CN116710952A - 追踪装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对物体的追踪装置。所述追踪装置包括可附接到所述物体的运动检测器。所述运动检测器被配置成收集指示所述物体的运动的第一数据分组。处理单元操作性地与所述运动检测器相关联，使得所述处理单元可以处理所述第一数据分组以确定所述物体是否处于活动状态和被动状态中的一者。所述处理单元可以将指示所述物体的状态的信号发射到至少一个网关。所述装置或系统的实施例可被配置成执行追踪物体的方法。所述方法包括以下步骤：收集指示所述物体的运动的第一数据分组；处理所述第一数据分组以确定所述物体是否处于活动状态或被动状态中的一者；将指示所述物体的状态的信号发射到至少一个网关；从所述至少一个网关接收到所述至少一个服务器的上行链路信号；以及从所述服务器接收到客户端应用程序的下行链路信号。

Description

追踪装置及系统

技术领域

本发明涉及追踪装置。更具体地，本发明涉及用于追踪物体的状态和/或位置的装置。

本发明已被开发来主要用作用于通过供应链追踪无动力物体(诸如啤酒小桶(keg))在其运动时的位置的装置。虽然本文将特别参考该申请来描述一些实施例，但是应当理解，本发明不限于这种使用领域，并且适用于更广泛的环境。

背景技术

以下对现有技术的讨论旨在促进对本发明的理解并使其优点能够被更充分地理解。然而，应当理解，在整个说明书中对现有技术的任何引用决不能被视为承认此类技术是众所周知的或形成本领域公知常识的一部分。

由于啤酒小桶在整个市场中移动的体积大且距离远，因此这些小桶总是对生产商带来高的损失率。现有的追踪选项是劳动密集型的，诸如在各个容器通过供应链过程中的检查点时对它们进行的手动条形码和RFID扫描。这些需要与资产的手动交互以提供位置数据，导致增加的人工成本以及因人为错误而产生的不准确的数据。替代性地，由于在GPS技术中现有的活动追踪单元的电池寿命短或者2G和3G数据网络的订阅成本高，因此这些单元并不适合并且不是针对小桶的生命周期设计的。由于高昂的漫游费和增加的电池消耗，因此当前系统也未实现遍及大覆盖区域进行高性价比的追踪。

本发明的一个目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供一种有用的替代方案。本发明的装置的实施例已被设计成通过利用用在多个小桶上的特定设计来改善现有装置的限制，该设计允许在装置的可用寿命结束时对其进行更换或升级。该装置使用0G网络、非频繁消息传递以及活动和被动状态配置，结合分组分析器来提供准确的地理定位数据，延长电池寿命并降低订阅成本。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种针对物体的追踪装置，该追踪装置包括：

可附接到物体的运动检测器，该运动检测器被配置成收集指示物体的运动的第一数据分组；以及

处理单元，该处理单元与运动检测器操作性地相关联，使得处理单元可以处理第一数据分组以确定物体是否处于活动状态和被动状态中的一者；

其中处理单元可以将指示物体的状态的信号发射到至少一个网关。

在一些实施例中，运动检测器为机电装置。在一些实施例中，运动检测器包括加速度计。在一些实施例中，运动检测器包括陀螺仪、指南针和/或惯性测量单元。在一些实施例中，加速度计被配置成测量物体的加速度数据，从而收集指示物体的运动的数据。在一些实施例中，第一数据分组包括加速度数据。在一些实施例中，第一数据分组包括振动数据。在一些实施例中，第一数据分组具有在0字节至12字节范围内的大小。在一些实施例中，加速度计可以测量至少一个轴线上的加速度。在一些实施例中，加速度计可以测量两个轴线上的加速度。优选地，加速度计测量三个轴线上的加速度。在一些实施例中，每个轴线彼此正交地延伸。

在一些实施例中，加速度计为AC响应加速度计。在其他实施例中，加速度计为DC响应加速度计。在一些实施例中，加速度计可以为以下中的至少一者：电容式加速度计、压阻式加速度计、激光加速度计、机电伺服机构加速度计、体微机械加速度计、摆式积分陀螺加速度计、电位器式加速度计、表面声波加速度计和光学加速度计。

优选地，运动检测器可附接到物体，使得物体的运动引起运动检测器的对应运动。在一些实施例中，运动检测器可以可移除地或固定地附接到要追踪的物体。在一些实施例中，运动检测器可以与物体一体地形成。

在一些实施例中，处理单元为信号处理单元。优选地，信号处理单元适应于发射和/或接收一个或多个信号，其中预定数据与每个信号相关联。在一些实施例中，处理单元包括与信号处理单元通信的天线，该天线被配置成向信号处理单元发射信号和/或从信号处理单元接收信号。在一些实施例中，处理单元被配置成处理第一数据分组以确定物体是否处于活动状态和被动状态中的一者。在一些实施例中，处理单元基于预定义阈值确定物体是否处于活动状态和被动状态中的一者。在一些实施例中，处理单元可被配置成处理多个数据分组。在一些实施例中，处理单元可以形成主板的至少一部分。

在一些实施例中，运动检测器被配置成检测多种运动类型。在一些实施例中，活动状态由物体的由运动检测器检测的至少一种运动来确定。在一些实施例中，至少一种运动触发包括第一数据分组的信号。在一些实施例中，至少一种运动为平移运动、旋转运动或倾斜运动中的至少一种。

在一些实施例中，活动状态定义或指示：物体正在运动，或者出现其中涉及物体的事件。在一些实施例中，处理单元被配置成将指示物体的活动状态的信号发射到至少一个网关。在一些实施例中，信号被发射到多个网关。在一些实施例中，以预定义活动间隔发射信号。在一些实施例中，预定义活动间隔由用户设定。活动间隔可以为规则或不规则的间隔。

优选地，运动检测器被配置成检测多种运动类型。在一些实施例中，运动检测器被配置成检测并区分第一运动类型、第二运动类型和第三运动类型。

在一些实施例中，由运动检测器检测的运动为第一运动类型，诸如线性或旋转位移或其他平移运动。在一些实施例中，当加速度处于或高于第一阈值达超过第一离散时间段时，检测到平移运动。在一些实施例中，第一平移运动阈值在60毫g至90毫g的范围内。在一些实施例中，第一平移运动阈值为78毫g。在一些实施例中，第一时间段在5秒至15秒的范围内。在一些实施例中，第一时间段可以为10秒。在一些实施例中，第一时间段可以是最后60秒中的10秒。

在一些实施例中，由运动检测器检测的运动为第二类型的运动，诸如旋转运动。在一些实施例中，当运动检测器测量到在预定最小角度与预定最大角度之间定义的旋转时，检测到旋转运动。在一些实施例中，当运动检测器测量到相对于参考旋转角度的旋转时，可以检测到旋转运动。在一些实施例中，旋转运动最小角度可以在0度至90度的范围内。优选地，最小角度为25度。在一些实施例中，旋转运动最大角度可以介于45度与360度之间。优选地，最大角度为65度。在一些实施例中，旋转角度是基于参考旋转角度计算的。在一些实施例中，参考旋转角度是在校准阶段期间设定的。在一些实施例中，旋转参考角度为0度。

在一些实施例中，由运动检测器检测的运动为第三类型的运动，诸如倾斜运动。在一些实施例中，当运动检测器测量到相对于倾斜参考角度的倾斜时，检测到倾斜运动。在一些实施例中，当倾斜相对于倾斜参考角度介于预定最小角度与预定最大角度之间时，可以检测到倾斜运动。在一些实施例中，倾斜为180度的旋转。在一些实施例中，倾斜参考角度是在校准阶段期间设定的。在一些实施例中，倾斜参考角度为0度。

在一些实施例中，至少一种运动可以触发处理单元发射包括第一数据分组的信号，指示物体处于活动状态。在一些实施例中，平移运动不触发信号。在一些实施例中，旋转运动触发信号。在一些实施例中，旋转运动在检测后立即触发信号。在一些实施例中，在由旋转事件触发的两个信号之间存在最小间隔。在一些实施例中，最小间隔为事件延迟间隔，其被配置成延迟可以触发活动状态或被动状态之间的变化的事件之间的定时。在一些实施例中，事件延迟间隔为10分钟。在一些实施例中，倾斜运动不触发信号。在一些实施例中，倾斜运动可以在与其他运动和/或测量结合时触发信号。

在一些实施例中，当运动检测器未检测到物体的运动时，确定被动状态。在一些实施例中，当运动检测器检测到相对于预定义阈值的运动时，确定被动状态。

在一些实施例中，被动状态向至少一个网关触发指示物体的被动状态的信号。在一些实施例中，信号被发射到多个网关。在一些实施例中，以预定义被动间隔发射信号。在一些实施例中，预定义被动间隔由用户设定。在一些实施例中，预定义被动间隔为1天。在一些实施例中，运动检测器对运动的检测触发活动状态。在一些实施例中，运动检测器对运动的检测使被动间隔停止或重设。

在一些实施例中，当物体处于被动状态时，其可以响应于至少一种类型的运动而切换到活动状态。在一些实施例中，至少一种类型的运动包括平移运动、旋转运动和/或倾斜运动。在一些实施例中，物体通过触发活动状态响应于平移运动或倾斜运动(例如，在检测之后立即)从被动状态切换到活动状态。在一些实施例中，物体在检测到旋转运动之后立即从被动状态切换到活动状态。在一些实施例中，在运动检测器没有检测到运动达预定延迟时段之后，物体从活动状态切换到被动状态。在一些实施例中，预定延迟时段由用户设定。在一些实施例中，预定延迟时段为30分钟。在一些实施例中，活动间隔必须在被动间隔可以开始之前结束。在一些实施例中，如果在延迟时段期间检测到运动，则延迟时段停止并且物体保持处于活动状态。

在一些实施例中，活动状态和被动状态的模式可用于定义或以其他方式指示事件。在一些实施例中，事件具有单独的状态分布。在一些实施例中，事件的登记可以触发处理单元向网关发射事件信号，指示已经出现的事件的类型。在一些实施例中，例如，事件为清理事件。在一些实施例中，事件信号可以包括时间和/或位置信息。在一些实施例中，清理事件包括收集指示温度数据的第二数据分组。在一些实施例中，清理事件触发对温度数据的收集。

在一些实施例中，该装置包括附接到物体的传感器，该传感器被配置成收集第二数据分组，该第二数据分组包括表示以下的数据或信息：物体的一个或多个特性和/或与物体定位在其中的环境的状况相关联的一个或多个参数。在一些实施例中，传感器为温度传感器。更优选地，第二数据分组指示物体的温度。在一些实施例中，第二数据分组指示环境温度。在一些实施例中，传感器可以为湿度传感器、光传感器、空气流量传感器、速度传感器、陀螺仪、测斜仪和倾斜传感器中的至少一者。在一些实施例中，传感器与处理单元操作性地相关联，使得处理单元可以处理第二数据分组并将信号发射到至少一个网关。在一些实施例中，信号包括第二数据分组。在一些实施例中，传感器通过柔性印刷线缆(FPC))连接到处理单元。在一些实施例中，传感器可以呈传感器板的形式。

在一些实施例中，处理单元被配置成获得关于物体的位置信息。在一些实施例中，处理单元包括分组分析器，其被配置成获得关于物体的地理定位信息。在一些实施例中，分组分析器为无线嗅探器。在一些实施例中，装置包括与处理单元操作性地相关联的分组分析器。

在一些实施例中，分组分析器通过检测至少一个介质访问控制(MAC)地址来收集地理定位信息。在一些实施例中，分组分析器检测至少一个MAC地址和至少一个相关联的接收信号强度指示(RSSI)。在一些实施例中，处理单元可以发射指示物体的位置的位置信号。在一些实施例中，处理单元基于所识别的MAC地址的RSSI值的比较来发射地理定位信号。在一些实施例中，处理单元基于所识别的MAC地址与至少一个历史MAC地址的比较来发射位置信号。在一些实施例中，位置信号包括至少一个MAC地址。优选地，位置信号包括两个MAC地址。在一些实施例中，处理单元被配置成收集地理定位信息作为指示物体的物理位置的第三数据分组。在一些实施例中，位置信号和/或第三数据分组包括在发射到至少一个网关的信号中。

在一些实施例中，MAC地址为接入点MAC地址。在一些实施例中，接入点可以为固定接入点。在一些实施例中，接入点可以为移动接入点。在一些实施例中，接入点可以为有线接入点。在一些实施例中，接入点可以为无线接入点。在一些实施例中，接入点可以为独立接入点、多功能接入点或受控接入点中的一者。在一些实施例中，受控接入点可以为轻型接入点。在一些实施例中，MAC地址为装置MAC地址。在一些实施例中，MAC地址为WiFi MAC地址。在一些实施例中，MAC地址与WiFi接入点相关联。在一些实施例中，MAC地址可以与无线路由器、集线器、交换机、膝上型电脑、平板电脑或智能手机相关联。

在一些实施例中，处理单元通过低功耗广域网发射信号。在一些实施例中，网络为0G网络。在一些实施例中，信号为超窄带(UNB)信号，其以基本上非频繁的间隔发射以减少信号干扰。在一些实施例中，低功耗广域网可以为非蜂窝网络。在一些实施例中，低功耗广域网可以为未许可或免许可的低功耗广域网。在一些实施例中，低功耗广域网可以利用Sigfox网络。在一些实施例中，低功耗广域网包含多个区。在另外的实施例中，多个区为无线电配置区。在一些实施例中，低功耗广域网支持Sigfox网络内的所有Sigfox区。在一些实施例中，Sigfox区也可以称为无线电配置区。在另外的实施例中，装置针对至少一个无线电配置区以射频性能0u级认证进行操作。在其他实施例中，装置针对无线电配置区1、2和4以射频性能0u级认证进行操作。在另一个实施例中，装置针对所有无线电配置区以射频性能0u级认证进行操作。

在一些实施例中，处理单元包括用于将信号发射到网关的天线。在一些实施例中，天线在无线电配置区1、2和4上针对0u级射频性能进行优化。在其他实施例中，天线在所有无线电配置区上针对0u级射频性能进行优化。优选地，网关为具有UNB接收器的基站。在一些实施例中，信号被发射到多个网关。在一些实施例中，信号作为上行链路信号被发射到网关。在一些实施例中，网关对上行链路信号执行干扰降低过程。在一些实施例中，干扰降低过程包括解调上行链路信号。在一些实施例中，网关利用差分相移键控(DPSK)来解调上行链路信号。在一些实施例中，网关将信号发射到服务器。在一些实施例中，服务器为云服务器。在一些实施例中，服务器被配置成从网关接收经解调的信号。在一些实施例中，服务器包括被配置成存储上行链路信号的数据库。在一些实施例中，服务器包括后端服务器。在一些实施例中，服务器包括前端服务器。在一些实施例中，服务器将下行链路信号发射到客户端应用程序。在一些实施例中，下行链路信号为下游传输。在其他实施例中，下行链路信号为下载传输。在又另外的实施例中，下行链路信号可称为下游信号或下载信号。在一些实施例中，下行链路信号为经解码的有效载荷数据。在一个实施例中，经解码的有效载荷数据呈数据交换格式。在一些实施例中，数据交换格式为JSON或XML。在另外的实施例中，下行链路信号可以包括以下中的至少一者：下行链路配置消息、下行链路请求消息或下行链路确认消息。在一些实施例中，下行链路信号和上行链路信号使用基本上不同的频率。在一些实施例中，客户端应用程序包括智能手机应用程序。在一些实施例中，客户端应用程序包括网页应用程序。在一些实施例中，服务器向网关发射下行链路信号。在一些实施例中，下行链路信号使用频移键控(FSK)来降低由客户端应用程序接收时下行链路信号中的干扰。

在一些实施例中，处理单元被配置成记录物体数据。在一些实施例中，物体数据优选地包括时间戳、洗涤周期、温度、倾斜事件和加速度中的至少一者。在另外的实施例中，物体数据包括运动数据。在一些实施例中，物体数据记录并存储在客户端应用程序上。在一些实施例中，物体数据被记录持续至少90天。在另外的实施例中，物体数据被记录持续至少12个月。在一些实施例中，所有物体数据均被记录。在另一个实施例中，物体数据记录可以经由WiFi获得。在其他实施例中，物体数据记录可以通过客户端应用程序访问。

在一些实施例中，装置包括被配置成与客户端应用程序连接的标签。在一些实施例中，标签被配置成实现与客户端应用程序的无线连接。在一些实施例中，标签为NFC标签。在一些实施例中，NFC标签包括唯一识别信息。在一些实施例中，NFC标签可以用于追踪装置的校准。在一些实施例中，NFC标签可以用于设定针对装置的参数和/或阈值。在其他实施例中，装置包括蓝牙连接。在一些实施例中，与客户端应用程序的无线连接可用于更新固件。在其他实施例中，与客户端应用程序的无线连接可用于更新跨多个近侧装置的固件。

在又另外的实施例中，装置被配置成在无线电配置区之间切换以实现低功耗广域网内不同区之间的追踪(例如全域漫游)。在一个实施例中，装置被配置成执行区切换。在一些实施例中，装置被配置成扫描由兼容网关广播的特定帧并改变其区配置以匹配附近网关的区。在另外的实施例中，可以使用利用专用硬件和软件的扫描系统来执行区切换。在一些实施例中，装置可以利用板上芯片结构。在其他实施例中，区切换可以通过客户端应用程序手动地执行。在另一个实施例中，客户端应用程序可用于选择目标区以进行区切换。在一个实施例中，区切换是使用NFC标签和客户端应用程序来执行的。在一些实施例中，区切换可被手动地设定成在特定日期出现。在其他实施例中，区切换可被手动地设定成在预定时间范围内出现。在一些实施例中，手动区切换可被配置成广播信号以改变近侧装置的区配置。

在其他实施例中，区切换可以经由下行链路执行。在一个实施例中，目标区域和日期是在软件级别下设定的。在一些实施例中，装置被触发为以下行链路间隔执行区切换。在另外的实施例中，区切换可以经由WiFi信标执行。在一些实施例中，区切换是在接收到来自WiFi信标的信号广播时触发的。

在一些实施例中，客户端应用程序被启用以激活或去激活追踪装置。在一些实施例中，客户端应用程序可用于校准追踪装置。在一些实施例中，客户端应用程序可以手动地触发下行链路信号、上行链路信号、温度信号、位置信号和事件信号中的至少一者。

在一些实施例中，装置包括壳体。在一些实施例中，壳体形成至少围绕运动检测器和处理单元的外壳。在一些实施例中，壳体是基本上直线形的。在其他实施例中，壳体是基本上胶囊形的。在一些实施例中，壳体包括上壳体和下壳体。在一些实施例中，上壳体是基本上直线形的，并且下壳体是基本上平面的，形成基部。在其他实施例中，上壳体是基本上半胶囊形的。在另一个实施例中，下壳体是基本上半胶囊形的。在另外的实施例中，下壳体具有平坦的基部。在一些实施例中，上壳体和下壳体可以呈基本上相同的形状。在一些实施例中，上壳体和下壳体是可附接地彼此可分离的。

在一些实施例中，壳体被配置成可移除地可附接到物体。壳体可以直接或间接地安装到物体。在一些实施例中，壳体具有从壳体延伸的至少一个凸片，其被配置用于将壳体附连到物体。在一些实施例中，至少一个凸片被配置用于将壳体附连到安装件。在一些实施例中，壳体具有各自从壳体延伸的一对凸片，其被配置用于将壳体附连到安装件。优选地，至少一个凸片从壳体的基部延伸。在一些实施例中，该对凸片中的每个凸片定位在壳体的相反端部处。在一些实施例中，凸片定位在上壳体上。在一些实施例中，第一对凸片定位在下壳体的端部上并且第二对凸片定位在上壳体的端部上，第一对凸片和第二对凸片彼此可连接。在一些实施例中，第一对凸片各自包括第一孔口并且第二对凸片各自包括第二孔口，第一孔口和第二孔口被构造成当凸片连接和/或进入邻接接合时对准。在一些实施例中，第二孔口包括螺纹。在其他实施例中，壳体具有从壳体延伸的外围凸片，其被配置成将壳体附连到安装件。在一些实施例中，外围凸片围绕上壳体和/或下壳体的外围连续地延伸。

在一些实施例中，壳体包括限定薄部分以容纳LED灯的贮存部。在一些实施例中，LED灯通过壳体的材料是可见的。在一个实施例中，LED灯的操作用于指示低电池电量。在另一个实施例中，当物体运动时，显示LED灯。在一个实施例中，活动状态用于触发LED灯的显示。在另一个实施例中，运动类型的检测用于触发LED灯的显示。在另一个实施例中，薄部分由多个肋包围。在另外的实施例中，多个肋平行地设置。

在一些实施例中，壳体可以包括被配置成容纳传感器的孔口。在一些实施例中，传感器接纳在孔口中或以其他方式与其对准，使得传感器暴露于周围环境。在一些实施例中，孔口可以由金属盖封闭。

在一些实施例中，安装件被配置成固定地附接到物体。在一些实施例中，安装件被配置成固定地焊接到物体。优选地，安装件为大致U形支架。在一些实施例中，U形支架包括一对间隔开的侧腿，其通过桥接部分互相连接。在一些实施例中，桥接部分的长度与壳体的长度基本上相同。在一些实施例中，壳体可移除地可附接到安装件。在一些实施例中，壳体可移除地附接到安装件的桥接部分。在一些实施例中，间隔开的侧腿被配置成焊接到容器。安装件优选地被配置成使得当壳体附接到该安装件时，壳体与物体的装置附接到其的表面间隔开(例如向上位于其上方)。

在又另外的实施例中，安装件可以为支架。在一个实施例中，支架包括两个互锁零件。在一个实施例中，两个互锁零件可以为一对大致L形互锁支架。L形支架优选地具有促进互锁的至少一个孔口。在另外的实施例中，支架是与物体可移除地可附接的。在另外的实施例中，支架适应于安装在小桶的外围边沿中。在一个实施例中，支架适应于过盈配合或压配合到小桶的外围边沿中。在另一个实施例中，两个互锁零件利用至少一个固定机构固定在一起。在一些实施例中，固定机构被配置成在相反的方向上移动两个互锁零件以提供安装件与物体之间的过盈配合。在一些实施例中，固定机构包括至少一个螺钉。在一个实施例中，两个互锁零件使用一对螺钉固定在一起。在一些实施例中，固定机构用作可调节垫片。在另外的实施例中，支架是高度可调节的。在一些实施例中，两个互锁零件被配置成配合在一起以提供追踪装置可以附接在其上的安装表面。在一些实施例中，安装表面与物体的表面间隔开以限定间隙。在其他实施例中，第一导热垫可以放置在装置的壳体内，位于温度传感器下方。在一些实施例中，第一导热垫可以放置在下壳体的基部中，位于金属盖上方。在一些实施例中，金属盖可以是基本上直线形的。优选地，金属盖是基本上方形的。在另外的实施例中，第二导热垫可以放置在金属盖下方以填充下壳体的基部。在一些实施例中，第二导热垫可以放置在金属盖下方以及安装表面上方。在其他实施例中，第二导热垫可以与金属盖和物体接触。在另外的实施例中，间隙以外部导热垫填充以实现装置与物体之间的热传递。在一些实施例中，第一导热垫和第二导热垫小于外部导热垫。在另外的实施例中，支架对外部导热垫施加压力以将该垫固定在适当的位置。

在另外的实施例中，支架可以包括大致U形支架。在一些实施例中，支架被配置成使用柔性构件紧固元件(例如线缆扎带)紧固到物体。在其他实施例中，壳体可以使用化学紧固件(例如粘合物)直接附接到物体。在一些实施例中，粘合物包括双面胶带。在一些实施例中，双面胶带为3M VHB胶带。在一些实施例中，在没有特殊工具或过度的力的情况下，可能无法从安装件或物体移除装置。在其他实施例中，在没有特殊工具或过度的力的情况下，可能无法从物体移除安装件。在又一个实施例中，装置被安装成使得其免受20焦耳的冲击。优选地，装置被安装成使得其满足IK10冲击保护等级。

在一些实施例中，装置附接到物体的外部表面。在一些实施例中，装置附接到物体的侧面。在一些实施例中，装置附接到物体的基部。在一些实施例中，装置附接到物体的顶部。在一些实施例中，装置附接到小桶的顶部表面或上表面，其中小桶具有界定顶部表面的上外围边沿。在一些实施例中，小桶的上外围边沿从小桶的顶部表面延伸预定距离。优选地，装置安装到小桶的顶部表面，使得装置位于该边沿的最末端部或远侧端部下方。这样，多个小桶可以按这样一种方式竖直地堆叠，即，一个在另一个上面，使得一个小桶的基部不干扰附接到在小桶的堆叠中紧靠下面的小桶的顶部表面的装置。在一些实施例中，装置被配置成安装在20L小桶、30L小桶或50L小桶中的至少一者上。

在一些实施例中，外围边沿包括一个或多个开口。在一些实施例中，当多个小桶被布置成竖直堆叠时，外围边沿中的一个或多个开口可促进空气流横穿该装置。在一些实施例中，外围边沿包括布置在该边沿的相对侧上的两个开口。在一些实施例中，装置的壳体可以安装到小桶的顶部表面，使得其纵向轴线与在两个开口之间延伸的线对准或平行。在一些实施例中，装置的壳体可以安装到小桶的顶部表面，使得其纵向轴线相对于在两个开口之间延伸的线成角度，优选地与该线正交。通过将壳体/装置安装在开口之间，提供供空气流横穿装置的通道并且有利地促进通过孔口对装置的视觉检查。此外，由手柄提供的通路还有利地促进相对畅通无阻的路径，用于将信号无线地传送到处理单元/装置和从其无线地传送信号，特别是当多个物体(例如小桶)竖直堆叠时。

在一些实施例中，装置包括电力模块。优选地，电力模块为电池。在一些实施例中，电力模块为A号电池。在一些实施例中，A号电池为锂电池。在一些实施例中，电力模块经由连接器连接到处理单元，以促进电力模块的连接和断开。

根据本发明的另一方面，提供了一种针对容器的追踪装置，该追踪装置包括：

壳体；

设置在壳体内的主板，该主板具有被配置成向至少一个网关传输数据的天线，该数据指示容器的位置信息；以及

加速度计，该加速度计设置在壳体内并连接至主板；以及

电力模块，该电力模块连接到主板以用于向装置提供电力。

一种用于追踪物体的系统，该系统包括：

追踪装置，该追踪装置包括：

可附接到物体的运动检测器，该运动检测器被配置成收集指示物体的运动的第一数据分组；以及

处理单元，该处理单元与运动检测器操作性地相关联，使得处理单元可以处理第一数据分组以确定物体是否处于活动状态和被动状态中的一者；

其中处理单元可以将指示物体的状态的信号发射到至少一个网关；

与至少一个网关通信的至少一个服务器，该服务器被配置成从至少一个网关接收上行链路信号；以及

与服务器通信的客户端应用程序，终端装置被配置成从服务器接收下行链路信号。

一种用于追踪物体的方法，该方法包括以下步骤：

a)收集指示物体的运动的第一数据分组；

b)处理第一数据分组以确定物体是否处于活动状态或被动状态中的一者；

c)将指示物体的状态的信号发射到至少一个网关；

d)从至少一个网关接收到至少一个服务器的上行链路信号；以及

e)从服务器接收到客户端应用程序的下行链路信号。

附图说明

现将仅以举例的方式，参考附图描述本公开的优选实施例，在附图中：

图1示出了针对用于追踪物体的系统的网络架构的实施例的示意图；

图2是示出用于追踪物体的系统的各个元件之间的数据流路径的流程图；

图3A和图3B分别示出了呈小桶的形式的无动力物体的实施例，以及可附接到小桶的追踪装置的实施例；

图4A和图4B分别示出了在其上追踪装置已经附接到其上表面的小桶的透视俯视图和俯视图；

图4C和图4D分别示出了在其上追踪装置已经附接到其上表面的细长小桶的透视俯视图和俯视图；

图5A至图5D分别示出了表示追踪物体的活动状态和被动状态的四种场景的图表

图6示出了针对用于追踪物体的系统的网络架构的另一实施例的示意图；

图7示出了针对用于追踪物体的系统的网络架构的另一实施例的示意图，示出使用WiFi网络的数据上行链路/下行链路；

图8A和图8B分别示出了包括适用于20L/30L小桶和50L小桶的一对互锁支架的安装件的实施例的透视前视图；并且

图9示出了安装到物体的装置的实施例的横截面视图，示出导热垫位置。

具体实施方式

首先参考图2，描述一种追踪装置。该装置包括可附接到物体的运动检测器。运动检测器被配置成收集指示物体的运动的第一数据分组。装置还包括处理单元。处理单元与运动检测器操作性地相关联，使得处理单元可以处理第一数据分组以确定物体是处于活动状态还是被动状态。处理单元被进一步配置成将指示物体的状态的信号发射到至少一个网关。

在其优选形式中，追踪装置用于通过供应链追踪容器。尽管将参考通过供应链追踪小桶形式的容器来描述以下描述中的本发明的实施例，但是应当理解，追踪装置可以用于追踪任何物体，包括但不限于垃圾桶、鼓状桶、租赁工具和设备、散装容器、粮箱、托盘、箱子等。如根据下面的描述将变得显而易见的是，追踪装置特别有利于追踪无动力物体的状态和/或位置。

概述

总的来说，追踪装置包括可附接到容器的运动检测器。运动检测器为机电装置并且包括加速度计。加速度计被配置成测量容器的加速度以收集针对第一数据分组的加速度数据。与运动检测器操作性地相关联的处理单元处理第一数据分组以确定物体是否处于活动状态和被动状态中的一者。处理单元随后可以经由天线向多个基站发射指示容器的状态的信号。

在利用追踪装置中的一个或多个的追踪系统的优选实施例中，基站对所接收的信号进行解调并将经解调的信号发射到云服务器。云服务器随后将下行链路信号发射到客户端应用程序，诸如智能手机应用程序或网页浏览器，从而使用户能够查看容器的状态和位置。

运动检测器

运动检测器可以为机电装置。机电装置可包括加速度计、陀螺仪、指南针或惯性测量单元。在优选实施例中，运动检测器为包括加速度计的机电装置。加速度计用于测量物体在三个轴线上的加速度数据。然而，应当理解，可以使用单轴或双轴加速度计或加速度计组合。加速度数据是以标准重力加速度的自然单位(包括g或毫g单位)测量的。然而，加速度计可以测量SI单位(诸如米每秒平方)的加速度数据。加速度计还可以被配置成测量振动数据。加速度测量结果由加速度计收集在第一数据分组中。

加速度计可以为AC响应或DC响应加速度计。在另外的实施例中，加速度计可以包括但不限于：电容式加速度计、压阻式加速度计、激光加速度计、机电伺服机构加速度计、体微机械加速度计、摆式积分陀螺加速度计、电位器式加速度计、表面声波加速度计、光学加速度计或此类加速度计的任意组合。

运动检测器可附接到要追踪的物体，使得物体的运动引起运动检测器的对应运动。在一些实施例中，运动检测器被附接成使得其可以轻松地移除以进行清理、维护、修理、更换、升级等。运动检测器可以固定地附接到要追踪的物体。替代性地，运动检测器可以与物体一体形成，或者储存在物体本身的特定位置(诸如形成在物体上的隔腔)内。

处理单元

如图2所示，处理单元与运动检测器操作性地相关联。在优选实施例中，处理单元为信号处理单元，其包括天线。天线可以在Sigfox网络的所有无线电配置区(优选为无线电配置区1、2和4)上针对0u级射频性能进行配置或优化。处理单元优选地被配置成发射和接收信号/数据。处理单元处理由加速度计收集的第一数据分组。应当理解，处理单元可以被配置成同时或迭代地处理多个数据分组。在另外的实施例中，处理单元可以形成主板或母板的至少一部分。另外地，处理单元可以与多个运动检测器或附加传感器操作性地相关联。

处理单元处理第一数据分组以使用加速度计数据来确定物体的状态。状态包括但不限于活动状态或被动状态中的一者。处理单元通过将来自第一数据分组的加速度计数据与预定义阈值进行比较来确定状态。在一些实施例中，处理单元可以利用单个预定阈值来确定单个状态。替代性地，处理单元可以针对单个状态利用多个预定阈值，例如最小阈值和最大阈值。在又另外的实施例中，处理单元可以利用多个预定阈值来确定多个状态或者利用单个预定阈值来确定多个状态。

活动状态和被动状态

在优选实施例中，存在两种通过供应链追踪容器的主要状态——活动状态和被动状态。

活动状态是由物体的至少一种运动由运动检测器检测来确定的。活动状态表明物体正在运动或出现其中涉及物体的某种事件(例如物体本身的特性和/或周围环境参数的变化，诸如例如温度变化)。物体的运动可以为平移运动、旋转运动或倾斜运动。

当加速度处于或高于第一阈值达超过第一时间段时，检测到第一运动类型，诸如线性或旋转位移或其他平移运动。平移运动是通过xyz平面中的加速度检测的。此类型的运动在本文中可称为“T0”运动。例如，当要追踪的容器(诸如小桶)运动持续第一时间段时，该运动被登记为平移运动或T0移动。第一时间段为第一预定离散时段。在一个实施例中，第一平移运动阈值可以介于60毫g与90毫g之间。优选地，该阈值为78毫g。第一时间段在5秒至15秒的范围内。优选地，第一时间段为10秒。另外地，可能需要该时间段已经出现在预定义历史持续时间之内。例如，第一时间段可以为10秒，但必须已经出现在最后60秒之内。

当出现物体的旋转以及运动检测器的对应旋转时，检测到第二类型的运动，诸如旋转运动。当运动检测器测量到相对于参考旋转角度的旋转时，可以检测到旋转运动，并生成信号以指示这种运动。当旋转介于预定最小角度与预定最大角度之间时，可以检测到旋转运动。此类型的运动在本文中可称为“T30”运动。例如，当使要追踪的物体(诸如小桶)围绕平行于重力的轴线旋转时，该运动被登记为旋转运动或T30运动。旋转运动最小角度可以介于0度与90度之间。在一个实施例中，最小角度为25度。旋转运动最大角度可以介于45度与360度之间。在一个实施例中，最大角度为65度。旋转角度是基于参考旋转角度计算的。参考旋转角度可以在校准阶段期间设定，并且优选地可根据需要选择性地更新以适应特定应用程序或要追踪的对象的类型。参考旋转角度可以由用户选择性地和/或手动地设定。在优选实施例中，参考旋转角度为0度。

当倾斜物体和对应运动检测器时，检测到第三类型的运动，诸如倾斜运动。当运动检测器测量到物体相对于倾斜参考角度的倾斜或倾斜角度时，可以检测到倾斜运动。当倾斜相对于倾斜参考角度介于预定最小角度与预定最大角度之间时，可以检测到倾斜运动。此类型的运动在本文中可称为“T180”运动。例如，当使要追踪的物体(诸如小桶)围绕垂直于重力的轴线旋转时，该运动被登记为倾斜运动或T180运动。在一些实施例中，倾斜运动为180度的旋转。倾斜参考角度可以在校准阶段期间设定，并且优选地可根据需要选择性地更新以适应特定应用程序或要追踪的对象的类型。倾斜参考角度可以由用户选择性地和/或手动地设定。在优选实施例中，参考倾斜角度为0度。

平移运动、旋转运动和倾斜运动中的每一者可以触发处理单元发射包括第一数据分组的信号。该信号指示物体的状态为活动状态。例如，当平移运动和倾斜运动不触发信号但旋转运动触发信号时，可以出现活动状态。在一些情况下，旋转运动在检测后立即触发信号。由旋转运动或旋转事件触发的两个信号之间可存在最小间隔。例如，此最小间隔可以为10分钟的时段。最小间隔可以为事件延迟间隔，其被配置成延迟可以触发活动状态或被动状态之间的变化的事件之间的定时。在其他实施例中，倾斜运动可以在与其他运动和/或测量结合时触发信号。

当运动检测器未检测到物体的运动时，确定被动状态。被动状态定义物体未运动或者已经停止运动达特定时间段。在一些实施例中，当运动检测器未检测到相对于预定义阈值的运动时，确定被动状态。被动状态触发处理单元向网关发射信号，指示物体已进入被动状态。在被动状态期间，信号以预定义被动间隔发射。被动间隔可以由用户设定。例如，预定义被动间隔可以是以秒、分钟或天为单位设定的预定时间段，诸如1天的预定义间隔。

一旦运动检测器检测到运动，处理单元就停止被动间隔并触发活动状态。当物体处于被动状态时，其可以通过运动检测器登记至少一种类型的运动，诸如旋转运动、平移运动或倾斜运动，来切换到活动状态。物体在检测到平移或倾斜运动后立即从被动状态切换到活动状态，致使处理单元向网关发射指示活动状态的信号。替代性地或另外地，物体在检测到旋转运动之后立即从被动状态切换到活动状态。然而，应当理解，在一些实施例中，仅当达到预定运动阈值时，物体才可以从被动状态切换到活动状态，从而减少由于微小运动而导致的活动状态的错误触发。

在又另外的实施例中，在运动检测器没有检测到预定阈值内的运动持续预定延迟时段之后，物体可以从活动状态切换到被动状态。预定延迟时段可以由用户选择性地设定。在优选实施例中，预定延迟时段为30分钟。活动间隔必须在被动间隔可以开始之前结束。替代性地或另外地，如果在延迟时段期间检测到运动，则延迟时段停止并且物体保持处于活动状态。

活动状态和被动状态可用于在追踪物体的同时追踪特定事件。例如，物体的活动状态与被动状态之间切换的特定模式可以存储在用于登记特定事件的出现的存储器中。作为示例，在追踪小桶时，供应链期间出现的事件可包括“行进”、“清理”、“装载”、“储存中”等。每个事件可以具有状态分布。事件的出现或登记可以触发处理单元向网关发送事件信号，指示已经出现的事件的类型。事件信号可以包括附加事件信息，诸如时间、位置和事件期间进行的测量。

在优选实施例中，运动检测器附接到通过供应链追踪的小桶。运动检测器被配置成在小桶被运输通过不同位置、储存在仓库中以及其他情况时检测小桶的运动。现在描述多种场景，其中对小桶的运动进行检测并且使用活动状态和被动状态来通过供应链追踪小桶。然而，应当理解，这些场景仅作为示例使用，并且不旨在将追踪装置的使用限制于容器诸如小桶。

场景1-运输中的小桶：运输车辆诸如卡车可以正运输运动检测器附接在其上的小桶。如图5A所示，在第一间隔，卡车带着小桶在路上行驶(S1)，登记平移运动，并且小桶被登记为处于活动状态。当卡车因车阵而停止达长时间段时(S2)，进入第二间隔，在该间隔中不登记任何运动，但小桶仍处于活动状态。在此时间期间，物体可进入被动状态，因为未检测到任何运动。一旦卡车再次开始行驶(S3)，物体就切换到活动状态。如果卡车在车阵中停止达短时间段(S4)，则小桶保持活动状态，直到卡车再次开始运动(S5)。

场景2-从卡车卸载单独小桶：如图5B所示，卡车可以正运输运动检测器附接在其上的小桶(S1)。然后，卡车在仓库处停止(S2)，并且从卡车卸载小桶，卡车登记倾斜运动(S3)。随后将小桶存放在仓库中(S4)。在被移动到仓库后，运动检测器未检测到任何运动，并且一旦预定延迟时段已过去，小桶就进入被动状态。

场景3-从卡车卸载小桶托盘：如图5C所示，卡车可以正运输托盘上的多个小桶(S1)。运动检测器可以附接到托盘，或者单独的运动检测器可以附接到小桶中的每一个。然后，卡车在仓库处停止(S2)，从卡车卸载小桶托盘(S3)。在此情况下，由于小桶在托盘上，因此没有登记倾斜运动，然而，运动检测器会检测到平移运动，这将停止预定延迟时段并使小桶保持活动状态(S4)。在被移动到仓库后，运动检测器未检测到任何运动，并且一旦预定延迟时段已过去，小桶就进入被动状态。

场景4-将小桶托盘装载在卡车中：如图5D所示，储存在仓库中的小桶托盘没有运动，并且因此处于被动状态(S1)。当将小桶托盘装载到卡车上时，未记录到倾斜运动。然而，运动检测器会检测到平移运动，这将使小桶切换到活动状态持续活动间隔(S2)。在被装载在卡车上时，小桶保持不动(S3)，运动检测器未检测到运动，并且如果预定延迟时段已经过，则小桶进入被动状态。一旦卡车开始行驶(S4)，平移运动就由运动检测器登记，并且小桶进入活动状态。小桶在卡车行驶的同时保持活动状态(S5)。

传感器

在一些实施例中，装置包括附接到物体的传感器。传感器可以包括但不限于温度传感器、湿度传感器、光传感器、空气流量传感器、速度传感器、陀螺仪、测斜仪和倾斜传感器。在优选实施例中，传感器包括温度传感器并且被配置成收集针对第二数据分组的温度测量结果。温度测量结果指示物体的温度。替代性地或另外地，温度测量结果可以指示物体周围的环境温度。传感器与处理单元操作性地相关联，使得处理单元可以处理第二数据分组，并向网关发射包括第二数据分组的信号。替代性地或另外地，传感器单元可以通过柔性印刷线缆(FPC)附接到处理单元。在一些实施例中，传感器可以呈传感器板的形式。

温度测量结果可以与所检测的运动结合使用以在活动状态与被动状态之间进行切换。另外地，温度测量结果可以与运动结合使用，以登记其中涉及物体的特定事件。例如，在追踪小桶形式的容器的上下文中，小桶的生命周期包括清理事件。当检测到温度的突然变化和/或特定运动时，对小桶的清理可以被检测为清理事件。例如，当小桶被倒置时，登记约180度的倾斜运动(T180运动)，并触发以下步骤：

·温度传感器测量初始温度(Tmp0)；

·在内部设定温度阈值，相当于初始温度加上温度差阈值(Tmp0+TD-t)；

·在超过温度阈值之前，装置保持被动；

·一旦超过温度阈值，温度传感器就测量二次温度(Tmp1)；

·计算Tmp0与Tmp1之间的时间以给出时间差(dTime)；

·将时间差(dTime)与温度差持续时间(TD-d)进行比较；

·然后装置检查是否：

o dTime<＝TD-d

o Tmp1–Tmp0>TD-t

o旋转运动仍然登记为相对于倾斜参考角度的约180度(即，小桶仍然处于倒置)；

·如果满足所有条件，则装置触发内部命令以开始使时钟计数；

·当以正确的方式转动小桶回到向上时(即，相对于倾斜参考角度，倾斜运动约为0度)，温度传感器测量最终温度(Tmpf)；以及

·装置随后发送事件信号，指示已检测到清理事件。

位置

在优选实施例中，追踪装置被配置成获得关于被追踪的物体的位置信息。处理单元包括无线嗅探器形式的分组分析器，以通过从接近物体的接入点收集介质访问控制(MAC)地址和相关联的接收信号强度指示符(RSSI)来获得关于物体的地理定位信息。应当理解，在一些实施例中，分组分析器可以与处理单元分离，但与处理单元操作性地相关联。与物体的接近度可以为距物体的预定距离范围。地理定位信息可以形成第三数据分组，其可以呈位置信号的形式发射到网关。替代性地，第三数据分组可由处理单元包括在另一信号中。处理单元在向网关发射信号时将由分组分析器收集的MAC地址传输到网关。即，每当触发信号的活动状态、被动状态或运动出现时，处理单元收集MAC地址和RSSI以获得地理定位信息。

有利的是，使用WiFi嗅探的地理定位在室内和室外以及高密度城市地区均有效，并且能量消耗必然低于由GPS技术使用的能量消耗。

一旦处理单元在信号被触发后确定需要地理定位，就可以按多种方式收集MAC地址和RSSI。

变型1-找到多于2个MAC地址：无线嗅探器识别接近物体的接入点MAC地址及其相关联的RSSI。如果找到多于2个MAC地址，则将RSSI值相互比较。处理单元选择两个最佳RSSI(即，两个功率最强的信号)。将两个所选择的信号MAC地址与由处理单元传输的历史MAC地址进行比较。如果至少1个MAC地址与历史地址不同，则处理单元发送具有2个MAC地址的地理定位信息。如果MAC地址相同，则处理单元仅发射信号。

变型2-找到仅1个MAC地址：无线嗅探器识别接近物体的接入点MAC地址及其相关联的RSSI。如果找到仅1个MAC地址，则处理单元传输带有1个MAC地址的地理定位信息。

变型3-未找到MAC地址：无线嗅探器尝试识别附近物体的接入点MAC地址及其相关联的RSSI，但未能找到任何MAC地址。在此情况下，处理单元仅发射信号。

地理定位信息可以作为独立地理定位信号来传输。替代性地，地理定位信息包括在第三数据分组中，该第三数据分组随后包括在被触发的原始信号中。

在通过供应链追踪小桶的上下文中提供以下场景。然而，应当理解，这些场景仅用作示例，并且不旨在将追踪装置的使用限制于容器诸如小桶。

场景1：零个先前MAC地址：无线嗅探器识别接入点，并找到3个MAC地址。比较RSSI值并存储两个最佳MAC地址(具有最强RSSI的地址)。处理单元进行与先前MAC地址的比较，但发现未识别到先前MAC地址。因此，处理单元向网关发射带有2个最佳MAC地址的位置信号。

场景2：一个不同的MAC地址：无线嗅探器识别接入点，并找到3个MAC地址。比较RSSI值并存储两个最佳MAC地址。处理单元进行与先前MAC地址的比较，并且发现存在1个不同的MAC地址和已经存储在处理单元中的1个MAC地址。因此，处理单元向网关发射带有2个最佳MAC地址的位置信号。

场景3：两个不同的MAC地址：无线嗅探器识别接入点，并找到3个MAC地址。比较RSSI值并存储两个最佳MAC地址。处理单元进行与先前MAC地址的比较，并且发现2个最佳MAC地址先前都未经传输。因此，处理单元向网关发射带有2个最佳MAC地址的位置信号。

场景4：相同的MAC地址：无线嗅探器识别接入点，并找到3个MAC地址。比较RSSI值并存储两个最佳MAC地址。处理单元进行与先前MAC地址的比较，并且发现它们是与先前传输给网关的相同的MAC地址。因此，未发射位置信号，因为位置未改变。

数据记录

在优选实施例中，处理单元被配置成记录物体数据。物体数据可以包括但不限于时间戳、洗涤周期、温度、倾斜事件和加速度。物体数据还可以包括运动数据、活动记录或来自任何其他传感器或检测器的数据。物体数据记录并存储在客户端应用程序上。优选地将其记录持续至少90天。然而，应当理解，根据数据和可用存储，可以记录历史物体数据持续更多或更少的时间。例如，在另一个实施例中，可以记录物体数据持续至少12个月。在一些实施例中，记录所有物体数据并经由客户端应用程序发送到外部服务器或云环境。可以经由WiFi和/或通过客户端应用程序获得和访问物体数据记录。

网络

如图1所示，追踪装置的处理单元通过低功耗广域网发射信号。此网络可以为0G网络。信号优选为超窄带(UNB)信号，其在基本上非频繁的基础上发射到至少一个网关，以便减少能量使用、网络噪声和环境干扰。通常将信号发射到多个网关，这些网关优选为带有UNB接收器的基站。信号以上行链路信号的形式发射到网关。基站对所接收的上行链路信号进行干扰降低过程，以降低环境干扰。干扰降低过程可以包括转换信号、调试信号以及将其转换回其原始形式以提供要发送到服务器的清洁信号。该过程还可以包括解调上行链路信号。在优选实施例中，干扰降低过程可以利用差分相移键控(DPSK)来降低上行链路信号中的干扰。

基站将上行链路或下行链路请求信号中继到其中该信号被处理并存储在至少一个数据库中的云服务器。服务器被配置成按请求将存储的信号作为下行链路信号发射到客户端应用程序。服务器还可以将存储的装置特定配置信号作为下行链路配置信号发射到网关，随后由网关将该信号中继到指定装置。在一些实施例中，下行链路信号使用频移键控(FSK)来降低由客户端应用程序接收时下行链路信号中的干扰。

在一些实施例中，低功耗广域网可以为非蜂窝网络。低功耗广域网可以为未许可或免许可的低功耗广域网。低功耗广域网可以利用非蜂窝网络。有利的是，与蜂窝网络诸如NB-IoT相比，非蜂窝网络具有低功耗、低带宽和低成本。未许可的低功耗广域网不需要SIM卡，这意味着不存在关于在系统内管理或更换SIM卡的成本。另外地，很难使用蜂窝网络实现空中固件升级(FOTA)或文件传输，并且NB-IoT可能导致网络问题和蜂窝塔切换变慢的问题，因此NB-IoT更适合静态资产而非漫游资产。相比之下，非蜂窝网络非常适合通过非频繁地发送少量数据来进行非频繁传输的装置。它还支持广泛的覆盖区域，并且可以根据需要轻松地部署基站。

网络区切换

网络可覆盖多种地区网络，并且装置可兼容不同地区。例如，如果装置使用Sigfox网络，则可以跨Sigfox地区获得装置的遥测数据，这些地区包括但不限于RC1(欧洲、阿曼、南非)、RC2(美国、墨西哥、巴西)、RC3(日本)、RC4(澳大利亚、新西兰、新加坡、中国香港、哥伦比亚、阿根廷)和RC5(韩国)。然而，应当理解，本发明不限于与此类覆盖区域兼容，并且可以使用不同的覆盖区域和网络。在一个实施例中，在装置使用Sigfox网络的情况下，网络在全球范围内由多个Sigfox无线电配置区组成。装置针对所有无线电配置区(并且优选地针对无线电配置区1、2和4)以射频性能0u级认证进行操作。

当装置被配置成连接到Sigfox网络时，该装置在任何时候均仅可以设定到单个区。因此，装置需要被配置成根据需要切换各区，以减少物体在全球追踪中的差距。

为了改善装置的全球追踪，装置被配置成在无线电配置区之间切换。在一些实施例中，区切换可以通过客户端应用程序手动地执行。区切换可以被手动地设定为在特定日期出现，和/或被设定为在预定时间范围内出现。手动区切换可以被配置成广播信号以改变近侧装置的区配置。替代性地或另外地，区切换可以经由下行链路执行，其中目标区和日期在软件级别下设定。可以在下行链路间隔触发追踪装置来执行区切换。在另外的实施例中，区切换可以经由WiFi信标执行，其中在接收到来自WiFi信标的信号广播时，在装置内触发区切换。区切换可以是手动也可以是自动的，使用以下描述的方法中的一种。

扫描系统-区切换可以使用利用专用硬件和软件的扫描系统来执行。例如，SigfoxMonarch系统。装置可以被配置成扫描由兼容的基站或网关广播的特定帧，并改变其区配置以匹配附近基站的区。此过程可以包括在装置内使用板上芯片技术。板上芯片(COB)是一种电路板制造方法，其中部件在用环氧树脂覆盖之前直接引线键合到PCB。此方法允许仅设计和制造对更紧凑、成本更低的PCBA所必需的部件。因此，可以在包括追踪装置的固件和Sigfox Monarch模块的追踪装置内使用COB。

手动区切换-可以使用嵌入装置中的NFC标签来执行手动区切换。还可以通过将NFC标签从装置连接到客户端应用程序来执行和/或触发区切换。例如，手动区切换可以执行以下步骤：

i)将带有客户端应用程序的终端装置靠近WiFi信标的NFC标签放置，以创建两个装置之间的通信通道；

ii)客户端应用程序随后显示可以执行的动作列表。选择“区切换”。

iii)选择物体将要前往的目标区；

iv)选择物体预计到达目标区的日期(即，切换将需要使其生效的日期形式)；以及

v)来自客户端应用程序的反馈将确认动作的成功或失败。

任选地，可以发送下行链路请求消息以将信息传递给平台，并经由下行链路配置消息保持与区交换共同的行为。

经由下行链路的区切换-经由下行链路的区切换为限制设定目标区的手动操作的另一种选项。例如，下行链路区切换可以执行以下步骤：

i)在软件系统上，针对已被确定运送到目标区的该批物体，设定目标区和区切换日期；

ii)在下行链路间隔，由装置或装置组接收下行链路配置消息；

iii)从装置发送确认下行链路确认消息以确认区切换成功；以及

iv)装置在从下行链路配置消息发送的区切换日期触发区切换；

此方法还可用于经由NFC补充区切换，以限制由操作者在运送前配置装置花费的时间。

经由计时器的区切换—由于许多物体通过海上货运在国际间运送，它们将很可能在货船内，并且可能无法从任何基站访问持续不同的时间段(10天到3周或更长时间)。因此，也可以使用失败或未接收的下行链路来触发Monarch扫描，

经由WiFi信标的区切换-区切换也可以通过使用针对每个运送托盘广播专门设计的WiFi SSID的外部装置来执行。例如，经由WiFi信标的区切换可以执行以下步骤：

i)将带有客户端应用程序的终端装置靠近NFC标签放置，以创建两个装置之间的通信通道；

ii)客户端应用程序随后显示可以执行的动作列表。选择“区切换”；

iii)选择物体将要前往的目标区；

iv)选择物体预计触发和到达目标区的日期(即，切换将需要使其生效的日期形式)；

v)将外部WiFi信标安装在运送托盘中；

vi)WiFi信标在运送日期后的预定时间开始广播特殊的SSID(其集成目标区代码)；

vii)装置执行其正常的WiFi扫描并检测WiFi信标SSID；以及

viii)基于所检测的WiFi SSID，装置改变其区配置。

如此，当小桶到达其目标区时，它们已被设定到正确的无线电配置区并且可以立即开始追踪。

经由主追踪装置的区切换-主追踪装置方法使用与上述WiFi信标方法相同的逻辑。然而，不是使用WiFi信标，而是将安装在要运送的物体上的追踪装置中的一个配置为“主”追踪装置。运送托盘中的其他追踪装置将保持其正常行为。经由主追踪装置的区切换可以执行以下步骤：

i)将带有客户端应用程序的终端装置靠近主追踪装置的NFC标签放置，以创建两个装置之间的通信通道；

ii)客户端应用程序随后显示可以执行的动作列表。选择“区切换”；

iii)选择物体将要前往的目标区；

iv)选择物体预计触发和到达目标区的日期(即，切换将需要使其生效的日期形式)；

v)主追踪装置在运送日期后的预定时间开始广播特殊的SSID(其集成目标区代码)；

vi)其他追踪装置执行其正常的WiFi扫描并检测主追踪装置WiFi SSID；

vii)基于所检测的WiFi SSID，追踪装置改变其区配置；以及

viii)主追踪装置在广播后改变它的区。

客户端应用程序

客户端应用程序可以为例如智能手机应用程序或网页浏览器。客户端应用程序被配置成从服务器接收下行链路信号，指示从追踪装置接收的信息。这样，用户能够接收与被追踪的物体相关的信息，包括但不限于：物体是处于活动状态还是被动状态、由运动检测器收集的测量结果、涉及物体的事件、传感器测量结果和位置信息。在追踪容器(诸如小桶)的示例的上下文中，用户可以看到小桶的位置、它是在运动还是在储存中、小桶何时被清理以及由装置收集的任何温度和加速度计测量结果。

客户端应用程序还可用于附加功能，诸如使用户能够无线地校准追踪装置的变量，包括间隔和阈值。在一些实施例中，装置包括NFC标签，其被配置成与客户端应用程序连接。NFC标签包括唯一识别信息，其实现客户端应用程序与追踪装置之间的链路。NFC标签可用于设定针对特定追踪装置的参数和/或阈值。在其他实施例中，装置可以包括用于连接到客户端应用程序的蓝牙连接。NFC标签和/或蓝牙连接可用于促进固件的更新。对于一些动作诸如执行区切换，与客户端应用程序的无线连接可用于通过将连接的装置用作主要WiFi信标来更新多个近侧装置的固件。

一旦连接到追踪装置，就启用客户端应用程序来：激活追踪装置或去激活追踪装置；校准该装置，包括校准加速度计，设定倾斜参考角度和旋转参考角度，改变网络参数；通过强制从装置向服务器请求下行链路配置信号，手动地触发下行请求信号；通过强制无线嗅探器获得地理定位信息并发送位置信号，手动地触发位置信号；通过强制温度传感器收集温度数据并发送温度信号，手动地触发温度信号；以及通过强制装置发送指示自上次事件出现后的小时数的事件信号，手动地触发事件信号。

在优选实施例中，装置包括壳体，该壳体形成至少围绕运动检测器和处理单元的外壳。壳体是基本上直线形的，并且包括上壳体和下壳体。在一些实施例中，上壳体是基本上直线形的，并且下壳体是基本上平面的，形成基部。在壳体实施例中，上壳体和下壳体可以呈基本上相同的形状。上壳体和下壳体是可附接地彼此可分离的。

壳体被配置成可移除地附接到物体。在优选实施例中，壳体具有从上壳体的每个端部延伸的第一对凸片和从下壳体的每个端部延伸的第二对凸片，第一对凸片和第二对凸片被配置成当上壳体和下壳体与被配置用于将壳体附连到安装件的凸片中的每一个连接时进行邻接。第一对凸片和第二对凸片各自分别包括第一孔口和第二孔口，第一孔口和第二孔口被配置成当第一对凸片和第二对凸片彼此邻接时对准。在一些实施例中，第二孔口包括螺纹。

在另一个实施例中，壳体可以是基本上胶囊形的。上壳体和下壳体两者都可以是基本上半胶囊形的。在一些实施例中，半胶囊形的下壳体可具有基本上平坦的基部以促进安装。

在一些实施例中，壳体可以包括限定壳体的薄部分以容纳LED灯的贮存部，该LED灯通过壳体的材料是可见的。LED灯的操作用于指示低电池电量，并且仅在物体运动时显示以减少电池使用。特定运动类型的活动状态或检测可用于触发LED灯的显示。

在另外的实施例中，壳体可以包括被配置成容纳传感器的孔口。孔口可以由金属盖封闭。安装件被配置成固定地附接到物体。优选地，安装件为大致U形支架，其被配置成焊接到物体。

在另一个实施例中，安装件可以为支架。支架可包括适应于安装在物体上的一对大致L形互锁支架。例如，如图8A和图8B所示，该对互锁支架可以被配置成安装在20L、30L或50L的小桶上。两个互锁支架可以使用一对螺钉固定在一起。互锁支架被配置成配合在一起以提供追踪装置的壳体可以附接在其上的安装表面。在一些情况下，安装表面可以与物体间隔开以限定间隙。如图9所示，此间隙可以由设置在物体与装置之间的外部导热垫填充。附加导热垫可以放置在装置壳体内或周围。例如，在温度传感器与金属盖之间以及金属盖与安装件之间，以填充任何间隙并促进温度传感器与物体之间的热传递。支架对外部导热垫施加压力以将导热垫固定在适当的位置。在优选实施例中，装置被安装成使得其满足IK10冲击保护等级。

装置进一步包括A号锂电池。在一些实施例中，该电池经由连接器连接到处理单元，以便于轻松地连接和断开电池。连接器可以包括一段柔性的电线或缆线。考虑到每天的以下操作，追踪装置的电池寿命估计持续长达7年：5个无线嗅探动作，5个温度测量，10个平移运动检测，5个上行连续信号，以及0.1个下行连续信号。应当理解，每天不同动作的变化可能增加或减少电池寿命。然而，装置被配置成利用比传统追踪装置少得多的电力，从而与传统追踪装置相比延长电池寿命。

使用中的追踪装置

下面的描述描述了追踪装置用于追踪啤酒小桶的用途。

首先，将安装件焊接到要追踪的啤酒小桶。随后将追踪装置的壳体附接到安装件。一旦装置附接到啤酒小桶，就执行激活和校准。在要追踪的啤酒小桶上设置QR码。使用智能手机应用程序来扫描啤酒小桶上的QR码，并确认与啤酒小桶相关联的小桶ID。接下来，使用智能手机应用程序来将智能手机与设置在追踪装置的壳体内的NFC标签连接。一旦从NFC标签拾取唯一Beacon ID，就确认Beacon ID，并将小桶ID和Beacon ID链接在一起，从而激活和初始化追踪装置。初始化后，可将追踪的细节和数据发送到收件人的电子邮件地址。此过程可用于使带有追踪装置的多个啤酒小桶初始化，从而追踪一批啤酒小桶。

在被动状态下唤醒追踪装置。用户随后可以使用智能电话应用程序来配置装置的各种设定和/或参数。将参考角度设定为0度，并且针对运动检测的阈值也在此阶段设定。一旦经激活和校准，啤酒小桶就可被追踪。

在一个示例中，啤酒小桶被发送给客户以供出租。客户对针对啤酒小桶的追踪装置进行初始化和校准，如上所述。随后将小桶装满客户的啤酒产品，并运输到次级位置。当啤酒小桶被装载到运输车辆(诸如卡车)上以运输到次级位置时，加速度计测量平移(T0)运动和倾斜(T180)运动。移动检测触发信号从处理单元发送到基站，该信号指示小桶已经移动并且处于活动状态。一旦被装载到轨道上并被运输到次级位置，追踪装置就检测到在卡车移动时出现平移(T0)运动，触发信号发送到基站，该信号指示小桶仍处于活动状态。此平移运动使小桶保持处于活动状态。一旦卡车到达次级位置，就从卡车卸载小桶，此时检测到倾斜(T180)运动，触发指示小桶处于活动状态的进一步的信号。

一旦卸载，就将小桶放置在次级位置处的冷藏间中。在冷藏间中某个时间段后，加速度计未从小桶检测到运动，并且向基站发送小桶现在处于被动状态的信号。在预定间隔，小桶继续发送指示其仍处于被动状态的信号。

一旦信号被发射到基站，它们就被发送到服务器，并且客户端应用程序可以从服务器接收关于小桶的状态的信号信息和其他追踪数据。当信号在小桶处于活动状态或被动状态的同时被发射到基站，无线嗅探器通过嗅探接近小桶的接入点来获得关于小桶的位置信息，并将位置信息连同任何经触发的信号进行发射。这样，当追踪装置检测到小桶的状态的任何变化时，用户能够看到关于小桶位置的信息。

温度传感器可以另外收集关于啤酒小桶或其周围环境的温度的信息。例如，追踪装置可以登记来自温度传感器的温度的下降，但未检测到小小桶的运动，表明小桶正储存在冷藏间中。替代性地，追踪装置可以登记温度的升高，同时还检测到小桶已被倒置(登记T180运动)。在此情况下，这将指示小桶当前正被清理，这将触发事件信号的发射。

在储存小桶时，其可能发生轻微运动。在校准阶段设定的要检测的运动阈值将防止追踪装置登记这些轻微运动并错误地触发指示活动状态的信号的发射。一旦从冷藏间储存移出以清空小桶，运动检测器就检测到运动，停止被动状态并触发指示小桶已从被动状态切换到活动状态的信号。一旦清空，就将小桶装回卡车上，登记旋转或倾斜运动并触发指示活动状态的信号。随后可以将小桶运回到原始位置(或任何其他位置)。在小桶的生命周期期间的任何时间，都可以使用智能手机应用程序来手动地触发追踪装置发射信号，以便根据用户的请求获得位置或温度测量结果。

在小桶的生命周期结束时，可以将追踪装置从安装件移除以进行维修、升级或更换。也可以通过以下轻松地更换追踪装置的电池：将追踪装置从安装件移除，以及将上壳体和下壳体分开以露出电池以供更换。一旦更换电池，就可以重新接合上壳体和下壳体，并将追踪装置重新附接到安装件。

优点

本文描述的追踪装置及系统对于追踪无动力物体尤其有用。通过使用低功耗广域网来发射信号，包括使用特定触发器以非频繁的间隔收集的数据以及经由无线嗅探收集位置信息，可以显著地降低功耗。这也延长追踪装置的生命周期，减少定期更换装置或其电池的需要。在小桶上使用的装置的特定设计也便于在装置的可用寿命结束时更换和升级该装置，其中安装件保持附接到小桶，而装置可以移除和更换。

使用无线嗅探和网络范围还允许确定物体的位置和状态，即使物体进入传统上很难进行无线通信和追踪的信号受限区域，诸如冷藏间、地下储存间或偏远地区。位置数据的确定减少供应链中物品的可能性损失，增加物品利用率，减少所需车队的规模，并实现快速识别和物体定位，这对于产品召回等情况很有用。与2G至5G网络相比，无线嗅探与低功耗网络的结合还以显著降低的价格提供准确的地理定位数据。

有利的是，追踪装置可以与客户端应用程序诸如智能手机app配对以追踪单个物体同时追踪成批物体。使用近场通信标签来创建客户端应用程序与追踪装置之间的无线连接使固件能够通过网络更新，而无需依赖蓝牙。

将温度传感器包括在内允许最终用户追踪物体的处理方式并了解其在整个供应链中所经历的各种状况。这对于需要特定储存条件的食品和饮料产品等物体尤其有利。

尽管已经参考特定示例来描述本发明，但是本领域技术人员将理解，可以以许多其他形式来体现本发明。

Claims (20)

1.一种针对物体的追踪装置，所述追踪装置包括：

可附接到所述物体的运动检测器，所述运动检测器被配置成收集指示所述物体的运动的第一数据分组；以及

处理单元，所述处理单元与所述运动检测器操作性地相关联，使得所述处理单元可以处理所述第一数据分组以确定所述物体是否处于活动状态和被动状态中的一者；

其中所述处理单元可以将指示所述物体的状态的信号发射到至少一个网关。

2.根据权利要求1所述的追踪装置，其中所述处理单元包括分组分析器，其被配置成获得关于所述物体的地理定位信息。

3.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述装置包括壳体，所述壳体形成围绕至少所述运动检测器和所述处理单元的外壳。

4.根据权利要求3所述的追踪装置，其中所述壳体是基本上胶囊形的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述运动检测器包括加速度计。

6.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述活动状态由所述物体的由所述运动检测器检测到的至少一种运动来确定。

7.根据任何权利要求6所述的追踪装置，其中所述至少一种运动触发包括所述第一数据分组的信号。

8.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述信号以预定义间隔发射。

9.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述装置包括被配置成收集第二数据分组的传感器，所述第二数据分组包括表示以下的数据：所述物体的一个或多个特性和/或与所述物体定位在其中的环境的状况相关联的一个或多个参数。

10.根据权利要求7所述的追踪装置，其中所述传感器包括温度传感器。

11.根据权利要求8所述的追踪装置，其中所述装置包括至少一个导热垫，所述至少一个导热垫设置在所述温度传感器与所述物体之间的位置处，以实现所述温度传感器与所述物体之间的热传递。

12.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述处理单元以基本上非频繁的间隔通过低功耗广域网发射所述信号。

13.根据权利要求12所述的追踪装置，其中所述处理单元被配置成在低功耗广域网内的各区之间进行切换。

14.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述装置包括被配置成实现与客户端应用程序的无线连接的NFC标签。

15.根据权利要求14所述的追踪装置，其中与所述客户端应用程序的所述无线连接可以用于执行以下动作中的至少一个：激活所述装置、校准所述装置、设定针对所述装置的参数和/或阈值、切换无线电配置区以及更新固件。

16.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中所述装置包括被配置成固定地附接到所述物体的安装件。

17.根据权利要求16所述的追踪装置，其中所述安装件包括一对大致L形互锁支架，所述一对大致L形互锁支架被配置成配合在一起以提供所述装置可以安装在其上的安装表面。

18.根据权利要求16或17所述的追踪装置，其中所述装置可拆卸地可附接到所述安装件。

19.一种用于追踪物体的系统，所述系统包括：

追踪装置，所述追踪装置包括：

可附接到所述物体的运动检测器，所述运动检测器被配置成收集指示所述物体的运动的第一数据分组；以及

处理单元，所述处理单元与所述运动检测器操作性地相关联，使得所述处理单元可以处理所述第一数据分组以确定所述物体是否处于活动状态和被动状态中的一者；

其中所述处理单元可以将指示所述物体的状态的信号发射到至少一个网关；与所述至少一个网关通信的至少一个服务器，所述服务器被配置成从所述至少一个网关接收上行链路信号；以及

与所述服务器通信的客户端应用程序，所述客户端应用程序被配置成从所述服务器接收下行链路信号。

20.一种用于追踪物体的方法，所述方法包括以下步骤：

a)收集指示所述物体的运动的第一数据分组；

b)处理所述第一数据分组以确定所述物体是否处于活动状态或被动状态中的一者；

c)将指示所述物体的状态的信号发射到至少一个网关；

d)从所述至少一个网关接收到至少一个服务器的上行链路信号；以及

e)从所述服务器接收到客户端应用程序的下行链路信号。