KR101658841B1 - 상점 내에서 쇼핑하기 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

상점에 대한 통신을 위한 다중-네트워크, 및 쇼핑 카트 내에 배치된 물품들의 무게를 측정하고 다음 상기 무게 정보를 다중-네트워크를 통해 상기 무게 정보를 송신하는 쇼핑 카트, 및 핸드헬드되거나 및/또는 쇼핑 카트에 탈착가능하게 부착되어 쇼핑객이 무선 말단 장치를 사용하여 다중-네트워크를 통해 상점에 정보를 송신 및 수신하도록 하는 무선 말단 장치를 포함하는, 상점 내에서 쇼핑하기 위한 시스템이 제공된다.

Description

상점 내에서 쇼핑하기 위한 시스템{A SYSTEM FOR SHOPPING IN A STORE}

본 출원은, 2008년 7월 14일자로 출원된 미국 정규 출원 제12/172,326호를 우선권으로 주장하고, 상기 출원은 본 출원에 전체로서 통합되어 참조된다.

본 발명은 상점에서 쇼핑객에 의한 쇼핑에 대한 시스템 및 상점에서의 쇼핑에 대한 다중-네트워크에 관한 것이다. 특히, 쇼핑객이 상점으로 정보를 전송하고 상점으로부터 정보를 수신하기 위해 상기 다중-네트워크를 통해 통신할 수 있도록 하는 통신 다중-네트워크가 제공된다.

종래의 기술은 쇼핑객과 상점 사이의 쇼핑 정보를 향상시키려는 시도들로 가득하다. 쇼핑객을 상점을 통해 신속하게 이동시키고, 쇼핑객이 상점 선반의 물품을 찾는 것을 도와주며, 쇼핑객이 상점을 통해 이동하는 것을 따라가고, 쇼핑객이 신속하게 체크-아웃하는 것을 도와주는 것으로 이러한 시도들이 지향된다. 불행하게도, 이러한 많은 시도들은 매우 복잡하고, 노동 집약적이며, 실시, 유지 및/또는 대체하기에 상당히 고가이다. 종종, 이러한 시도들은 상점 이익에 부정적인 영향을 주고, 쇼핑객에게 전가되는 높은 상점 비용을 야기시키며, 고속의 환경을 갖는 상점의 매일의 운영에서 이러한 시도들은 신뢰할 수 없고 의지할 수 없는 것으로 여겨진다.

상점에서 쇼핑객의 경험을 향상시키고 보다 신속한 체크-아웃 방법을 수립하는 것은 훌륭한 목적들이다. 하지만, 종래에는 이러한 시스템들의 높은 비용 및 상점의 순이익에 대한 그것들의 영향이 간과되어 왔다. 특히, 식료품 산업에서는, 이익 마진들이 적고(예컨대, 전체 상점 판매의 2%를 넘지 않음), 상승하는 기름 값들, 일용품 값들, 노동 비용들 및 매일의 운영들과 관련된 많은 다른 비용들의 변동들에 상당히 민감하다. 그러한 변동들은 예측된 및 예측되지 않은 방법들로 점진적인 상점 비용들을 증가시킬 수 있다.

적은 이익 마진들의 결과로서, 식료품 산업은, 전반적으로, 그것의 운영 비용들(예컨대, 상점을 개방하고 유지하기 위한 매일의 비용)을 억제하려고 노력한다. 식료품 상점에 대한 운영 비용들을 제어하는 것은 중요하고, 이는 이익 마진의 크기, 소비자들로의 증가된 비용들 또는 그 모두와 관계가 있다. 종래에는 이러한 이슈를 전혀 다루지 아니하였다.

예컨대, Coveley(미국 특허 제6,725,206호)는 안에 위치하는 물품들의 무게를 재는 쇼핑 카트, 및 쇼핑 카트가 이러한 무게 정보를 전달하는 소형 장치(handheld device)의 조합을 기술한다. Coveley는 상점 내(in-store) 무선 네트워크를 제공하지 않는다. 대신에, Coveley는 상점의 물리적 한계들을 넘어서 상기 소형 장치로부터 무선으로 금융 거래들을 수행한다. 이러한 타입의 대부분의 실행과 같이, 복잡한 기술적 기능들을 실시하기 위해서, Coveley의 계산원이 없는(cashier-less) 쇼핑 상점은 상당한 복잡하고 많은 비용이 들며 상당히 정교한 소형 장치를 필요로 한다. Coveley의 소형 장치는 상당히 고가인 솔루션인데, 그 비용들이 상점 자체에서 기인하여 상점 쇼핑객들에게 잠재적으로 전가된다. 쇼핑객에게는 잠재적으로 편리함에 반해, Coveley와 같은 실시는 상당한 자본 비용들, 대체 비용들, 유지 비용들, 증가된 보험 비용들, 및 상점의 매일의 운영 비용들에 관한 다른 비용들을 추가시킨다.

Schkolnick 등(미국 특허 제6,032,127호)은, 쇼핑 카트 내에서 생성되는 무선 주파수(RF) 필드들을 이용하여, 구비된 물품들의 RF 태그들에 의해 쇼핑 카트에 위치한 물품들을 식별할 수 있는 "지능형(intelligent)" 쇼핑 카트를 제공한다. Coveley와 유사하게, Schkolnick도 쇼핑 카트 내에 위치하는 카탈로그 물품들을 식별시키기 위해, 매우 정교하고, 복잡하며, 고가의 방법을 제공한다. 쇼핑 카트는 카트 컴퓨터, 컴퓨터 프로그램들 및 카트 메모리를 구비한다. 아무것도 구비되지 않은 쇼핑 카트들과 비교하여, 쇼핑 카트로의 이러한 부가들이 카트당 비용을 상당히 증가시킬 수 있다. 그 결과, 대체 비용들 및 유지 비용들이 급등할 수 있고, 상점의 이익 마진에 직접적이고 부정적으로 영향을 줄 수 있다.

Yoshihisa(일본 출원번호 제01130949호)는, 소비자가 카트에 고정된 스캐너에 의해 물건들을 등록하고 등록된 컨텐츠들이 전자파들을 통해 호스트 컴퓨터로 전송되며 쇼핑 카트의 컨텐츠에 대한 정보가 금전 등록기로 전송되도록 하는 프로세스를 제공한다. 쇼핑 카트는 그 내부에 위치한 물품들의 무게를 측정하는 저울을 포함한다. 무게 정보가 카트로 스캐닝된 물품들을 기초로 하여 예측된 무게와 비교될 때, 쇼핑 카트는 체크-아웃 때까지 상기 무게 정보를 기록하고 보유한다.

위에서 언급된 바와 같이, 쇼핑객 친화적이고 즐겁고 신속한 쇼핑 경험을 제공하기 위한 많은 시도들이 시도되어 왔다. 하지만, 누군가 좋아하는 식료품 상점에 대한 피상적인 검토는, 이러한 시도들이 대규모 사용 또는 미국 내지 전세계에의 적용을 수용하지 못한다는 것을 쉽게 단언한다. 이러한 시도들의 구현에 대한 몇몇 장애들이 있다. 첫째로, 종래의 각 소형 장치의 단위당 비용이 매우 높다(수백 달러에서 천 달러 또는 그 이상까지의 범위에 이름). 이러한 비용들은 상점의 이익성, 소비자들에게로의 가격들 또는 그 모두에 직접적으로 영향을 미친다. 언급한 바와 같이, 이러한 소형 장치들을 구성하기 위해 이용되는 상당히 정밀한 컴포넌트들, 소프트웨어, 및 프로그래밍 전문 지식 때문에 이러한 비용 문제가 발생한다. 또한, 이러한 고비용의 장치들은 절도를 당하기 쉽고, 그러므로 높은 보험 및 대체 비용들이 수반된다.

추가적으로, 수 다스(dozen)으로부터 수 백까지 이르는 소형 장치들의 상점당 전개 및 단위당 수 백 달러 또는 그 이상에서, 소형 장치들의 이용을 위한 초기의 등록 비용들이 경이적일 수 있다. 이러한 초기 비용들은 상점의 이익 마진들을 감소시키고, 쇼핑객(예컨대, 비용 손실 보전분(pass-through)을 통하여) 또는 양자 모두에게로의 상점 비용들을 직접적으로 증가시킨다.

구현의 다른 장애는, 절도 또한 손상으로 인한 소형 장치의 대체 비용들이다. 초기 비용들과는 다르게, 여기에 설명된 소형 장치들의 사용에 대한 교체 비용들은 소매 체인 및 특히, 잡화점(grocery) 상점 체인에서 그들의 초기 도입(introduction)보다 수백, 수천, 심지어는 수만 배 비쌀 수 있다. 따라서, 전술 한 소형 장치들의 복잡성이 주어진 경우에, 소형(handheld) 장치들에 대한 기술적인 지원 및 기술적으로 복잡한 쇼핑 카트들이 요구될 것이며, 이는 전체적인 상점(store)의 운영 비용을 크게 증가시킬 수 있다.

유사하게, 배경기술에서 기술된 쇼핑 카트들 및 전술한 쇼핑 카트들은 또한 비용이 비쌀 수 있다. 그들은, 소형 장치들에 관계되는 것으로 여기서 나타난 바와 같이, 크게 복잡하고, 값비싼 컴포넌트들을 포함하고, 높은 교체 비용을 가지며, 사용하고 유지하는 것이 비쌀 수 있다. 거의 모든 상점으로부터 특정한 퍼센티지의 쇼핑 카트들이 수리되지 않고 매년 사라지는 경우, 이러한 쇼핑 카트들에 대해서 각각의 상점마다의 더 높은 교체 비용은 상점의 이익을 침해하거나, 또는 상점의 고객의 이익을 침해하는 데 기여할 수 있는데, 이는 더 높은 잡화류의 가격은 그 소비자에 전가되기 때문이다.

따라서, 값비싼 최종-사용자 컴포넌트들로 인한 높은 상점 가격들에 의한 비용 손실 보전분이 거의 없이, 있더라도 매우 조금 있게, 그리고 상점의 이익 마진에 부정적인 영향이 거의 없이, 있더라도 매우 조금 있게, 쇼핑객의 경험을 향상시키고, 단순화하고, 촉진시키도록 서빙하는, 비용이 낮고, 효율성이 높고, 신뢰성 높은 쇼핑객을 위한 쇼핑 시스템이 필요하다. 이는 여기에 첨부된 하나 이상의 실시예들을 통해 달성되며, 이제 더 자세하고 명확하게 설명될 것이다.

여기에 제공된 것은 상점 내에서 쇼핑하기 위한 시스템이다. 이 시스템은 상점 주위에 위치한 다중-네트워크와 그 다중-네트워크를 통해 통신하기 위해 사용자에 의해 사용되는 무선 말단 장치를 포함한다. 무선 말단 장치는 그 다중-네트워크와 무선으로 통신할 수 있다. 그 시스템은 바람직하게는 카트에 위치한 물품들을 수신하고 무게를 측정(weigh)하도록 구성되는 쇼핑 카트를 포함한다. 그 쇼핑 카트는 레코딩하고, 그리고 나서 그 물품들에 관한 평가 정보들을 즉시 또는 이후에 그 쇼핑 카트로부터 다중-네트워크까지 무선으로 전송할 수 있다. 상점에서의 쇼핑객의 추정된(presumed) 위치는 쇼핑객의 무선 말단 장치 및/또는 상점의 쇼핑객에 의해 사용되는 쇼핑 카트의 위치를 추적함으로써 연속적으로 또는 실질적으로 연속적으로 추정될 수 있다.

여기의 하나의 실시예에서, 그 다중-네트워크는 적어도 하나의 메시(mesh) 통신 네트워크 및 적어도 하나의 스타 통신 네트워크(star communication network)를 포함한다. 함께 동작함으로써, (그러나 의존적일 필요는 없음), 메시 통신 네트워크 및 스타 통신 네트워크는 쇼핑객이 다중-네트워크를 통해 정보를 전송하고 정보를 수신하도록 하기 위해 그리고 상점에서 사용자의 추정된 위치에 관한 정보를 전송하고 수신하기 위해 상점과 통신하도록 한다. 여기의 다른 실시예에서, 다중-네트워크는 그들 자신에 의하여 그 상점 부근에 위치한 두 개 이상의 스타 통신 네트워크들 또는 추가로, 상점의 하나 이상의 메시 통신 네트워크들을 포함할 수 있다.

바람직한 메시 통신 및 스타 통신 네트워크들은 IEEE 802.15 통신 프로토콜 내에에서 동작하는, 더 바람직하게는 IEEE 802.15.4 통신 프로토콜내에서 동작하는 ZIGBEE 네트워크를 포함한다. 여기에서 바람직한 ZIGBEE 네트워크는 다중-네트워크의 사용을 통한 위치측정 기능을 제공하는데 특히 유용하고 도움된다.

실제, 쇼핑객은 무선 말단 장치로 다중-네트워크를 통해 무선으로 통신한다. 무선 말단 장치는 메시 통신 네트워크 및 스타 통신 네트워크를 통해, 또는 두 개 이상의 스타 통신 네트워크들을 통해 무선으로 통신한다. 다중-네트워크는 바람직하게 그 다중-네트워크를 통해 전송된 정보를 라우팅(route)하고, 관리(manage)하고, 그리고, 여기의 하나의 선택적인 실시예에서, 저장하는 중앙 컴퓨터를 포함한다. 여기의 하나의 실시예에서, 수행되는 실질적으로 모든 계산(computational) 기능들은 다중-네트워크 내에서 그 중앙 컴퓨터에 의해, 또는 그 중앙 컴퓨터에 의해 지시된, 그 무선 말단 장치를 포함하지 않는 계산 기능부를 가진 다른 장치에 의하여 수행된다. 여기의 다른 실시예에서, 계산 기능들의 적어도 일부는 무선 소형 장치들에 의해 수행될 수 있으며, 특히 이러한 기능들은 추적 및 위치측정을 위해 필요하다.

다중-네트워크에서, 실-시간 위치 데이터는 하나 이상의 메시 통신 네트워크들에 의해 수집된다. 데이터의 실-시간 통신은 하나 이상의 스타 통신 네트워크들에 의해 수행된다. 이러한 다중-네트워크 실시예는 자원들의 우수한(superior) 사용을 제공하는데, 더 작은 데이터 패킷들(위치 추적을 위한 x 및 y 좌표)은 저전력, 가격-효율적인 메시 통신 네트워크로 전송되고, 더 큰 데이터 패킷들(예를 들 어, 음성, 이미지 및 암호화된(encrypted) 데이터)는 더 빠르고, 더 넓은-대역의 스타 통신 네트워크를 통해 전송되기 때문이다.

상세한 설명이 발명을 구체적으로 지정하고 명백하게 주장하는 청구범위를 이용하여 끝맺음되나, 여기에 설명된 실시예들은 첨부된 도면들과 관련된 아래의 설명들로부터 더 잘 이해될 것이며, 여기서, 유사한 참조번호들은 유사한 엘리먼트들을 식별한다:

용어 "상점(store)"은 여기서 식료 잡화점들, 편의점들, 옷 상점들, 소비 용품들 상점들, 특별 상점들, 제조설비들, 웨어 하우스들 및 많은 다른 소매 상점 유형들과 같은 상품을 구매하기 위한 상점들에서, 상품들의 구매가 발생하고, 쇼핑객들이 물리적으로 존재하는 모든 유형의 소매 환경들을 의미하나, 이들에 한정되는 것은 아니다.

용어 "식료 잡화점(grocery store)"은 여기서 음식, 공산품, 꽃(floral) 상품들, 약품(pharmaceutical product)들, 전통적인 식료품들 및/또는 쇼핑 지역 내에서 제공되는 서비스들의 모든 유형이 존재하는 상점의 유형을 의미한다.

용어 “다중-네트워크(multi-network)"는 여기서 통신 네트워크 유형들의 2개 이상의 상이한 유형들, 통신 네트워크들의 2개 이상의 유사한 유형들 또는 몇몇의 이들의 조합을 포함하는 상점에서의 통신 네트워크를 의미한다.

용어 “상점 기반 다중-네트워크”는, 상점의 구역 그리고/또는 상점에 의해 관리되는 경계 내(예를 들어, 상점 주차장) 까지, 상점 자체에서 발생하는 쇼핑객들 및 상점 사이의 필요한 무선 통신들의 대부분(비록 전부는 아니지만)을 의미한다.

용어 “무게 정보”는 상기 정보가 본 명세서에서 상세하게 설명되는 유형의 쇼핑 카트 내에 위치한 개별적인 물품에 대한 것이든 또는 물품들의 총합에 대한 것이든, 쇼핑 카트 내에 위치한 물품들에 대한 시스템에 의해 기록되는 무게와 관련된 모든 정보를 의미한다.

용어 “계산 기능들(computational functions)”은 여기서 소프트웨어, 메모리, 및 프로세서를 포함하는 컴퓨터 또는 컴퓨터-유사 장치에서 발생하도록 당해 기술 분야에서 널리 알려진 모든 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기 기반 계산 태스크(task)들 또는 루틴(routines)들을 의미한다.

여기서 사용되는 용어 “계산 작업(computational work)”은 알려진 컴퓨터와 연관된 일반적인 계산들의 유형들 및/또는 스위치들, 복잡한 마이크로제어기들 및/또는 중앙 연산 처리 유닛(CPU)들을 포함하는 장치들의 서버 유형들을 의미한다. 계산 작업을 수행하는 이러한 장치들은 일반적으로 광대한 소프트웨어를 저장하고(carry), 루틴들 및 서브-루틴들의 많은 다양한 유형들을 실행하기 위한 용량을 구비한다.

여기서 사용되는 용어 “메시 네트워크 오거나이저(mesh network organizer)”는 다중-네트워크의 메시 통신 네트워크 내의 라디오(radio)를 의미한다. 메시 네트워크 오거나이저는 정보 라우터들 및 중앙 상점 컴퓨터로, 그리고 그들로부터 패킷들 또는 데이터로도 알려진 정보를 라우팅 한다. 일 실시예에서, 메시 네트워 크 오거나이저는 정보 라우터들 및 중앙 상점 컴퓨터로, 그리고 그들로부터 위치 추적 데이터를 라우팅한다. 일 실시예에서, 메시 네트워크 오거나이저는 이더넷 케이블을 통해 중앙 컴퓨터로 데이터를 전송한다. 기능적으로, 메시 네트워크 오거나이저는 여기서 상점 직원(associate)의 무선 말단 장치들 및 쇼핑객들의 무선 말단 장치들의 위치 추적 데이터를 하나 이상의 상점 관리자들로 라우팅한다.

용어 “라디오”는 여기서 메시 통신 네트워크 또는 스타(star) 통신 네트워크와 같은 무선 네트워크상에서 무선으로 통신하기 위한 장치를 의미한다.

용어 “데이터 통신 라디오”는 여기서 다중-네트워크의 스타 통신 네트워크 내에서의 라디오를 의미한다. 여기서 사용되는 데이터 통신 라디오는 상점의 다중-네트워크의 스타 통신 네트워크의 허브 노드(중앙 노드로도 알려짐)를 의미한다. 데이터 통신 라디오는 무선 말단 장치들 및 중앙 상점 컴퓨터로, 그리고 그들로부터 패킷들 또는 데이터로도 알려진 데이터 정보를 라우팅한다. 데이터 통신 라디오는 관리자의 장치들 및 중앙 상점 컴퓨터로, 그리고 그들로부터 패킷들 또는 데이터로도 알려진 데이터 정보를 라우팅한다. 일 실시예에서, 데이터 통신 라디오는 이더넷 케이블을 통해 중앙 컴퓨터로 데이터를 전송한다. 기능적으로, 데이터 통신 라디오는 관리자들로 상점 직원의 무선 말단 장치들 및 쇼핑객들의 무선 말단 장치들로부터의 바코드들과 같은 데이터를 라우팅한다. 데이터 통신 라디오는 라디오이기 때문에, 그것은 스타 통신 네트워크의 다른 멤버들에게 라디오 웨이브들을 방송하거나 방출한다.

용어 “정보 라우터들” 및 “고정형 노드” 및 “고정형 기준 노드”는 무 선 말단 장치들, 중앙 컴퓨터 및 다른 것들로, 그리고 그들로부터 다중-네트워크를 통해 정보를 수신하고 전송하는 다중-네트워크 내에서 이러한 애플리케이션 수단 장치들의 전체를 통해 상호교환가능하게 사용된다.

여기서 사용된 용어 “듀얼(dual) 네트워크 라우터”는 적어도 3개의 MCU 라디오들, 메시 통신 네트워크에 대해 정보 라우터로서 기능하는 적어도 하나의 이러한 라디오, 스타 통신 네트워크에 대해 데이터 통신 라디오로서 기능하는 하나의 라디오, 다른 2개의 라디오들로, 그리고 그들로부터 정보의 라우팅을 제어하는 제 3 라디오를 포함하는(house) 장치를 의미한다. 적어도 3개의 라디오들 중 2개는 Texas Instruments 모델들 2430 또는 2431일 수 있으나, 제 3 라디오는 243x 시리즈들 이상의 Texas Instruments 모델들과 같은 더 큰 전력을 이용한 제어기가 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 "게이트웨이 서버(gateway server)"란 용어는 게이트웨이 서버에 의해 라우팅되는 스위치를 통해 상점(sotre)의 다중-네트워크로부터 상점(store)내의 POS(point of sale) 서버와 같은 다른 상점 서버들로의 데이터를 수신하는 서버를 의미한다.

본 발명에서 "중앙 컴퓨터(central computer)"란 용어는 스위치 및 서버를 포함하는 전자 장치 또는 스위치, 게이트웨이 서버 및 상점 컴퓨터, 이를 테면 연관 업무(task) 관리 서버, 컴퓨터 보조 주문(ordering) 시스템 컴퓨터, POS 서버, ISP 서버 또는 다른 상점 컴퓨터의 기능들을 할 수 있는 또는 이들의 기능들을 수행할 수 있는 다른 전자 장치들을 의미한다. 중앙 컴퓨터는 상점의 메인 데이터베 이스로서 이용될 수 있다. 기능적으로, 중앙 컴퓨터는 다중-네트워크로부터 수신되는 데이터를 조직화(organizes), 관리(manages) 및 저장한다. 또한, 중앙 컴퓨터는 다중-네트워크의 다른 엘리먼트들, 이를 테면 쇼핑객의(shopper's) 하나 이상의 무선 말단 장치들, 직원의(associate's) 하나 이상의 무선 말단 장치들 밖으로 또는 관리자의 장치로 데이터를 라우팅한다.

본 발명에서 "무선 말단 장치(wireless end device)"란 용어는 상점 선반에서 쇼핑객에 의해 구매되도록 의도된 각각의 물품의 아이덴티티(identity)를 인식할 수 있도록, 무선 말단 장치로 물품들을 스캐닝함으로써 상점내의 물품들에 대한 쇼핑을 사용자가 편리하게 하는데 이용되는 장치를 의미한다. 본 발명에서 사용되는 것처럼 각각의 무선 말단 장치는 위치 추적용으로 다중-네트워크 내의 블라인드 노드(blind node)로 부를 수 있다. 또한, 무선 말단 장치는 다중-네트워크 내의 엔드 노드(end node)이다.

본 발명에서 사용되는 "블라인드 노드"란 용어는 무선 말단 장치이며, 다중-네트워크의 위치 추적 동작 동안의 무선 말단 장치를 기술하는데 이용되는 용어이다.

본 발명에서 사용되는 "위치 추적 장치(location tracking device)"는 다중-네트워크 또는 상점의 다중-네트워크 내에서 공지된 위치들을 가지는 고정(stationary) 노드들(본 발명에서는 라우터들)로부터의 신호들을 수신하는데 이용될 수 있는 위치 검출 하드웨어 모듈을 포함하는 장치를 의미한다. 바람직하게, 본 발명에 개시되는 위치 추적 장치들은 고정 기준 노드들(stationary reference nodes)을 기준으로 자체(its own) 위치를 결정하기 위해, 광선 추적 계산들 및 블라인드 노드 위치 계산들을 수행하는 수단을 갖는다.

본 발명에서는 상점에서의 쇼핑을 위한 시스템을 제공하며, 상기 시스템은 상점 부근에 배치되는 다중-네트워크 및 다중-네트워크를 통해 상점 및 상점의 스태프와 통신하는 쇼핑객에 의해 사용되는 무선 말단 장치를 포함한다. 무선 말단 장치는 다중-네트워크와 무선으로 통신할 수 있다. 바람직하게, 상기 시스템은 상점내에 배치되는 물품들을 수용하고 무게를 측정하도록(to weigh) 구성된 쇼핑 카트를 더 포함한다. 쇼핑 카트는 쇼핑 카트내에 놓인 물품의 중량을 감지한 다음, 쇼핑 카트로부터 다중-네트워크로 상기 물품에 대한 중량 정보를 무선으로 즉시 또는 추후 전송할 수 있다. 쇼핑객의 위치는 무선 말단 장치의 사용을 통해 추적되며/추적되거나 카트는 쇼핑객에 의해 사용된다.

본 발명의 일 실시예에서, 다중-네트워크는 적어도 하나의 메시(mesh) 통신 네트워크 및 적어도 하나의 스타(star) 통신 네트워크를 포함하며, 이들 각각은 다중-네트워크를 형성하도록 상점 부근에 배치된다. 반드시 관련되는 것은 아니지만, 메시 통신 네트워크와 스타 통신 네트워크가 함께 작용함으로써(working) 다중-네트워크를 통한 상점-대-쇼핑객 및 쇼핑객-대-상점 통신이 가능하다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 다수의 메시 및/또는 스타 통신 네트워크들이 사용될 수 있다.

도 1은 무선 통신들을 위한 상점-기반 다중-네트워크를 갖는 상점(5)의 개략적 평면도를 제공한다. 특히, 도 1은 다중-네트워크(10)가 상점(5) 및 상점의 구역들(premises)(예를 들면, 상점의 주차장 및 다른 외부 구역-미도시) 내부 및 부근에 위치될 수 있는 상점(5) 섹션의 상부도를 나타낸다. 도 1에서, 다중-네트워크(10)는 적어도 하나의 메시 통신 네트워크(14) 및 적어도 하나의 스타 통신 네트워크(16)를 포함한다. 보다 나은 명확성을 위해, 메시 통신 네트워크(14)와 스타 통신 네트워크(16) 모두에 대한 라우터들(12) 간의 예시적 접속은 각각 본 발명의 도 2 및 도 3a에 도시된다. 다중-네트워크 라우터들(12) 또는 "라우터들(routers)"(12)은 상점(5) 부근에 배치된 것으로 도시되며 다중-네트워크(10)의 중요 부품들(components)이다.

선택된 실시예에서, 메시 통신 네트워크(14)는 메시 통신 네트워크(14)의 멤버들(members)의 위치를 결정하는데 이용되고 스타 통신 네트워크(16)는 보이스(voice), 이미지 및 스캐닝된 제품 데이터와 같은 비-위치설정(non-locationing) 데이터를 전달하는데 이용된다. 본 실시예에서, 스타 통신 네트워크들(16)은 모든 비-위치설정 데이터를 게이트웨이 서버(27)(도 3b 참조)로 직접 전송하는데 이용된다. 중앙 컴퓨터(23)는 비-위치설정 데이터를 상점 서버들(29, 30 또는 31)로 전송하고 스타 통신 네트워크(15)를 통해 도 1에 도시된 것처럼, 적합한 쇼핑객(7), 직원(8) 또는 관리자(9)에게 다시 임의의 응답을 라우팅할 수 있다.

본 실시예에서, 스타 통신 네트워크(16) 및 메시 통신 네트워크(14)는 전체적으로 중앙 컴퓨터(23) 및 상점 서버들(29, 30, 31)에 대해 공통 네트워크 스위치(25)를 갖는 개별(separate) 네트워크들이다. 또한, 본 실시예에서, 쇼핑객(7)은 무선 말단 장치들(40)을 사용하여 쇼핑한다. 이들은 스타 통신 네트워크(16)를 통해 POS(point of sale) 서버(30)와 통신하는 반면, 이들의 위치는 메시 통신 네트워크(14)를 이용하여 추적된다.

다중-네트워크(14) 내에서, 메시 통신 네트워크(14)의 모든 멤버들에게 어드레스를 할당하는 데이터 네트워크 오거나이저(organizer)(13)가 존재한다(도 2). 데이터 네트워크 오거나이저(13)는 중앙 컴퓨터(23)로 그리고 중앙 컴퓨터(23)로부터 메시 통신 네트워크(14)에 대한 엔트리(entry)의 단일 포인트이다. 또한, 정보 라우터들(12)로 공지된 기준 노드들은 메시 통신 네트워크(14)의 고정 멤버들이다. 각각의 정보 라우터(12)는 수신된 신호 세기 표시(RSSI: Received Signal Strength Indication), 정보 라우터(12)의 포지션에 속하는 x 및 y 좌표들, 근접한 스타 데이터 네트워크의 어드레스를 쇼핑객(7), 직원(8) 또는 관리자(9)에 속하는 임의의 요청하는 무선 말단 장치(40)로 전송한다.

메시(mesh) 통신 네트워크(14) 및 스타(star) 통신 네트워크(16) 둘다로부터의 모든 통신들은 중앙 컴퓨터(23)로 향한다. 중앙 컴퓨터(23)는 위치 정보를 기록하고 저장할 수 있으며(또는 저장했을 수 있으며), 메시지 식별에 기초하여 메시지들을 적절한 상점(store) 서버(29, 30 또는 31)로 라우팅한다. 바람직하게는, 저장 서버들만이 중앙 컴퓨터(23)를 통하여 무선 말단 장치들과 통신할 수 있다.

도 1은 다중-네트워크(10)를 도시하며, 여기서 메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16)는 각각 상점(5)에 위치된 다중-네트워크 라우터(12)를 사용한다. 따라서, 각각의 다중-네트워크 라우터(12)는 바람직하게는 메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16)를 통하는 데이터 전송을 위한 컴포넌트들을 포함한다.

선택된 실시예들에서, 각각의 다중-네트워크 라우터(12)는 상점(5)에서 쇼핑하거나 또는 일하는 사람들에 닿지 않는 위치에 배치된다. 각각의 다중-네트워크 라우터(12)에 대한 바람직한 배치 영역은 상점(5)의 천장(ceiling)이거나 천장에 근접한 곳이다. 바람직하게는, 필수적인 것은 아니지만, 각각의 다중-네트워크 라우터(12)는 적어도 3개의 라디오들(radios)을 하우징한다. 하나의 라디오는 메시 통신 네트워크(14)를 서빙한다(serve). 다른 라디오는 스타 통신 네트워크(16)를 서빙한다. 제 3 라디오(또는 그 이상)는 메시 통신 및 스타 통신 네트워크 각각에 대해 라디오들을 통하여 데이터를 라우팅하도록 서빙한다.

도 1에서, 각각의 다중-네트워크 라우터(12)를 중앙 컴퓨터(23)에 접속시키는 다중-네트워크 통신 라인들(19)이 도시된다. 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 무선 또는 유선일 수 있다. 바람직하게는, 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 유선이고, 도 1 및 후속 도면들에서 이들이 유선인 것을 나타내기 위해 실선들로서 도시된다. 이더넷 케이블은 각각의 다중-네트워크 라우터(12)와 중앙 컴퓨터(23) 사이에서 바람직하게는 유선 접속된 장치이다.

또한, 메시 통신 네트워크(14) 내에서 다중-네트워크 라우터(12) 간의 전송 구역들(zones)에 대응하는 다중-네트워크 통신 라인들(6)이 도시된다. 실제로, 예시를 목적으로 직선들로 나타낸 다중-네트워크 통신 라인들(6)은 반드시 직선들일 필요는 없으며, 보다 정확하게는 각각의 다중-네트워크 라우터(12)로부터 방사(emanating)되는 원형의 전송 구역들로서 동작한다. 각각의 다중-네트워크 라우 터(12)의 그러한 구역들을 통하여 데이터가 송신 및 수신된다.

상기에서 전술한 것처럼, 각각의 다중-네트워크 라우터(12)는 메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16) 둘 다에 대해 동작하는 것이 바람직하다. 따라서, 라우터(12)내에는, 메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16)를 위한 바람직한 라우터(12)를 동작시키는 필수 컴포넌트들이 있다. 라우터(12)는 적어도 2개의 마이크로컨트롤러 유닛들(MCU들)을 포함한다. 하나의 MCU는 메시 통신 네트워크(14)를 위해 사용되고, 다른 하나는 스타 통신 네트워크(16)를 위해 사용된다. 여기서 각각의 MCU는 시스템-온-칩 타입의 MCU인 것이 바람직하고, 제어 유닛, 하나 이상의 레지스터들, 상당량의(amount of) ROM, 상당량의 RAM, 및 산술 로직 유닛(ALU)을 포함한다. 텍사스 인스트루먼츠 사의 CC2431 MCU는 메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16)를 통하여 규정된 데이터 전송 레이트들로 데이터를 용이하게 전송하도록 사용될 수 있기 때문에, 여기에 사용하기 위한 예시적인 바람직한 MCU이다. 또한, 여기서 CC2431 MCU는 다중-네트워크(10)내의 위치 검출 기능들을 제공할 수 있다.

메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16)에 따른 정보 흐름 및 관리를 위해 사용되는 적어도 2개의 MCU들과 더불어, 적어도 하나의 관리(governing) MCU가 다중-네트워크 라우터(12)내에 사용된다. 이러한 부가적인 MCU는 제어 MCU로서, 메시 통신 네트워크(14)에 따른 위치 정보 및 스타 통신 네트워크(16)에 따른 데이터(스캐닝된 제품 정보)를 송신 및 수신하도록 구성된 다른 MCU들(예, CC2431 마이크로컨트롤러)을 관리하고 상기 다른 MCU들로부터 정보를 수신하며, 메 시지들을 제어, 평가하고 상기 다른 MCU들로 전송한다.

전술한 제어 기능들을 위해 사용되는 예시적인 타입의 MCU는 텍사스 인스트루먼츠 마이크로컨트롤러 모델 번호 MSP430이다. MSP430은 저비용 및 저전력 소비 내장형 애플리케이션들을 위해 설계된 16비트 프로세서로 내장된 마이크로컨트롤러이다. 이는 특히 무선 라디오 주파수 또는 배터리 전력공급(powered) 애플리케이션들을 위해 매우 적합하다. 유휴(idle) 모드로 도시된 전류는 1 마이크로암페어 미만일 수 있다. 최고 프로세서 속도는 16 MHz이다. 저전력 소비를 위해 감속될 수 있다.

시스템 요구사항들에 따라, MSP430 MCU는 외부 메모리 버스를 구비할 수 있거나(예, 무선 말단 장치(40)가 전(full) 기능 장치인 경우) 또는 외부 메모리 버스를 구비하지 않을 수 있다(예, 무선 말단 장치(40)가 감소된 기능 장치인 경우). 실행과 무관하게, MSP430 MCU는 최고 128 KB 플래시 메모리 및 10 KB RAM을 갖는 몇몇 온-칩 메모리를 포함하는 것이 바람직할 것이다.

실제로, 메시 통신 네트워크(14) 내의 데이터 전송 레이트는 초당 적어도 125 킬로바이트(KB/s)로 구성되는 것이 바람직하다. 스타 통신 네트워크(16) 내의 데이터 전송 레이트는 적어도 250 KB/s로 구성되는 것이 바람직하다. 쇼핑객(shopper)(7)과 다중-네트워크(10) 간의 인터페이스는 무선이고 무선 말단 장치(40)(도 6)를 통하여 쇼핑객(7)에 의해 액세스된다.

도 2는 본 발명에 사용하기 위한 예시적인 메시 통신 네트워크(14)의 개념도를 제공한다. 메시 통신 라인들(17)을 따라 데이터 네트워크 오거나이저(organizer)(13) 및 무선 말단 장치들과 무선 통신하는 다수의 다중-네트워크 라우터들(12)이 제공된다. 메시 통신 라인들(17)은 실선들이 아니며, 메시 통신 네트워크(14)를 구성하는 정보 라우터들(12), 및 메시 네트워크 오거나이저(13) 및 하나 이상의 무선 말단 장치들(40)과 같은 다른 컴포넌트들 간에, 무선 통신 라인들의 존재 및 방향을 도시하는 것으로 의도된다. 메시 네트워크 오거나이저(13)는 다중-네트워크 통신 라인들(19)을 따라 중앙 컴퓨터(23)에 접속된다(도 1 및 후속하는 다른 도면들에 도시됨). 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 유선 라인들인 것이 바람직하다. 메시 통신 네트워크(14)는 낮은 운영 비용, 규정된 공간 내에서 효율적인 통신 및 낮은 유지보수 비용을 포함하는 많은 장점들을 제공한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 다중 네트워크 라우터(12)는 메시 통신 네트워크(14)에서 다른 라우터들(12) 중 적어도 일부와 통신할 능력을 갖는다. 바람직하게, 각각의 라우터(12)는 메시 통신 네트워크(14)에 관련된 무선 말단 장치(40), 모든 다른 라우터(12), 메시 네트워크 오거나이저(113) 또는 중앙 컴퓨터(23)와 통신할 수 있다. "관련(associated)"이라는 용어는 말단 장치(예를 들어, 무선 말단 장치(40))가 다중 네트워크 상에서 그리고 다중 네트워크를 통해, 유선 및/또는 무선 통신 위해 다중 네트워크(10)에 일반적으로 부착된 것을 의미한다.

메시 통신 네트워크(14)는 두 개의 접속 배치 중 하나를 이용할 수도 있는 로컬 영역 네트워크(LAN)이다. 일 배치는 풀 메시 토폴로지(full mesh topology)이다. 다른 배치는 부분 메시 토폴로지(partial mesh topology)이다. 풀 메시 토 폴로지의 경우, 모든 다중 네트워크 라우터들(12)은 서로 무선으로 접속되며, 정보를 수신하고 상기 메시 내의 모든 다른 라우터(12)에 정보를 송신할 수도 있다. 부분 메시 토폴로지의 경우, 각각의 라우터(12)는 상기 메시 내에서 이용가능한 모든 라우터들(12)이 아닌 일부 라우터들에 무선으로 접속된다. 여기서, 메시 통신 네트워크(14)의 바람직한 토폴로지는 풀 메시 토폴로지 타입이다.

바람직하게, 메시 통신 네트워크(14)를 통해 전달된 데이터는 한 명 이상의 쇼핑객들(7), 상점 직원들(8) 또는 관리자들(9) 사이의 x 및 y 위치 좌표들과 같은 데이터의 소형 패킷들에 제한된다. 바람직하게, 다중 네트워크(10)의 위치 추적 기능은 메시 통신 네트워크(14)를 통해 처리된다. 이러한 실시예에서, 라우터들(12)은 서로 필수적으로 통신해야 하는 것은 아니지만, 대신에 x 및 y 좌표들을 각각의 무선 말단 장치(40)에 제공한다. 바람직한 일 실시예에서, 무선 말단 장치(40)는 무선 말단 장치(40) 상으로 로딩된 삼각측량 소프트웨어를 통해 자신 고유의 x 및 y 좌표들을 계산할 수 있다. 대안적으로, 중앙 컴퓨터(23)는 본 실시예에서 블라인드 노드(즉, 무선 말단 장치(40))의 x 및 y 좌표들을 계산할 수 있으며, 이어 상기 x 및 y 좌표들을 하나 이상의 다중 네트워크 라우터들(12) 및/또는 위치가 계산된 관련 무선 말단 장치(40)로 전송될 수 있다.

본 실시예에 사용된 바람직한 메시 통신 네트워크(14)는 ZIGBEE 네트워크(15)이다. 도 2에 도시된 바와 같이, ZIGBEE 네트워크(15)는 라우터들(12)의 메시에 의해 부분적으로 형성되며, 그로 인해 각각의 라우터(12)는 ZIGBEE 네트워크(15); 즉 풀 메시 토폴로지 또는 부분 메시 토폴로지 중 하나 내에서, 하나 또는 그 이상의 라우터들(12)로 전송하고 그로부터 전송들을 수신한다.

ZIGBEE는 개인용 무선 네트워크(WPAN)들에 대한 IEEE 802.15.4에 기초하여 소형의 저전력 디지털 라디오들을 이용하는 한 조(suite)의 높은 레벨의 통신 프로토콜들을 위한 사양의 이름이다. ZIGBEE는 낮은 데이터율, 긴 배터리 수명 및 안전한 네트워킹을 필요로 하는 무선 주파수(RF) 애플리케이션들을 목적으로 한다.

본 실시예의 바람직한 메시 통신 네트워크(14)로서 ZIGBEE 네트워크(15)를 이용하는데는 몇 가지 장점이 있다. ZIGBEE 메시 통신 네트워크들은 이들의 낮은 전력 소비, 낮은 구현 비용, 높은 밀도의 컴포넌트 이용성(예를 들어, 하나의 메시 통신 네트워크에 대해, 수백 개들이 아니더라도, 수십 개의 다중 네트워크 라우터들(12) 및/또는 무선 말단 장치들(40)의 사용), 및 간단한 통신 프로토콜에 대해 공지되어 있다. ZIGBEE 프로토콜들은 낮은 데이터 레이트들 및 낮은 전력 소비를 필요로 하는 무선 통신 네트워크들에서 사용하도록 의도된다.

ZIGBEE 네트워크(15)는 산업상 제어, 내장된 센싱, 의료 데이터 수집, 연기 및 침입자 경고, 빌딩 자동화, 홈 오토메이션 등 많은 경우에 사용될 수 있는 저렴한 통신 네트워크를 제공한다. 최종 네트워크는 개별 장치들이 최초 장착된 배터리들을 이용하여 1년 이상 지속하게 할 수 있는 매우 적은 양의 전력을 이용한다.

ZIGBEE 프로토콜은 산업, 과학 및 의료(ISM) 무선 대역; 즉 유럽의 경우 868 MHz, 미국의 경우 915 MHz 및 대부분의 국가의 경우 2.4 GHz에서 동작한다. ZIGBEE 기술은 간단함, 저비용, 및 용이한 관리를 의도한다. 일 실시예에서, 블루투스 실행을 통한 다른 무선 인터넷 노드가 본 실시예에서 또한 예상될 수도 있지 만, ZIGBEE 네트워크(15) 내의 대부분의 능력 있는 정보 라우터(12)는 통상의 블루투스의 소프트웨어 또는 다른 무선 인터넷 노드의 단지 약 10%의 소프트웨어만을 필요로 할 수도 있다. 다른 실행에서, 정보 라우터(12)는 ZIGBEE 네트워크(15) 내에서 사용하기 위해 통상의 블루투스 또는 다른 무선 인터넷 노드의 약 2%의 소프트웨어만을 포함할 수도 있으며, 결국 기술적 복잡도 및 잠재적인 유지 비용을 현저히 감소시킨다.

가장 간단한 형태로, 본 실시예의 ZIGBEE 네트워크(15)는 도 2에 도시된 타입의 하나 이상의 정보 라우터(12), 적어도 하나의 데이터 네트워크 오거나이저(13), 및 하나 이상의 무선 말단 장치들(40)을 포함한다. 데이터 네트워크 오거나이저(13)는 ZIGBEE 네트워크(15) 내의 하나 이상의 정보 라우터들(12)을 통해 데이터를 라우팅하는 장치이다. 데이터 네트워크 오거나이저(13)는 다중 네트워크 통신 라인(19)을 통해 중앙 컴퓨터(23)에 접속된다. 넌비콘(non-beacon) 타입의 ZIGBEE 네트워크(15)에서, 무선 말단 장치들(40)에 의해 요청될 경우, 데이터 네트워크 오거나이저(13)는 하나 이상의 다중 네트워크 라우터들(12)을 통해 무선 말단 장치들(40)로 다시 신호를 전송한다. 중앙 컴퓨터(23)는 라우터들(12)을 관리하고, ZIGBEE 네트워크(15)에 대한 무선 말단 장치들(40)의 연관성(association)을 유발시키며, 라우터(12) 정보를 저장하며, 라우터들(12)과 무선 말단 장치들(40) 사이에서 메시지들을 라우팅한다.

중앙 컴퓨터(23) 또는 대안적인 실시예에서, 무선 말단 장치(40)는 특히 메시 통신 네트워크(14) 및 ZIGBEE 네트워크(15) 내에서 몇몇 중요한 기능들을 제공 한다. 중앙 컴퓨터(23)에 의해 제공된 중요한 기능들은 계산, 정보 저장, 조직화, 응답, 네트워크 통지, 데이터 우선순위화, 이벤트 우선순위화, 다른 저장 장치 및/또는 계산 장치들로의 데이터 전달 등이다. 무선 말단 장치(40)에 의해 제공된 중요한 기능들은 계산, 정보 저장, 조직화, 응답, 네트워크 통지, 데이터 우선순위화, 이벤트 우선순위화 등이다. 서버 또는 서버급 컴퓨터(server grade computer)는 그것의 일반적인 큰 계산 및 저장 용량들로 인하여, 중앙 컴퓨터(23)로서의 기능으로 특히, 여기서의 다중-네트워크(10)에서 유용하다. 둘 이상의 서버급 컴퓨터가 중앙 컴퓨터(23)의 복합 기능들을 형성하기 위해서 사용될 수 있다는 점, 및 둘 이상의 서버급 컴퓨터가 하나 이상의 타입들의 계산 장치들로 분류될 필요가 없다는 점이 여기에 참작된다.

ZIGBEE 네트워크(15)는 넌비콘 타입 또는 비콘 타입을 가질 수 있다. 넌비콘 가능 네트워크(즉, 비콘 순서가 15인 네트워크들)에서, 다중-네트워크 라우터들(12)은 지속적으로 활성인 것이 바람직한 데이터 수신기들을 가진다. 넌비콘 가능 타입의 ZIGBEE 네트워크(15)는 다수의 장치 타입들의 이종 네트워크들을 허용하는데, 상기 이종 네트워크들에서 일부 장치들은 지속적으로 수신하는 반면, 다른 장치들은 외부 자극(stimulus)이 검출되는 경우에만 전송한다.

이종 네트워크 내의 엘리먼트의 알려진 예는 무선 광 스위치를 가지는 램프이다. 배터리로 전원이 공급되는 광 스위치가 연결(throw)될 때까지 상기 광 스위치가 "휴면" 또는 비활성 상태를 유지하는 동안, 램프에서의 ZIGBEE 노드가 램프의 전원 공급장치에 접속되기 때문에, 상기 ZIGBEE 노드는 끊임없이 수신한다. 이후, 상기 광 스위치는 활성화되고, 램프로 명령을 전송하며, 확인 응답을 수신하고, 비활성화 상태로 되돌아간다. 비콘 가능 네트워크에서, ZIGBEE 네트워크(15) 내의 정보 라우터들(12)은 다른 네트워크 노드들에게 자신들의 존재를 확인시키기 위해서 주기적인 비콘들을 전송한다. 이러한 노드들은 비콘들 사이에서 휴면할 수 있고, 그에 따라 노드들의 듀티 사이클을 감소시키고 노드들의 배터리 수명을 연장할 수 있다.

일반적으로, ZIGBEE 네트워크(15)는 주어진 다중-네트워크 라우터(12)가 온(on)인 시간을 최소화하고, 그에 따라 상기 라우터(12)의 전력 사용을 최소화한다. 비커닝 네트워크(beaconing network)들에서, 라우터(12)는 비콘이 전송되는 동안만 활성일 필요가 있다. 넌비콘 가능 네트워크들에서, 다중-네트워크(10) 내의 몇몇의 다른 라우터들은 비활성일 수 있는 반면, 다중-네트워크(10) 내의 라우터들(12) 중 적어도 몇몇은 항상 활성이기 때문에, 전력 소비가 보다 높아질 수 있다. 그렇지만, 지속적으로 활성인 다중-네트워크(10) 내의 모두 또는 사실상 모든 라우터들(12)을 가지는 것이 가능하다. 여기서 설명된 바와 같이, 전력을 보존하기 위해서는, 상점(5) 또는 식료 잡화점에 대한 비커닝 타입의 ZIGBEE 통신 네트워크가 바람직하다.

도 3a는 스타 통신 네트워크(star communication network)(16)의 표현도를 제공한다. 데이터 통신 라디오들(20)의 장치들 내에 하우징되거나 다중-네트워크 라우터들(12)과 함께 하우징되더라도, 데이터 통신 라디오들(20)은 서로 직접적으로 통신하지 않으며, 대신 다중-네트워크 통신 라인들(19)을 따라 중앙 컴퓨터(23)와 직접적으로 통신한다. 바람직하게는, 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 라우터들(12)을 중앙 컴퓨터(23)로 연결시키는 유선 라인들이다. 또한, 여기서, 스타 통신 라인들(18)은 유선 라인들이 아니며, 라우터들(12)과 무선 말단 장치들(40) 간의 무선 통신 라인들을 표현하는 것을 의미한다. 여기서 사용을 위해 바람직한 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 IEEE 802.3 통신 표준의 범위 내에서 동작하는 이더넷 물리 계층 내에서의 사용을 위해 적합한 타입의 라인들이다. 보다 구체적으로, 이러한 이더넷 케이블은 RJ45 및 CAT-x 구리 타입인 "연선(twisted pair)"인 것이 바람직하다. 이러한 케이블은 고품질의 구리 배선을 통해 그리고 고속으로 음성 및 데이터의 디지털 전송을 용이하게 하도록 설계된다.

여기서, 스타 통신 네트워크(16)는 특히 다중-네트워크(10)에 유용하고 중요하다. 바람직하게는, 250 KB/s 이상의 데이터 통신 레이트를 가지는 스타 통신 네트워크(16)는 속도 및 효율을 위해 보다 높은 데이터 전송 레이트들을 요구하는 데이터 스트림들을 전달하는 다중-네트워크(10)의 부분이다. 스타 통신 네트워크(16)를 통해 메시 통신 네트워크(14) 대신 또는 메시 통신 네트워크(14)에 더하여 가장 적합하게 전송되는 이러한 데이터 타입들 중 일부는 음성 데이터, 픽쳐들, 비디오, 금융 거래 데이터, 및 메시 통신 네트워크(14)에 의해 제공되는 125 KB/s 전송 레이트 대신 또는 메시 통신 네트워크(14)에 의해 제공되는 125 KB/s 전송 레이트에 더하여 250 KB/s 전송 레이트에 보다 적합한 다른 데이터 타입들이다. 그러나, 예를 들어, 스타 통신 네트워크(16)가 디스에이블되면, 스타 통신 네트워크(16)에 의해 메시 통신 네트워크(14)를 통하여 제공되는 보다 높은 데이터 전송 레이트들을 요구하는 정보 또는 데이터를 전송하는 것이 가능하다.

여기서, 바람직한 스타 통신 네트워크(16)는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 통신 프로토콜 내에서 동작한다. IEEE 802는 근거리 네트워크들 및 대도시 네트워크들을 취급하는 IEEE 표준들의 패밀리를 지칭한다. 보다 구체적으로, IEEE 802 표준들은 가변-크기 데이터 패킷들을 전달하는 네트워크들에 제한된다. 이에 비해, 셀-기반 네트워크들에서, 데이터는 예를 들어, 셀 전화들내에서의 사용을 위해 셀들로 지칭되는 불리는 짧고, 균일한 크기의 유닛들로 전송된다. 그러나, BLUETOOTH (IEEE 802.15.1 및 802.15.2), WiMedia (IEEE 802.15.3), Wi-Fi (IEEE 802.11b), Wi-Fi5 (IEEE 802.11a/HL2) 및 다른 무선 프로토콜들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다중 통신 프로토콜들 내에서 스타 통신 네트워크(16)가 동작할 수 있음을 인정하는 것이 바람직하다.

IEEE 802 내에서, 스타 통신 네트워크(16)는 IEEE 802.15.4 통신 프로토콜 내에서 데이터를 전송하는 것이 바람직하다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 무선 개인 영역 네트워크들(WPANs)을 통해 전송된 전송들을 제어한다. WPAN들은 BLUETOOTH 기술의 사용을 포함할 수 있다. IEEE 802.15.4 통신 프로토콜은 낮은 데이터 레이트(예를 들어, 약 125KB/s)를 가지고, 또한 다중-네트워크 라우터들(12)의 긴 배터리 수명(예를 들어, 몇 달 또는 심지어 몇 년 동안의 배터리 수명)을 허용하며, 그것의 매우 낮은 기술적 복잡성 및 저전력 요건들로 알려져 있다.

도 3b는 스타 통신 네트워크(16)의 예시적인 표현도를 제공한다. 도 3b는 메시 통신 네트워크(14)의 다중-네트워크 라우터들(12)이 무선 말단 장치들(40)로 신호를 제공하는 것을 명백하게 도시한다. 바람직한 실시예에서, 라우터들(12)은 무선 말단 장치들(40)로 정보 라우터들(12)의 x 및 y 좌표들을 제공한다. 무선 말단 장치들(40)은 x 및 y 좌표들로 자신의 위치를 제공하기 위해 필요한 계산들을 수행하거나, 다중-네트워크(10)의 레벨에서 행해진 계산들을 가지기 위해서 스타 통신 네트워크(16)를 통해 상점 서버들(27, 29, 30 또는 31) 중 하나의 상점 서버로 신호를 전송한다. 어느 시나리오에서든, 각각의 무선 말단 장치들(40)의 위치는 중앙 컴퓨터(23) 및/또는 상점 서버들(27, 29, 30 및 31) 중 적어도 하나에, 무선 말단 장치들(40) 및 메시(mesh) 통신 네트워크(14)의 정보 라우터들(12) 사이에서 교환된 데이터들을 통해 알려진다.

도 4는 다중-네트워크(10)의 예시적인 표현을 제공한다. 상기 메시 통신 네트워크(14)의 다중-네트워크 라우터들(12)이 신호를 무선 말단 장치들(40)로 제공함이 명백하게 도시된다. 바람직한 실시예에서, 라우터들(12)은 무선 말단 장치들(40)에 라우터들(12)의 x 및 y 좌표들을 제공한다. 무선 말단 장치들(40)은 x 및 y 좌표로 자신의 위치를 제공하는데 필요한 계산들을 수행하거나, 또는 광선(ray) 트레이싱 및 위치 추적 계산들을 수행할 수 있는 상점 서버들(27,29,30, 또는 31) 중 하나에 스타(star) 통신 네트워크(16)를 통해 신호를 전송한다. 어느 시나리오에서든, 각각의 말단 장치(40)의 위치는 상기 메시 통신 네트워크(14)의 라우터(12) 및 말단 장치들(40) 사이에서 교환된 데이터를 통해 상점 서버들(27, 29, 30, 및 31) 중 적어도 하나에 알려진다. 무선 말단 장치(40)가 감소된 기능의 장치(reduced function device)고, 상기 상점 서버들(27,29,30, 또는 31) 중 하나가 위치 추적 연산들을 수행하는 시나리오에서, 가장 가까운 정보 라우터(12)는 무선 말단 장치(40)에 자신의 x 및 y 좌표들을 제공한다. 미국 특허 제61/011,125호(2008년 1월 15일에 출원됨) 및 제61/065,166호(2008년 2월 8일에 출원됨)는 여기서 바람직한 위치 추적의 방법들을 논의 및 개시하고, 이들 전체 내용은 참조로써 본 특허 명세서에 통합된다.

실제로, 무선 말단 장치(40)에 가장 가까운 다중-네트워크 라우터(12)는 메시 네트워크 오거나이저(13)로부터 무선 말단 장치(40)의 x 및 y 좌표들을 수신하며(도 2), 상기 메시 네트워크 오거나이저(13)는 다음 상점 서버들(27, 29, 30 또는 31) 중 하나로부터 x 및 y 좌표들을 수신한다. 임의의 이벤트에서, 상기 상점의 맵 상에서 무선 말단 장치(40)의 위치는 다중-네트워크(10)의 메시 통신 네트워크(14)를 통해, 후속하는 상점 서버들(27,29,30 또는 31) 중 적어도 하나 및 무선 말단 장치(40) 모두에게 알려진다.

도 5는 다수의 스타 통신 네트워크들(16)을 구비한 상점(5)의 일 예시적인 상부(top) 개략적인 모습으로 대안적인 실시예를 제공한다. 또한 도 5에는 다수의 스타 네트워크들(16)과 결합된 메시 통신 네트워크(14)가 도시된다. 당업자라면, 비록 도 5가 다수의 스타 통신 네트워크들(16) 및 메시 네트워크(14)를 도시하지만, 메시 통신 네트워크(14)의 존재 없이 오직 다수의 스타 네트워크들(16)만을 포함하는 다중-네트워크(10)를 구비하는 것이 가능함을 쉽게 인식할 것이다. 몇몇 스타 통신 네트워크들(16) 또는 몇몇 스타 통신 네트워크들(16) 및 메시 통신 네트워크(14)를 함께 취하여, 상기 정의된 바와 같이 다중-네트워크(10)를 구성한다.

도 1에서와 같이 도 5에서, 메시 통신 라인들(17)은 메시 통신 네트워크(14) 내에서 각각의 다중-네트워크 라우터(12)를 메시 네트워크 오거나이저(13)에게 접속시키는 것으로 도시된다. 메시 통신 라인들(17)은 무선 또는 유선일 수 있다. 바람직하게는, 메시 통신 라인들(17)은 유선 대신 무선이다. 추가적으로, 메시 통신 라인들(17)은 메시 통신 네트워크(14) 내에서 라우터들(12) 사이에 존재한다. 실제로, 통신 라인들(17)은, 예시의 목적으로 직선들로 나타나지만, 반드시 직선들인 것은 아니다. 오히려, 메시 통신 네트워크(14) 내에서 동작가능한 각각의 라우터(12)는 제한된 통신 구역을 생성하고, 상기 제한된 통신 구역을 통해 라우터(12)로부터 라우터(12)로의 전송들이 발생한다.

스타 통신 라인들(18)은 쇼핑객들(7), 직원들(8), 및 관리자들(9) 중 어느 하나와 스타 통신 네트워크(16)의 허브로서 동작할 수 있는 데이터 통신 라디오(20) 사이에 존재한다. 데이터 통신 라디오(20)는 라우터들(12)로부터 전송된 데이터에 대한 저장소(repository)로서 동작한다. 스타 통신 라인들(18)은 무선 또는 유선일 수 있다. 바람직하게는, 스타 통신 라인(18)은 무선이다.

다중-네트워크 통신 라인들(19)은 데이터 통신 라디오(20)와 중앙 컴퓨터(23)를 접속시키는 것으로 도시된다. 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 데이터 네트워크 오거나이저(13)와 중앙 컴퓨터(23)를 접속시키는 것으로 도시된다. 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 무선 또는 유선일 수 있다. 바람직하게는 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 유선이다. 다중-네트워크 통신 라인들(19)은 유선임을 표시하도록 실선들로 도시된다. 이더넷 케이블은 데이터 통신 라디오(20) 및 중앙 컴퓨 터(23) 사이에서 유용한 바람직한 유선 접속 장치다.

둘 이상의 스타 통신 네트워크들(16)을 포함하는 다중-네트워크(10)에 대해, 각각의 스타 통신 네트워크(16)에 대해 도시되는 각각의 데이터 통신 라디오(20)는, 각각의 스타 통신 네트워크(16)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다중-네트워크(10)의 모든 엘리먼트들을 정렬하고 관리하는 중앙 컴퓨터(23)로 스타 통신 라인들(19)을 통해 접속된다.

도 6은 다수의 인터페이스 키들(42)을 구비한 무선 말단 장치(40)의 전면의 앞모습을 제공한다. 무선 말단 장치(40)는 배터리로 전력 제공되며 바람직하게는 재충전가능하다. 상기 무선 말단 장치(40)는 여기에서 자신을 검색하여 기존의 다중-네트워크(10)에 연관시키는(즉, 자신을 무선으로 부가시키는) 능력을 가진다. 무선 말단 장치(40)는 감소된 기능의 장치 또는 전 기능의 장치일 수 있다. 바람직하게는 무선 말단 장치(40)는 상점에서 쇼핑할 때 쇼핑객(7)에 의해 물품들을 스캐닝하기에 유용한, 당업자에게 공통적인 타입의 스캐너를 포함한다.

무선 말단 장치(40)가 감소된 기능의 장치인 경우, 상기 무선 말단 장치(40)는 다중-네트워크(10)로부터 실질적으로 정보를 수신하고 전송하는 장치로서의 역할을 한다. 이러한 상태에서, 무선 말단 장치(40)는 실질적으로 무선 말단 장치(40) 자신 내에서 최소 개수의 연산 기능들을 수행할 것이다 - 이러한 구성에서, RSSI 계산들이 여전히 무선 말단 장치(40) 내에서 수행될 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 키들은 다중-네트워크(10)로부터의 정보의 수신 또는 전송이 아닌 무선 말단 장치(40) 내에서의 기능의 활성화를 포함하는 것을 의미하지 않는다. 대신에, 이러한 계산 기능들은 다중-네트워크(10) 내에서 실질적으로 이루어질 것으로 예정되고, 바람직하게는 중앙 컴퓨터(23)에 의해 또는 무선 말단 장치(40)를 포함하지 않는 다중-네트워크(10)에 부착된 유사 장치에 의해 수행된다.

각각의 다중 인터페이스 키(42)는 일어나는 하나의 기능을 지시하지만, 감소된 기능 장치에서, 다중 인터페이스 키들(42)의 대부분은 실제로 다중-네트워크(10)로의 요청된 전송 또는 상기 다중-네트워크(10)로부터의 요청된 전송을 제공한다. 이러한 예에서, 무선 말단 장치(40) 자체는, 앞서 스캐닝 되어 쇼핑 카트(50)에 담긴 물품들의 비용의 임시 합계를 실제로 스스로 계산하거나 유지하지 않는다. 대신에, 카트 키(44)가 눌렸을 때, 상기 카트 키(44)는, 물품이 스캐닝 된 이후에 쇼핑 카트(50)에 담길 상기 물품을 상기 무선 말단 장치(40)가 스캐닝 할 준비가 되어 있는 상태임을 다중-네트워크(10)에 시그널링 한다. 스캐닝 된 상기 물품에 관한 정보는 다중-네트워크(10)에 무선으로 전송되고, 저장 및/또는 추가 프로세싱을 위해 중앙 컴퓨터(23)에 궁극적으로 라우팅된다.

바람직한 실제예에서, 중앙 컴퓨터(23)는 쇼핑객(7)에 의해 스캐닝 되는 모든 물품들의 러닝 리스트, 각각의 물품들의 비용, 쇼핑 카트(50)에 담기는 각각의 물품의 중량, 그리고 쇼핑객(7)에 의해 스캐닝 되어 쇼핑 카트(50)로 옮겨지는 물품들 전부의 총계를 유지한다. 감소된 기능 장치 안에서 사용되는 키 타입들이 무엇이든지 간에, 실질적으로 계산 작업은 수행되지 않거나 또는 매우 적은 계산 작업이 수행된다.

여기서, 도 6이 예시를 의미하는 것이고, 도시된 버튼들의 타입들 및 구성들 또는 배향은 본 발명의 일부를 형성하지 않으며, 당업자는 무수히 많은 키 타입들, 사이즈들, 형상들, 구성들, 심볼들, 그래픽들이 이곳의 무선 말단 장치(40)의 범위 및 목적 내에서 부합되면서 생성될 수 있음을 손쉽게 인지할 것임이 인식되어야 한다. 무선 말단 장치(40)의 다중 인터페이스 키들(42)이 일부 타입의 계산 기능을 제공하는 대신에 정보를 다중-네트워크(10)에 전송한다는 사실은 중요하다. 이러한 인터페이스 키들(42)의 사용에 의해, 저장된 물품 가격 데이터의 총계와 같은 계산 기능들에 필요한 하드웨어가 경감된다.

무선 말단 장치(40)가 위에서 기술된 바와 같이 감소된 기능 장치일 경우, 여러 장점들이 달성된다. 첫째로, 무선 말단 장치(40)는 종래 기술에서 알려진 다른 장치들과 비교할 때 조립하여 사용함에 있어서 극도로 경제적이다. 둘째로, 더 낮은 가격의 소자들이 사용되기 때문에(즉, 고속 프로세서와 메모리), 무선 말단 장치(40)는 도난을 덜 당하기 쉽다. 그러나, 셋째로, 무선 말단 장치(40)의 도난이 발생하더라도, 그 대체 비용은 종래 기술에서 알려진 더욱 복잡한 다른 장치들의 단가보다 훨씬 더 적다. 넷째로, 이곳의 바람직한 실시예에서 고출력 고속 프로세서와 메모리가 없는 무선 말단 장치(40)에는 또한 하나 이상의 고속 프로세서들과 커다란 정교한 메모리 타입들에 따라 좌우되는 일부 다른 장치들의 중요한 소프트웨어도 없다. 다섯째로, 무선 말단 장치(40)의 단가 때문에, 매일 수백의 쇼핑객들을 가질 수 있는 식료 잡화점과 같은 상점을 위해, 매우 많은 유닛들이 더 많은 소비자들에 대해 사용될 수 있다. 마지막으로, 무선 말단 장치(40)는 각각의 상점이 무선 말단 장치(40)에 의해 사용될 수 있는 호환성 있는 다중-네트워크(10) 를 소유하는 한, 다수의 식료 잡화점들에서 사용될 수 있다.

무선 말단 장치(40)가 전 기능(full function)의 장치라면, 상기 무선 말단 장치(40)는 적어도 부분적으로 자신의 회로 내에서, 즉 자신의 마이크로컨트롤러들 내에서 일정한 복잡한 계산 기능들을 수행할 능력을 갖는다. 예컨대, 전 기능의 무선 말단 장치(40)가 수행할 수 있는 한 가지 기능은 무선 말단 장치(40)에 의해 스캐닝 되는 상점 물품들에 관한 정보를 자신의 메모리 내에 저장하는 것이다. 실제로, 무선 말단 장치(40)는 각각의 스캐닝 된 상점 물품들을 카탈로그화하고, 모든 스캐닝 된 상점 물품들의 임시 합계를 유지하고, 그런 다음에 일단 쇼핑객(7)이 자신이 상점(5)로부터 나갈 준비가 되어 있음을 표시하면 금융 거래 기능을 제공할 수 있다.

전 기능 장치에서, 무선 말단 장치(40)는 일정한 계산 기능들을 수행하기에 충분한 프로세서 속도와 전력을 갖고, 또한 정보를 저장하기에 충분한 메모리를 갖는다. 이러한 타입의 무선 말단 장치(40)의 경우, 상기 무선 말단 장치(40) 상에 위치된 다중 인터페이스 키들(42)은 적어도 부분적으로 무선 말단 장치(40) 자체 내에서 수행되는 하나 이상의 계산 기능들에 대응한다. 일단 하나 이상의 계산들이 수행되면, 그 계산 결과들은 바람직하게도 저장 및/또는 중앙 컴퓨터(23)에 의한 추가 프로세싱을 위해 다중-네트워크(10)를 통해 전송된다. 이러한 실행예에서, 필수적이지는 않지만, 무선 말단 장치(40)의 계산상 또는 다른 타입의 정지시, 중앙 컴퓨터(23)가 전 기능의 무선 말단 장치(40)에 대한 백-업으로서 동작하는 것이 바람직하다.

여기서 바람직한 무선 말단 장치(40)는 적어도 하나의 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)을 포함한다. 여기서 MCU는 바람직하게도 시스템-온-칩 타입의 MCU이다. 여기서 MCU는 제어 유닛, 하나 이상의 레지스터들, 상당한 양의 ROM, 상당한 양의 RAM 그리고 산술 논리 유닛(ALU)을 포함한다. 상기 감소된 기능 타입의 무선 말단 장치(40)에서, ALU는 적어도, 무선 말단 장치(40) 내에서 이루어지는 어떠한 계산들에 대해서도 거의 액세스되지 않을 것이다. 상기 전 기능 타입의 무선 말단 장치(40)에서, ALU는 액세스될 것이고 그에 따라 계산들을 위해 사용될 것이다.

가장 바람직하게, 무선 말단 장치(40)는 적어도 두 개의 MCU들을 포함한다. 하나의 MCU는 무선 말단 장치(40)로부터 메시 통신 네트워크(예컨대, ZIGBEE 네트워크(15))로 정보를 송수신하기 위해 사용된다. 상기 MCU들 중 다른 하나는 무선 말단 장치(40)로부터 스타 통신 네트워크(16)로 정보를 송수신하기 위해 사용된다. 이곳에서의 사용을 위한 예시적이면서 바람직한 MCU는 텍사스 인스트루먼츠 사의 CC2431 MCU이다.

비록 유일한 MCU 타입은 아니지만, 메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16) 모두에 대하여 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있는 그 능력 때문에, 상기 텍사스 인스트루먼츠 사의 CC2431 MCU가 이곳에서 사용하기에 바람직하다. 또한, 상기 CC2431 MCU는 다중-네트워크(10) 내에서 위치 검출 기능들을 제공한다. 이러한 위치 검출은 중요한 바람직한 기능인데, 그 이유는 상기 기능이 무선 말단 장치들(40)이든지, 쇼핑 카트들(50)이든지 또는 다중-네트워크 라우터들(12)이든지 그렇게 갖추어진 임의의 장치가 다중 네트워크(10) 내에서 어떠한 곳 에 위치하든지 발견될 수 있게 하기 때문이다.

CC2431 MCU에 대한 기술적인 규격들은 다음과 같다: 32 MHz 단일-사이클 저전력 8051 MCU; 2.4 GHz IEEE 802.15.4 순응 무선 주파수 트랜시버, 128 KB 인-시스템 프로그램가능 플래시(in-system programmable flash); 초저전력 요건들(ultra low power requirements), 동작가능한 ZIGBEE 프로토콜 스택(Z-STACK), 및 8 Kbyte SRAM; 및 모든 전력 모드들에서 데이터 보존(data retention)을 갖는 4 Kbyte. CC2431은 무선 센서 네트워킹 ZIGBEE/IEEE 802.15.4 솔루션들을 위해 바람직한(true) SOC(system-on-chip)이다. CC2431은 다중-네트워크(10) 내에서 무선 말단 장치(40) 또는 쇼핑 카트(50) 중 어느 하나의 위치를 찾기 위해 사용될 수 있는 위치 검출 하드웨어 모듈(즉, "위치결정 엔진")을 포함한다. 이에 기초하여, 위치결정 엔진은 다중-네트워크(10) 내에서 알려지지 않은 무선 말단 장치의 위치나 또는 쇼핑 카트의 위치에 대한 추정을 계산한다. 이러한 위치 검출은 여기서 위에 충분히 설명되었다.

메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16)를 각각 따르는 위치결정과 데이터 정보 흐름 및 관리에 사용되는 적어도 두 개의 MCU들 이외에도, 적어도 하나의 통제용 MCU가 무선 말단 장치(40) 내에서 이용된다. 이러한 추가적인 MCU는 다른 MCU들을 통제하고, 평가하고, 메시지를 그 다른 MCU들에 전송하고, 그 다른 MCU들로부터 정보를 수신하며, 또한 메시 통신 네트워크(14) 및 스타 통신 네트워크(16)를 따라 정보를 전송 및 수신하도록 구성된 그 다른 MCU들을 관리한다는 점에서 통제용 MCU이다.

라우터(12) 내의 모든 다른 MCU들을 통제하기 위한 바람직한 타입의 MCU는 텍사스 인스트루먼츠 사에 의해서 제작된 MSP430이다. 그 MSP430은 저비용 및 저전력 소모적인 내장형 애플리케이션들을 위해 설계되는 16-비트 프로세서 주위에 설치된 마이크로제어기이다. 그것은 무선 라디오 주파수(RF) 또는 배터리 전력공급형 애플리케이션들에 특히 매우 적합하다. 유휴 모드에서의 전류 인출은 1 마이크로암페어보다 작을 수 있다. 그것의 최고 프로세서 속도는 16 MHz이다. 그 속도는 저전력 소모를 위해 억제될 수 있다. MSP430은 외부 메모리 버스를 갖지 않는다. 따라서, 그 MSP430은 온-칩 메모리로 제한되며, 바람직하게는 128 KB 플래시 메모리 및 10 KB RAM까지 포함한다.

다중-네트워크(10)가 다수의 스타 통신 네트워크들(16)을 포함하는 상황에서는, 무선 말단 장치(40)의 내부 하드웨어의 바람직한 구성은 다중-네트워크(10)와의 통신을 책임지는 2개의 MCU들, 및 무선 말단 장치(40) 내에서의 모든 다른 필요한 기능들을 통제하는 MCU를 포함한다. 이러한 구성에 있어서, 두 MCU들 중 하나는 항상 다중-네트워크(10)와 연관되고 따라서 그 다중-네트워크(10)와 무선적으로 접속된다. 다른 MCU는, 그것이 다중-네트워크(10)에 무선적으로 접속되지 않을 때, 다중-네트워크(10)에 의해서 전송되는 가장 강한 라디오 신호를 탐색한다. 만약 비-연관된 MCU에 의해 감지된 신호가 현재 연관된 스타 통신 네트워크(16)에 의해서 전송된 신호보다 더 강하게 되면, 상기 비-연관된 MCU는 연관되는 상태로 전환할 것이고, 이전에 연관되던 MCU는 비-연관된 상태로 전환한 이후에 다중-네트워크(10)로부터 입수가능한 가장 강한 라디오 신호를 찾기 시작할 것이다. MCU들 간 의 이러한 연관성 및 비-연관성 처리는 쇼핑객(7)이 상점(5)에서 돌아다니기 때문에 하나의 스타 통신 네트워크(16)로부터 상점(5) 내에 위치한 다른 스타 통신 네트워크(16)로 이동함에 따라 계속해서 발생한다.

도 3a 및 도 3b에 설명된 바와 같이 다중-네트워크(10)가 다수의 스타 통신 네트워크(16)를 포함하지만 어떠한 메시 통신 네트워크(14)도 포함하지 않는 다른 실시예에 있어서는, 무선 말단 장치(40)로부터의 정보의 수신 및 전송을 책임지는 두 MCU들(바람직하게는 텍사스 인스트루먼츠 사의 CC2431)이 모두 동시적으로 다중-네트워크(10)에 연관될 수 있다. 이러한 이중(dual) 연관성은 무선 말단 장치(40)로부터의 혹은 무선 말단 장치(40)로의 더 큰 데이터 패킷들의 전송을 가능하게 한다. 이러한 더 큰 데이터 패킷들은 무선 전송(즉, 무선 말단 장치(40)와 다중-네트워크(10) 간의 무선 전송)이 256 KB/s 전송 레이트나 혹은 그보다 더 높은 전송 레이트에 의해서 최상으로 용이하게 되는 음성 데이터, 비디오 및 다른 데이터 타입들을 포함할 수 있다.

여기서 설명되는 타입의 이상적인 쇼핑 카트(50)가 도 7에 도시되어 있다. 그 쇼핑 카트(50)는 핸들(52), 그 핸들(52)에 부착된 바구니(54), 및 그 바구니(54) 아래의 위치한 하부 캐리지(56)를 구비한다. 바구니(54)에는 하나 이상의 무게 측정 장치들(weighing devices)(58)이 그것의 내부면(55) 주위에 위치된다. 바람직하게는, 적어도 두 개의 무게 측정 장치들(58)이 쇼핑 카트(50)의 내부면(55) 내에 위치된다. 또한 바람직하게는, 그 무게 측정 장치들(58) 중 적어도 하나는 도 8에 도시된 바와 같은 갈고리(60)의 형태를 갖는다. 각각의 무게 측정 장치(58) 또는 갈고리(60)는 스트레인 게이지(62)(도 8)나 또는 해당 분야에 알려진 다른 스트레인 계산 장치들에 바람직하게 부착된다. 특히, 여기서 사용되는 스트레인 게이지(62)는 물건이 놓여질 때 그 물건의 변형(deformation) 또는 스트레인(strain)을 측정하기 위해 사용되는 장치이다. 스트레인 게이지(62)는 접착제와 같은 임의의 결합 수단에 의해서 갈고리(60) 상에 배치될 수 있으며, 또한 갈고리(60)가 사용될 때, 즉, 물품이 그 갈고리 위에 놓임으로써 측정가능한 변형을 야기할 때, 물건의 변형을 측정하도록 갈고리(60) 위에 위치된다.

이러한 측정가능한 변형은 갈고리(60)에 적용되는 물품의 무게의 적어도 일부의 측정이다. 실제로, 적어도 두 개의 갈고리들(60)이 바구니(54)의 내부면(55) 내에 위치될 것이다. 갈고리들(60)은 백(bag)(65) 또는 다른 홀딩 구조가 각 갈고리(60)에 연결될 수 있도록 하고 또한 그 사이의 거리를 확장시키도록 위치될 것이다. 여기서 사용되는 "백"이란 용어와 같이, 그 용어는 하나 이상의 백들, 박스들, 플라스틱 용기들, 또는 갈고리들(60) 중 하나 이상으로부터 매달릴 수 있는 다른 적절한 용기를 포함하는(그러나, 이러한 것들로 제한되지는 않음), 쇼핑 카트(50) 내에서의 무게 측정을 위해서 내부에 놓인 물품들을 보관하기 위한 임의의 적절한 용기를 의미한다. 백(65)이 두 개의 갈고리들(60) 사이에 매달려 있는 그 내부의 물품들을 가짐으로써, 각각의 갈고리(60)는 갈고리(60)에 부착된 스트레인 게이지(62)의 상대적인 변형에 의해서 백(65) 내의 무게 중 일부 또는 모두를 바람직하게 감지하고 이어서 측정할 것이다. 그러나, 여기서 각각의 갈고리(60)는, 그 갈고리(60)에 매달린 백(65)의 구조 또는 방향에 따라, 하나의 갈고리(60)에 적어 도 부분적으로 매달려 있는 백(65) 및 또한 하나 이상의 갈고리들(60) 상에 또한 매달려 있는 백(65) 내에 있는 물품들의 무게의 50% 미만 또는 50% 초과를 감지할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 갈고리(60)마다 감지되는 무게는 백(65) 내의 모든 다른 물품들에 대한 백(65) 내의 물품의 위치, 백(65)의 상대적인 움직임, 및 다른 팩터들에 따라 50% 미만이거나 혹은 50% 초과일 수 있다. 백(65) 안에 있는 물품의 전체 무게는 적용가능한 갈고리(hook)들(60)에 의해 감지되는 무게들 모두의 합으로부터 취해질 수 있다. 용어 "적용가능한 갈고리들"은 여기에서 이러한 갈고리들(60)에 의해 감지되는 물품의 무게를 측정하기 위해 실제로 사용되는 갈고리들(60); 예를 들어, 백(65)이 매달려있는 갈고리들(60)을 의미한다.

여기에서 무게 측정(weighing) 장치(58)가 (예를 들어, 여기에 부착된 백 또는 상자 안에 있는) 자신 내에 위치한 물품의 무게 중 적어도 일부를 감지하면, 무게 측정 장치(58)는 두 가지 동작들 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 무게 측정 장치(58)는 물품의 감지된 무게를 (즉, 스트레인 게이지(strain gauge) 변형(deformation) 데이터의 형태로) 쇼핑 카트(50) 상에 배치된 전송 장치(66)(도 7)로 전달할 것이며, 전송 장치(66)는 감지된 무게에 대한 정보를 다중-네트워크(10)로 전송할 수 있다. 사실상, 쇼핑 카트(50)에 부착된 무게 측정 장치들(58) 각각은 바람직하게는 전송 장치(66)와 연결된다. 전송 장치(66)에 대한 하나 이상의 무게 측정 장치들(58)의 이러한 연결은 바람직하게는 유선으로 이루어지나 또는 무선으로 이루어질 수 있으며; 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지 식을 가진 자는 전송 장치(66)에 대한 하나 이상의 무게 측정 장치들(58)의 이러한 연결이 다양한 방식들로 이루어질 수 있으며 여기에 제시되는 본 발명의 실질적인 부분을 형성하지는 않는다는 것을 이해할 것이다.

선호되는 전송 장치(66)는 하나 이상의 스트레인 게이지들(62)로부터 획득된 무게 정보를 다중-네트워크(10)로 전송할 수 있는 하나 이상의 전송 장치들(예를 들어, 여기에서 설명되는 하나 이상의 MCU들 또는 라디오들)을 포함한다. 일 실시예에서, 필수적으로 요구되지는 않으나, 전송 장치(66)는 하나 이상의 무게 측정 장치들(56)에 의해 감지되고 그 다음에 전송되는 무게 정보를 자신이 저장하지 않을 수 있다. 대신에, 이러한 전송된 무게 정보는 즉시 다중-네트워크(10)를 통해 중앙 컴퓨터(23)로 전송되거나 또는 위에서 설명되는 바와 같은 다중-네트워크(10)에 연결된 몇몇 다른 저장 장치 및/또는 계산 장치(예를 들어, 도 3b의 서버들 29, 30 및 31)로 전송되며, 이러한 연결은 유선 또는 무선으로 이루어진다.

바람직하게는, 전송 장치(66)는 메시(mesh) 통신 네트워크(14)로부터의 전송 및 메시 통신 네트워크(14)로의 전송을 위해 구성된 적어도 하나의 라디오, 스타(star) 통신 네트워크(16)로부터의 전송 및 스타 통신 네트워크(16)로의 전송을 위해 구성된 적어도 하나의 라디오 및 상기 라디오들로부터의 전송 및 상기 라디오들로의 전송을 제어 및 관리하는 적어도 하나의 MCU를 포함한다. 동작 시에, 쇼핑 카트(50)는 메시 통신 네트워크(14)에 대하여 구성된 라디오의 위치 추적 기능을 사용함으로써 상점을 통해 그리고 상점 구내 주변에서 추적될 수 있다. 무게 데이터는 바람직하게는 스타 통신 네트워크(16)를 통한 사용을 위해 구성된 라디오를 사용하여 전송된다. 이러한 실시예에서, 중앙 컴퓨터(23)는 쇼핑 카트(50)로부터 수신된 데이터 및 쇼핑 카트(50)로 전송된 데이터의 관리자, 오거나이저(organizer) 및 저장소로서 동작한다.

다른 실시예에서, 쇼핑 카트(50)는 쇼핑 카트(50) 안에 넣은 물품들의 감지된 무게를 저장하기 위해 적절한 타입 및 양의 메모리를 포함할 수 있다. 필수적으로 요구되지는 않으나, 존재한다면, 이러한 메모리는 바람직하게는 전송 장치(66) 내에 존재할 수 있고, 다중-네트워크(10)로 무게 정보를 전송할 책임이 있는 전송 장치(66) 내에 위치된 하나 이상의 라디오들과 통신하도록 연결될 것이다.

도 9는 위에서 설명된 쇼핑을 위한 시스템과 쇼핑객(shopper)의 바람직한 상호작용에 대한 다이어그램이다. 도 9의 다이어그램은 함께 적절하게 동작할 때 쇼핑객 및 시스템의 이상적인 동작들을 설명하고 있기 때문에 바람직하다. 예를 들어, 상호작용의 일 양상을 시작하기 위해, 쇼핑객(7)는 상점 선반 또는 디스플레이로부터 물품을 선택한다. 쇼핑객(7)는 그 다음에 무선 말단 장치(40)를 사용하여 물품의 바코드를 스캔한다. 그 다음에 쇼핑객(7)는 쇼핑 카트(50) 안에 (즉, 쇼핑 카트의 베이스(base)를 따라) 물품을 놓거나 또는 쇼핑 카트(50) 주위에 배치된 하나 이상의 무게 측정 부재들(58)과 연결된 백 안에 물품을 놓는다. 쇼핑 카트(50) 주위에 배치된 하나 이상의 무게 측정 부재들(58)에 의해 물품의 무게가 측정되면, 무게 정보가 이후의 전송을 위해 임시적으로 저장될 수 있더라도, 바람직하게는 즉시 다중-네트워크(10)로 전송된다.

하나의 바람직한 실시예에서, 무게 정보가 측정되면, 쇼핑 카트(50) 주위에 배치된 무게 측정 부재들(58) 또는 쇼핑 카트(50) 자신도 이러한 정보를 보유하거나 또는 저장하지 않는다는 것에 유의함이 중요하다. 대신에, 무게 정보가 획득되면, 무게 정보는 바람직하게는 중앙 컴퓨터(23) 및/또는 지금까지 논의되고 다중-네트워크(10)와 연결되는 몇몇 다른 적절한 저장 장치 내에서의 저장, 구성 및 관리를 위해 쇼핑 카트(50)로부터 다중-네트워크(10)로 전송된다.

실제적으로, 중앙 컴퓨터(23)는 스캐닝되고 쇼핑 카트(50)로 추가된 현재 모든 물품들의 총합을 계속해서 추적한다. 이러한 현재 총합은 요구에 따라 쇼핑객(7) 또는 판매 포인트 서버에 의해 검색되어 중앙 컴퓨터(23)로부터 다중-네트워크(10)를 통해 무선 말단 장치(40)로 전송될 수 있다.

이상적으로, 쇼핑객(7)는 도 9에 도시된 바와 같이 규정된 경로를 따르게 될 것이다. 유감스럽게도, 상점 안에 있는 쇼핑객들은 종종 비-이상적인 행동을 보여준다. 도 10은 상점(5)에서의 쇼핑객의 비-이상적인 행동에 대한 다이어그램을 제공한다. 의도적이거나 또는 그렇지 않더라도, 쇼핑객(7)는 물품을 스캔하지 않을 수 있거나 또는 물품을 쇼핑 카트(50)에 넣기 전에 물품을 잘못-스캔(mis-scan)할 수 있다. 이러한 경우가 발생하면, 전체 무게의 증가가 쇼핑 카트(50)에 의해 감지된다. 이러한 무게 증가는 바람직하게는 다중-네트워크(10)를 통해 중앙 컴퓨터(23) 또는 다중-네트워크(10)와 연결된 몇몇 다른 적절한 저장 장치로 전송된다.

실제 무게(즉, 측정되고 그 다음에 기록된 모든 무게)와 스캐닝된 모든 물품들의 무게 사이의 무게 불일치가 계산된다. 이러한 무게 불일치는 저장되고, 상기 무게 불일치가 쇼핑객(7)에 의한 추가적인 활동에 의해 증가되거나 또는 감소될 때 전체 무게는 계속적으로 필요에 따라 업데이트된다.

무게 불일치가 계산되면, 상기 무게 불일치는 다중-네트워크(10)를 통해 무선 말단 장치(40)로 전송된다. 무선 말단 장치(40)로부터의 메시지 또는 경보가 스캐닝되지 않거나 또는 예상되지 않는 무게 증가가 발생하였다는 것을 알리기 위해 쇼핑객에게 전달된다. 이러한 통신의 목적은 쇼핑객(7)에게 쇼핑 카트(50) 내에 넣었던 이전에 스캐닝되지 않은 물품을 스캔하거나 또는 쇼핑 카트(50)로부터 상기 물품을 빼내어 상점 선반에 되돌려 놓도록 하기 위한 기회를 제공하고자 하는 것이다. 바람직하게는, 스캐닝되지 않은 물품이 쇼핑 카트(50)에 넣어졌다는 쇼핑객(7)에 대한 통신은 즉각적이거나 또는 거의 즉각적이어야 한다. 두 개의 이벤트들 사이의 시간, 즉, 쇼핑 카트(50)에 스캐닝되지 않은 물품을 넣기 및 이에 대한 쇼핑객으로의 통지는 바람직하게는 쇼핑객(7)이 상기 물품을 물품을 꺼낸 포인트에 다시 되돌려놓을 기회를 주기 위해 쇼핑객(7)이 스캐닝되지 않은 물품을 꺼낸 포인트로부터 상당히 멀리까지 이동하지 않도록 충분히 짧아야 한다.

쇼핑객(7)이 스캐닝되지 않은 물품을 상점 선반에 되돌려 놓지 않거나 상기 물품을 스캔하지 않는 경우에 다중-네트워크(10)를 통해 중앙 컴퓨터(23)가 상기 물품에 대하여 인지하도록 상점 점원이 경보를 수신할 수 있다. 이러한 경보를 수신하면, 임의의 상점 정책 또는 반-절도 메커니즘들이 존재한다면 이에 따라, 상점 점원은 의도적이지 않은 실수 또는 공공연한 절도 시도를 방지하기 위해 적절하게 개입할 수 있다.

기술된 설명은 최적의 모드를 포함하는 본 발명을 설명하고 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시 및 사용할 수 있도록 하기 위한 예들을 설명하였다. 본 발명의 특허가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발생하는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 이들이 청구항들에 기재된 내용과 다르지 않은 구조적 엘리먼트들을 가지거나 또는 청구항들에 기재된 내용과 비실질적인 차이를 가지는 균등한 구조적 엘리먼트들을 포함하는 경우에 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

도 1은 통신을 위한 바람직한 상점-기반 다중-네트워크를 가지는 상점의 개념적인 계획도이다.

도 2는 상점에서 유용한 예시적인 메시 통신 네트워크의 개념도를 제공한다.

도 3a 및 3b는 상점에서 유용한 예시적인 스타 통신 네트워크의 개념도를 제공한다.

도 4는 다중-네트워크의 예시적인 설명을 제공한다.

도 5는 다중-네트워크의 선택적인 실시예를 제공하는 상점의 개념적인 계획도를 제공한다.

도 6은 쇼핑객(shopper)에 의해 사용되는 무선 말단 장치의 전면도(face view)이다.

도 7은 여기서 선호되는 유형의 쇼핑 카트의 등척도(isometric view)이다.

도 8은 도 7에 도시된 선호되는 물품의 무게를 재는(weighing) 장치들의 확대된 등척도이다.

도 9는 여기에서 상점(store) 내에서 쇼핑객의 이상적인 행동의 순서도를 제공한다.

도 10은 여기에서 상점 내에서 쇼핑객의 비-이상적인 행동의 순서도를 제공한다.

Claims (20)

1. 쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템으로서,

   무선 말단 장치;

   중앙 컴퓨터; 및

   통신 다중-네트워크를 포함하고,

   상기 통신 다중-네트워크는,

   상점 전체에서 상기 무선 말단 장치를 추적(tracking)하기 위한 메시(mesh) 통신 네트워크; 및

   상기 중앙 컴퓨터로부터 상기 무선 말단 장치로의 데이터 전달 및 상기 무선 말단 장치로부터 상기 중앙 컴퓨터로의 데이터 전달을 위한 스타(star) 통신 네트워크를 포함하고,

   상기 중앙 컴퓨터는 상기 통신 다중-네트워크에 동작가능하게 접속되고,

   상기 무선 말단 장치는 쇼핑객에 근접하게 위치되어 상기 상점 전체에서 상기 쇼핑객과 함께 이동하도록 위치되고,

   상기 무선 말단 장치는,

   a) 상기 상점 내의 상기 구매가능한 물품들 상에 위치되는 판독가능 매체의 스캔시 스캐닝 데이터가 생성되도록 상기 판독가능 매체를 스캔하고,

   b) 상기 통신 다중-네트워크의 상기 스타 통신 네트워크를 통해 상기 스캐닝 데이터를 상기 중앙 컴퓨터에 송신하고,

   c) 위치 추적 데이터를 생성하고, 그리고

   d) 상기 통신 다중-네트워크의 상기 메시 통신 네트워크를 통해 상기 위치 추적 데이터를 상기 중앙 컴퓨터에 송신하도록 구성되고,

   상기 중앙 컴퓨터는 상기 수신된 위치 추적 데이터에 기초하여 상기 쇼핑객의 위치를 지속적으로 업데이트하도록 동작하는,

   쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   쇼핑 카트를 더 포함하고,

   상기 쇼핑 카트는 상기 쇼핑 카트 내에 배치된 물품들을 수용하도록 구성되고, 상기 쇼핑 카트는 상기 쇼핑 카트 내에 배치된 각각의 물품의 무게 정보를 기록(record)하도록 동작하는, 쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 쇼핑 카트는 상기 통신 다중-네트워크의 상기 스타 통신 네트워크를 통해 상기 기록된 무게 정보를 무선으로 송신하도록 동작하는, 쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 통신 다중-네트워크의 적어도 하나의 메시 통신 네트워크는 비콘 가능 네트워크(beacon enabled network) 또는 넌비콘 가능 네트워크(non-beacon enabled network) 내에서 동작하는, 쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 통신 다중-네트워크는 두 개 이상의 스타 통신 네트워크들을 포함하는, 쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선 말단 장치는 감소된(reduced) 기능 장치인, 쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선 말단 장치는 전(full) 기능 장치인, 쇼핑객이 구매 가능한 물품들을 갖는 상점 내에서 쇼핑할 수 있도록 하기 위한 시스템.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images