CN110914700A - 物品追踪系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于追踪物品的系统和方法。物品可以是通过机场航站楼或其他场所的行李。该系统包括与行李物品相关联的信标、多个中继桥、以及追踪服务。包括信标标识符和信标发射功率的短程无线电信号由与行李物品相关联的信标发射，并由多个中继桥检测。中继桥计算接收信号强度指示符(RSSI)，将短程无线电信号转变为中继信号，并且经由网络发送包括唯一中继桥标识符和RSSI信息的中继信号。追踪服务接收来自中继信号的数据，向接收数据附加时间戳，存储附加了时间戳的数据，并且根据存储数据确定物品到达兴趣点的时间。

Description

物品追踪系统和方法
技术领域
本公开涉及用于在行程期间追踪物品的系统和方法。
背景技术
在航空业中，全行业法规要求进行行李追踪。几十年来，已经使用在托运期间贴到行李物品上的激光扫描的一维(1d)条码纸质标签实现了行李追踪。但是，这些激光扫描系统过时了，安装和维护都非常昂贵并且不允许在机场基础设施中对行李进行详细追踪。随着乘客行程数目的增加，需要提供更精确的追踪数据来使个人行李物品能够被更精确、高效地定位。
对于这些问题的任意解决方案都必须满足航空运输业的追踪、分捡、和核对要求。另外，最初的解决方案必须是可扩展且成本高效的，以有效地覆盖行李所到的可能包括机场外的旅行目的地(例如，宾馆、租车地点)的整个行程。
已知的追踪解决方案包括使用被添加到纸质行李标签并且利用乘客相关数据进行编码的无源射频识别(RFID)嵌体。RFID扫描仪被用来询问RFID嵌体，以确定每个行李标签的身份。但是，每个RFID扫描仪花费数千美元，这使得贯穿行李行程部署RFID系统非常昂贵。RFID系统的另一问题在于，RFID扫描仪一次会激发大量RFID标签。这会导致大量冲突信号的检测需要由该系统解决，从而增加了技术复杂性。
全球定位系统(GPS)或全球移动通信系统(GSM)不是对于上述问题的适当解决方案，因为它们在全球等级操作昂贵且复杂并且在室内不够精确。
因此，需要一种利用上述已知系统克服或改善这些问题的经过改进的追踪系统。
发明内容
本公开由现在提请注意的权利要求限定。
在本公开的第一方面，一种物品追踪系统包括：与物品相关联的信标，用于发射多个短程无线电信号，每个短程无线电信号包括信标标识符和信标发射功率；具有已知位置的多个中继设备，分别用于检测短程无线电信号，计算每个检测到的短程无线电信号的接收信号强度指示符(RSSI)，将每个检测到的短程无线电信号转变为中继信号，以及发送每个中继信号，其中，中继信号包括唯一中继设备标识符和RSSI信息；时间戳装置，用于向每个中继信号附加时间戳；以及追踪设备，用于连续地从每个中继设备所接收的中继信号，比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性以确定多个中继设备中信标最接近的中继设备，以及存储的时间、信标标识符、以及最接近的中继设备的唯一中继设备标识符。
本公开的实施例可以具有以下优点：提供适用于例如但不限于，行李追踪的各种环境的低成本、鲁棒追踪系统。本公开的实施例避免了使用例如，基于RFID的系统所需要的高成本扫描仪的需求。
在本公开的实施例中，通过向物品附加信标，将信标与物品相关联。这具有确保信标保持靠近物品的优点。
在本公开的另一实施例中，信标标识符包括唯一用户识别号(UUID)。这具有使能特定信标的识别的优点。
在本公开的另一实施例中，将信标标识符与行李牌照号(LPN)相关联。在替代实施例中，通过在信标标识符中包括LPN，将信标标识符与行李牌照号(LPN)相关联。这具有将本公开的实施例与现有的行李处理系统集成在一起的优点。
在本公开的另一实施例中，时间戳装置在追踪设备接收每个中继信号之前向该中继信号附加时间戳。在替代实施例中，时间戳装置在追踪设备接收到每个中继信号之后向该中继信号附加时间戳。这具有使本公开的实施例能够识别特定中继信号何时被接收的优点。
在本公开的另一实施例中，来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括计算的RSSI。在替代实施例中，来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括计算的RSSI和信标发射功率。在本公开的另一实施例中，追踪设备基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的平均的计算的RSSI的比较，确定多个中继设备中信标最接近的中继设备。在替代实施例中，追踪设备基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对信标发射功率的平均比值，确定多个中继设备中信标最接近的中继设备。这些实施例具有提供信标到每个中继设备的相对接近程度的估计。
在本公开的另一实施例中，来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括信标与每个中继设备之间的计算平均距离。在另一实施例中，信标与每个中继设备之间的计算平均距离基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI和反平方定律。在替代实施例中，信标与每个中继设备之间的计算平均距离基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对中继信号的信标发射功率的平均比值的已知功率函数。在本公开的另一实施例中，追踪设备基于信标与每个中继设备之间的平均计算距离，确定多个中继设备中信标最接近的中继设备。这些实施例具有提供信标与每个中继设备之间的距离的计算估计的优点。
在本公开的另一实施例中，追踪设备向外部数据处理系统发送包括存储的时间、信标标识符、和唯一中继设备标识符的消息。在本公开的又一实施例中，追踪设备向外部数据处理系统发送包括从外部数据库接收的乘客相关信息的消息。这具有使本公开的实施例能够与外部系统通信的优点。
在本公开的另一实施例中，多个信标分别与物品相关联。这具有允许多个物品由本公开的实施例追踪的优点。
在本公开的另一实施例中，来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括信标标识符。这具有识别特定中继信号源自哪个信标的优点。
本公开的实施例进一步包括：聚合器，用于聚合中继设备消息并将所聚合的消息流传输给追踪设备。这具有向本公开的实施例提供作为数据流的中继信号的优点。
本公开的实施例进一步包括：追踪设备，被配置为基于物品位于距离具有已知位置的特定中继设备可接受距离内的时间，确定物品到达该特定中继设备的时间。这具有识别物品何时到达已知位置的优点。
本公开的实施例进一步包括：移动应用，用于向乘客或用户通知物品到达具有已知位置的特定中继设备的时间。在替代实施例中，移动应用用于向用户显示物品的行程。这具有向用户传送物品相关信息的优点。
本公开的实施例进一步包括：移动应用，用于向追踪设备发送信标标识符和物品标识符。
本公开的第二方面，一种物品追踪方法包括：将信标与物品相关联，该信标发射多个短程无线电信号，每个短程无线电信号包括信标标识符和信标发射功率；在多个中继设备处检测短程无线电信号，计算每个检测到的短程无线电信号的接收信号强度指示符(RSSI)，在具有已知位置的多个中继设备处将每个短程无线电信号转变为中继信号，以及发送包括唯一中继设备标识符和RSSI信息的每个中继信号；向每个中继信号附加时间戳；在追踪设备处接收来自中继设备的多个中继信号；比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性以确定多个中继设备中信标最接近的中继设备；以及存储时间戳、信标标识符、以及所确定的最接近的中继设备的唯一中继设备标识符，并重复以上步骤从而随着时间确定物品的多个位置。
在本公开的实施例中，将信标与物品相关联包括向物品附加信标。这具有确保信标保持靠近物品的优点。
在本公开的另一实施例中，在追踪设备接收到每个中继信号之前，向该中继信号附加时间戳。在替代实施例中，在追踪设备接收到每个中继信号之后，时间戳装置向该中继信号附加时间戳。这具有使本公开的实施例能够识别特定中继信号何时被接收的优点。
在本公开的另一实施例中，基于计算的RSSI比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性。在替代实施例中，基于计算的RSSI和信标发射功率比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性。在本公开的另一实施例中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的平均的计算的RSSI的比较，确定多个中继设备中最接近信标的中继设备。在替代实施例中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对信标发射功率的平均比值，确定多个中继设备中信标最接近的中继设备。这些实施例具有提供信标到每个中继设备的相对接近程度的估计的优点。
在本公开的另一实施例中，基于信标与每个中继设备之间的计算平均距离，比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性。在另一实施例中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI和反平方定律，计算信标与每个中继设备之间的平均距离。
在替代实施例中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对中继信号的信标发射功率的平均比值的已知功率函数，计算信标与每个中继设备之间的平均距离。在本公开的另一实施例中，基于信标与每个中继设备之间的平均计算距离，确定多个中继设备中最接近信标的中继设备。这些实施例具有提供信标与每个中继设备之间的距离的计算估计的优点。
在本公开的另一实施例中，追踪设备向外部数据处理系统发送包括存储的时间、信标标识符、和唯一中继设备标识符的消息。在本公开的又一实施例中，追踪设备向外部数据处理系统发送包括从外部数据库接收的乘客相关信息的消息。这具有使本公开的实施例能够与外部系统通信的优点。
本公开的实施例进一步包括将多个信标中的每个信标与物品相关联。这具有允许多个物品由本公开的实施例追踪的优点。
在本公开的另一实施例中，基于信标标识符确定来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性。这具有识别特定中继信号源自哪个信标的优点。
本公开的实施例进一步包括：聚合中继设备消息，并将所聚合的消息流传输给追踪设备。这具有向本公开的实施例提供作为数据流的中继信号的优点。
本公开的实施例进一步包括：基于物品位于距离具有已知位置的特定中继设备可接受距离内的时间，确定物品到达该特定中继设备的时间。这具有识别物品何时到达已知位置的优点。
本公开的实施例进一步包括：利用移动应用向乘客或用户通知物品到达具有已知位置的特定中继设备的时间。在替代实施例中，移动应用用于向用户显示物品的行程。这具有向用户传送物品相关信息的优点。
本公开的实施例进一步包括：利用移动应用向追踪设备发送信标标识符和物品标识符。
附图说明
参考附图，现在将仅通过示例描述本公开的实施例。
图1示出了体现本公开的物品追踪系统的示意性框图；
图2示出了图1的系统中的行李行程的示例的示意图；
图3示出了可以如何追踪行李物品的一个示例；
图4示出了可以如何追踪行李物品的替代示例；
图5示出了用于追踪行李物品的示例处理的流程图；以及
图6示出了行李物品通过机场采用的示例追踪路线。
具体实施方式
下面描述的本公开的实施例涉及航空和其他运输行业中的行李追踪。但是，本公开一般地涉及在包括但不限于，购物中心、运动场、商业经营场所、学术机构、和演出场地等的任何大型场馆中追踪物品。
当前，在航空业使用一维激光条码扫描仪和行李信息消息来追踪行李，其中，行李信息消息在离港控制系统和自动行李处理系统之间发送。行李信息消息由机场离港系统和行李处理系统发送、接收和处理，以实现自动行李分拣、乘客和行李核对、以及其他行李服务。
将行李信息消息中包括的行李信息与被定义为牌照号(License Plate Number，LPN)的唯一10数位行李标签号链接。这种10数位LPN是对于在托运期间发出的特定行李物品的唯一参考(reference)。机场系统接收行李消息中的该10数位LPN并存储该LPN，用作与其他机场系统通信时的参考。
存在包括行李来源消息(Baggage Source Message，BSM)和行李处理消息(Baggage Processed Message，BMP)在内的多种不同类型的行李信息消息。
BSM提供由自动行李系统处理行李的信息。当乘客为某个行程托运行李时、当行李必须被转送到不同航班时、以及当行李已被不当处理时，BSM将由航空公司离港控制系统生成。
下面示出了电传格式(teletype)的BSM的示例。BSM中包含的数据可以来源于行李处理系统、或存储乘客信息的其他系统。
Figure BDA0002301603440000061
在上述示例中，以.V开始的第二行定义行李的当前位置“苏黎世”，并且指示行李源自那里。
以.F开始的第三行定义行程单。在这种情况下，行李物品于4月18日被托运到去往肯尼迪(JFK)国际机场的瑞士航班SR101，并且属于头等舱乘客。行程单(Itinerary)数据是BSM中的强制数据，用于始发行李(如上述示例)和中转行李。对于已经到达其终点位置的行李，不包括该数据。
在第四行中，.N指示托运属于相同旅客的行李物品的数目和行李LPN。第一数位是可以由个别航空公司用来帮助行李识别的前导数位(leading digit)。第二到第四数位(085)定义3数位IATA航空公司代码。例如，006指示达美航空公司，085指示瑞士航空公司。第五到第十数位(以上画有下划线的数位)定义与托运的行李物品相关联的6数位行李号。最后3个数位指示由乘客托运的3件行李物品。因此，3个LPN与该乘客相关联：
LPN#1＝0085123456
LPN#2＝0085123457
LPN#3＝0085123458。
按顺序生成6数位行李号。为了避免不同的行李物品被指派以相同的LPN，通过将行李号与3数位的IATA航空公司代码和可自定义的前导数位相结合来确保每个LPN的唯一性。
如果行李物品意外地丢失了连接，或者相反地，如果乘客尚未登机并且因此行李物品不被允许转送，则发送BSM。
BPM被发送，以传送行李物品何时已由行李处理系统处理。有两种BPM：分拣(sortation)消息和核对(reconciliation)消息。和前面的BSM一样，BPM中包含的数据可以来源于行李处理系统或存储乘客信息的其他系统。
BPM分拣消息在行李行程的各种阶段期间被发送，并且使得行李分拣系统能够确定行李物品是否被正确分拣。分拣消息还包括筛选(screening)消息。行李筛选系统被运输安全代理(Transport Security Agent，TSA)用来检查行李，并且BPM在行李物品获得批准的情况下被生成。
BPM核对消息是在行李物品成功完成部分行李行程时发送的确认消息。例如，BPM核对消息可以在行李被正确装载到飞机上或从飞机卸载时被发送。
如上所述，LPN与托运的行李物品相关联。但是，不是将LPN与条码纸质行李标签相关联，体现本公开的系统将LPN与发射包括信标标识符的数据分组的行李标签(bagtag)信标相关联。在一个实施例中，LPN与信标标识符之间的关联在托运处理期间被存储并且被用来定位行李物品。替代地，LPN可以被包括在具有信标标识符的数据分组中，用于定位行李物品。
如图1所示，本公开的实施例包括：与行李物品102相关联以形成追踪物品103的行李标签信标101、中继桥104、追踪服务105、以及数据库106。信标(beacon)被理解为向其他附近设备发送标识符的设备。
行李标签信标101通过短程无线电发射来发射数据分组110。每个数据分组110包含与行李物品相关联的信标标识符和信标发射功率指示符。信标被选择并校准，以确保对于给定电池强度，某个范围(例如，1米)的发射功率恒定。
在优选实施例中，短程无线电发射遵循蓝牙低能耗(Bluetooth low energy，BLE)协议。
由信标发射的数据分组110的数目可以根据信标的操作模式改变。在一些实施例中，所发射的信标数据分组的数目可以在每秒10个到每3秒1个之间。
中继桥104将每个检测到的信标数据分组110转变为中继数据分组111。由于信标数据分组110是低能通信，所以它们具有相对较短的通信距离。转变信标数据分组110用于在较长距离上通信使得追踪数据能够被远程位置处的追踪服务105可靠地接收。在一个实施例中，信标数据分组110被从蓝牙信号转变为Wi-Fi信号，并且通过Wi-Fi网络107被中继到追踪服务105。因此，中继桥104充当接收到的短波无线电信标数据分组110和Wi-Fi中继数据分组111之间的Wi-Fi桥。
唯一中继桥标识符被包括在中继数据分组111中。中继桥标识符识别中继设备在机场设施中的精确位置。可以在中继桥104的安置期间，使用GPS位置确立中继桥104的精确位置坐标。但是，如果GPS信号不可用，则可以在中继桥104的安置期间手动插入位置坐标或位置描述，或者可以将位置坐标或位置描述包括在例外表中，该例外表可以存储在数据库中并且在分析期间被参考。中继桥104的已知位置可以对应于行李物品通过机场设施的行程中的重要路点(waypoint)。
中继数据分组111还包括接收信号强度指示符(RSSI)，该RSSI是在数据分组被中继桥接收到时计算的该数据分组的强度。在中继数据分组111中包括RSSI使得追踪服务105能够确定信标111和中继桥104之间的分离，如下面进一步描述的。
在一个实施例中，追踪服务105是基于云的并且经由网络107被访问。追踪服务105接收中继数据分组111，对该数据加时间戳，并且将该数据存储在追踪数据库106中。
如以上指示的，在一个实施例中，追踪服务105还存储托运期间分配的LPN和信标标识符之间的关联。追踪服务可以使用存储在追踪服务105或追踪数据库106中的查找表，根据已知信标和中继桥标识符推断出乘客和位置信息。可以对该信息进行分析，以确定行李物品的位置，如下面进一步描述的。
根据一个实施例，追踪服务105可以将接收到的位置数据合并到JSON有效载荷中。在替代实施例中，该系统还可以包括接入点和websocket，也称为聚合器，该聚合器执行将数据合并到JSON有效载荷中的功能。这使得行李标签供应商能够向追踪服务105提供数据处理服务。经过处理的数据随后被从网络接口流传输(stream)到追踪服务105进行存储和分析。
因此，追踪服务105识别与行李物品102相关联的特定信标101何时被具有已知位置的特定中继桥104检测到。
但是，贯穿行李行程精确追踪行李物品需要安置在行程的不同阶段的多个中继桥。如前面讨论的，贯穿行李行程部署RFID扫描仪非常昂贵，因为每个RFID扫描仪将花费数千美元。但是，每个中继桥的成本在每个数十美元的量级。因此，本公开的实施例具有以下优点，即相比已知系统，可以用非常低的成本贯穿行李行程的多个阶段安置(position)大量中继桥。另外，贯穿行程安置很多中继桥具有这样的优点：使得本公开的实施例能够提供比已知系统更详细、精确的物品追踪信息的优点。
现在参考附图中的图2至图4，描述使用多个中继桥的本公开的实施例。
图2示出了定义在行李行程期间遇到的兴趣点的各种机场基础设施位置。所示出的兴趣点包括登机手续办理台211、托运行李投放点212、行李处理点215、以及行李存放位置216和217。与行李标签信标201相关联的行李可以在传统的登机手续办理台211处托运，或者可以被送到投放点(drop off point)212(如果在到达机场之前托运的话)。登机手续办理台211和行李投放点212通过传送带路径213连接到行李处理点215。一旦被托运，行李和行李标签信标沿着传送带在固定路径214上行进到行李处理点215。一旦到达行李处理点215，行李可以进一步被处理并被发送到存放位置216和217，以等待被装载到正确的航班上。在任意给定时间，该系统中将存在多个行李物品，每个物品都具有附加的信标并且每个信标都具有如上所述的唯一标识符。
中继桥221至227沿着行李行程被间隔地安置在感兴趣的基础设施点附近。中继桥确立一系列路点，行李标签信标201在被装载到飞机上的途中将通过这些路点。在另一实施例中，中继桥还被定位在机场候机楼外部，从而使得包括进入机场候机楼之前以及离开机场候机楼之后的整个行李行程都可以被追踪。
每个中继桥将检测信标数据分组(如果该中继桥在有效信标通信距离内)。每个检测到的数据分组被按照如上所述的方式中继到追踪服务。因此，可以同时在多个位置检测到单个信标数据分组。在一些实施例中，最大有效信标通信距离在30米到50米之间。在其他实施例中，最大有效信标通信距离高达150米。
追踪(tracking)服务105在指定的数据聚集时间间隔期间聚集并存储每个中继桥221至227的物品追踪数据。在该数据聚集时间间隔结束时，定位算法处理所聚集的追踪数据，以评估信标201最接近的中继桥。
行李追踪算法
定位算法使用在数据聚集时间间隔期间接收到的每个中继数据分组111中包括的接收信号强度指示符(received signal strength indicator，RSSI)追踪行李物品的位置。
在一个实施例中，该算法直接比较检测到信标数据分组的每个中继桥的RSSI的平均值。由于检测到的信标数据分组的强度或功率服从反平方定律(inverse-square law)，所以确立记录最强RSSI的中继桥也即确立了最接近行李物品的中继桥。
参考图3，中继桥323和324二者检测到由附近的信标301发射的数据分组。追踪服务(未示出)能够通过直接比较中继桥323和324的平均检测信标功率来识别r_1和r_2中的哪个最小。在自由空间中，传播电磁信号的功率与信号行进距离的平方成反比。因此，由特定中继桥测量出的较大平均检测信标功率将对应于信标301与该中继桥之间的较小距离。在图3中，中继桥323记录比中继桥324更高的检测信标功率。因此，追踪服务可以确立行李物品更接近中继桥323。当追踪的行李物品沿着固定路径214行进时，该行李物品的位置可以被确立为在两个最接近的中继桥的一半间隔中。
替代地，该算法可以通过计算信标与每个中继桥之间的近似距离来追踪行李物品位置。如图4所示，中继桥421、422、423、和424全都检测到由信标401发射的数据分组。追踪服务(未示出)存储每个中继桥421、422、423、和424的追踪数据。
如上所述，信标发射功率指示符被包括在信标数据分组110中。中继桥423计算RSSI并将RSSI包括在中继数据分组111中。追踪服务可以使用信标发射功率和RSSI，使用一种算法来计算信标401与中继桥423之间的间隔，如下面进一步描述的。
该算法能够确立与信标401相关联的行李物品到达与行李行程中的兴趣点相关联的特定中继桥的时间。例如，分析在延长时段中来自单个中继桥的数据可以示出计算出的分隔距离达到最小。与最小分隔距离相关联的时间戳可以被用作行李通过中继点(换言之，到达行李行程上的兴趣点)的时间。替代地，当信标与兴趣点所关联的中继桥之间的计算出的间隔落在可接受阈值以下时，该算法可以确定行李物品到达该兴趣点。
在替代实施例中，该定位算法可以使用以上方法的组合。
在具体实施例中，已知数据集被用来获取信标到中继桥的距离。下面示出了用于计算预测距离的示例算法。
Figure BDA0002301603440000101
Figure BDA0002301603440000111
以上算法使用接收信号强度指示符(RSSI)和特定设备的距离/RSSI值的已知表格，使用数学公式来计算中继桥和信标之间的预测距离(也称为精确度)。在以上算法中，所使用的公式为：
Figure BDA0002301603440000112
其中，d是以米为单位的距离，r是中继桥测量出的RSSI，t是在距离信标1米的位置测量出的参考发射功率。A、B和C是根据设备改变的常数。在以上示例算法中，一组常数值A、B和C分别是0.89976、7.7095和0.111。替代的一组常数值A、B和C分别为0.79976、5.3095和0.111。
通过计算最佳拟合一组距离/RSSI值的幂函数确定以上公式的常数A和B。适当的方法可以包括最小二乘拟合计算。通过校准距离中继桥1米处的计算距离确定常数C。
在一个实施例中，使用在以米为单位的以下距离处获取的20个RSSI测量结果来创建距离/RSSI值的已知表格：0.25、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、25、30、和40。
下面的表1示出了1米处的参考RSSI和t为-51dBm的情况下的示例数据集。对表1中的数据执行最小二乘拟合计算，常数A具有值1.203420305，常数B具有值6.170094565。
表1
Figure BDA0002301603440000113
Figure BDA0002301603440000121
通过使用常数A和B计算每个距离/RSSI值的预测距离并校准1米处的结果来确定常数C。如下面的表2所示，在该具体示例中，常数C具有值0.05980590499。
表2
Figure BDA0002301603440000122
Figure BDA0002301603440000131
从表2的最后一列可以看出，在该替代实施例中，计算出的预测距离不是非常精确，但是具有能够有效确立特定信标最接近的中继桥的优点。
下面参考图5进一步描述可以如何执行并存储预测距离计算的具体实施例。
在第一步骤501，设置收集间隔和/或保留时段定时器。收集间隔被定义为在计算最接近的中继桥之前高速缓存事件的时间量。在一些实施例中，收集间隔可以为10秒。保留时间被定义为抑制向追踪数据库写入中继桥专用存在事件的时间量。
在收集间隔期间，在步骤502从不同扫描点接收数据分组。追踪服务基于在步骤503接收到的每个中继桥数据分组111中包含的RSSI，计算预测距离，也称为精确度。计算结果被捆绑到AccuracyEvent(精确度事件)对象中，并且被保存在称为AccuracyEventByScanpoint(利用扫描点的精确度事件)的对象中，该对象管理特定中继桥或扫描点的阵列的收集间隔图。换言之，针对特定扫描点或中继桥的所有检测到的精确事件在步骤504中被表示为被称为AccuracyEventByScanpoint的其自身管理的容器。
贯穿收集间隔时间，追踪数据被存储在AccuracyEventByScanpoint中。当收集间隔定时器在步骤505触发时，其基于在收集期间存储在累积AccuracyEvents中的预测距离，通过调用每个AccuracyEventByScanpoint容器计算该扫描点在该间隔内的预测距离，请求AccuracyInterval(精确度间隔)对象计算最后的间隔。AccuracyEventByScanpoint通过事件列表迭代，确定该列表中的哪些索引表示最低距离值和最高距离值。AccuracyEventByScanpoint随后再次通过该列表迭代，将距离测量结果相加。如果事件数目大于10，则其过滤出最高和最低的10％的预测距离值。在步骤506，利用事件数目对总距离图进行划分，以获取检测到的信标和该中继桥之间的平均距离。
在步骤507，AccuracyInterval根据由所有参与的AccuracyEventByScanpoint容器返回的距离列表计算最近的扫描点，并且返回包括最近的扫描点的事件。此时，AccuracyInterval容器以及所有AccuracyEventByScanpoint容器在步骤508被清空。
在步骤509，检查被称为ScanpointDetectedSinceLastWithholdTime(从最后一次保留时间以来检测到的扫描点)的列表。该列表包括在保留时段中的某个点被标示出来最接近信标并因此使事件被写入包含中继桥数据分组中的追踪数据的数据库的扫描点。如果扫描点在该列表上，则该事件在步骤510a被丢弃。如果不在，则事件在步骤510b被写入数据库，并且扫描点被添加到该列表。
现在检查收集间隔和保留时段定时器二者，以查看它们是否正在运行。如果不是，则在步骤511启动它们。当保留定时器触发时，其在步骤512中清空ScanpointDetectedSinceLastWithholdTime列表。
因此，在以上实施例中，该算法对收集间隔上的每个检测到的信标的数据进行聚集，计算从每个中继设备到每个信标的平均距离，并且将最近的中继设备的记录存储到每个信标。
追踪数据的使用
一旦定位算法确立了行李物品到达行李行程上的新兴趣点，则对应于到达时间的相关时间戳也可以被存储在数据库中。
一旦被写入追踪数据库，就可以使用公知的追踪概念来积累与信标相关联的所有追踪数据。
信标“影子”是包含与该信标相关联的所有历史数据的存储区的物理信标的软件副本。该影子可以被存储在基于云的数据库中，并且即使在系统软件崩溃的情况下也可以继续存在。该影子可以被复制，供跨越不同的操作系统或集线器使用。可以查询该影子来识别特定信标，并且该影子可以返回关于与该信标相关联的行李物品的任何历史数据(包括UUID和LPN)。
因此，该影子包含行李物品的追踪位置的完整历史。位置追踪系统因而可以询问该影子，提取与行李物品相关联的存储追踪数据，并且通过有意义的方式将该数据呈现给用户，如下面参考图6进一步描述的。
图6示出了可以如何在机场航站楼地图600上呈现追踪数据，以示出行李物品100在机场航站楼601中沿着多个路点1001至1011的通道。
行李行程将包括托运前阶段和托运后阶段，其中，在托运前阶段期间行李物品穿过机场航站楼601到达登机手续办理台或其他行李投放点，在托运后阶段期间行李物品根据机场的行李处理系统沿着预定路径前进。
在所示出的示例中，可以根据路点1001至1011追踪行李物品在这些阶段中的每个阶段期间的位置。这些路点对应于中继桥附近区域中的熟悉路标或位置。熟悉路标或位置一般将对应于机场航站楼的基础设施特征，并且在图6中被示出为交叉阴影框。为了简单，仅标记出了三个地标602、612、622。
用作路点的熟悉地标的示例是位于航站楼中的很多摊位或机场办公室602、航空公司登机手续办理台612、或航空公司行李处理存放区622中的一者。这些地标中的每个地标对于一个或多个旅客、机场工作人员、和行李搬运工来说将是熟悉的。
如上所述，对应于路点位置的描述符可以被指派给每个中继桥，以帮助识别路点位置。例如，与路点612相关联的中继桥可以被指派以描述符“瑞士航空登机手续办理台”，与路点622相关联的另一中继桥可以被指派以描述符“瑞士航空行李存放区”。
在一个实施例中，当定位算法计算出行李物品到达新的路点时，追踪数据被绘制在机场航站楼地图600上。追踪数据可以包括路点描述符和行李到达时间。
替代地，定位算法可以填充表格。下面的表4表示图6所示的示例行李行程。
表4
Figure BDA0002301603440000151
因此，可以贯穿整个机场航站楼601，如下追踪属于旅客的行李物品。
当旅客走过机场航站楼601时，与旅客的行李物品相关联的信标发射的数据分组被一个或多个附近的中继桥检测到。在行李行程的托运前阶段期间，行李物品经过与路点1001至1006相关联的附近的6个中继桥。行李物品在路点1007处被托运，并且在行李行程的托运后(pose-check-in)阶段期间经过与路点1008、1009、和1010相关联的附近的3个中继桥。行李继续被保留在存放区622中，直到该行李在路点1011处被装载到飞机上为止。如上所述，在行李行程期间，追踪服务对行李追踪数据进行积累，并计算行李物品经过每个路点的时间。
在实施例中，移动应用可以向乘客发送行李物品何时到达特定位置的通知。例如，可以在行李到达存放区以等待被装载到飞机上时发送通知。该通知可以包括有关行李物品的位置和到达该位置的时间的信息。该通知还可以包括诸如，乘客详细信息、航班号、和最终目的地的其他信息。
在航空运输业，存在有关托运行李被丢失、被偷盗、被延迟、或被损坏的可能性的准确测量的焦虑。尽管这些可能发生的事情比较稀少，但是乘客在他们的大部分行程中仍然不知道他们的行李的精确位置和状态。因此，本公开的实施例具有通过移动应用向乘客发送行李状态通知来使乘客放心他们的行李已经被处理的优点。
在另一实施例中，追踪服务在将位置数据存储在数据库中之前，基于来自行李处理系统或存储乘客信息的其他系统的乘客相关数据和接收位置数据生成BPM并发送该BPM。向行李处理系统发送BPM使得本公开的实施例能够高效地将与追踪行李物品相关联的数据传送给现有系统。参考以下示例，包含行李位置和追踪数据的BPM可以被发送给行李处理系统。
如图1中的示例所示，行李标签信标发射以下数据分组110：
E7 F7 77 B9 29 B3 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15 52 2E 90 9E 20 C5 4F B2
A0 E8 E9 73 81 2C A3 72 01 23 00 0A C5
数据分组110包括下面的表5中列出的识别元素的组合。
表5
MAC地址 E7 F7 77B9 29B3
设备协议专用前缀 02 01 06 1A FF 4C 00 02 15
设备UUID 52 2E 90 9E 20 C5 4F B2 A0 E8 E9 73 81 2C A3 72
主要标识符 01 23
次要标识符 00 0A
信标发射功率 C5
可以通过中继桥利用数据对该数据分组进行充实，并且该数据分组在被发送给追踪服务之前被转换为JSON格式。替代地，数据分组被发送给聚合服务，以转换到JSON格式。聚合服务随后将经过充实的数据流传输给追踪服务。
在图1所示的示例中，中继桥利用数据分组111中的以下附加数据来充实数据分组110：
EB 12 E6 2D B4 18 2F 19 09 05 4B 70 B1 9B 20 9B AE 76 41 BE A2
数据分组111中包括的附加数据包括下面的表6中列出的识别元素的组合。
表6
Figure BDA0002301603440000171
下面示出了由追踪服务接收到的JSON格式的经过充实的数据分组的示例。
Figure BDA0002301603440000172
在以上示例中，“packetType”(“分组类型”)通过识别协议专用前缀定义了数据分组源协议。在本示例中，数据分组被识别为iBeacon有效载荷。“timestamp”(“时间戳”)定义了中继桥接收到数据分组的时间。“scanpointID”(“扫描点ID”)定义了中继桥标识符并且被追踪服务用来确定已知位置的属性并将该位置的属性关联到事件。在以上示例中，scanpointID是与scanpointID描述符相关联的UUID。对于上述scanpointID，scanpointID描述符为“684”。scanpointID与scanpointID描述符之间的关联可以被存储并且在生成BPM时被引用。“version”(“版本”)是定义数据分组布局的版本号。“macAddress”(“Mac地址”)在本示例中是信标设备的唯一MAC地址。“uuid”是如上所述的唯一设备标识符。“major”和“minor”是设备数据分组中的可配置元素。“measuredPower”(“测量功率”)相当于表3中的信标发射功率，并且定义了在1米处测量的设备的恒定接收信号强度(以dBm为单位)。“rssi”定义了由中继桥计算出的接收信号强度。
在以上示出的示例数据分组110和111中，RSSI和信标发射功率都被表示为十六进制值。由于RSSI和信标发射功率二者都是负dBm值，所以十进制值与十六进制值之间的转换涉及二进制补码运算(two’s complement operation)的公知使用。
追踪服务使用UUID和scanpointID数据识别诸如LPN和行李位置这样的与UUID和scanpointID相关联的信息。下面示出了从以上JSON数据分组生成的示例BPM。
Figure BDA0002301603440000181
以.V开始的以上示例的第二行定义了行李的当前位置“迈阿密”，并且指示行李源自于那里。
以.J开始的第三行定义了用于行李的处理信息。在这种情况下，该处理信息涉及行李位置并且包括最接近的中继桥的scanpointID描述符以及行李物品到达该中继桥的日期和时间。
以.F开始的第四行定义了行程单。在这种情况下，行李物品被托运到于4月18日去往肯尼迪国际机场的美国航空公司航班号US101上并且属于头等舱乘客。行程单数据在被用作核对或分拣处理的一部分时是BPM中的强制性数据。
在第五行中，.N指示与数据分组中包含的UUID相关联的行李LPN。
因此，以上实施例具有在提供改进的行李追踪数据的同时集成到现有的行李处理系统中的优点。
本公开的实施例的以上详细描述不用于穷尽本公开或将本公开局限于所公开的精确形式。例如，尽管按照给定顺序给出了处理或块，但是替代实施例可以执行具有不同顺序的步骤的例程或采用具有不同顺序的块的系统，并且可以删除、移动、添加、进一步划分、组合、和/或修改一些处理或块。这些处理或块中的每个处理或块可以通过各种不同的方式实现。另外，尽管处理或块有时被示出为顺序执行，但是这些处理或块可以替代地被并行执行或者可以在不同时间执行。
本文提供的本公开的教导可以应用于其他系统，而不一定是上述系统。以上描述的各种实施例的元件和动作可以被结合在一起来提供进一步的实施例。
尽管已经描述了本公开的一些实施例，但是这些实施例仅通过示例给出，而不用于限制本公开的范围。实际上，本文描述的新颖方法和系统可以通过各种其他形式体现；另外，可以在不偏离本公开的精神的条件下对本文描述的方法和系统做出各种删除、替换、和改变。

Claims (45)

1.一种物品追踪系统，包括：
a.与物品相关联的信标，用于发射多个短程无线电信号，每个短程无线电信号包括信标标识符和信标发射功率；
b.多个中继设备，每个中继设备具有与所述物品的行程中的路点相关联的已知位置，每个中继设备用于检测所述短程无线电信号、计算每个检测到的短程无线电信号的接收信号强度指示符RSSI、将每个检测到的短程无线电信号转变为中继信号、以及发送所述中继信号中的每个中继信号，所述中继信号包括唯一中继设备标识符和RSSI信息；
c.时间戳装置，用于向每个中继信号附加时间戳；以及
d.追踪设备，用于连续地接收来自每个中继设备的所述中继信号，比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性以确定所述多个中继设备中所述信标最接近的中继设备，以及存储所述时间戳、信标标识符、以及所确定的最接近的中继设备的唯一中继设备标识符。
2.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，通过将所述信标附加到所述物品，将所述信标与所述物品相关联。
3.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，所述信标标识符包括唯一用户识别号(UUID)。
4.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，所述信标标识符与行李牌照号LPN相关联。
5.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，通过将行李牌照号LPN包括在所述信标标识符中，所述信标标识符与所述LPN相关联。
6.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，所述时间戳装置在所述追踪设备接收所述中继信号之前向所述中继信号附加时间戳。
7.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，所述时间戳装置在所述追踪设备接收到所述中继信号之后向所述中继信号附加时间戳。
8.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，来自每个中继设备的接收的中继信号的所述特性包括计算的RSSI。
9.如权利要求8所述的物品追踪系统，其中，所述追踪设备基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的平均的计算的RSSI的比较，确定所述多个中继设备中信标最接近的中继设备。
10.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括计算的RSSI和信标发射功率。
11.如权利要求10所述的物品追踪系统，其中，所述追踪设备基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对信标发射功率的平均比值，确定所述多个中继设备中所述信标最接近的中继设备。
12.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括所述信标与每个中继设备之间的计算的平均距离。
13.如权利要求12所述的物品追踪系统，其中，所述信标与每个中继设备之间的所述计算的平均距离基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI和反平方定律。
14.如权利要求12所述的物品追踪系统，其中，所述信标与每个中继设备之间的所述计算的平均距离基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对所述中继信号的信标发射功率的平均比值的已知功率函数。
15.如权利要求12所述的物品追踪系统，其中，所述追踪设备基于所述信标与每个中继设备之间的平均计算距离，确定所述多个中继设备中所述信标最接近的中继设备。
16.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，所述追踪设备向外部数据处理系统发送包括所述存储的时间、信标标识符、以及唯一中继设备标识符的消息。
17.如权利要求16所述的物品追踪系统，其中，所述追踪设备向外部数据处理系统发送包括从外部数据库接收的乘客相关信息的消息。
18.如权利要求1所述的物品追踪系统，其中，多个信标分别与物品相关联。
19.如权利要求16所述的物品追踪系统，其中，来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括信标标识符。
20.如权利要求1所述的物品追踪系统，进一步包括：聚合器，用于聚合中继设备消息并将所聚合的消息流传输到所述追踪设备。
21.如权利要求1所述的物品追踪系统，进一步包括：所述追踪设备被配置为基于所述物品位于距离具有已知位置的特定中继设备可接受距离内的时间，确定所述物品到达所述特定中继设备的时间。
22.如权利要求1所述的物品追踪系统，进一步包括：移动应用，用于向所述追踪设备发送所述信标标识符和所述物品标识符。
23.如权利要求1所述的物品追踪系统，进一步包括：移动应用，用于向用户显示所述物品的行程。
24.如权利要求1所述的物品追踪系统，进一步包括：移动应用，用于向乘客或用户通知所述物品到达具有已知位置的特定中继设备的时间。
25.一种物品追踪方法，包括以下步骤：
a.将信标与物品相关联，所述信标发射多个短程无线电信号，每个短程无线电信号包括信标标识符和信标发射功率；
b.在多个中继设备处检测所述短程无线电信号，计算每个检测到的短程无线电信号的接收信号强度指示符RSSI，在多个中继设备处将每个短程无线电信号转变为中继信号，以及发送包括唯一中继设备标识符和RSSI信息的所述中继信号中的每个中继信号，其中，所述多个中继设备分别具有与所述物品的行程中的路点相关联的已知位置；
c.向每个中继信号附加时间戳；
d.在追踪设备处接收来自所述中继设备的多个中继信号，比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性以确定所述多个中继设备中所述信标最接近的中继设备，以及存储所述时间戳、信标标识符、以及所确定的最接近的中继设备的唯一中继设备标识符；以及
e.重复步骤d以随着时间确定所述物品的多个位置。
26.如权利要求25所述的物品追踪方法，其中，将所述信标与所述物品相关联包括向所述物品附加所述信标。
27.如权利要求25所述的物品追踪方法，其中，在所述追踪设备处接收所述中继信号之前，向每个中继信号附加所述时间戳。
28.如权利要求25所述的物品追踪方法，其中，在所述追踪设备处接收到所述中继信号之后，向每个中继信号附加所述时间戳。
29.如权利要求25所述的物品追踪方法，其中，基于计算的RSSI比较来自每个中继设备的接收的中继信号的特性。
30.如权利要求29所述的物品追踪方法，其中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的平均的计算的RSSI的比较，确定所述多个中继设备中信标最接近的中继设备。
31.如权利要求25所述的物品追踪方法，其中，基于计算的RSSI和信标发射功率，比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性。
32.如权利要求31所述的物品追踪方法，其中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对信标发射功率的平均比值的比较，确定所述多个中继设备中信标最接近的中继设备。
33.如权利要求25所述的物品追踪方法，其中，基于所述信标与每个中继设备之间的计算的平均距离，比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性。
34.如权利要求33所述的物品追踪方法，其中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI和反平方定律，计算所述信标与每个中继设备之间的所述平均距离。
35.如权利要求33所述的物品追踪方法，其中，基于与每个中继设备相关联的多个中继信号的计算的RSSI对所述中继信号的信标发射功率的平均比值的已知功率函数，计算所述信标与每个中继设备之间的所述平均距离。
36.如权利要求33所述的物品追踪方法，其中，所述追踪设备基于所述信标与每个中继设备之间的平均计算距离，确定所述多个中继设备中所述信标最接近的中继设备。
37.如权利要求25所述的物品追踪方法，进一步包括：将多个信标中的每个信标与物品相关联。
38.如权利要求37所述的物品追踪方法，其中，比较来自每个中继设备的所接收的中继信号的特性包括比较信标标识符。
39.如权利要求25所述的物品追踪方法，进一步包括：向外部数据处理系统发送包括所述存储的时间、信标标识符、和唯一中继设备标识符的消息。
40.如权利要求39所述的物品追踪方法，进一步包括：从外部数据库接收乘客相关信息，并向外部数据处理系统发送包括所述乘客相关信息的消息。
41.如权利要求25所述的物品追踪方法，进一步包括：聚合中继设备消息并将所聚合的消息流传输给所述追踪设备。
42.如权利要求25所述的物品追踪方法，进一步包括：基于所述物品位于距离具有已知位置的特定中继设备可接受距离内的时间，确定所述物品到达所述特定中继设备的时间。
43.如权利要求25所述的物品追踪方法，进一步包括：利用移动应用向所述追踪设备发送所述信标标识符和所述物品标识符。
44.如权利要求25所述的物品追踪方法，进一步包括：利用移动应用向用户显示所述物品的行程。
45.如权利要求25所述的物品追踪方法，进一步包括：利用移动应用向乘客或用户通知物品到达具有已知位置的特定中继设备的时间。
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