CN114072639A - 监测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于附接到用于存储流体的容器的装置，其中所述装置包括用于测量所述流体或所述容器的参数的一个或多个传感器，且其中所述装置具有柔性外部构造以贴合具有基本上圆柱形或筒形状的容器的上边沿或下边沿的曲率。

Description

监测装置

技术领域

本发明涉及一种用于监测容器的内含物的系统，且更确切地涉及监测容器的液体消耗性内含物。

背景技术

用于跟踪资产的系统广泛使用。此类系统可提供有用信息以在各种货物通过供应链前进时建立各种货物的位置，且常常利用可需要手动扫描的RFID标签。尽管这些系统可且有助于最小化损失和损坏，但其不提供关于货物或产品本身的状态的许多了解，且因此一般不适于消耗性产品。

已知其它装置及系统，其有助于在供应链中的各个点处的产品的数量和品质的确定(和常常与产品相关的其它变量，例如位置和温度)。然而，本领域中已知的此类装置和系统在其应用中受限，具有较高实施成本，且不有助于在供应链的所有阶段的有用信息的提取。本发明的目标为避免或至少减轻现有技术的不足。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于附接到用于存储流体的容器的装置，其中装置包括用于测量流体或容器的参数的一个或多个传感器，且其中装置具有柔性外部构造以贴合具有基本上圆柱形或桶形状的容器的上边沿或下边沿的曲率。

优选地，装置包括多个区段，其中多个区段由柔性材料连接。装置优选地具有具有曲率度数的大体弓形形状。柔性材料优选地允许曲率度数变化。任选地，第一区段容纳处理单元，第二区段容纳无线通信模块，第三区段容纳电源，且第四区段容纳加速计和温度监测器中的一个。装置优选地进一步包括超声换能器收发器。装置任选地包括一个或多个径向臂，其中一个或多个径向臂中的至少一个包括超声换能器收发器，使得当装置定位在容器的边沿下方时，一个或多个径向臂朝向容器的中心纵向轴线延伸。装置可进一步包括光源，优选地其中光源为LED。装置也可进一步包括用于输出音频的构件和/或热电发生器，其中热电发生器配置成在容器和/或压电组件的清洁期间对至少一个电池充电，其中压电组件配置成在容器的清洁期间采集动能。

根据本发明的第二方面，提供一种用于监测容器中的液体的装置，其包括：用于检测温度的温度检测构件；用于检测装置的移动的移动检测构件；用于确定容器中的液体的体积的体积确定构件；用于与外部计算系统通信的无线通信构件；以及用于处理来自温度检测构件、移动检测构件和体积确定构件的数据的处理构件，其中处理构件与无线通信构件通信；其中处理器构件配置成控制温度检测构件、移动检测构件和体积确定构件的操作且根据规则集将数据传输到外部计算机系统，其中规则集基于容器的使用状态而确定。

在第一使用状态中，优选地根据滑模控制过程收集和传输数据。在第二使用状态中，优选地根据时间序列预测过程收集和传输数据。装置的使用状态优选地基于由移动检测构件检测到的中断事件和/或基于由体积确定构件测量的容器中的液体的体积的改变而确定。当容器处于第一使用状态时，处理构件任选地配置成指示体积检测构件根据时间序列预测模式检测体积。当容器处于第二使用状态中时，处理构件任选地配置成指示移动检测构件根据滑模控制过程确定容器的内含物的移动。当容器处于第三使用状态时，处理构件任选地配置成指示温度检测构件根据滑模控制过程确定容器的内含物的温度。

根据本发明的第三方面，提供一种用于装置的节能系统，其中系统包括：用于监测容器的液体内含物的装置以及外部计算系统，其中所述装置包括：用于读出温度的温度传感构件；用于检测装置的移动的移动检测构件；用于确定容器中的液体的体积的体积确定构件；用于与外部计算系统通信的无线通信构件；以及与通信构件通信的处理构件，其中处理构件配置成控制温度检测构件、无线信号检测构件、移动检测构件和体积确定构件的操作，根据规则集将数据存储和传输到外部计算机系统，其中规则集基于装置的使用状态而确定。

优选地，外部计算系统配置成接收与接入装置的一个或多个网络网关相关的位置数据，且可进一步配置成接收与从无线通信模块传输且由网络网关接收的信号的信号强度相关的数据。外部计算系统可配置成基于信号强度和与一个或多个网络网关的位置相关的数据确定装置的位置。通信构件优选地使用物联网网络与外部计算系统通信且优选地配置成检测广域网网关。

根据本发明的第四方面，提供一种用于监测容器的液体内含物的装置的电力管理的方法，其包括确定装置的使用状态，其中如果确定装置处于第一使用状态，那么记录或测量容器的内含物的第一参数且根据滑模控制过程将所述参数传输到外部计算系统，以及如果确定装置处于第二使用状态，那么记录或测量容器的内含物的参数且根据时间序列预测过程将所述参数传输到外部计算系统。优选地，第一参数为温度，且第二参数为体积。

根据本发明的第五方面，提供一种用于确定容器中所含的液体的体积的系统，其包括布置成测量从容器中所含的液体的表面反射的超声波信号的飞行时间且将飞行时间数据传输到外部计算系统的装置；与所述装置通信的外部计算系统，其中外部计算系统布置成存储多种类型的容器的尺寸，其中外部计算系统进一步配置成接收飞行时间数据，基于飞行时间数据确定容器中所含的液体的高度，基于容器中所含的液体的所确定高度确定容器的尺寸，以及针对容器中所含的液体的所确定高度，使用所确定小桶尺寸来计算存储在容器中的液体的体积。

根据本发明的第六方面，提供一种监测容器中所含的液体的方法，其包括从容器的底部发射超声波信号，且在容器的底部处接收由容器中所含的液体的表面处的气体与液体之间的界面反射的信号；确定容器中所含的液体的高度；基于容器中所含的液体的所确定高度确定容器的尺寸；使用基于容器中所含的液体的所确定高度的所确定容器尺寸来计算存储在容器中的液体的体积。存储在容器中的液体的所计算体积优选地输出处理系统。

根据本发明的第七方面，提供一种用于监测容器中的液体的装置，其包括：用于检测温度的检测构件；用于检测装置的移动的移动检测构件；用于确定容器中的液体的体积的体积确定构件；用于与外部计算系统通信的无线通信构件；电源；以及用于处理来自温度检测构件、移动检测构件和体积确定构件的数据的处理构件，其中处理构件与无线通信构件通信。

附图说明

将参考图式描述本发明的各方面，在所述图式中：

图1a为根据本发明的实施例的从装置的上方的透视图；

图1b为从图1b的装置的下方的透视图；

图2为位于容器的下侧上的根据本发明的实施例的装置的透视图；

图3为根据本发明的实施例的图1a的装置的内部组件的示意图；

图4为系统组件的示意图；

图5为展示在供应链中的各阶段处的容器的使用状态的图；

图6a为根据本发明的实施例的用于控制装置组件的动态滑动操作的过程步骤的图；

图6b为根据本发明的实施例的用于控制装置组件的时间序列预测操作的过程步骤的图；以及

图6c为根据本发明的实施例的用于控制装置组件的动态滑动操作的过程步骤的图。

具体实施方式

图1a中展示了一种用于监测容器的流体内含物的装置。如可见，装置100具有大体上弯曲形状且包括若干区段。区段为刚性的且容纳电子组件，如下文将进一步详细描述。如所展示的装置100包括七个区段，但其可包括更多区段或更少区段。区段的数目可取决于待由装置容纳的不同组件的数目。装置100的外壳为柔性、防水且耐用材料，例如热塑性弹性体。区段由柔性外壳连接，且因此区段之间的连接可变形。这允许装置100挠曲以使得其曲率角度可变化。外壳的材料也是弹性的，使得在已移除变形压力之后装置将返回到其原始曲率度数。

大体上位于装置100的远端处的臂102在径向方向上延伸。如所展示，每一臂包括组件，但在替代实施例中，装置可仅包括一个臂，且在另一实施例中，仅一个臂可损害组件。图1b展示产品的下侧。下侧大体上为平面，以便与基本平坦表面直接接触。包括在臂102上的组件至少部分地暴露。

在图2中，展示倒置的容器，其中装置100位于容器的底部边沿下方。容器可为用于存储液体的桶，例如用于存储和运输例如啤酒或麦芽酒的消耗性液体产品的小桶。然而，装置可用于监测存储在任何容器中的任何液体产品，包含小木桶，所述小木桶通常存储小麦酒和葡萄酒且具有比小木桶的顶部和底部更宽的中心宽度。通常，小桶为大体上为圆柱形的密封不锈钢桶。小桶的尺寸广泛标准化；在欧洲，小桶为50L、30L和20L(指定高度和直径)；在美国，小桶大体上为15.5加仑(半桶)、7.75加仑(四分之一桶)或5.17加仑(六分之一桶)。装置100的柔性外部壳体意味其可贴合以配合在具有不同直径的容器的边沿内。

装置100通常固定至小桶，而小桶在经装填之前存储在啤酒厂。以这种方式，装置可改装到任何现有小桶。然而，装置100可替代地在制造小桶的最后阶段贴附到小桶。作为另一替代方案，装置的一个或多个组件可构建到小桶中，使得装置与小桶成一体。举例来说，装置的一个或多个组件可构建到小桶的边沿部分中。

在本发明的优选实施例中，装置100借助于过盈配合固定到容器200；装置100的高度配置成或多或少地高于容器的底端表面与悬垂容器的底表面的唇缘之间的间隙的高度，从而界定边沿。在替代实施例中，装置100通过例如胶水的任何已知的构件附着到小桶的底端表面。所使用的粘合剂和/或将装置100贴附到小桶的构件必须承受在清洁过程期间小桶所经受的高温。小桶配置成堆叠在彼此的顶部上。通过将装置100定位在边沿中以使得其部分地在容器的唇缘下方延伸，装置100的位置不干扰容器的堆叠。

图3展示装置300的主要组件。装置300包括一个或多个长寿命可充电电池320。电池为可接近的，使得其可由用户替换。一个或多个处理模块350与装置300的其它组件通信，且指示装置300中的其它模块的操作，记录由其它模块搜集的数据且根据定义规则集或模式指示低电力无线模块传输数据。如下文将进一步详细描述，确定模块操作、数据记录和数据传输的特定规则集取决于装置300附接到的容器的使用状态。

超声换能器收发器310，其可为奥迪威(Audiowell)US0014-001换能器，其布置成以单基配置进行传输和接收。信号由例如德州仪器(Texas Instruments)的TDC1000的模拟前端组件进行分析，且待发射、从容器中的液体的表面反射且待接收回的信号的飞行时间由兼容开发板确定。容器中的液体越多，飞行时间越长。在实施例中，装置100包括两个换能器，使得两个中的一个可用于冗余(使得两个换能器为可操作的，且来自一个换能器的结果和计算验证另一个，或使得换能器中的一个‘备用’且在另一换能器失败的情况下变成可操作的)。在装置100包括仅一个换能器的实施例中，装置仅包含1个臂。替代地，第二臂可包括电池。换能器围封在逐份部分地嵌入在外部柔性材料内的不锈钢壳体中或从装置100的主体延伸的臂中。借助于其从臂102上的装置的主体的延伸，换能器(当装置处于使用中且固定到小桶时)与小桶的底端表面的不锈钢直接接触，远离小桶的侧壁。此定位有助于用于待跨小桶的长度发送的超声波信号的清晰路径。在替代实施例中，在双基地配置中使用两个超声波传感器(优选地在1Mhz下操作且具有8MHz的外部时钟频率)。

每一不同小桶大小将在装满时导致特定飞行时间测量。在小桶经装填之后但在经分接之前，换能器和处理模块配置成确定超声波信号的飞行时间，如上文所论述。将结果与已知小桶大小的飞行时间测量进行比较，这使得能够识别装置附接到的小桶的类型，且因此识别小桶的体积。关于小桶的体积(或其高度和宽度)的了解用于稍后的在小桶经分接时的体积测量的计算；即稍后的飞行时间测量将与小桶宽度或体积结合使用，以确定小桶中剩余的液体的体积或小桶中剩余的体积百分比。替代地，当小桶为空的时，进行飞行时间测量以推导小桶的高度。超声波信号从小桶的相对端反射，所述相对端即小桶的顶端表面。接着将所确定高度与标准小桶类型的高度进行比较，标准小桶类型的体积和宽度已知且可类似地用于稍后的体积测量。

对于小木桶，装置100放置在小木桶的分配端上。可通过使用加速计330(如下文进一步所论述)或通过换能器来测量或估算小木桶中的液体的体积。一般来说，小木桶经定位以使得其在经分接时以略微倾斜的方式侧躺(使得分配端处于比对置端低的高度)-即，通过重力(至少部分地)来提取小木桶的内含物。对于固定倾斜情境-即，当小木桶定位成用于以固定倾斜经分接时-使用换能器和随附模拟前端和开发板的飞行时间测量用作体积确定的基础。装置100定位在小木桶的分配端上，使得换能器尽可能靠近倾倒孔。应了解，在此变化中，归因于换能器的位置、超声波信号通过小木桶的长度的方向和小木桶的倾斜，只有当小木桶内的液体的体积在一定范围内时可实现准确体积测量。还应了解，可测量体积的范围取决于倾斜角度-倾斜角度越大，可测量体积范围更大。对于特定倾斜角度和小木桶的大小，可使用体积与飞行时间信号之间的关系来校准飞行时间信号且提供体积确定(当小木桶中的液体的体积在可测量范围内时)。小木桶在平放时也可经分接，且接着随后倾斜特定量。当小木桶平放时，不可能进行超声波体积测量。当液流压力减缓时，小木桶倾斜以使得液体继续从倾倒孔分配。如所论述，一旦倾斜，就可能使用飞行时间确定体积。

当使用小木桶倾斜(随着小木桶中液体减少而将小木桶倾斜到更大角度的装置)时，采用基于加速计的方式。加速计用以准确地测量倾斜的程度，且基于角度越大，剩余的液体的体积越小来推断小木桶中剩余的液体的体积。对于特定小木桶大小，体积与倾斜角度之间的关系可用以校准倾斜角度且提供体积确定。对于直立且使用立式小麦酒提取器泵送的小木桶，液体的体积基于从换能器传输的超声波信号的飞行时间来测量，如上文针对小桶所论述。

加速计330布置成测量装置的角度的改变，例如滚动、摇晃或掉落，且可为MPU-6050加速计。当检测到角度的改变时，加速计将改变作为中断信号通知处理模块350。

温度传感器340布置成测量环境温度且可为DHT22传感器。如下文将进一步论述，温度传感器根据预定操作模式配置成以预定义时间间隔读出环境温度。所读出的温度由处理模块记录。

空的小桶在每一循环结束时经历高压和高温清洁过程。装置100任选地还包括热电组件，所述热电组件配置成在清洁过程期间采集能量(由于泽贝克效应(Seebeckeffect))且对装置100的一个或多个电池再充电。替代或另外地，装置100包括压电组件，其中压电组件配置成采集动能且在小桶移动时对电池再充电。装置100还可包含用于太阳能充电或感应充电的构件。在一个实施例中，装置100包括RF供电的二次电池，例如用于RF能量采集的超级电容器(其可与可再充电电池350结合使用)。无线通信模块的收发器(或单独收发器)将接收到的环境无线电信号(例如，WiFi)转换成馈送到二次电池/超级电容器的AC或DC电源。替代或另外地，所采集的电力可直接馈送到可再充电电池。所采集电力可用于系统操作和可再充电电池的再充电两者。

低电力无线模块布置成根据来自中心处理模块的指令将数据上传到基于云的计算系统，例如谷歌(Google)Firebase。此类数据包含装置300附接到的小桶的唯一标识符、具有时间戳的当前或历史液体体积、具有时间戳的当前或历史温度和具有时间戳的当前或历史移动数据。

低电力无线模块将数据传输到低电力广域网的一个或多个网关，例如窄带物联网网络、LTE-M或LoRaWAN。低电力无线模块可为用以传输到物联网网络的LoRaWAN网关的具有ESP32开发板的LoRa模块。当无线模块传送数据时，任何可用网络网关将接收数据且将其上传到云数据库，如下文所论述。当网关接收到数据时，网关将标识网关、其位置和信号强度的元数据发送回到无线通信模块。信号强度用于估计装置到网关的接近度。装置与网关的所估计距离与网关的位置结合使用，以估算装置的位置(例如，使用Collos地理定位API)。应了解，对所关注的各种位置(例如，啤酒厂、仓库、零售店等)的了解可简化对装置100的位置的确定。因此，在上传数据时作出关于装置100的位置的确定。在替代实施例中，装置100包含能够使用已知GPS方法来确定装置的位置的GPS模块。

处理模块编程成应用数据校正规则，以便识别和舍弃来自温度、传感器、换能器和加速计的为异常值或虚假的测量(例如，当小桶的使用状态为‘经分接’时，表明体积的增加的读数)。

尽管未展示，但装置300还可包含例如LED的光源，以用于提供关于电池电力水平、网络连接性、电池电力模式或所确定使用状态(例如空的、未经分接的、经分接的)的视觉指示。装置300还可包含扬声器，以用于输出类似关于电池电力模式、使用状态等的音频通知。当地理定位确定将小桶识别为在界定区域或地理围栏之外时，当温度高于或低于预定义值时，和/或当小桶中的液体的所确定体积低于阈值时，处理模块可编程成输出视觉或听觉警示。类似地，除使从装置300上传的数据可用且视需要提供各种数据分析以外，基于云的外部计算系统可输出关于其的通知。

系统架构400在图4中大体展示。固定到小桶的装置(大体上展示为410)与云数据库420通信。云数据库420中的数据与API 430交换，且此类数据经由API门户440以及特定客户端系统可用。基于聚合数据的数据也可直接从云接入460从云数据库420获得。用户可经由基础平台API配置的数据包含可接受温度范围、体积阈值、小桶类型、液体类型和地理定位/地理围栏。用户可经由API接入的数据包含实时和历史体积、温度、位置和移动。此类API接入取决于用户的接入控制，且将取决于经授予接入与特定装置/小桶相关的数据的特定用户(例如，啤酒厂、零售店、经销商)。基于聚合数据的数据分析可经由云接入和/或API430接入，且可涉及品质控制和基于从历史数据识别的趋势预测消耗，使用监督学习技术有助于较好通知和优化啤酒和小桶的选择、排序、配送和收集，包含库存管理、路线优化、浪费管理和产品召回。

图5概述通过小桶的装填-空-装填生命周期400的主要阶段。每一阶段属于三个小桶使用状态中的一种：未经分接的、经分接的和空的。在410处，空小桶通常存储在啤酒厂处等待装填。加速计识别移动的任何显著改变，且低电力无线模块以预定义间隔唤醒以尝试与近端网关通信以能够实现确定装置100的位置。在此阶段处，装置100可如上文所论述确定小桶的大小。在420处，小桶经装填(且因此‘经分接’)且经密封，且装置100固定到小桶。优选地，装置100的处理模块将已用识别小桶的内含物的数据编程。温度和移动传感将根据下文所描述的操作发生。小桶存储在啤酒厂处或可运输到仓库或其它分销中心。在430处，小桶运输到零售店，在零售店处小桶经存储且在440处排队以供使用。在运输期间，定期读出温度、移动，且在上传温度数据和移动数据时确定位置。当小桶排队以供使用时，不预期体积改变(且因此不频繁确定体积)，但定期读出温度以监测产品品质很有用。预计不会发生移动或位置改变。在450处，小桶经分接且内含物经消耗。在此阶段处，将频繁地发生体积和温度测量，但较不频繁地发生位置和移动的测量。当小桶清空或接近清空时，其在经收集和返回到啤酒厂之前将存储在零售店(或分销中心)处以用于在470处进行清洁。空小桶在传送中将经常改变位置。

可使用块链来记录在小桶的生命周期期间发生的特定供应链事件，如上文参考图5大体上所描述。举例来说，可记录在分散分类账中的事件为离开仓库的日期和时间和所述日期和时间的温度、到达零售店的时间和所述数据和时间的温度、小桶经分接的日期和时间和所述日期和时间的温度以及来自加速计的指示小桶经摇晃的中断信号的日期和时间等。

为了优化电池寿命，期望仅在必要时和/或当可从此类操作中搜集有用数据时操作装置11的组件。举例来说，在小桶的‘经分接’使用状态期间，小桶的内含物的体积以相对高的速率减少，使得定期体积测量有用，但通常(尽管可在一些特定情况下)不必需频繁确定装置100的位置。相反，当空小桶从零售店运回存储位置或啤酒厂时，体积测量不是必需的，因为小桶是空的，但位置信息是有用的，且因此定期确定装置100的位置。通过对一些传感器应用一操作模式，且贯穿小桶的整个生命周期，可最小化电力使用，由此延长装置中的电池的使用寿命。

图6a展示滑模控制过程510，其用于在小桶的使用状态为未经分接时确定温度传感器操作的频率。过程510应用于图5的阶段420、430和440处。滑模控制基于取决于检测到的指示与默认状态或值的偏差的改变的时间间隔的动态调整。过程510展示三个不同时间间隔X、Y和Z，其中X小于Y，且Y小于X。开始时段由X定义，使得在X分钟之后，进行测量且作出关于测量是否指示默认状态的改变的确定。如果存在改变，那么处理模块指示数据的上传，且在X分钟之后进行另一测量。如果不存在改变，那么在Y分钟之后进行测量，其中Y大于X。如果在Y分钟之后检测到改变，那么上传与测量相关的数据，且将在X分钟之后再次进行测量。如果不存在改变，那么将在Z分钟内进行一次测量，其中Z大于Y。如果存在改变，那么上传与改变相关的数据，且将在X分钟内进行下一次测量。如果不存在改变，那么下一次测量将在Z分钟之后发生。可能的时间间隔的数目和时间间隔本身是可配置的。当小桶处于‘未经分接’使用状态时，移动事件基于中断，且低电力无线模块接通，使得其始终检测物联网网关的存在。如果加速计检测到预定义移动(其指示小桶经分接)，那么处理模块将指示换能器和相关联开发板根据参考图6b所描述的过程计算容器中的液体的体积。

图6b展示滑模控制过程520，其用于在小桶经分接的使用阶段时确定换能器的频率和相关联开发板操作，且因此在阶段450处应用。在此状态下的体积改变将频繁地发生且通常根据设定模式发生(例如，可能与下午数小时相比较，在夜晚数小时期间的变化率将较大，且可能在早晨数小时期间改变极小或无改变)。‘预测间隔’为已基于历史数据设定的时间间隔，且将通常基于预期体积改变时的所预测模式。在此状态下，‘时间序列预测’与规则间隔的操作/测量结合使用，如图6b中展示为X分钟。因此，换能器将在无预测间隔的情况下每X分钟进行测量。任何体积改变将上传。当小桶处于分接状态时，可以规则但不频繁间隔读出温度，位置确定将停用，且移动检测将再次基于来自加速计的中断信号。过程520是否发生可取决于用户(例如，其可为啤酒厂或零售店)是否已请求体积监测。

图6c展示用于确定装置100的位置的确定频率的滑模控制过程530。在空状态下，不测量体积和温度。过程530应用于阶段410、460和470。过程530类似于过程510。为了节省电池电力，当小桶为空时默认地停用低电力无线模块。然而，如过程530中所展示，在X分钟之后唤醒低电力无线模块以检测因特网网关，且如果未检测到因特网网关，那么其再次转到休眠直到Y分钟过去到再次唤醒的时间为止。如果未检测到网关，那么下一唤醒间隔为Z分钟。如果检测到网关，那么上传相关数据且模块再次休眠直到X分钟过去为止。

所描述的装置可与存储液体消耗性产品的任何容器结合使用，所述液体消耗性产品例如啤酒、小麦酒、苹果酒、葡萄酒、鸡尾酒、疫苗、燃料、氧气、二氧化碳、氮气等。

Claims (28)

1.一种用于附接到用于存储流体的容器的装置，

其中所述装置包括

一个或多个传感器，用于测量所述流体或所述容器的参数；以及

多个区段，其中所述多个区段由柔性材料连接，

其中所述装置具有柔性外部构造，以贴合具有基本上圆柱形或桶形状的容器的上边沿或下边沿的曲率。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置具有具有曲率度数的大体弓形形状。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述柔性材料允许所述曲率度数变化。

4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中第一区段容纳处理单元，第二区段容纳无线通信模块，第三区段容纳电源，且第四区段容纳加速计和温度监测器中的一个。

5.根据任一前述权利要求所述的装置，其进一步包括超声换能器收发器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述装置包括一个或多个径向臂，其中所述一个或多个径向臂中的至少一个包括所述超声换能器收发器，使得当所述装置定位在容器的边沿下方时，所述一个或多个径向臂朝向所述容器的中心纵向轴线延伸。

7.根据任一前述权利要求所述的装置，其进一步包括超级电容器，其中所述超级电容器配置成存储从环境或专用无线电信号采集的RF电力。

8.根据任一前述权利要求所述的装置，其进一步包括热电发生器，其中所述热电发生器配置成在所述容器的清洁期间对至少一个电池充电。

9.根据任一前述权利要求所述的装置，其进一步包括压电组件，其中所述压电组件配置成在所述容器的移动期间采集动能。

10.一种用于监测容器中的液体的装置，其包括

用于检测温度的温度检测构件；

用于检测所述装置的移动的移动检测构件；

用于确定所述容器中的液体的体积的体积确定构件；

用于与外部计算系统通信的无线通信构件；以及

用于处理来自所述温度检测构件、移动检测构件和体积确定构件的数据的处理构件，其中所述处理构件与所述无线通信构件通信；

其中处理器构件配置成控制所述温度检测构件、移动检测构件和体积确定构件的操作，且根据规则集将数据传输到外部计算机系统，其中所述规则集基于所述容器的使用状态而确定。

11.根据权利要求10所述的装置，其中在第一使用状态中，根据滑模控制过程收集和传输所述数据。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的装置，其中在第二使用状态中，根据时间序列预测过程收集和传输所述数据。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中所述装置的所述使用状态基于由移动检测构件检测到的中断事件而确定。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的装置，其中所述装置的所述使用状态基于由所述体积确定构件测量的所述容器中的所述液体的所述体积的改变而确定。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的装置，其中当所述容器处于第一使用状态时，所述处理构件配置成指示所述体积检测构件根据时间序列预测模式检测体积。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的装置，其中在第二使用状态中，所述处理构件配置成指示所述移动检测构件根据滑模控制过程确定所述容器的内含物的所述移动。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的装置，其中在第三使用状态中，所述处理构件配置成指示所述温度检测构件根据滑模控制过程确定所述容器的所述内含物的所述温度。

18.一种用于液体的容器，其包括根据权利要求1至10中任一项所述的装置。

19.一种用于装置的节能系统，其中所述系统包括：

用于监测容器的液体内含物的装置，以及

外部计算系统，

其中所述装置包括：

用于感测温度的温度感测构件；

用于检测所述装置的移动的移动检测构件；

用于确定所述容器中的液体的所述体积的体积确定构件；

用于与外部计算系统通信的无线通信构件；以及

与所述通信构件通信的处理构件，其中所述处理构件配置成控制所述温度检测构件、无线信号检测构件、移动检测构件和体积确定构件的所述操作，根据规则集将数据存储和传输到所述外部计算机系统，其中所述规则集基于所述装置的所述使用状态而确定。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述外部计算系统配置成接收与接入所述装置的一个或多个网络网关相关的位置数据。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述外部计算系统进一步配置成接收与从所述无线通信模块传输且由所述网络网关接收的信号的信号强度相关的数据。

22.根据权利要求21所述的系统，其中所述外部计算系统配置成基于所述信号强度和与所述一个或多个网络网关相关的位置的数据而确定所述装置的所述位置。

23.根据权利要求19所述的系统，其中所述通信构件使用物联网网络与所述外部计算系统通信。

24.根据权利要求19所述的系统，其中所述无线通信构件配置成检测广域网网关。

25.一种用于监测容器的所述液体内含物的装置的电力管理的方法，其包括

确定所述装置的使用状态，其中

如果确定所述装置处于所述第一使用状态，那么记录或测量所述容器的所述内含物的第一参数且根据滑模控制过程将所述参数传输到外部计算系统，以及

如果确定所述装置处于第二使用状态，那么记录或测量所述容器的所述内含物的参数且根据时间序列预测过程将所述参数传输到外部计算系统。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一参数为温度，且第二参数为体积。

27.一种用于确定容器中所含液体的所述体积的系统，其包括

布置成测量从所述容器中所含的所述液体的表面反射的超声波信号的飞行时间且将所述飞行时间数据传输到外部计算系统的装置；

与所述装置通信的外部计算系统，其中所述外部计算系统布置成存储多种类型的容器的尺寸，其中所述外部计算系统进一步配置成

接收所述飞行时间数据，

基于所述飞行时间数据确定所述容器中所含的所述液体的高度，

基于所述容器中所含的所述液体的所确定高度确定所述容器的尺寸，以及

针对所述容器中所含的所述液体的所确定高度，使用所确定小桶尺寸来计算存储在所述容器中的所述液体的所述体积。

28.一种监测容器中所含的液体的方法，其包括

从所述容器的底部发射超声波信号，且在所述容器的所述底部处接收由所述容器中所含的所述液体的所述表面处的气体与液体之间的界面反射的所述信号；

确定所述容器中所含的所述液体的所述高度；

基于所述容器中所含的所述液体的所述所确定高度确定所述容器的尺寸；

使用基于所述容器中所含的所述液体的所确定高度的所确定容器尺寸来计算存储在所述容器中的所述液体的所述体积。

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