薄板基板に設けられ、前記第1の端子と電池との間を接続する第1のシート配線と、前記薄板基板に設けられ、前記第2の端子と電池との間を接続する第2のシート配線と、前記第1のシート配線を切断することで前記第1の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第1の破断構造と、前記第2のシート配線を切断することで前記第2の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第2の破断構造とを備え、
前記サーバ装置は、発送を示す状態信号を受けて、当該検知シートが発送状態にあることを、日時とともに当該検知シートに対応付けて記録部に記録する発送記録手段と、発送を示す状態信号を受けた後、開封を示す状態信号を受けるまでの間、当該検知シートが輸送状態にあることを、現在位置を推定するために用いる状態信号に基づいて推定された現在位置および日時とともに当該検知シートに対応付けて記録部に記録する輸送記録手段と、開封を示す状態信号を受けて、当該検知シートが開封状態にあることを、日時とともに当該検知シートに対応付けて記録部に記録する開封記録手段と、端末装置に対し、前記記録部に記録された前記検知シートの状態を送信する送信手段とを備えている。
したがって、簡易な操作で、発送時、現在位置、開封時を知ることができる。
「装置」とは、1台のコンピュータによって構成されるものだけでなく、ネットワークなどを介して接続された複数のコンピュータによって構成されるものも含む概念である。したがって、本発明の手段(あるいは手段の一部でもよい)が複数のコンピュータに分散されている場合、これら複数のコンピュータが装置に該当する。
「プログラム」とは、CPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソース形式のプログラム、圧縮処理がされたプログラム、暗号化されたプログラム、オペレーティングシステムと協働してその機能を発揮するプログラム等を含む概念である。
この発明の一実施形態による検知シート体10を用いた状態検知システムの構成である。 検知シート体10の制御回路4のハードウエア構成ある。 検知シート体10の構造を示す図である。 検知シート体10の回路図である。 封筒70に貼り付けられた検知シート体10を示す図である。 管理サーバ装置35のハードウエア構成である。 状態検知処理のフローチャートである。 送信データの構造を示す図である。 LPWA電波による位置検出を説明するための図である。 記録された状態データを示す図である。 状態検知処理のフローチャートである。 状態検知処理のフローチャートである。 記録された状態データを示す図である。 記録された状態データを示す図である。 他の例による検知シート体10の構造を示す図である。 検知シート体10の段ボール箱への取り付けを示す図である。 他の例による検知シート体10の構造を示す図である。 他の例による検知シート体10の構造を示す図である。 検知シート体10の回路パターンの詳細である。 検知シート体10の回路部分に貼り付けられたカバーPPSを示す図である。 検知シート体10を段ボール箱に貼り付けて使用する例である。 検知シート体10の他の使用例を示す図である。
1.システム構成
図1は、この発明の一実施形態による検知シート体10を用いた、発送開封検知システムの全体構成図である。検知シート体10は、発送目的物を収納する封筒や容器の開封部位に貼り付けられている。
利用者は、発送目的物を収納した後、第1の破断構造6を破断して第1のシート配線5を切断する。これにより、制御回路4の第1の端子の電圧が変動する。この電圧変動を受けて、制御回路4は無線通信回路3に対し、発送を示す状態信号を送信するように指令する。無線通信回路3は、発送を示す状態信号を送信する。
この状態信号は、移動無線の基地局20により受信され、追跡サーバ装置30に記録される。管理サーバ装置35は、追跡サーバ装置30に記録されたデータを取得する。したがって、管理サーバ装置35は、発送目的物を収納する封筒や容器に付された検知シート体10が発送状態になったことを判断して記録する。
発送目的物が収納された封筒や容器が運送会社などによって送り先に届けられ、受け取り人が開封をすると、検知シート体10の第2の破断構造8が破断される。これにより、第2のシート配線7が切断され、制御回路4の第2の端子の電圧が変動する。この電圧変動を受けて、制御回路4は、無線通信回路3に対し、開封を示す状態信号を送信するように指令する。無線通信回路3は開封を示す状態信号を送信する。
この状態信号は、移動無線の基地局20により受信され、追跡サーバ装置30に記録される。管理サーバ装置35は、追跡サーバ装置30に記録されたデータを取得する。したがって、管理サーバ装置35は、発送目的物を収納する封筒や容器に付された検知シート体10が開封状態になったことを判断して記録する。
以上のようにして管理サーバ装置35に記録された状態信号は、利用者端末装置40からアクセスして閲覧することができる。したがって、発送されたこと開封されたことを容易に確認することができる。
なお、この実施形態では、薄板基板ごと破断する箇所を2カ所設け、1カ所を発送のため、他の1カ所を開封のために用いている。したがって、発送時も開封時も破断という容易な行為でよく、さらに物理的に破断されたことの確認が容易である。
2.ハードウエア構成および構造
図2に、無線送信回路3、制御回路4のハードウエア構成を示す。制御回路4のCPU50には、メモリ52、不揮発性メモリ54、割込制御回路56、I/Oポート58、無線通信回路3が接続されている。この実施形態では、Sigfox(商標)などLPWA規格の無線通信回路を用いるようにしている。
不揮発性メモリ54には、ファームウエア(制御プログラム)58が記録されている。このファームウエア58は、I/Oポート58を介して端子Q1・・・Q5を用いて書き込まれたものである。
割込制御回路56の第1の端子T1には、抵抗R1を介して電池電圧が供給されるとともに、アースに接続されている。同様に、第2の端子T2には、抵抗R2を介して電池電圧が供給されるとともに、アースに接続されている。したがって、端子T1、T2はアース電位(L)に保持される。破断構造6、7によってアースへのパターンが切断されると、端子T1、T2の電圧は、電池電圧(H)に変化する。
割込制御回路56は、第1の端子T1、第2の端子T2の電圧がL(低電圧)からH(高電圧)に変化すると、CPU50に対して割り込み信号を与える。CPU50は、割込信号を受けると、それまでの動作モードや処理を中断し、予め定められた処理を実行する(ハードウエア割込)。この実施形態では、割込信号を受けると、スリープモードであったCPU50は、通常モードになって所定の処理を実行する。
図3に、検知シート体10の構造を示す。紙による薄板基板11には、導電性インクによってアンテナAN1、AN2、負極パッドG、正極パッドVおよび回路パターンが印刷されている。負極パッドGの上には、負極が接するようにボタン電池2が置かれる。このボタン電池2の正極と、正極パッドVとの間は、貼り付け面が導電性である粘着テープによって接続され、これによりボタン電池2が薄板基盤11に固定される。
この実施形態では、制御回路4と無線通信回路3を組み込んだモジュール15(Innovation Farm社のIFS-M01)を用いている。モジュール15の端子と回路パターンとの間は、導電性接着剤によって電気的に接続されて固定される。
負極パッドGからはグランド・パターンGPが伸びており、第1のシート配線であるグランド・パターンGP1と第2のシート配線であるグランド・パターンGP2に分岐している。グランド・パターンGP1は、余裕パターンAP1、AP2、AP3を介して、第1の端子であるモジュール15の割込端子U1TXに接続されている。なお、図においてR0は、パターンを跨ぐための導電体である。
また、この割込端子U1TXには、正極パッドVから伸びた電源パターンVP、抵抗R1を介して、電池2の正極が接続されている。余裕パターンAP1、AP2に沿って、グランド・パターンGP1を跨ぐように第1の破断構造であるミシン目6が、ジッパー加工によって形成されている。余裕パターンAP1、AP2は、ミシン目6に沿って、グランド・パターンGP1より幅広に形成され、ミシン目6による導通不良を防いでいる。
したがって、図4の回路図に示すように、ミシン目6がちぎられていなければ、割込端子U1TXは「L」に保たれる。ミシン目6がちぎられて、グランド・パターンGP1が切断されると、抵抗R1を介して電池電圧が与えられ、割込端子U1TXは「H」となる。
グランド・パターンGP2は、余裕パターンAP5、AP4を介して、第2の端子であるモジュール15の割込端子U1RXに接続されている。また、この割込端子U1RXには、正極パッドVから伸びた電源パターンVP、抵抗R2を介して、電池2の正極が接続されている。余裕パターンAP3、AP4、AP5に沿って、グランド・パターンGP2を跨ぐように第2の破断構造であるミシン目7が、ジッパー加工によって形成されている。余裕パターンAP3、AP4、AP5は、ミシン目7に沿って、グランド・パターンGP2より幅広に形成され、ミシン目7による導通不良を防いでいる。
なお、この実施形態においては、ミシン目6とミシン目7の形成方向は異なるようにしている。また、ミシン目7はミシン目6と接するところまで形成され、ミシン目6を超えては形成されていない。これにより、ミシン目6によって薄膜基板11の一部を取り除くことによって、ミシン目7の端部が薄膜基板11の外周に表れるようにしている。これは、ミシン目6を切断した後、ミシン目7を切断することを促すためのものである。
図4の回路図に示すように、ミシン目7がちぎられていなければ、割込端子U1RXは「L」に保たれる。ミシン目7がちぎられて、グランド・パターンGP2が切断されると、抵抗R2を介して電池電圧が与えられ、割込端子U1RXは「H」となる。
アンテナAN1、AN2も印刷パターンとして形成されている。アンテナAN1はグランド・パターンGPに接続され、アンテナAN2はモジュール15のアンテナ端子ANT(無線送信回路3のアンテナ端子に接続されている)に接続されている。アンテナAN1の接続されたグランド・パターンGPと、アンテナAN2の接続されたパターンとの間には、コンデンサC2が設けられている。
図5に、検知シート体10を貼り付けたジッパー付き封筒70を示す。この封筒70は、受け取り人が開封するためのジッパー72を備えている。ジッパー72は、図に示すように、不連続の切り目によって構成されており、開封時に切り目に沿って左側から容易に開封できるようにしたものである。検知シート体10のミシン目7が、ジッパー72の切り目に沿うように、検知シート体10を貼り付けている。なお、ミシン目6によって形成される三角領域61については、剥がすことが可能なように、封筒70には貼り付けられない。
図6に、図1において説明した管理サーバ装置35のハードウエア構成を示す。CPU350には、メモリ352、通信回路354、SSD356、DVD-ROMドライブ358が接続されている。通信回路354は、インターネットに接続するための回路である。
SSD356には、オペレーティングシステム360、管理プログラム362が記録されている。管理プログラム362は、オペレーティングシステム360と協働してその機能を発揮するものである。これらプログラムは、DVD-ROM364に記録されていたものを、DVD-ROMドライブ358を介して、SSD356にインストールしたものである。
追跡サーバ装置30も実質的に同様のハードウエア構成である。なお、この実施形態においては、Sigfox社がインターネット上に用意しているサーバ装置を、追跡サーバ装置30として用いるようにしている。
利用者端末装置40は、インターネットに接続可能な通常のPCを用いることができる。基本的なハードウエア構成は、図6と同様であるが、ディスプレイ、マウス/キーボードなどを備えていることが好ましい。
3.状態検知処理
以下、図5に示す封筒70を用いた状態検知処理を説明する。
3.1発送までの処理
封筒70に貼り付ける前、ファームウエア60の書き込まれたモジュール15の端子を、パターンが印刷された紙(薄板基板11)に、導電性接着剤によって接着する。その後、導電性接着剤および導電性シールによりボタン電池2を接続する。これにより、回路に電源が供給される。
図7に、ボタン電池2が装着されて、電源が供給されてからのファームウエア60の処理フローチャートを示す。検知シート体10の制御回路4のCPU50(以下制御回路4と省略することがある)は、電源供給によってファームウエア60を起動すると、無線送信回路3を制御して、電源ONデータ・テストデータを送信するように指令する(ステップS1)。これを受けて、無線送信回路3は電源ONデータ・テストデータを送信する。この実施形態では、LPWAによる無線通信の電波を、送信データによって変調して送信するようにしている。
図8に、無線送信回路3から送信される送信データの構造を示す。IDは、検知シート体10に対して固有に付される識別符号であり、製造時にモジュール15に予め記録されている。イベントは、検知シート体の状態を表すデータであり、イベントの対応表に示すように0~7のそれぞれに対して状態が対応付けられている。電池電圧は、モジュール15に内蔵されたセンサによって検出したボタン電池2の電圧を示すデータである。
無線送信回路3から送信されたLPWAの電波は、各地に設けられた基地局のうち検知シート体10の近傍の基地局によって受信される。図9に、検知シート体10、基地局B1~B4、追跡サーバ装置30の関係を示す。検知シート体10の無線送信回路3からの電波は、基地局B1、B2、B3、B4によって受信される。各基地局B1~B4では、受信した電波からデータを復調し、受信した際の電波強度とともに追跡サーバ装置30に送信する。
追跡サーバ装置30は、これらデータ(ID・イベント・電池電圧・受信日時など)を受けて、管理サーバ装置35に送信する(ステップS31)。また、この際、基地局B1~B4において受信した電波強度に基づいて、検知シート体10の位置および位置精度(誤差半径)を算出し、これも併せて管理サーバ装置35に送信する。算出した位置の正確性は、算出に用いた基地局の数によって変化する。すなわち、多くの基地局からの電波強度に基づいて推定を行った場合には位置精度が高くなり、少ない基地局からの電波強度に基づいて推定を行った場合には位置精度が低くなる。
このように基地局の数などによって決まる精度を、誤差半径として算出するようにしている。おおむね、算出された位置を中心とした誤差半径内に正しい位置があるということができる。
管理サーバ装置35のCPU350(以下、管理サーバ装置35と省略することがある)は、ID・受信日時・イベント・電池電圧・位置を、追跡サーバ装置30から受信し状態データとして、SSD356に記録する(ステップS51)。
図10Aに、記録された状態データを示す。検知シート体10ごとに(すなわちIDごとに)、イベントの種類、発生日時(追跡サーバ装置30が受信した日時)、位置、電池電圧が記録される。図10Aにおいては、電源ONデータ、テストデータ送信がイベントとして記録されている。
製造者は、製造者端末装置(図示せず)を操作して、インターネットを介して管理サーバ装置35にアクセスし、この状態データを閲覧することができる。したがって、ボタン電池2を装着したにも拘わらず、電源オンデータ、テストデータのイベントが記録されていなかったり、電池電圧が所定値より低ければ、モジュール15に不具合があることを知ることができる。
検知シート体10の制御回路4は、ステップS1においてデータを送信すると、その後は、低消費電力モード(スリープモード)に入る(ステップS2)。低消費電力モードでは、CPU50は、実質的に割込を受け付ける以外の処理は実行せず、ボタン電池2の消耗を抑える。
このようにボタン電池2が装着された検知シート体10は、利用者もしくは製造者によって図5に示すように、封筒70に貼り付けられる。
3.2発送以後開封までの処理
利用者は、封筒70に書類などの内容物を収納した後、封をして、ミシン目6にて検知シート体10を切断し、三角領域(除去領域)61を取り除く。三角領域61が取り除かれているので、発送がなされたことを人が視覚的に容易に確認することができる。
これによりグランド・パターンGP1が切断され、第1の端子T1(端子U1TX)が、「L」から「H」に変化する。図2の割込制御回路56は、これを検知してCPU50に対して端子T1による割込指示を行う。
端子T1による割込処理のフローチャートを、図11に示す。端子T1(端子U1TX)による割込指示がなされると、CPU50は、低消費電力モードを止めて通常の動作モードとなる。そして、無線送信回路3に対し、発送データを送信するように指令する(ステップS3)。これを受けて、無線送信回路3は、イベントを「2」とする送信データ(図8参照)を、LPWA無線電波にて送信する。
追跡サーバ装置30は、基地局を介して発送データを取得し、日時、場所、誤差半径を付加して、管理サーバ装置35に送信する(ステップS32)。管理サーバ装置35は、これを受信してSSD356に記録する(ステップS52)。図10Bに、記録された発送データを示す。発送を示すイベントとともに、日時、位置などが記録される。
上記のように、利用者によってミシン目6が切断された後、封筒70が郵便や荷物などとして輸送業者によって目的地まで運ばれる。
検知シート体10の制御回路4は、発送データを載せた電波を送信すると、低消費電力モード(スリープモード)に入る(ステップS4)。この低消費電力モードにおいても、CPU50は、割込を受け付ける以外の処理は実行せず、ボタン電池2の消耗を抑える。ただし、端子T1による割込処理においては、端子T2による割込処理を受け付ける他、CPU50の持つ内部タイマによって時間を計測し、所定時間経過するごとにタイマ割込を行うようにしてる。
発送データ送信から所定時間(ここでは24時間)が経過すると、CPU50はタイマ割込による処理を実行する(フローチャートでは理解を容易にするために分岐処理にて示しているが割込処理にて実行されるものである)。この割込により、CPU50は低消費電力モードから通常モードに復帰する。そして、イベントを「4」にした状態データ、すなわち死活監視データを送信するよう無線送信回路3に指令する(ステップS6)。これを受けて、無線送信回路3は、イベントを「4」とする死活監視データをLPWA無線電波にて送信する。
追跡サーバ装置30は、基地局を介して発送データを取得し、日時、場所を付加して、管理サーバ装置35に送信する(ステップS33)。管理サーバ装置35は、これを受信してSSD356に記録する(ステップS53)。図10Cに、記録された発送データを示す。発送を示すイベントとともに、日時、位置などが記録される。
CPU50は、死活監視データを送信すると、再び、低消費電力モードに入る(ステップS4)。そして、タイマ割込により、所定時間(ここでは24時間)ごとに、死活監視データを送信するよう制御する。したがって、図10Cに示すように、ミシン目6が切断された後は、24時間ごとに検知シート体10の位置を追跡して管理サーバ装置35に記録される。管理サーバ装置35に記録された状態データは、インターネットを介して利用者端末装置40から閲覧することができる。したがって、利用者は、発送した封筒が現在どこの場所にあるのかを知ることができる。なお、閲覧の際には、緯度経度に基づいて地図上に検知シート体10の位置を表示するように、管理サーバ装置35が表示画面を用意するようにしてもよい。
3.3開封以後の処理
次に、封筒70が配送先に到着し、内容物を取り出すために受取人がジッパー72を開けると、図5に示すように、検知シート体10のミシン目7も同時に切断される。
これによりグランド・パターンGP2が切断され、第2の端子T2(端子U1RX)が、「L」から「H」に変化する。図2の割込制御回路56は、これを検知してCPU50に対して端子T2による割込指示を行う。
端子T2による割込処理のフローチャートを、図12に示す。端子T2(端子U1RX)による割込指示がなされると、CPU50は、低消費電力モードを止めて通常の動作モードとなる。そして、無線送信回路3に対し、開封データを送信するように指令する(ステップS7)。これを受けて、無線送信回路3は、イベントを「3」とする送信データ(図8参照)を、LPWA無線電波にて送信する。
追跡サーバ装置30は、基地局を介して開封データを取得し、日時、場所を付加して、管理サーバ装置35に送信する(ステップS34)。管理サーバ装置35は、これを受信してSSD356に記録する(ステップS54)。図13Aに、記録された開封データを示す。開封を示すイベント「3」とともに、日時、位置などが記録される。したがって、利用者は、利用者端末装置40を操作して管理サーバ装置35にアクセスし、封筒70が到着しただけでなく受取人によって開封がなされたことを確認することができる。
検知シート体10の制御回路4は、開封データを載せた電波を送信すると、低消費電力モード(スリープモード)に入る(ステップS8)。この低消費電力モードにおいても、CPU50は、割込を受け付ける以外の処理は実行せず、ボタン電池2の消耗を抑える。ただし、端子T2による割込処理においては、CPU50の持つ内部タイマによって時間を計測し、所定時間経過するとタイマ割込を行うようにしてる。
CPU50は、開封データを送信してから所定時間(ここでは1分)が経過すると、タイマ割込による処理を実行する。この割込により、CPU50は低消費電力モードから通常モードに復帰する。そして、イベントを「5」にした状態データ、すなわち開封検知1分後データを送信するよう無線送信回路3に指令する(ステップS11)。これを受けて、無線送信回路3は、イベントを「5」とする開封検知1分後データをLPWA無線電波にて送信する。
追跡サーバ装置30は、基地局を介して発送データを取得し、日時、場所を付加して、管理サーバ装置35に送信する(ステップS35)。管理サーバ装置35は、これを受信してSSD356に記録する(ステップS55)。
CPU50は、開封検知1分後データを送信すると、再び、低消費電力モードS8に入る(ステップS8)。
続いて、CPU50は、開封検知1分後データを送信してから所定の時間(ここでは4分)が経過すると、タイマ割込による処理を実行する。この割込により、CPU50は低消費電力モードから通常モードに復帰する。そして、イベントを「6」にした状態データ、すなわち開封検知5分後データを送信するよう無線送信回路3に指令する(ステップS11)。これを受けて、無線送信回路3は、イベントを「6」とする開封検知5分後データをLPWA無線電波にて送信する。
追跡サーバ装置30は、基地局を介して発送データを取得し、日時、場所を付加して、管理サーバ装置35に送信する(ステップS35)。管理サーバ装置35は、これを受信してSSD356に記録する(ステップS55)。
CPU50は、開封検知5分後データを送信すると、再び、低消費電力モードS8に入る(ステップS8)。それ以降は、所定時間ごと(ここでは1時間ごと)に、タイマ割込によって、開封検知後の死活監視データを送信する(ステップS11)。このデータも、追跡サーバ装置30を介して、管理サーバ装置35に記録される。
図14に、上記のようにして記録された状態データを示す。開封データを送信した後も、状態データを送信し続けるのは、何らかの要因で開封データが受信されない場合であっても、その後のデータを受信することで開封を知ることができるようにするためである。
また、開封後に封筒70がいずれの場所に移動するのかを記録することで、消費者の廃棄行動を知ることができ、ゴミ償却、廃棄行動に伴うマーケティングなどに利用することができる。
以後、検知シート体10のボタン電池2がなくなったり、検知シート体10が破壊されるなどにより検知シート体10が動作しなくなるまで、状態データの送信が続けられる。
以上のようにして、簡単に発送、開封を検知することができるとともに、検知シート体10単体での出荷時刻・場所、発送時刻・場所、配送状況・開封時刻・場所などを検知することができる。
なお、発送時にミシン目6を切断するのを忘れた場合、開封時にミシン目7を切断することで、発送の後に開封が検出される。図3に示すように、ミシン目6が切断されていない状態であっても、左右いずれの方向から破いたとしても、必ず第1の端子が「H」となってから、第2の端子が「H」となるようにパターンを構成している。第2の端子の切断箇所の両側に、第1の端子の切断箇所を設けるようにしているからである。
したがって、発送時にミシン目6の切断忘れがあっても動作が行われるようになっている。ただし、発送と開封の時間差が極めて少なく記録されるので、発送時にミシン目6の切断忘れがあり、実際の発送タイミングは記録された日時より前であったことを知ることができる。
3.4ファームウエアの書き込み
上記説明では、制御回路4にファームウエア60が書き込み済であるとして説明した。以下、ファームウエア60の書き込み処理について説明する。
ファームウエア60を書き込む際には、モジュール15単体で行うことが好ましい。書き込みの際には、図4に示す電源端子M3V3とグランド端子GNDとの間に電圧を印加し、端子SWCLKからクロック信号、端子SWDIOからファームウエア60のデータを与える。これにより、制御回路4の不揮発性メモリ54にファームウエア60が書き込まれる。なお、書き込んだファームウエア60を削除する場合には、リセット端子NRSTに信号を与える。
上記のように、ファームウエア60の書き込みは、モジュール15単体で行うことが好ましいが、検知シート体10にモジュール15を接着してから、ファームウエア60の修正が必要となる場合もある。このような場合のために、図3に示すように、端子Q1(SWCLK)、Q2(SWDIO)、Q3(NRST)、Q4(M3V3)、Q5(GND)が設けられている。したがって、これらの端子用いて、ファームウエア60の書き換えが可能である。
4.その他
(1)上記実施形態では、LPWA無線を用いている。しかし、通常の携帯無線通信など他の無線方式を用いてもよい。
(2)上記実施形態では、位置情報も検出するようにしている。しかし、発送があったこと、開封がされたことだけを検出するようにしてもよい。
(3)上記実施形態では、発送以後の位置データを所定時間間隔で検出するようにしている。これは、発送前の位置データを取得すると、ボタン電池2の消耗によって発送以後の追跡に支障きたすことを避けるためである。しかし、ボタン電池2の容量に余裕があれば、発送前の位置データを取得するようにしてもよい。これにより、検知シート体10がどのような経路で利用者の元に到達したかを知ることができ、マーケティングなどに利用することができる。
また、発送時に第1の破断構造6の破断処理を忘れた場合であっても、位置データが取得されているので、位置データに基づいて発送時を推定することが可能となる。
(4)上記実施形態では、発送時に切り取った部分(上記例では三角領域61)を破棄するようにしているが、この部分にユニークな番号(検知シート体10のIDと対応付けておくとよい)を印字しておき、これを発送控えとして利用者が保持するようにしてもよい。
(5)上記実施形態では、薄板基板11として紙を用いている。しかし、破断構造が容易に破断できる材料であれば、薄板プラスチック材などを用いてもよい。
(6)上記実施形態では、検知シート体10と封筒70を別体として構成し貼り付けるようにしている。しかし、封筒70の一部を検知シート体としてパターンを形成し、両者を一体のものとして構成してもよい。
(7)上記実施形態では、追跡サーバ装置30と管理サーバ装置35を、別のサーバ装置として構成している。しかし、これらを一つのサーバ装置として構成するようにしてもよい。
(8)上記実施形態では、封筒70に検知シート体10を設けた場合について説明した。しかし、封筒に限らず、段ボール箱など配送に用いる容器一般に適用することができる。すなわち、開封時に第2の破断構造が破断されるように容器に検知シート体10を設けるようにすればよい。
図15に、段ボール箱用に構成した検知シート体10の構造を示す。回路図としては、実質的に、図4と同等である。
第1の破断構造であるミシン目6によってグランド・パターンGP1が切断され、第2の破断構造である脆弱部7によってグランド・パターンGP2が切断されるようになっている。折曲線78の先には、シール76が設けられている。シール76は剥離可能に構成されており、シール76を剥がすと、粘着材が現れるようになっている。脆弱部7は、矢印A方向に引っ張る力を加えたときに、この部分から破断するように、切欠きや空洞が設けられている。なお、折曲線78は、折曲げのための目安として線を印刷し、ミシン目としない方が好ましい。折曲線78をミシン目などで折り曲げやすく構成してもよいが、脆弱部78より破断に対する強度を高くしておくことが好ましい。
図16Aに、この検知シート体10を用いて荷物を発送する場合の処理を示す。段ボール箱90の内側に検知シート体10を貼り付ける。この際、折曲線78と、フラップ92の折り曲げ部が合致するようにする。
なお、検知シート体10の段ボール箱90への貼り付けは、荷物を発送する際に行ってもよいし、予め貼り付けられた段ボール箱90を用意しておいてもよい。
図16Aの状態で、内容物を段ボール箱90に詰めた後、ミシン目6を破断する。これにより、発送データが送信される。続いて、フラップ92、94、96、98を閉じる。この際、図16Bに示すように、シール76を剥がしてフラップ94の上面に検知シート体10を貼り付ける。
荷物が発送されると、所定時間ごとに死活監視データが送信されて、位置の追跡がなされる。
荷物が到着し開封がなされると、フラップ94を開けた際、検知シート体10がフラップ94の上面に張り付けられているので、図15の矢印A方向に力が加わり、脆弱部7が破断する。これにより、開封データが送信される。
以上のように、封筒と同じように発送・開封を検出することができる。
(9)上記実施形態では、発送・開封・位置などを送信するようにしている。しかし、これらのいずれかに代えて、あるいは加えて、環境情報(温度、湿度、照度など)をセンサによって取得して送信するようにしてもよい。
たとえば、検知シート体10に温度センサを設け、発送後、所定時間間隔にて検出データを送信する(たとえば、死活監視データ送信の際に送信する)ようにすることができる。これにより、輸送中の荷物の温度を検出することができ、生鮮食品などの輸送管理に用いることができる。
図17に、温度センサ95を設けた検知シート体10の構造を示す。温度センサ95の出力データがアナログ信号である場合、A/D変換をしてディジタルデータとして取り込む必要がある。上記実施形態にて用いたモジュール15(Innovation Farm社のIFS-M01)は、内部にA/D変換器を備えており、入力端子GPにアナログ信号を与えると、CPU50はA/D変換器によってディジタル化されたデータを取得することができる。したがって、CPU50は、このデータを、無線送信回路3によって送信することができる。
(10)上記実施形態では、発送時にミシン目6の切断忘れがあっても、開封時に手で開封できるようにしている。しかし、ミシン目がないと薄板基板11が破れないような強度に構成することで、発送時にミシン目6を切断していなければ、開封時にミシン面7を切断しても、図3の三角の領域61が手で破れないようにしてもよい。受け取り人が発送日を知ることを条件に購入する商品などでは、受け取り人は、開封をせずに返品を行うことができる。
(11)図18に、他の例による検知シート体10を示す。この例においては、検知シート体10の薄膜基板として合成樹脂(たとえば、ポリエチレン・ナフタレート(PEN)樹脂)を用いている。右側に起動時に破断するミシン目6、左側に開封時に破断するミシン目7を設けている。ミシン目6、7の外側(すなわち破断によって切り取られる薄膜基板)には、メッシュ状に形成したグランドパターンGM1、GM2(グランドに接続されている)が設けられている。これにより、ミシン目6、7による破断時に、指などが触れても、ノイズが生じにくくなり、ノイズによる誤動作を防止することができる。また、起動時にミシン目6によって切り取られる領域63には、この検知シート体10を特定する符号が記されたたバーコードBCが印刷されている。
なお、線状のパターン(メッシュ)によって構成したのは、中実のパターンであると、パターン面積が大きくなって、アンテナAN1、AN2に悪影響を与えるからである。
また、この実施形態においては、図2の端子T1の電位がHになっても、CPU50は、直ちに図11の処理に入らないようにしている。ノイズによって端子T1の電位がHになる可能性があるからである。
そこで、この例ではCPU50は、端子T1の電位がHになって外部割り込みが生じても図11の処理を直ちに実行しないようにしている。以下に示すように、外部割り込み後、所定時間をあけて所定回数端子T1の電位がHであるか否かを判断し、所定回数においてすべてHであれば、図11の処理を実行するようにしている。
端子T1の電位がHになって外部割り込みが生じると、これを確認しスリープモードに入る。その後、所定時間(例えば100ms)経過すると、タイマ割込によってスリープモードから復帰し、端子T1の電位を検出する。端子T1の電位を確認した後、再びスリープモードに入る。さらに、所定時間(例えば100ms)経過すると、端子T1の電位を検出する。
以上の処理を所定回数(たとえば、3回)繰り返し、所定回数全てにおいて端子T1の電位がHであれば、図11の処理を実行する。所定回数のうち一回でもHでない場合があれば、ノイズであると判断しスリープモードに入る。
また、この例では、図19に示すように、回路パターンの周囲をグランドパターンGPで取り囲むようにしている。これにより、ノイズの影響を低減している。
さらに、図20に示すように、中央の回路パターン部分には、ポリプロピレンによるカバーPPSが設けられている。カバーPPSの四辺が基板上に接着されている。これにより、中央の回路部分を保護している。
この検知シート体10を使用する場合の例を、図21に示す。たとえば、段ボール箱に製品を収納して発送する場合を例として説明する。発送時に、製品を段ボール箱に収納した後、中ぶたを閉じる。この状態にて、検知シート体10の裏面の保護シールを剥がして接着面を出し、図21Aに示すように、中ぶたの境界線BDに合致するように検知シート体10を貼り付ける。
その後、ミシン目6を破断し、領域63を分離することで、検知シート体10が起動する。領域63には、検知シート体10を特定するためのバーコード(識別子)BCが印刷されている。したがって、これを、段ボールに印刷などで付されている製品を特定するバーコードPBCの近傍に貼り付ける(図21B)。このようにすれば、バーコードリーダなどで双方のバーコードBC,PBCを読み取って、製品と検知シート体10とを関連づけることが容易である。また、段ボール箱に製品のバーコードが付されていない場合であっても、バーコードBCを貼り付けることで、いずれの検知シート体10が用いられているかを管理することが容易となる。その後、段ボール箱の蓋を閉じて発送する。
段ボール箱が宛先に到着し、中ぶたを開けると、ミシン目7が破断されるので、開封されたことを検知シート体10によって確認することができる。
なお、図22に示すように、製品を取り出すためにミシン目7を破断しなければならない構造のものであれば、どのような構造であっても適用することができる。
(12)上記実施形態では、ハードウエア割り込み処理によって、発送データ、開封データを送信する処理を行うようにしている。しかし、通常の判断処理によって、発送データ、開封データを送信する処理を行うようにしてもよい。タイマ割込についても同様である。
(13)上記実施形態では、破断構造としてミシン目や穴を設けた脆弱部を用いている。しかし、破断可能な構造であれば、厚み方向に半分程度の深さで設けた連続した切り込みなど他の破断構造を用いてもよい。
(14)上記実施形態では、容器に破断構造をもうけた例を示した。しかし、容器を包む包装(プラスチック包装など)に、破断構造を設けるようにしてもよい。
(15)上記に示した変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

Claims (15)

  1. 破断可能な薄板基板に設けられ、移動通信の基地局に対し状況信号を送信する無線送信回路と、
    前記薄板基板に設けられ、第1の端子に与えられる電圧に応じて、発送を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御するとともに、第2の端子に与えられる電圧に応じて、開封を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御する制御回路と、
    前記薄板基板に設けられ、無線送信回路および制御回路に電圧を供給するための電池と、
    前記薄板基板に設けられ、前記第1の端子と電池との間を接続する第1のシート配線と、
    前記薄板基板に設けられ、前記第2の端子と電池との間を接続する第2のシート配線と、
    前記第1のシート配線を切断することで前記第1の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第1の破断構造と、
    前記第2のシート配線を切断することで前記第2の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第2の破断構造と、
    を備えた検知シート体。
  2. 請求項1の検知シート体において、
    前記薄板基板は合成樹脂によるフィルムまたは紙であり、
    前記第1のシート配線、第2のシート配線は、合成樹脂によるフィルムまたは紙の上に印刷によって形成された印刷配線であり、
    前記第1の破断構造、第2の破断構造は、紙および印刷配線に設けられたミシン目であることを特徴とする検知シート体。
  3. 請求項2の検知シート体において、
    前記印刷配線は、前記ミシン目の近傍において、ミシン目の延長方向に幅広に形成されていることを特徴とする検知シート体。
  4. 請求項2または3の検知シート体において、
    前記第1の破断構造によって切り離される薄板基板および前記第2の破断構造によって切り離される薄板基板に、グランドに接続された電極が形成されていることを特徴とする検知シート体。
  5. 請求項4の検知シート体において、
    前記グランドに接続された電極は、線状のパターンにて構成されることを特徴とする検知シート体。
  6. 請求項2または3の検知シート体において、
    前記第1の破断構造によって切り離される薄板基板に、当該検知シート体を特定するための符号をコート化したコードが印刷されていることを特徴とする検知シート体。
  7. 請求項2または3の検知シート体において、
    前記第1の破断構造であるミシン目構造と、前記第2の破断構造であるミシン目構造とは異なる方向に設けられており、
    前記第2の破断構造であるミシン目構造の少なくとも一端は前記紙の端部に到達しておらず、前記第1の破断構造であるミシン目構造によって前記紙の一部を取り除くことによって生じる新たな端部に到達するよう構成されていることを特徴とする検知シート体。
  8. 請求項2または3のいずれかの検知シート体を備え、開封用の破断構造を備えた封筒であって、
    前記検知シート体の前記第2の破断構造であるミシン目構造に、前記開封用の破断構造が重なるように、検知シート体が固定された封筒。
  9. 請求項2または3のいずれかの検知シート体を備え、蓋を備えた容器であって、
    前記蓋を開くと、前記検知シート体の前記第2の破断構造であるミシン目構造が破断されるように、検知シート体が固定された容器。
  10. 請求項1の検知シート体において、
    前記第1の端子および第2の端子は、ハードウエア割り込みの端子であり、
    前記制御回路は、前記ハードウエア割り込み端子に所定の信号が入力されるまで、当該ハードウエア割り込み端子の監視のみを実行するように構成されていることを特徴とする検知シート体。
  11. 請求項1の検知シート体において、
    前記制御回路は、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、当該検知シート体が動作していることを示す状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御することを特徴とする検知シート体。
  12. 請求項1の検知シート体において、
    前記制御回路は、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、当該検知シート体の現在位置を推定するために用いる状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御することを特徴とする検知シート体。
  13. 請求項1の検知シート体において、
    当該検知シート体の周囲の環境を計測するセンサをさらに備え、
    前記制御回路は、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、前記センサによる計測結果を示す状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御することを特徴とする検知シート体。
  14. 容器に収納または固定され、無線送信回路を有する検知シート体と、
    前記無線送信回路からの状態信号を直接的または間接的に取得することのできるサーバ装置と、
    を備えた状態検知システムにおいて、
    前記検知シート体は、
    破断可能な薄板基板に設けられ、移動通信の基地局に対し状況信号を送信する無線送信回路と、
    前記薄板基板に設けられ、第1の端子に与えられる電圧に応じて、発送を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御し、第2の端子に与えられる電圧に応じて、開封を示す状態信号を送信するように前記無線送信回路を制御するとともに、前記発送を示す状態信号を送信した後、少なくとも前記開封を示す状態信号を送信するまでの間、当該検知シート体の現在位置を推定するために用いる状態信号を所定時間間隔にて送信するように前記無線送信回路を制御する制御回路と、
    前記薄板基板に設けられ、無線送信回路および制御回路に電圧を供給するための電池と、
    前記薄板基板に設けられ、前記第1の端子と電池との間を接続する第1のシート配線と、
    前記薄板基板に設けられ、前記第2の端子と電池との間を接続する第2のシート配線と、
    前記第1のシート配線を切断することで前記第1の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第1の破断構造と、
    前記第2のシート配線を切断することで前記第2の端子の電圧を変動させるため、前記薄板基板に設けられた第2の破断構造とを備え、
    前記サーバ装置は、
    発送を示す状態信号を受けて、当該検知シート体が発送状態にあることを、日時とともに当該検知シート体に対応付けて記録部に記録する発送記録手段と、
    発送を示す状態信号を受けた後、開封を示す状態信号を受けるまでの間、当該検知シート体が輸送状態にあることを、現在位置を推定するために用いる状態信号に基づいて推定された現在位置および日時とともに当該検知シート体に対応付けて記録部に記録する輸送記録手段と、
    開封を示す状態信号を受けて、当該検知シート体が開封状態にあることを、日時とともに当該検知シート体に対応付けて記録部に記録する開封記録手段と、
    端末装置に対し、前記記録部に記録された前記検知シート体の状態を送信する送信手段とを備えた状態検知システム。
  15. 検知シート体から発送を示す状態信号を、移動通信の基地局を介して受けて、当該検知シート体が発送状態にあることを、日時とともに当該検知シート体に対応付けて記録部に記録する発送記録手段と、
    検知シート体から発送を示す状態信号を、移動通信の基地局を介して受けた後、開封を示す状態信号を、移動通信の基地局を介して受けるまでの間、当該検知シート体が輸送状態にあることを、現在位置を推定するために用いる状態信号に基づいて推定された現在位置および日時とともに当該検知シート体に対応付けて記録部に記録する輸送記録手段と、
    検知シート体から開封を示す状態信号を、移動通信の基地局を介して受けて、当該検知シート体が開封状態にあることを、日時とともに当該検知シート体に対応付けて記録部に記録する開封記録手段と、
    端末装置に対し、前記記録部に記録された前記検知シート体の状態を送信する送信手段と、
    を備えたサーバ装置。


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