CN109564644B - 工业电子徽章 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子徽章，其包括具有移动设备的形状的外壳、处理器和耦合到处理器并且包括观察和反馈应用的存储器。此外，电子徽章包括在第一个人区域网中通信的第一收发器，在第二个人区域网中通信的第二收发器，以及在局域网上通信的第三收发器。信息反馈设备由处理器控制以激活以向用户提供反馈已经给出或接收的信息，其中应于执行观察和反馈应用，并且响应于处理器与第一收发器、第二收发器和第三收发器中的至少一个的交互，信息反馈设备由处理器操作。

Description

工业电子徽章
技术领域
本发明涉及记录基于用户的观察反馈以用于事件跟踪的电子徽章，并且可选地涉及包括多种操作模式的徽章，例如当耦合到工业车辆时具有一种操作模式以及当由行人使用时的具有另一种模式的徽章。
背景技术
业务操作部署无线战略，包括分销商、零售商店、制造商等，以提高业务操作的效率和准确性。此外，还可以通过这种业务操作来部署无线策略，以避免不断增加的劳动力和物流成本的潜在影响。
例如，在典型的工业实施方式中，工业车辆(例如，叉车)被配备有通信设备，该通信设备将相应的工业车辆操作者经由无线收发器链接到在相关计算机企业上执行的管理系统。本质上，通信设备用作管理系统的接口，以指导工业车辆操作者的任务，例如，通过指示叉车操作者在哪里和/或如何拣选、包装、收起、移动、分级、处理或以其他方式操纵设施内的物品。
发明内容
根据本公开的方面，电子徽章包括具有移动设备的形状的外壳。外壳支撑处理器、耦合到处理器的存储器、第一收发器、第二收发器、第三收发器和信息反馈设备。存储器存储观察和反馈应用。此外，第一收发器耦合到处理器并在第一个人区域网中通信，第二收发器耦合到处理器并在第二个人区域网中通信，第三收发器耦合到处理器并在局域网中通信。信息反馈设备由处理器控制以激活来向用户提供反馈已经给出或接收的信息，其中响应于处理器执行观察和反馈应用，并且响应于处理器与第一收发器、第二收发器和第三收发器中的至少一个的交互，信息反馈设备由处理器操作。
根据本公开的其他方面，一种系统包括壳体和移动电子设备。壳体可附接到电子移动设备并且可从电子移动设备拆卸。该壳体包括第一收发器、信息反馈设备和耦合到电子移动设备的壳体接口的电子徽章接口。电子移动设备包括外壳，显示器，处理器，耦合到处理器的存储程序代码以执行观察和反馈应用的存储器，耦合到处理器的在第二个人区域网中通信的第二收发器，耦合到处理器的第三收发器在局域网中通信的第三收发器，以及壳体接口。当移动设备安装在壳体中时，耦合到处理器的第一收发器在第一个人区域网中通信，并且信息反馈设备由处理器控制以激活来向用户提供反馈已经给出或者接收的信息，其中响应于处理器执行观察和反馈应用，并且响应于处理器与第一收发器、第二收发器和第三收发器中的至少一个的交互，信息反馈设备由处理器操作。
根据本公开的又一些方面，托架设置有壳体接口，使得壳体可以耦合到托架并从托架接收电力。
根据本公开的其他方面，壳体包括保持相关移动设备的框架。壳体和移动设备共同形成电子徽章。该壳体包括耦合到相关电子设备的接口的电子设备接口、收发器和信息反馈设备。当框架保持相关的移动设备时，信息反馈设备耦合到移动设备的处理器。此外，信息反馈设备激活以指示选择从收发器发送的至少一个信息，以及选择由收发器接收的信息。而且，信息反馈设备保持激活直到用户与相关联的电子徽章交互。
根据本公开的方面，电子徽章包括处理器、第一收发器和耦合到处理器的存储器，其中，存储器包括程序，该程序通过确定电子徽章是否经由第一收发器可通信地耦合到工业车辆来指示处理器执行工业操作应用，如果电子徽章未耦合到工业车辆，则以与行人相关联的第一模式执行动作，如果电子徽章耦合到工业车辆，则以与工业车辆相关联的第二模式执行动作。
根据本公开的其他方面，电子徽章的存储器还包括观察和反馈应用、任务指导器应用、事件跟踪器应用、游戏化应用、模拟器应用、浏览器应用、社交媒体应用，或其组合。
附图说明
图1是根据本公开的方面的系统的框图；
图2是根据本公开的方面的工业车辆(例如叉车)上的电子系统的框图，其包括信息链接设备、基于环境的定位跟踪设备以及徽章通信器；
图3是根据本公开的方面的示例电子徽章的框图；
图4是示出根据本公开的各个方面的图3的电子徽章的存储器的框图；
图5是示出根据本公开的各个方面的用于确定图3-图4的电子徽章是否处于行人模式或工业车辆模式的算法的流程图；
图6是根据本公开的各个方面的图3-图5的电子徽章的实施例的图示；
图7是根据本公开的各个方面的附接到壳体的图6的电子徽章的实施例的图示；
图8是根据本公开的各个方面的附接到图7的壳体的图3-图7的电子徽章的实施例的图示，其附接到托架；
图9是根据本公开的各个方面的图7的电子徽章系统在行人背心的口袋中的图示；
图10是根据本公开的各个方面的图7的电子徽章系统在工业车辆的托架的口袋中的图示；以及
图11是能够实现本文更全面描述的任何系统或过程(或其子集)的计算机处理系统的框图。
具体实施方式
根据本公开的各个方面，系统和计算机实现的过程提供在工业应用中操作的电子徽章之间的通信能力，例如，约束环境(诸如仓库)、制造环境、商业操作等。
本公开提供了电子徽章，其改善了附近行人之间以及行人与附近的工业车辆操作者之间的无线通信。
特别地，本公开的各个方面通过使用电子徽章解决了事件检测和响应性的技术问题。更具体地，本公开提供了一种技术解决方案，其利用电子徽章之间的无线通信，基于观察数据生成事件，该通信经由临时的无线区域网实现。
这里的技术方案带来了若干技术效果，包括通过一个或多个区域网和局域网组合的自动电子徽章通信、改进的机器到机器通信，以及电子徽章之间改进的环境和态势感知。此外，通过使移动徽章能够收集由传统数据记录系统无法收集的观测数据，改进了上述技术。
根据本公开的其他方面，系统和计算机实现的过程提供多模式电子徽章，其当可通信地耦合到工业车辆时以第一模式操作，并且当不可通信地耦合到工业车辆时以第二模式操作。本文的公开内容改进了工业车辆和工业管理系统的技术。特别地，本公开的各个方面解决了登录工业车辆和跟踪/监测工业工人的技术问题。
本文的技术方案带来的技术效果，包括工业车辆和电子徽章之间的态势感知、增强工业车辆的显示系统，以及减少执行工业任务所需的硬件。
本文的公开内容还通过将不同的登录要求和跟踪来自多个独立设备的功能融合在一起以实现工业车辆来改进工业车辆和工业管理系统的操作。
系统概要
现在参考附图，尤其是图1，根据本公开的各个方面示出了系统100的总体图。所示系统100是专用(特定)计算环境，其包括通过一个或多个网络(通常由附图标记104指定)链接在一起的多个硬件处理设备(通常由附图标记102指定)。
网络104提供各种处理设备102之间的通信链路，并且可以由互连处理设备102的网络组件106支持，包括例如路由器、集线器、防火墙、网络接口、有线或无线通信链路和相应的互连、蜂窝站和相应的蜂窝转换技术(例如，在蜂窝和TCP/IP之间进行转换等)。此外，网络104可以包括使用一个或多个内联网、外联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线网络(WiFi)、互联网(包括万维网)、蜂窝和/或用于实现处理设备102之间的通信的其他布置的连接以实时或其他(例如，经由时移、批处理等)的通信。
处理设备102可以实现为服务器、个人计算机、膝上型计算机、上网本计算机、目的驱动设备、专用计算设备和/或能够通过网络104通信的其他设备。其他类型的处理设备102包括例如，个人数字助理(PDA)处理器、掌上电脑、蜂窝设备(包括蜂窝移动电话和智能电话)、平板电脑、电子控制单元(ECU)、工业车辆的显示器、多模式工业管理徽章等。
更进一步地，处理设备102被设置在一个或多个工业车辆108上，例如叉车、前移式叉车、拣选机、自动引导车、转叉式堆高机、牵引车、载重托盘车、步行式堆垛车等。在示出的示例配置中，工业车辆108通过一个或多个接入点110无线地与对应的网络组件106通信，该网络组件106用于到网络104的连接。或者，工业车辆108可以被配备有WiFi、蜂窝或其他合适的允许工业车辆108上的处理设备102直接与远程设备通信的技术(例如，通过网络104)。
说明性系统100还包括实现为服务器112(例如，web服务器、文件服务器和/或其他处理设备)的处理设备，其支持分析引擎114和相应的数据源(统称为数据源116)。
在示例性实现中，数据源116包括存储与操作有关的各种类型信息的数据库集合(例如，仓库、配送中心、零售店、制造商等)。然而，这些数据源116不需要共同定位。在说明性示例中，数据源116包括数据库，该数据库将来自多个不同的域的为了企业的利益而执行的进程联系起来。在所示示例中，数据源116包括工业车辆信息数据库118(支持在工业车辆操作域中执行的过程)、工业管理系统(例如，仓库管理系统(WMS))120(支持在WMS域中执行的、与在操作环境中移动和跟踪货物有关的过程)、人力资源管理系统(HRMS)122(支持在HRMS域中执行的过程)、地理特征管理系统124(支持利用地理域中的工业车辆的基于环境的定位跟踪数据的过程)等。以上列表不是详尽的并且仅旨在说明。
此外，说明性系统100包括实现为电子徽章126的处理设备。电子徽章126可以是移动徽章，例如安装在工人、车辆等上。电子徽章126也可以放置在机器、固定装置、设备、建筑物结构等上，这将在本文中更详细地描述。
在这方面，该申请通过引用并入申请号为62/354220的标题为“间接电子徽章跟踪”的美国临时专利申请；申请号为62/354235的标题为“电子徽章在过道超车动作中的应用”的美国临时专利申请；申请号为62/354281的标题为“作为会话标记的电子徽章”的美国临时专利申请；以及申请号为62/354304的标题为“认证和跟踪工业车辆操作者的电子徽章”的美国临时专利申请，所有申请均于2016年6月24日提交，其全部内容通过引用并入本文。这里，上述临时申请中描述的徽章的能力通过图3和4的硬件和软件被扩展以用于处理观察反馈，如本文更全面地阐述的。
在某些说明性实施方式中，工业车辆108本身可以经由电子徽章通信器技术彼此直接通信，例如，经由短程直接通信链路，从而形成网状网络或临时网状网络。
一个或多个工业车辆108还可以包括可选的基于环境的定位跟踪设备，其与由128示意性表示的定位跟踪系统一起工作，其允许工业车辆108的位置得以确定，即使在传统的全球定位系统(GPS)无效的室内操作时也是如此。如本文将更详细描述的，可以利用基于环境的定位跟踪来有效地映射和跟踪工业车辆108在尺寸受约束环境中的位置，例如工业企业的映射室内部分(例如，仓库、制造工厂等)。
分析引擎114和数据源116向处理设备提供域级资源，包括处理设备102、工业车辆108和电子徽章126。此外，数据源116存储与工业车辆108和电子徽章126相关的活动的数据，包括存储关于捕获事件、工业车辆和具有电子徽章和地理特征的行人相遇，及其组合等的信息。
工业车辆
参考图2，一个或多个工业车辆108包括处理设备102，其被实现为特殊用途的专用计算机(在此进一步指定为信息链接设备202)，其安装到工业车辆108(图1)或以其他方式与工业车辆108(图1)集成。
信息链接设备202包括用于实现无线通信、数据和信息处理以及与工业车辆108组件的有线(以及可选地无线)通信的必要电路，与服务器112(图1)经由接入点110(图1))以及与电子徽章126(图1)通信。作为一些说明性示例，信息链接设备202包括用于无线通信的收发器204。尽管为了方便示出了单个收发器204，但是实际上，可以提供一种或多种无线通信技术。例如，收发器204通过图1的接入点110经由802.11.xx与远程服务器(例如，图1的服务器112)通信。收发器204还可以可选地支持其他无线通信，例如蜂窝、蓝牙、红外(IR)、超宽带(UWB)或任何其他技术或技术组合。例如，使用到IP桥接器的蜂窝网络，收发器204可以使用蜂窝信号直接与远程服务器通信，例如跨越网络104(图1)的制造商服务器。
信息链接设备202还包括控制模块206，其具有耦合到存储器的处理器，用于实现计算机指令，包括计算机实现的过程或如本文中更全面地阐述和描述的其方面。控制模块206与在此更全面描述的图2中阐述的组件通信，使得信息链接设备202不同于通用计算机的特定机器。例如，控制模块206利用收发器204与远程服务器112(图1)交换信息，以控制工业车辆108的操作、远程存储从工业车辆108提取的信息等。
信息链接设备202还包括由控制模块206控制的电源使能电路208，以选择性地启用或禁用工业车辆108(或者，可选地，启用或禁用特定控制模块或车辆功能，例如液压、牵引等)。例如，控制模块206可以控制工业车辆电源使能电路208以向工业车辆108提供电力，以提供电力以选择工业车辆108的组件、经由电源线210为选择的车辆功能提供电力等，例如，基于操作者登录、检测到的地理特征等。
此外，信息链接设备202包括监测输入输出(I/O)模块212，以经由有线或无线连接与附接到工业车辆108或以其他方式安装在工业车辆108上的外围设备通信，例如传感器、仪表、编码器、开关等(统一由附图标记214表示)。模块212还可以连接到其他设备，例如第三方设备216，例如RFID扫描仪、显示器、仪表或其他设备。这允许控制模块206以获得并处理在工业车辆108上监测的信息。
信息链接设备202经由合适的车辆网络总线218耦合到其他工业车辆系统组件和/或与其通信。车辆网络总线218是任何有线或无线网络、总线或其他通信能力，其允许工业车辆108的电子组件彼此通信。作为示例，车辆网络总线218可以包括控制器区域网络(CAN)总线、本地互连网络(LIN)、时间触发数据总线协议(TTP)或其他合适的通信技术。
如本文将更全面地描述的，车辆网络总线218的使用使得控制模块206和信息链接设备202的其他组件能够无缝集成到工业车辆108的本地电子设备中。在示例配置中，信息链接设备202的控制模块206连接、理解并能够与本地车辆电子组件通信，例如牵引控制器、液压控制器、模块、设备、总线使能传感器、显示器、灯、灯条、声音产生设备、耳机、麦克风、触觉设备等(由附图标记220统一表示)。
基于环境的定位跟踪
根据本公开的又一些方面，在工业车辆108上提供基于环境的定位跟踪设备222。如图所示，基于环境的定位跟踪设备222经由车辆网络总线218(例如，CAN总线)连接到车辆电子设备。结果，基于环境的定位跟踪设备222可以直接与控制模块206以及链接到相应工业车辆108的车辆网络总线218的其他设备通信。基于环境的定位跟踪设备222使能工业车辆108在空间上感知到其在尺寸受约束环境内的位置，例如工业企业的映射部分。
在本文更全面描述的应用中，当工业车辆108在室内操作时，诸如全球定位系统(GPS)的传统技术可能没有效。然而，基于环境的定位跟踪设备222可以包括本地感知系统，其利用标记，包括基准标记、RFID、信号标记、灯或其他外部设备，以允许在工业环境(例如，仓库、制造工厂等)内的空间感知。此外，可以通过机器视觉引导系统来实现本地感知，例如，使用一个或多个相机。基于环境的定位跟踪设备222还可以/替代地使用变换器和三角测量计算来确定位置。此外，基于环境的定位跟踪设备222可以使用上述和/或其他技术的组合来确定工业车辆108的当前(实时)位置。因此，在某些实施方式中工业车辆108的位置可以被连续确定(例如，每秒或更少)。或者，可以连续地推导出其他采样间隔(例如，在离散定义的时间间隔、周期性或其他恒定和重复的时间间隔，基于中断、触发或其他措施的间隔)确定工业车辆随时间的位置。
基于环境的定位跟踪设备222还可以使用从惯性传感器、车辆传感器、编码器、加速度计、陀螺仪等读取的知识(例如，经由车辆网络总线218上的控制器220、经由监测I/O212和车辆网络总线218的传感器214和/或第三方设备216等)来确定工业车辆108在工业企业内的位置和/或增强或修改来自位置跟踪设备222的位置确定。
基于环境的定位跟踪设备222知道工业车辆108在尺寸受限环境(例如，工业企业的映射部分)内的绝对位置。“绝对”位置意味着车辆位置相对于地图是已知的。地图可以是区域面积，例如，仅是诸如仓库的室内设施的一部分。绝对位置与相对偏移位置不同。相对偏移位置可以是偏移距离的一般描述，例如距离两米，而不知道偏移的方向。或者，相对偏移位置可以是没有距离的方向的一般描述，例如，朝向工业车辆108的动力单元，而不知道精确的距离。在其他示例中，相对偏移位置可以是在X，Y，Z方向上两米处偏移和方向的精确测量。在这种情况下，应建立方向或标准化参考平面以确保偏移位置被准确转化为绝对位置，反之亦然。在某些说明性实施方式中，工业车辆的绝对位置可能是已知的，但是方向可能是未知的。在其他实施方式中，方向和绝对位置是已知的。
徽章通信器
信息链接设备202还与徽章通信器224通信。徽章通信器224包括用于与徽章通信器224附近的适当配置的电子徽章(例如，图1的电子徽章126)进行短距离通信的收发器，例如，作为非限制性示例，在约15-20米或更小的范围内。徽章通信器224可以使用任何专有或标准化通信协议进行通信，标准化通信协议包括蓝牙(通过IEEE 802.15.1)、超宽带(UWB，通过IEEE 802.15.3)、ZigBee(通过IEEE 802.15.4)、Wi-Fi(通过IEEE 802.11)、WiMax(通过IEEE 802.16)等。
在某些说明性实施方式中，电子徽章将由行人、工人、工业车辆操作者等佩戴。此外，电子徽章可以安装到移动设备、工业车辆或其他移动物体上。因此，当在预期不会保持静止的环境中使用电子徽章时，电子徽章在本文中也被称为移动徽章。另一方面，某些电子徽章可以是静止的，例如安装在过道末端、货架上、门口上方或休息室附近，或者电子徽章不打算移动的其他情况。因此，当在预期保持静止的环境中使用电子徽章时，电子徽章在本文中也被称为固定/静止徽章。
在某些示例性实施方式中，徽章通信器224包括至少三个天线226。多个天线226的可用性不仅允许信号检测，而且还允许在检测区域内定位。这里，徽章通信器224经由飞行时间计算、相位计算、接收信号强度计算、到达时间差、三边测量、多点定位和/或可用于确定与对应电子徽章126的通信方向的其他技术(图1)来计算位置。实际上，每个天线226都可以通过车辆网络总线218与徽章通信器224通信，从而允许在工业车辆108上放置天线的灵活性，其可以包括远离徽章通信器224本身的放置。例如，每个天线226可以安装在顶罩、动力单元、工作辅助杆、结构部件、杆等的上面。此外，每个天线226可以被安装在工业车辆的不同位置/结构上。
如图所示，徽章通信器224经由车辆网络总线218(例如，CAN总线)连接到车辆电子设备。结果，徽章通信器224可以直接与控制模块206、以及相应工业车辆108的控制器和其他模块220通信。因此，徽章通信器224可以将与邻近电子徽章126的检测有关的信息传递到信息链接设备202的控制模块206。然后，信息链接设备202的控制模块206可以处理所接收的与接近电子徽章126的检测有关的信息，向车辆控制器和模块220发送命令，经由从基于环境的定位跟踪设备222收集的信息，基于工业车辆108的已知位置采取动作，将信息传送回徽章通信器224，将收集的信息传送到远程服务器(例如，图1的服务器112)，基于从远程服务器接收的信息及其组合等采取动作。
在更进一步的配置中，电子徽章126(或其等效功能)可以被添加到工业车辆，集成到徽章通信器224等中。这允许工业车辆108向附近的其他徽章通信器广播ID，并且允许通过徽章通信器224的本地通信能力发起通信。
示例性电子徽章
参考图3，根据本公开的方面示出了多模式电子徽章302。电子徽章302可用于实现在此更全面地阐述的徽章126。在实际实现中，电子徽章126可以是独立的电子徽章或电子徽章作为系统的一部分，包括增强独立电子徽章的功能和硬件的壳体，如下所述。
电子徽章302包括控制器(MCU/MPU)304，其具有耦合到存储器306的处理器。存储器306存储使徽章302与其他徽章302、对应的徽章通信器、服务器112(图1)通信及其组合等的程序代码，如本文更全面描述的。控制器304的处理器还执行存储器306中的代码以读取传感器数据、与输入/输出交互等。在这方面，存储器306还存储传感器数据，至少直到这些数据被传送出来用于存储，例如，由服务器112(图1)存储。此外，存储器306可以存储指示处理器执行某些功能的各种程序和应用，如本文更详细描述的，使得徽章是与通用计算机不同的特定机器。
徽章302还包括用于为徽章302供电的电池308。在这方面，电池308的示意性表示旨在包括电池，和/或连同电池管理电路的电池，例如用于节省电力，以及执行其他电池管理功能。
徽章302还包括耦合到控制器304的至少一个无线收发器，用于无线通信。至少一个无线收发器可以与工业车辆108上的徽章通信器224兼容(图2)。例如，为了清楚起见，所示的徽章302包括用于跨临时区域网进行无线通信的第一收发器(例如，超宽带收发器310)。此外，所示的徽章302包括通过第二区域网进行通信的第二收发器(例如，蓝牙收发器312)、用于通过无线局域网进行无线通信的第三收发器(例如，无线保真(WiFi)收发器314)，以及用于通过蜂窝网络进行通信的第四收发器(例如，蜂窝收发器316)。实际上，徽章302可以包括上面标识的收发器和/或使用替代方案操作的收发器的任何组合。
在一些情况下，两个区域网(例如，UWB和蓝牙)可以结合使用以在电子徽章周围创建区域。例如，第一个人区域网(例如，UWB)可以具有比第二个人区域网(例如，蓝牙)更大的操作半径。因此，该区域可以包括基于第一个人区域网的外周长和基于第二个人区域网的内周长。
此外，徽章302包括输入和/或输出设备，例如扬声器318、麦克风320、显示驱动器322、其他I/O设备324(例如，触控设备、可触觉感知的输出设备、相机等)、信息反馈设备326等，或其组合。作为另一示例，输入设备可以包括类似于基于环境的定位跟踪设备(222，图2)的设备。
在说明性示例中，信息反馈设备326被实现为LED(发光二极管)指示器326，其指示以与相关用户通信。例如，当行人处于预定区域中接近工业车辆108上的另一个徽章或徽章通信器224时，设备可以照亮，或者指示消息/反馈可用于用户。作为另一示例，LED指示器可指示何时已发送或接收观察反馈，如下文更详细地解释。
示例性徽章302还包括耦合到控制器304的至少一个惯性传感器。例如，如图所示，存在三个惯性传感器，包括加速度计(例如，三轴加速度计)328、磁力计330和陀螺仪(例如，三轴陀螺仪)332。加速度计328测量物理加速度。相比之下，陀螺仪332测量角速度。磁力计330用作罗盘，其可用于确定方向。实际上，徽章302不需要包括所有三种惯性测量技术。
此外，附加传感器可以耦合到徽章302。为了说明，徽章302还包括耦合到控制器304的心率传感器334，以捕获佩戴徽章302的个体的测量心率。此外，可选的温度传感器336可以耦合到控制器304，以捕获佩戴徽章302的个体的测量体温或捕获环境温度。在实践中，其他传感器技术338(例如，气压计、湿度传感器、计步器等)也可以和/或替代地集成到徽章中。这样，电子徽章126、302可以用作物理跟踪器计算车辆操作者、订单拣选员或其他工业工人任务的步数。电子徽章126(图1)302还可以检测用户弯腰、爬楼梯等的次数。此外，移动电子徽章126(图1)302还可以跟踪操作者离开工业车辆108的时间，例如，行走时间、承载负载等。
在某些实施方式中，电子徽章126(图1)302可以是手持移动设备，例如智能手机、平板电脑、掌上电脑等。例如，智能手机提供方便的徽章，因为典型的智能手机已经包括显示器、扬声器、加速度计、处理器、罗盘等。此外，大多数智能手机包括或可以配备蓝牙、UWB、WiFi、蜂窝和其他无线电技术。此外，智能手机通过添加GPS，与服务器直接通信来促进丰富的集成。因此，电子徽章302可以具有外壳，该外壳具有移动设备的形状因素。
在其他实施方式中，电子徽章126(图1)302可以是手持便携式设备，诸如结合壳体使用的智能手机、平板电脑、掌上电脑等，如本文中更详细描述的。在具有壳体的实施方式中，可以在壳体中实现上述一些功能(例如，超宽带收发器、改进的扬声器、改进的麦克风、附加电池、附加存储器等)，以增强传统智能手机定义徽章的能力，如本文中更详细描述的。
应用
现在参考图4，如上所述，电子徽章的存储器306包括用于指示处理器执行各种功能的程序代码402和用于存储其他数据(例如，传感器数据、工业车辆信息等)的存储空间404。例如，存储空间404可以用于存储与电子徽章、事件记录、日志等相关联的用户的标识。下面描述可以存储在程序代码中的示例应用。
工业操作应用
在说明性实施方式中，第一程序是工业操作应用406，其用于可编程地将徽章的操作模式设置为行人或车辆操作者的操作模式。例如，工业操作应用406可以确定电子徽章是否经由电子徽章的收发器可通信地耦合到工业车辆。作为说明，如本文将更详细讨论的，电子徽章可以放置在工业车辆的托架中并且经由无线收发器或通过托架中的物理连接链接到工业车辆。在该配置中，电子徽章自动重新配置以用作车辆和/或车辆操作者电子徽章。这使得电子徽章能够与工业车辆功能集成，例如，作为连接到图2的信息链接设备202的设备操作。
在示例实施方式中，如果确定电子徽章未耦合到工业车辆，则徽章将以与行人相关联的第一模式(即，行人模式)运行。例如，在初始启动时，例如在班次开始时，工人可能从电池308正在充电的存储/充电站取回电子徽章，例如，在休息室、更衣室等中。即使工人是工业车辆操作者，工人必须首先走到相关的工业车辆。在这方面，电子徽章最初可以默认为行人模式。
在行人模式中，电子徽章可以计算用户所走步数，计算用户弯腰以抬起某物的次数，确定用户是否正确地抬起(例如，用膝盖，而不是背部)，给出适当的程序用于用户必须操作的任务等。
如果确定电子徽章耦合到工业车辆，则徽章将以与工业车辆相关联的第二模式(即，工业车辆模式)运行。例如，在工业车辆模式中(或在进入之前)，电子徽章可以提示用户确定是否应该使用电子徽章将用户登录到工业车辆上。如果没有，则电子徽章将恢复(或保持)到行人模式。如果用户想要登录工业车辆，则电子徽章保持在(或切换到)工业车辆模式并使用与存储在存储器404中的电子徽章相关联的用户标识将用户登录到工业车辆上。在其他情况下，当电子徽章检测到它位于工业车辆的托架中而不提示用户时，电子徽章将用户登录到工业车辆上。
在没有提供单独的托架的情况下，工业车辆上的徽章通信器224可以检测到操作者已经踩到工业车辆上。电子徽章和徽章通信器224之间的通信可以将电子徽章切换到第二模式。
此外，在工业车辆模式中，电子徽章可以经由无线收发器或直接通过托架中的硬件链路与工业车辆通信。例如，电子徽章可以访问传感器数据、仪表数据和工业车辆上可用的其他数据。所有或部分数据可以显示在电子徽章的显示器上。例如，如果电子徽章可以访问工业车辆的速度计数据，则电子徽章可以将工业车辆的当前速度显示为电子徽章的显示器上的仪表(例如，虚拟速度计)。作为另一示例，如果电子徽章可访问工业车辆的电池数据，则电子徽章可在电子徽章的显示器上显示电池的当前电量。因此，电子徽章可以在工业车辆模式中充当工业车辆的二级(或三级)显示器。电子徽章还可以用作任务特定功能的辅助显示器，例如用于货架高度选择或在工业车辆上提供的其他任务能力。
此外，电子徽章可以根据电子徽章是否放置在工业车辆的托架内而在两种模式之间切换。例如，在工业车辆模式中，用户停止并离开工业车辆以将物品放置在工业车辆上。这样做时，用户移除电子徽章并将电子徽章放在用户的口袋中。此时，电子徽章将切换到行人模式并在行人模式内执行动作(例如，计数用户弯腰以拾取物品的次数)。当用户完成并将电子徽章放回托架中时，电子徽章将切换回工业车辆模式。
电子徽章可以若干方式确定电子徽章是否被移除或放入托架中。例如，当从托架中移除/放置电子徽章时，可能存在加速度计的特定特征。作为另一个示例，电子徽章可以知道其相对于工业车辆的收发器的位置，并且当电子徽章处于某个点时，它知道它在托架中。也可以使用其他方法。
因此，单个设备(即，这里描述的多模式电子徽章)可以用作行人徽章和工业车辆徽章/显示器。
快速参考图5，提供了流程图，其示出了用于确定放置电子徽章的模式的简化算法500。在502处，确定徽章是否可通信地耦合到工业车辆。例如，电子徽章可以无线地(例如，通过UWB、蓝牙等)或使用有线接口(例如，通过工业车辆上的托架)耦合到车辆网络总线。如果电子徽章不可通信地耦合到工业车辆，则电子徽章在504处被放置(或保持)在行人模式中。
然而，如果电子徽章可通信地耦合到工业车辆，则在可选506处，提示用户指示电子徽章是否应该登录到工业车辆。如果是，则在508处将电子徽章置于工业车辆模式中。如果不是，则在504处将电子徽章放置(或保持)在行人模式中。
如果未使用可选步骤506，则如果电子徽章可通信地耦合到工业车辆，则电子徽章在508处被放置(或保持)为工业车辆模式。
观察和反馈应用
回到图4，第二示出的程序是观察和反馈应用408。观察和反馈应用408利用区域网来识别与其他电子徽章的短程相遇。相遇为相关电子徽章的工作人员提供了提供观察反馈的机会。观察反馈用于向其他工作人员发送反馈，创建观察信息的事件日志，用观察数据增加操作事件日志，以及根据情况指示的其他事件驱动应用。
在示例实施方式中，观察和反馈应用408确定用户是否向与另一用户相关联的第二电子徽章发送或生成观察反馈。此外，观察和反馈应用408可用于确定是否从与另一用户、固定位置标记徽章或能够与电子徽章交互的另一设备相关联的另一电子徽章接收观察反馈。如果发送或接收反馈，则激活信息反馈设备(例如，LED(发光二极管))。例如，如果接收到正观察反馈，则可以第一模式激活信息反馈设备(例如，点亮绿色LED、提供胜利声音、显示消息，及其组合等)。作为第二示例，如果接收到负观察反馈，则可以第二模式激活信息反馈设备(例如，点亮红色LED、提供非胜利声音、显示消息，及其组合等)。作为第三示例，如果确定用户已经将观察反馈发送到另一电子徽章，则可以第三模式激活信息反馈设备(例如，点亮琥珀色LED、闪烁LED等)以指示反馈已经被发送。在一些情况下，信息反馈设备保持激活，直到基于来自用户的输入停用信息反馈设备。
当电子徽章处于行人模式或工业车辆模式时，观察反馈应用408可以是激活的。此外，当电子徽章在另一电子徽章的附近/范围内时，观察反馈应用408可自动地启动。
任务指导器应用
第三示出(可选)程序是任务导引器应用410，其确定用户的任务。在示例配置中，任务指导器应用410在电子徽章的显示器上显示任务。例如，电子徽章可以从服务器112(图1)接收用户的任务排程。作为另一示例，电子徽章可以基于基于环境的定位跟踪系统、从另一附近的电子徽章等来确定用户的任务。
事件跟踪器应用
第四示出(可选)程序是事件跟踪器应用412。在某些实施方式中，事件跟踪器412可以跟踪由电子徽章生成、接收或两者的观察事件。在一些实施方式中，事件跟踪器412可以确定由电子徽章发送或由电子徽章接收的观察反馈是否正确，例如，基于用户的环境，基于使用电子徽章的收发器的可发现信息，基于由电子徽章收集的数据等。
例如，如果用户_A观察到用户_B在加载工业车辆时使用了适当的技术，则用户_A可以向用户_B发送正观察反馈。当用户_A发送观察反馈时，确定用户_A的电子徽章和用户_B的电子徽章的位置，并且如果用户_A的电子徽章在用户_B的电子徽章的预定阈值或范围内，则确定反馈是正确的。
另一方面，如果用户_C在休息室并且他的伙伴用户_D穿过仓库并且如果用户_C决定给他的伙伴提供正观察反馈，则确定用户_C的电子徽章和用户_D的电子徽章的位置。然后确定用户_C的电子徽章和用户_D的电子徽章相距太远，以使用户_C看不到用户_D执行动作(即，两个设备的位置在预定范围之外)，则观察反馈被标记为不正确。
此外，可以使用其他因素来确定观察反馈是否合适。例如，当发送观察反馈时，可以确定观察反馈的接收者的任务。如果接收者的任务与所接收的观察反馈相关联，则可以将反馈标记为正确。如果不是，则反馈可能被标记为不正确。
作为另一示例，当发送观察反馈时，可以相对于接收者的电子徽章确定发送者的电子徽章的方向(例如，使用磁力计)。如果方向显示发送人背对接收者，则观察反馈可能被标记为不正确。
确定观察反馈是否合适的其他因素，并且每个因素可以任何期望的方式被单独加权。
微学习应用
第五示出(可选)程序是微学习应用414，其确定和/或提供环境敏感帮助。在示例实施方式中，微学习应用414基于预定的触发动作提供环境敏感的帮助，例如接收的观察反馈、来自事件跟踪器应用的结果、来自与用户相关联的任务及其组合等。如果生成环境敏感帮助，则输出环境敏感帮助，例如，显示在电子徽章的显示器上。例如，如果用户接收到关于在冰箱中不戴手套的负观察反馈，并且如果确定观察反馈是正确的，那么每当用户处于冷冻区域时，用户的电子徽章可以显示关于戴着手套的信息。
各种应用
第六示出(可选)程序是游戏化应用416，其提供可由用户访问的游戏。在示例实施方式中，所提供的游戏与电子徽章的功能无关。在其他示例实施方式中，所提供的游戏与微学习、接收的观察反馈或其他链接有关。此外，用户对游戏的访问可以取决于其他因素，例如用户参与可观察的反馈(例如，用户是否发送了适当的可观察反馈、用户是否接收到正可观察反馈等)。无论如何，游戏最好是有时间限制的。
第七示出(可选)程序是模拟器应用418。在示例实施方式中，可选的模拟应用可以用于基于模拟的功能，例如，在电子徽章的显示器上向用户显示诸如虚拟现实或增强现实可视化的训练模拟。
第八示出(可选)程序是浏览器应用420。在某些实现中，浏览器是互联网浏览器应用。在某些实现中，除了或代替连接到互联网之外，浏览器还可以被配置为连接到局域网、内联网、外联网等。
第九示出(可选)程序是社交媒体应用422。在示例实现中，社交媒体应用422可以与和工业管理系统相关联的社交媒体服务器连接。例如，如果工业企业具有特定于企业的本地社交网络应用，则可以在电子徽章的显示器上显示本地社交网络应用。
电子徽章上可能存在其他程序和应用。
电子徽章
图6示出了这里讨论的电子徽章602的实施例。徽章602可以包括支撑显示器606的框架604、输入608，以及扬声器、麦克风或其组合610。此外，电子徽章602可以包括外壳612以容纳本文所述的许多组件(例如，关于图3更全面地描述了I/O、收发器、传感器等)。例如，在该实施例中，移动电话可以用作电子徽章602。在这种情况下，电子徽章602可以包括图3的一个或多个组件和图4的软件。移动电话不需要具有图3和图4的每个特征，这取决于实现方式。
传统的便携式电子设备在此不具有电子徽章的特征和能力。在这方面，便携式电子设备(例如智能手机)可以用硬件来增强以实现电子徽章。
图7示出了利用扩展的硬件插入到壳体702的框架700中的电子徽章602(图6)。因此，电子徽章602可附接到壳体702并且可从壳体702拆卸。
例如，壳体702包括收发器704(例如，超宽带、蓝牙等)，扬声器706、麦克风708、信息反馈设备710和电池712。此外，收发器704(或另一个收发器)可以用于执行与如本文所述的观察反馈相关联的功能。而且，扬声器706和麦克风708可用于增强移动电话602上的扬声器和麦克风，例如，以提高生成和接收观察反馈的能力。
此外，壳体702包括电子徽章接口714，其物理地耦合到安装在其中的移动设备的壳体接口612。因此，壳体702的组件(例如，收发器704、扬声器706、麦克风708、信息反馈设备710和电池712)可以与设备602通信，反之亦然。
在示例性实施方式中，壳体702可包括电池712，其用于向电子徽章602提供电力。在电子徽章602包括主电池的情况下，壳体的电池712可充当次电池，其扩展了主电池的操作能力。而且，电子徽章602的电池可以向壳体702的组件提供电力，反之亦然。
图8示出了托架802内的壳体702(例如，耦合到工业车辆)中的电子徽章602，其可包括耦合到壳体702的托架接口716的壳体接口804。
图9示出了放置在背心906的口袋904中并用于行人模式的电子徽章系统902(包括电子徽章602和壳体702)的使用。
图10示出了放置在托架802中的电子徽章系统902(包括电子徽章602和壳体702)的使用，托架802耦合到工业车辆1004的杆1002并且用于工业车辆模式，如上所述。工业车辆1004可以经由托架的壳体接口和壳体的托架接口向电子徽章系统902供电。此外，电子徽章系统802可以经由壳体/托架接口中的硬件或经由无线收发器可通信地耦合到工业车辆，如本文所讨论的。此外，在工业车辆模式中，电子徽章的显示器可以用作工业车辆的仪表(或者作为工业车辆的辅助显示器)。
用于确定电子徽章系统902是否处于行人模式或工业车辆模式的示例算法在图5中示出(如上所述)。因此，无论用户是行人还是车辆操作者，都可以使用相同的徽章。此外，徽章可以用在如上所述的观察和反馈程序中。
计算机系统概述
参照图11，示意性框图示出了用于实现本文描述的各种过程的示例性计算机系统1100。示例性计算机系统1100包括连接到系统总线1130的一个或多个(硬件)微处理器(μP)1110和对应的(硬件)存储器1120(例如，随机存取存储器和/或只读存储器)。信息可以经由合适的桥接器1140在系统总线1130之间被传递到用于与各种输入/输出设备通信的本地总线1150。例如，本地总线1150用于将外围设备与一个或多个微处理器(μP)1110接口，外围设备例如存储器1160(例如，硬盘驱动器)；可移动介质存储设备1170(例如，闪存驱动器、DVD-ROM驱动器、CD-ROM驱动器、软盘驱动器等)；诸如输入设备(例如，鼠标、键盘、扫描仪等)和输出设备(例如，监控器、打印机等)的I/O设备；以及网络适配器1190。上面的外围设备列表是以说明的方式给出，并非意在为限制性的。其他外围设备可以适当地集成到计算机系统1100中。
一个或多个微处理器1110控制示例性计算机系统1100的操作。而且，一个或多个微处理器1110执行计算机可读代码(例如，存储在存储器1120、存储器1160、可插入到可移动介质存储器1170中的可移动介质及其组合，这些统称或单独地称为计算机程序产品)，其指示一个或多个微处理器1110实现本文中的计算机实现的过程。
这里的计算机实现的过程可以实现为在计算机系统(例如图1的一个或多个处理设备102、126等)、在特定的计算设备(例如参照图2描述的车辆计算机)、在图3-4的徽章上及其组合上执行的机器可执行过程。
因此，示例性计算机系统或其组件可以实现存储在一个或多个计算机可读存储设备上的过程和/或计算机实现的过程，如本文更详细地阐述的。其他计算机配置还可以实现存储在一个或多个计算机可读存储设备上的过程和/或计算机实现的过程，如本文更详细地阐述的。用于执行本公开的多个方面的操作的计算机程序代码可以一种或多种编程语言的任意组合来编写。程序代码可以完全在计算机系统1100上执行或部分在计算机系统1100上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接来连接到计算机系统1100，例如使用计算机系统1100的网络适配器1190。
在实现本公开的计算机多个方面时，可以使用计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质、计算机可读存储介质及其组合。而且，计算机可读存储介质可以在实践中实现为一个或多个不同的介质。
计算机可读信号介质本身是暂时传播信号。计算机可读信号介质可以包括本文体现的计算机可读程序代码，例如，作为基带中的传播数据信号或作为载波的一部分。更具体地，计算机可读信号介质不包括计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质是有形设备/硬件，其可以保留和存储程序(指令)以供指令执行系统、设备或装置等使用或与其结合使用，例如计算机或如本文中更充分阐述的其他处理设备。值得注意的是，计算机可读存储介质不包括计算机可读信号介质。因此，如本文使用的，计算机可读存储介质本身不应被解释为暂时信号，例如无线电波或通过传播介质的其他自由传播的电磁波。
计算机可读存储介质的具体示例(非穷尽列表)包括以下内容：硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存、便携式计算机存储设备、光学存储设备(诸如只读光盘驱动器(CD-ROM)或数字视盘(DVD)，或者前述的任何合适的组合。特别地，计算机可读存储介质包括计算机可读硬件，诸如计算机可读存储设备，例如存储器。这里，计算机可读存储设备和计算机可读硬件是非暂时性的物理有形实施方式。
“非暂时性”意味着，与暂时传播信号本身不同(其自然会不复存在)，定义所要求保护的主题的计算机可读存储设备或计算机可读硬件的内容持续存在，直到被外部动作作用其上。例如，加载到随机存取存储器(RAM)中的程序代码被认为是非暂时性的，因为内容将持续直到例如通过移除电源、通过重写、删除、修改等作用其上。
而且，由于硬件包括相应计算机系统的物理元件或组件，因此硬件本身不包括软件。
这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不意图限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”当在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组合。
已经出于说明和描述的目的给出了对本公开的描述，但是并不意在穷举或将本发明限于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，多种修改和变型对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。
因此已经详细地并且通过参照其实施方式描述了本申请的发明，显而易见的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行多种修改和变型。

Claims (20)

1.一种电子徽章，包括：
具有移动设备的形状的外壳；
处理器；
耦合到所述处理器的存储器，所述存储器存储程序代码以执行观察和反馈应用；
耦合到所述处理器的第一收发器，其响应于和其附近的另一电子徽章相遇与所述另一电子徽章在第一个人区域网中通信，其中，当所述第一收发器与设置在工业车辆上的徽章通信器位于彼此的范围内时所述第一收发器还与所述徽章通信器通信；
耦合到所述处理器的第二收发器，其在第二个人区域网中通信；
耦合到所述处理器的第三收发器，其在局域网中通信；
信息反馈设备，其由所述处理器控制以激活来向用户提供反馈已经给出或接收的信息；
其中：在所述电子徽章耦合至所述工业车辆的情况下，所述电子徽章与所述工业车辆在车辆操作者的操作模式下交换信息；以及
响应于执行所述观察和反馈应用，并且响应于所述处理器与所述第一收发器、所述第二收发器和所述第三收发器中的至少一个的交互，所述信息反馈设备由所述处理器操作。
2.如权利要求1所述的电子徽章，还包括加速度计。
3.如权利要求1所述的电子徽章，还包括陀螺仪。
4.如权利要求1所述的电子徽章，还包括心率监测器。
5.如权利要求1所述的电子徽章，还包括温度传感器。
6.如权利要求1所述的电子徽章，其中：所述第一收发器是超宽带收发器；
所述第二收发器是蓝牙收发器；以及所述第三收发器是耦合到局域网的无线保真(WiFi)收发器。
7.如权利要求6所述的电子徽章，还包括：第四收发器，其实现为蜂窝无线电装置。
8.如权利要求1所述的电子徽章，还包括输入/输出设备。
9.如权利要求8所述的电子徽章，其中所述输入/输出设备包括触控输入设备。
10.如权利要求8所述的电子徽章，其中所述输入/输出设备包括可触觉感知的输出设备。
11.如权利要求1所述的电子徽章，还包括用于向所述电子徽章供电的电池。
12.一种工业系统，包括：
能够附接到电子移动设备并且能够从电子移动设备拆卸的壳体，包括：
第一收发器；
信息反馈设备；以及
电子徽章接口；以及
电子移动设备，所述电子移动设备能够由工业车辆操作者佩戴或安装在所述工业车辆上，包括：
外壳；
显示器；
处理器；
耦合到所述处理器的存储器，所述存储器存储程序代码以执行观察和反馈应用；
耦合到所述处理器的第二收发器，其在第二个人区域网中通信；
耦合到所述处理器的第三收发器，其在局域网中通信；以及
壳体接口；
其中：当所述移动设备安装在所述壳体中时：第一收发器耦合至所述处理器，并响应于和其附近的另一电子徽章相遇，与所述另一电子徽章在第一个人区域网中通信，其中，当所述第一收发器与设置在工业车辆上的徽章通信器位于彼此的范围内时所述第一收发器还与设置在所述徽章通信器通信；以及
所述信息反馈设备由所述处理器控制以激活向用户提供反馈已经给出或接收的信息，其中，在所述电子徽章耦合至工业车辆的情况下，所述电子徽章在车辆操作者的操作模式下与所述工业车辆交换信息，以及，响应于所述处理器执行所述观察和反馈应用，并且响应于所述处理器与所述第一收发器交互，所述信息反馈设备由所述处理器操作。
13.如权利要求12所述的系统，其中：所述电子徽章包括主电池；以及所述壳体还包括次电池，其延长所述主电池的操作能力。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述壳体的次电池通过所述壳体的电子徽章接口向所述电子徽章供电。
15.如权利要求13所述的系统，其中所述电子徽章的主电池经由所述壳体的电子徽章接口向所述壳体供电。
16.一种电子徽章，包括：
处理器；
第一收发器，耦合至所述处理器，所述第一收发器响应于和其附近的另一电子徽章相遇，与所述另一电子徽章在第一个人区域网中通信，其中，当所述第一收发器与设置在工业车辆上的徽章通信器位于彼此的范围内时所述第一收发器还与所述徽章通信器通信；以及
耦合到所述处理器的存储器，其中，所述存储器包括指示所述处理器通过以下方式执行工业操作应用的程序：
确定所述电子徽章是否经由所述第一收发器耦合到工业车辆；
如果所述电子徽章未耦合到所述工业车辆，则以与行人相关联的第一模式执行动作；以及
如果所述电子徽章耦合到所述工业车辆，则以与所述工业车辆相关联的第二模式执行动作；
其中，在所述电子徽章耦合至所述工业车辆的情况下，所述电子徽章与所述工业车辆在第二模式下交换信息；以及
信息反馈设备，响应于所述处理器执行观察和反馈应用，并且响应于所述处理器与所述第一收发器交互而操作。
17.如权利要求16所述的电子徽章，其中以与所述工业车辆相关联的第二模式执行动作包括：在所述电子徽章的显示器上显示来自所述工业车辆的数据。
18.如权利要求16所述的电子徽章，其中所述存储器包括通过以下方式指示所述处理器执行任务指导器应用的程序：为用户确定任务；
经由显示器向所述用户指示所述任务；
以及基于所确定的用户任务向所述用户呈现应用。
19.如权利要求18所述的电子徽章，其中：为所述用户确定任务包括从工业管理服务器接收用户的任务排程；以及为所述用户确定任务包括根据基于环境的定位跟踪系统为所述用户确定任务。
20.如权利要求16所述的电子徽章，其中，所述存储器包括程序，所述程序通过以下方式基于用户的环境确定由所述观察和反馈应用接收或发送的反馈是否合适，以指示所述处理器执行事件跟踪器应用：识别与所述反馈的来源相关联的设备；
识别与所述反馈的目的地相关联的设备；
确定与所述反馈的来源相关联的设备的位置以及与所述反馈的目的地相关联的设备的位置；以及确定与所述反馈的来源相关联的设备和与所述反馈的目的地相关联的设备是否在预定范围内。
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