安全密封装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及安全密封装置和方法的领域，尤其涉及收发器。
【背景技术】
[0002]密封接近某些财产(特别是在运输中的财产)的入口已经是长期存在的人类需求。例如，为了防止走私，海关部门经常用附标记的密封装置密封过境货运车辆和船运集装箱。货主或物流供应商也可使用这种附标记的密封装置以保护货物免于被盗窃或其他未经授权的篡改。然而，这样附标记的密封装置提供的物理保护可能被限制，它们的主要目的是清楚地显示它们是否已被破坏以及货物是否被潜在地接近。通过定期检查附标记的密封装置，货物可以被跟踪，并且如果密封装置已被破坏，则能够识别破坏所发生的运输段。因此，这种附标记的密封装置可非常有效地威慑财产在运输中的未经授权的接近、转移和/或篡改。
[0003]本领域技术人员已知不同类型的附标记的密封装置。在一种它的最简形式中，这样的附标记的密封装置可以是具有棘齿带的塑料标签。更复杂的附标记的密封装置采取具有线材带的金属锁、附标记的金属带密封件或附标记的螺栓密封件的形式。为了防止误报警，防止这种附标记的密封装置的意外破坏也很重要。为了该目的，国际标准组织(ISO)已经发布了用于密封装置的拉伸、剪切、弯曲和抗冲击性认证的IS017712标准。
[0004]大部分这样的附标记的密封装置的一个不便之处是检查和识别它们需要靠近标签的目视检查。当大量的集装箱需要被跟踪(例如在重要的海关检查站或转运设施)时，这可能非常乏味和耗时。此外，代理人目视检查大量密封可能会很容易忽略个别的密封破坏。
[0005]为此，已经提出包括射频识别(RFID)技术在内的几种不同类型的安全密封装置。这样的RFID装置包括射频收发器，用于将识别数据无线传送到远程读取器。此外，如果密封装置已被破坏，射频收发器也可传输特定信号。例如，美国专利申请公开文献US2005/0231365 Al 和 US 2007/0103310 Al 以及美国专利 US 6, 265, 973 BI 各自公开了一种具有电路的安全密封装置，该电路被构造为在被破坏的情况下传输特定信号。然而，这些文件中公开的安全密封装置需要有源射频收发器，因此需要电源。保障这样的电源增加了这些密封装置的复杂性和成本并降低了它们的可靠性。这样的安全密封装置能响应远程读取器的范围取决于该电源。因此，增加此范围通常涉及增加成本和降低可靠性方面的权衡。
[0006]可选地，仅需要无源射频收发器(即，能由入射的无线电信号的能量单独地供电的收发器)的安全密封装置也已经被提出。这样的设备已经在美国专利申请公开文献US2006/0145868 AUUS 2006/0087431 Al 以及 US 2007/0139196 Al 中公开。在这些安全密封装置中，如果密封被破坏，那么连接射频收发器和天线的导电路径被损坏。因此这样的破坏能容易地被探测到。然而，这些安全密封装置的一个缺点是它们响应于远程读取器的范围通常很有限。
【发明内容】
[0007]本公开的第一目的是提供一种简单且防篡改的(tamper-safe)安全密封装置，特别是一种安全密封装置，至少包括:关闭元件，具有导电路径；锁定体，包括电路，该电路具有数据载体以及拥有预定工作波长的射频收发器，所述锁定体还构造成被锁定到所述关闭元件的至少一个自由端以将锁定体附接到待密封的物体；其中具有远程读取器的射频收发器的通信范围显著增大而无需增加的内部或外部电源。
[0008]为此，在至少一个示出的实施例中，关闭元件的导电路径具有大体上等于射频收发器的所述预定工作波长的一半的X倍或1/2X倍的长度，其中X是整数。借助这样的长度，该导电芯能作为补充天线以关闭元件的所述工作波长进行工作，通过感应耦合显著地增加射频收发器的范围，甚至无需与其物理连接。在现有长度之内，“大体上等于”应被理解为允许例如±10%的变化。
[0009]在至少一个实施例中，锁定体可被构造为将所述关闭元件的第一端和第二端锁定在一起以将锁定体附接到待密封的物体。这尤其可促进诸如绳或条带的柔性关闭元件的使用，允许其在广泛的情况下使用。然而，可选地，当用螺栓密封时，锁定体可构造成被锁定到关闭元件的仅一端。
[0010]如果射频收发器至少包括定向在第一平面中的第一平面天线，并且所述锁定体被构造为将定向在大体上平行于所述第一平面的平面中的关闭元件的所述第一端和第二端锁定在一起，关闭元件的导电芯与射频收发器的感应耦合能够被增强。关闭元件的导电路径和第一平面天线因此能被定向为沿着大体上平行的平面，这有助于它们的感应耦合。为了更好的覆盖安全密封装置的每一侧，射频收发器至少可包括被定向为大体上平行于第一平面天线的第二平面天线。“大体上平行”应被理解为功能上等同于平行定向，尽管可存在例如5°或10°的轻微偏差。
[0011]本公开的第二目的是提供一种防篡改，尤其是防止关闭元件的破坏的安全密封装置。为此，所述电路可包括第一电端子和第二电端子，第一电端子和第二电端子构造成当关闭元件的第一端和第二端被锁定体锁定在一起时通过关闭元件的导电路径被连接，使得关闭元件的破坏将中断第一电端子和第二电端子之间的该连接，中断可容易地被电路探测至IJ。特别地，电路可构造成自动地储存在所述数据载体之内，无论所述第一电端子和所述第二电端子之间的连接是否已经被中断。利用该另一反篡改特征，将能够识别被破坏的密封，即使该连接随后已经被恢复。
[0012]本公开的第三目的是提供一种特别小型的安全密封装置。为此，电路可形成到基板上，基板至少包括:第一节段，至少支撑射频收发器的第一平面天线，在第一平面中延伸；以及第二节段，至少支撑所述第一端子和所述第二端子，并在相对于第一平面例如呈大体上直角的一角度的第二平面中延伸。为了更好的覆盖安全密封装置的两侧，基板还可包括第三节段，至少支撑射频收发器的第二平面天线，并大体上平行于第一节段延伸。为了保护电路免受意外损坏或篡改，电路可被封装在介电材料之内。在本公开内，“大体上直角”为了其当前的实际目的应理解为功能上相当于直角的角度，尽管其可能与90°稍微不同，例如相差5°或10°。必须指出的是，电路的这些特征甚至能与本公开的其他特征隔离而使用，并且至少一些它们的优点甚至在类似的安全密封装置中体现，在该类似的安全密封装置中，关闭元件不存在导电路径或它的导电路径具有并非大体上等于射频收发器的工作波长的一半的倍数的长度。
[0013]为了物理上阻止蓄意或无意的密封破坏，所述锁定体可至少包括:第一开口，供所述关闭元件的第一自由端插入所述锁定体；以及第一保持机构，用于防止所述第一自由端一旦被插入之后从所述第一开口移除。
[0014]类似地，锁定体还可包括:第二开口，供所述关闭元件的第二自由端插入所述锁定体；以及第二保持机构，用于防止所述第二自由端一旦被插入之后从所述第二开口移除。然而，可选地，关闭元件的第二端可为具有锁定体的实心体(solid)，使得它不需被插入或锁定到它，或它可呈现扩大的截面，如用螺栓密封。
[0015]为了便于安全密封装置的使用，关闭元件可以是柔性的。然而，可选地，其也可以是刚性的，如用挂锁或螺栓密封。
[0016]为了提高安全密封装置的多功能性，特别是使其适应多种不同标准，该安全密封装置的射频收发器可具有多个预定工作波长，且其关闭元件具有多个不同长度的导电路径，每个长度大体上等于射频收发器的所述多个预定工作波长之一的一半的倍数。
[0017]本公开的另一目的是提供一种用于检查这样的安全密封装置的完整性的方法。为此，位于距所述射频收发器预定范围处的外部读取器可在各种不同传输功率水平发送被定址到射频收发器并使用所述工作波长的询问信号，且如果未能接收到询问信号的预定传输功率阈值以下的射频收发器的应答，则发出警告。该“功率扫描(power sweep)”技术允许安全密封装置的完整性的快速且容易的第一远程检查。
[0018]一些示例性实施例的以上概述并非意在描述每个公开的实施例或本发明的每种实施。特别是，除非明确说明与此相反，否则本说明书之内的任何示例性实施例的所选的特征可并入附加的实施例。
【附图说明】
[0019]参照附图，考虑各种实施例的以下详细描述，可更完整地理解本发明，在附图中:
[0020]图1是根据本发明的第一实施例的安全密封装置的剖切立体图；
[0021]图2是图1的安全密封装置的RFID嵌体的立体图；
[0022]图3是图1的安全密封装置的关闭元件的横向剖视图；
[0023]图4是根据本发明的第二实施例的安全密封装置的剖切立体图；
[0024]图5是图4的安全密封装置的RFID嵌体的立体图；
[0025]图6是根据本发明的第三实施例的安全密封装置的剖切立体图；
[0026]图7是图6的安全密封装置的RFID嵌体的立体图；
[0027]图8A是根据本发明的第四实施例的安全密封装置的立体图；
[0028]图8B是图8A的安全密封装置的剖切立体图；
[0029]图9是图8A和图8B的安全密封装置的RFID嵌体的立体图；
[0030]图1OA是根