CN101502127B - 环境监视器 - Google Patents

Abstract

电池供电的遥控单元或其他辅设备(2)在与主产品在(1)相同的包装内运输，并在整个供应链中处于类似的环境条件。当主产品(1)没有电源并存储数据(21)时，遥控单元装配有环境传感器(20)以在运输过程中检测这种条件。当主产品(1)首次被加电并使用时，遥控单元与产品(1)通信并传送由手持机(2)捕捉的数据。所述数据与主设备(1)在使用中利用其传感器(1)收集的数据一起存储(11)，以随后由读取器(42)提取以识别可能造成设备(1)中的故障的事件。

Description

环境监视器

技术领域

本发明涉及环境传感器，具体地涉及用于监视运输中的货物所处的条件的传感器。

背景技术

在确定设备故障的原因时，确定这些设备所处的条件(例如极端温度、强烈震动、浸水等)是有用的。跟踪设备的位置也是有用的，例如通过记录设备何时处于无线信标的附近。对于例如计算机、电视以及其它娱乐设备的电气设备，由于设备需要连接到电源进行工作，这些信息在设备使用过程中相对容易收集。然而，这些设备没有内部电源，因此，在安装之前，不容易收集这些数据。一些设备具有用于对时钟或存储器供电的内部电源，但通常在安装之前没有充电，以防止如果在运输中发生电气故障时造成损害。因此在递送中很难记录该设备发生了什么。结果，如果设备在安装之后发现故障，很难确定是否是生产缺陷，或是否是到终端用户的运输中产生的故障，或是否是在安装之后例如由于错误使用产生的缺陷。

为了存储和为了跟踪从制造厂到终端用户以及随后在使用中的进展，对高价值的货物安装RFID(射频标识)标签是惯常做法。RFID标签可以应用于成品设备或重要部件，以便能够跟踪其来源。例如，当对设备排除故障时，各部件的同批产品也是重要的。

最简单形式的RFID标签是无源设备，其通过返回电子产品代码(从入射信号获得电力进行此操作)，来对无线信号进行响应。在该最简单的形式中，不存在内置电源。然而，更复杂的设备还返回存储在相关联的存储器(例如环境监视器)中的数据，以记录RFID标签(从而也就是相关联的设备)所经历过的条件。这就需要电源以收集和保持数据。

低功率无线传感器网络的事实上的标准是IEEE规范802.15.4。该规范在各种配置(例如由“Zigbee”联盟(www.zigbee.com)开发的，或Zensys的“Z-wave”开放标准(www.z-wavealliance.org))中实施。

许多电气产品与电池供电的用于与主设备通信的辅设备包装在一起，例如电视机的遥控器，或计算机无线鼠标。尽管不是普遍做法，通常也提供必需的电池。通常不在工厂将电池安装在设备中，而是单独地置于包装中，以防止过早消耗电池。其它电气产品，例如移动电话，摄像机等具有可充电电池组。由于这些附件通常与主产品在同一包装中运输，它们在整个供应链中也处于类似的环境条件。因此，主设备所处的任何极端环境、处理不当或其它事件也发生于同一包装中包含的任何其他物品上。然而，在递送和打开包装之后，辅设备中包含的环境传感器将作为主设备的代用品而具有有限的用途。用户可以决定根本不使用辅设备，如果有其它选择的话，例如如果用户宁愿使用轨迹球而非鼠标，或使用电源适配器而非电池组。甚至即使用户使用辅设备，当它们被从包装中取出时主设备和辅设备不再处于相同条件，并且如果丢失或损坏则可能需要更换辅设备。

发明内容

在第一方面，本发明提供一种设备，其具有用于收集和记录环境数据的装置，所述设备具有收集所述数据的活动状态以及不收集所述数据的休眠状态，所述设备配备为当从休眠状态进入活动状态时向辅助元件发送信号；并且具有用于在所述设备处于休眠状态时收集和存储由辅助元件收集并由辅助元件发送的数据的装置。

本发明的另一方面还提供上述的辅助元件，即一种电池供电的无线遥控设备，其具有用于生成针对受控设备的控制指令的控制装置，以及用于收集和记录环境数据的装置，所述设备具有用于响应于提示向协同工作的设备发送所记录的数据的装置。

与所述遥控设备协同工作以收集数据的设备可以与其遥控功能所控制的设备相同，或可以是单独的扫描设备。所述提示可以是对给遥控单元的初始手动输入的响应。

在另一方面，本发明提供协同工作的第一和第二设备，两者均具有用于记录环境数据的装置，所述第一设备具有用于接收和存储由所述第二设备发送的数据的装置，所述第二设备具有用于收集环境数据的装置，以及用于响应于提示向所述第一设备发送它已经收集的数据的装置。

在该方面中，第二设备可以是除了传感器之外没有其它功能的单独的电池箱。在此情况下，用户可以在进行下载后移除电池(设计为在进行了下载之前不能移除电池)，并且电池安装在用于控制主产品的标准无线遥控设备中，例如计算机鼠标。或者，传感器可以与电池本身集成，当包含电池和传感器的设备连接到主设备时发生下载。

在优选配置中，第二设备可以用作用于控制第一设备的电池供电的无线控制器。为了避免在需要之前无线控制的无意操作，第二设备可以具有用于在需要之前禁用该功能的装置。因此，当主产品首次被加电并使用时，无线控制器与产品通信并可传送其捕捉的数据。所述数据可以接着在主设备中与主设备自身在激活之后收集的数据一起存储，以给出该设备在激活之前和之后的完整的历史。在数据传送之后，第二设备中的用于收集和记录环境数据的装置可以被禁用和/或从该设备中移除，并且可提供装置以防止这种禁用或移除在数据传送之前发生。或者，可提供装置以例如通过对数据“作标记”来指示数据是由辅助单元在初始激活之前还是之后收集的。

如果第一设备具有当首次连接到外部电源时被激活的内部电源，如果第一设备随后从外部电源断开，可以保持活动状态。

第一设备还可被配置成在活动状态下收集这种数据但在休眠状态下不收集。

本发明还延伸到用于从第二设备向第一设备传送数据的方法，其中第二设备收集和记录环境数据并随后通过向存储数据的第一设备发送已经记录的数据来对提示做出响应。

在本说明书中，术语“环境数据”延伸到与设备所处的任何条件相关的数据，包括但不限于温度、物理震动、污染和位置。可以通过设备中的电过载来检测污染，例如水造成的污染。可以通过与供应链中的用于库存控制的信标(beacon)或RFID标签读取器的交互作用，以及跟踪功能，来确定位置。

附图说明

下面将通过示例参考附图描述本发明的一些实施方式，其中：

图1示出第一电气产品；

图2示出两个这种产品，以及它们的用于运输的包装；

图3示出与第一电气产品一起提供的辅设备；

图4示出使用中的第一产品和辅设备；

图5是例示由第一设备和辅设备执行的处理的流程图；

图6和图7示出辅设备的第二实施方式；

图8示出本发明的第三实施方式；

图9示出本发明的第四实施方式；

图10是与图5类似的流程图，例示了根据本发明的另一处理。

具体实施方式

图1是第一电气产品1(例如台式计算机)的示意图。该产品设置有RFID标签12等，用于由扫描器42(将参考附图4讨论)读取以进行库存控制和跟踪。标签12还可在设备被送回供应商以矫正故障时用于识别产品，或产品的部件：例如识别它所属的产品批次。

标签12还被配置成从记录由设备1中的传感器10检测到的关于设备所作过的用途或设备所经历的条件的信息的存储器11提取数据。这种数据可以包括例如位置信息(从信标接收)、电气过载、化学损坏，或用加速度计来检测物理震动。这种数据在确定设备1的故障原因时有用。

该传感器10和数据存储器11通常需要电源。如果产品1被设计为从接至外部电源的连接14取电，则除非设备1连接到电源，否则传感器10不能工作。结果，设备1在安装之前不能记录与其环境相关的数据。(一些这种设备具有备用内部电源以在短暂的断电中保持设置，但这些仅能够在短时间内提供电源，而且通常直至安装时才充电，以避免运输中可能对设备1的损坏。)

图2示出了运输中的产品1。为了说明，还示出了以电视机为代表的第二产品31。产品1、31收容在各自的包装9、39中。这种产品通常与辅设备一起包装。例如，计算机具有例如监视屏幕和扬声器的输出设备和例如键盘的数据输入设备。电视机通常具有遥控单元。这些辅设备中的一些利用无线连接与主设备协同工作：例如在图2中示出无线数据输入设备(“鼠标”)2和无线电视遥控设备32。这种设备被设计为手持式并且无线，因此需要自身的内部电源。

图3示出根据本发明的无线数据输入设备2。内部电源24通常对利用无线链路25(例如电磁(射频或红外)或声学)发送到主设备1中的接收器15的无线控制功能26供电，以控制主设备中的功能16。在运输过程中，该功能通常被禁用，以避免电力耗尽。通过单独包装电池来禁用设备2是通常做法。然而，明显的是，在本实施方式中在运输过程中需要少量的电力，因此安装了电池24，但是无线控制功能26被禁用。

由此在包装9、39中存在自供电设备2、32。在运输过程中，该设备将与主产品1、31经历相同的环境，包括暴露在有害化学品(对于电气产品，包括水)、极端温度以及震动。安装在辅设备2中的传感器20因此将经历与主设备1相同的现象。

图5的流程图中示出了根据本发明的产品1和辅设备2的操作。在运输过程中，数据被传感器20检测到并被存储在数据存储器21中(步骤51)。当主设备1和辅设备2递送到终端用户时，它们被从其包装9中取出，并且主设备的电源引线14连接到电源44(步骤52：并见图4)。主设备1中的传感器10此时监视主设备1发生的事件，并在其关联的存储器11中存储。

从设备1、2从包装中取出时，辅设备2中的传感器不一定与主设备1承受相同环境。具体地，辅设备可能被误放或丢弃。因此期望捕捉辅设备2的存储器21中记录的数据，并将其传送到主设备1中的存储器11。然后存储器11在安装(加电)52之前和之后将具有主设备1承受的环境的完整记录。

作为对加电的响应，主设备1通过其无线接口15、25向辅设备发送信号53。该信号由辅设备2的控制器23接收(54)，该控制器通过返回存储在存储器21中的数据来进行响应(55)。控制器23还使得启动无线控制功能26(步骤57)，这是设备2的主要作用。如图所示，这是通过将控制功能26连接到电源24而完成的。该启动优选地设计为不可逆的，以避免随后由用户作出无意的禁用。还可以如图所示禁用传感器20以避免不必的电源消耗。

产品1中的存储器11此时具有传感器20在与产品1处于同一包装9中时的历史的完整记录。由主产品中的传感器10检测到的随后的事件添加到存储器11中(步骤58)，并可以作为对与RFID标签12相互作用的扫描器42的询问的响应而下载(步骤59)(图4)。

在图6和图7所示的替代配置中，无线功能的启动(步骤57)和传感器的禁用可以通过用户动作而执行。图6示出针对运输所配置的辅设备200，图7示出针对正常使用配置的同一设备200。辅设备具有基本单元22和可移除模块27。功能与图3的辅设备相同的元件具有相同的附图标号。传感器20、存储器21和提取控制单元23包含在可移除模块27中，而电池24、发射器25以及无线控制功能26在基本单元22中。模块27具有将模块27中的传感器20电连接到基本单元22中的电源24并使基本单元22中的无线控制功能26与电源24隔离开的第一针脚28。该模块还具有将模块27中的存储器21电连接到基本单元22中的发射器25并使无线控制功能26与发射器25隔离开的第二针脚29。在主设备1已经加电并且数据已经从辅助存储器21下载到主存储器11之后，用户可移除模块27并丢弃它，移除隔离针脚会使得基本单元22中的无线控制功能26连接到电源24和收发机25。

如图8示意性地示出的第三实施方式是主产品100和辅设备201的另一实施方式，并设计为防止在主产品100被加电之前用户过早地禁用传感器20。在此实施方式中，辅设备201包装在主产品100中，使得它直到主产品100被加电才能被移除。如在计算机和DVD播放器等的产品中常见的，主产品100具有用于插入和弹出数据承体(例如DVD或CD-ROM)的端口18，其中“弹出”机构的操作要求产品100连接到电源44。在本实施方式中，辅设备201如前一个实施方式，由基本单元22和可移除模块27组成，至少部分地包装在端口18内。当主设备100首次连接到主电源44时，辅设备201中的控制单元23使存储器21将数据下载到主设备1中的对应的存储器11中(步骤55，56：图5)。用户可以随后操作弹出机构19以取出辅设备201，并可以接着卸下包括传感器20和存储器21的模块27，剩下的基本单元22因此被配置为用作主设备100的无线控制器(步骤57)。通过将辅设备至少部分地设置在端口19内，使得在主设备100被加电之前不能被移除，能够防止过早禁用存储器21的下载功能。

如图9示意性地示出的第四实施方式是主产品102和辅设备202的另一实施方式，并设计为辅设备202对主设备102提供电源的情况，例如移动电话、摄像机、膝上型计算机或其他便携式设备的电池组。与之前的实施方式相同，主设备102和辅设备202两者分别具有传感器10、20，以及用于记录由传感器收集的数据的各自的数据存储器11、21。在本实施方式中，辅设备的主功能126是为主设备102的主功能150(例如作为通信设备、摄像机、个人音乐播放器等)管理电源。电源管理系统126可从接至主电源44的连接14取电，或从内部电池124取电。内部电池124还可向传感器20供电。在本实施方式中，主产品100休眠(不能工作)直至连接到辅设备202，此时主设备102被激活并且辅设备202中的存储器21可将数据下载到主设备102中对应的存储器11中。

下面将参照图10的流程图讨论一些不同的处理。

在图10的实施方式中，扫描设备42直接与辅设备2连接，而不是如图4所示间接地连接。如图5所示，辅设备2与主设备1一起包装，并且收集并存储数据(步骤91)。如图10所示，辅设备可以被配置成响应于指示已经从包装中取出的预定事件(911)，停止记录这种数据(步骤912)。该事件911可以是控制主设备1的手动控制的首次使用，或是如参考图7和图8讨论的启动这些控制的具体操作，或是如参考图9讨论的设备的连接。从此，可以假设已经从包装中取出的辅设备2(200、201、202)不再是主设备1(100、102)的合适的替代。已经被加电(步骤92)的主设备从此可以记录自身的数据(98)，但如果仅仅期望监视递送到终端用户之前的状态，则这不是必要的。

在主设备1随后发生了故障时，技术员可以进行现场观察并使用扫描设备42询问辅设备2(步骤93)，并且，在优选实施方式中还询问主设备1。扫描器可以生成如图所示的提示94，或可通过对辅设备2的手动输入来启动下载。在各情况下，辅设备2通过提取并返回指示辅设备2的历史、也就是在同一包装中运输的主设备的历史的数据，来对该输入94作出响应。在优选实施方式中，主设备1还对来自扫描器的提示(或者对主设备自身的手动输入，或通过遥控单元2进行的手动输入)作出响应，以生成输入941。主设备1通过提取并返回指示主设备在从包装取出并被加电之后的历史的数据951来对该输入941作出响应。“之前”和“之后”的数据95、951由扫描器42提取并收集(步骤96)。请注意，在此实施方式中，从两个源2、1提取的数据95、951的同步可以通过比较辅设备2中的记录912的末端和主设备1中的记录92的开端实现，因为两个事件是由同一输入911触发的。

在另一个实施方式中，在辅设备2的首次使用时记录不停止，但是向已记录的数据添加数据标志以在记录中标识此时刻912并使得该记录能够与主设备1进行的记录92的开端对齐。如果辅设备设置为在主设备被激活之后继续记录，还可以生成标志以对扫描器42的每一次下载进行标记，以使得相继下载到扫描器1的数据记录能够同步。

Claims (20)

1.第一和第二协同工作设备，所述第一设备和所述第二设备包装在一起并运输给用户，使得所述第一设备和所述第二设备在运输过程中经历相同的环境，所述第二设备是所述第一设备的主功能的可拆除或独立的附件，并且两者均具有用于记录环境数据的装置，所述第一设备具有用于接收和存储由所述第二设备发送的环境数据的装置，所述第二设备具有用于在运输过程中收集并存储环境数据的装置，以及用于响应于提示向所述第一设备发送它已经存储的数据的装置，所述提示是对给所述第二设备的初始手动输入的响应。

2.根据权利要求1所述的第一和第二协同工作设备，所述第一设备具有活动状态和休眠状态，所述第一设备被设置成当它从休眠状态进入活动状态时向所述第二设备发送信号，所述第二设备具有用于检测所述信号，并作为对检测到所述信号的响应而向所述第一设备发送它已经记录的数据的装置。

3.根据权利要求1所述的第一和第二协同工作设备，其中所述第二设备具有用于当连接到所述第一设备时向所述第一设备供电的装置。

4.根据权利要求1所述的第一和第二协同工作设备，其中所述第二设备还具有用作所述第一设备的主功能的电池供电无线控制器的能力。

5.根据权利要求2所述的第一和第二协同工作设备，其中所述第一设备被设置为当它没有连接到电源时处于休眠状态而当连接到电源时处于活动状态。

6.根据权利要求5所述的第一和第二协同工作设备，所述第一设备中包括用于检测首次连接到电源的装置、用于响应于所述电源连接从所述第二设备提取在所述第二设备中存储的数据的装置、以及用于在所述第一设备存储所述数据的装置。

7.根据权利要求1、3、4、5或6所述的第一和第二协同工作设备，该第一和第二协同工作设备包括用于防止在已经向所述第一设备传送数据之后使用所述第二设备中的用于收集和记录其他环境数据的装置的禁用装置，还包括防止在传送所述数据之前发生该禁用的装置。

8.一种电池供电的无线遥控设备，该无线遥控设备具有用于生成针对协同工作的受控设备的控制指令的控制装置，以及用于在运输过程中收集并记录环境数据的装置，所述无线遥控设备和所述受控设备包装在一起并运输给用户，使得所述无线遥控设备和所述受控设备在运输过程中经历相同的环境，所述无线遥控设备具有用于响应于提示而向协同工作的受控设备发送它已经记录的环境数据的装置，所述提示是对给所述无线遥控设备的初始手动输入的响应。

9.根据权利要求8所述的无线遥控设备，该无线遥控设备具有用于生成向所述协同工作的受控设备发送数据的提示的手动控制装置。

10.根据权利要求8所述的无线遥控设备，该无线遥控设备具有用于检测由所述协同工作的受控设备发送的警报信号并生成标识代码以将在检测到所述信号之前生成的数据与随后生成的数据区分开的装置。

11.一种从第二设备向第一设备传送数据的方法，包括：

将所述第一设备和所述第二设备包装在一起并运输给用户，使得所述第一设备和所述第二设备在运输过程中经历相同的环境，其中所述第二设备是所述第一设备的主功能的可拆除或独立的附件，

所述第二设备在运输过程中收集并记录环境数据、并且随后响应于提示向所述第一设备发送它已经记录的数据，所述提示是对给所述第二设备的初始手动输入的响应。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二设备具有当连接到所述第一设备时向所述第一设备供电的装置。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二设备还具有用作所述第一设备的主功能的摇控单元的能力。

14.根据权利要求11、12或13所述的方法，其中所述提示是对所述第二设备的手动输入。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一设备具有收集所述数据的活动状态以及不收集所述数据的休眠状态，其中所述第一设备当从所述休眠状态进入所述活动状态时向所述第二设备发送信号，所述第二设备检测所述信号并作为对检测到所述信号的响应，向所述第一设备发送它已经记录的数据。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一设备当没有连接到电源时处于所述休眠状态而当连接到电源时处于所述活动状态。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，作为对连接到电源的响应，所述第一设备从所述第二设备提取数据，并在所述第一设备中存储所述数据。

18.根据权利要求12、13、15、16或17所述的方法，其中在已经向所述第一设备传送数据之后，所述第二设备被禁止收集和记录其他数据。

19.根据权利要求18所述的方法，其中待禁用的元件被包含在可移除模块中。

20.根据权利要求19所述的方法，其中防止移除直至传送了所述数据。

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