(57)【要約】【解決手段】データ変量のエンドツーエンド捕捉と、データの局所的処理と、スケーラブルなサーバインフラストラクチャへのデータの送信と、計算上効率的な方法によるデータの検索及び可視化を実現するシステム及び方法である。データは、ローカル電子装置を使用して検索され、当該装置は、無線信号の予測できない変化を補償するために、即時にデータ値にタイムスタンプし、それらの値をローカルバッファに格納する。この装置のローカルワイヤレスコンフィギュレーションは、ワイヤレスベースのコンフォグレーションインタラクティブメニューで構成され、セットアップと管理の際の使いやすさを実現する。そして、データは、インターネット接続期間中に、オンラインデータストレージリポジトリに伝達される。次に、オンラインデータリポジトリは、入力データを時間分解能にわたって再サンプリングして、ダウンストリームで任意の時間分解能でのデータ視覚化のために効率的に集めて、そして、ユーザのニーズに応じて適切な分解能でデータを要求し提供するインターネットベースの視覚化アルゴリズムにデータ検索サービスを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと、
前記センサと通信するデータ収集ユニットと、
データ記憶装置と少なくとも１つのプロセッサとを備えるデータリポジトリと、
を備えており、
前記データ収集ユニットは、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）回路と、前記センサからのタイムスタンプ付きセンサデータサンプルを格納するためのメモリバッファと、を備えており、
前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルは、前記ＲＴＣ回路からの時間値でタイムスタンプされ、
前記データリポジトリは、前記データ収集ユニットの前記メモリバッファに格納され、前記データ収集ユニットによって前記データリポジトリに送信された前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルを受信して前記データ記憶装置に格納し、
前記少なくとも１つのプロセッサは、受信した前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルの２つ以上の低次時間分解能サンプル列を計算し、
前記２つ以上の低次時間分解能サンプル列の各々は、受信した前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルのサンプルレートよりも低い、別々の低次時間分解能でのものであり、
前記データ記憶装置は、前記２つ以上の低次時間分解能サンプル列を格納する、システム。
【請求項２】
前記データ収集ユニットは、前記データ収集ユニットの無線接続の期間中に前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルを前記データリポジトリに無線送信するための無線接続回路を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記データリポジトリは、オンラインデータリポジトリを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記データリポジトリの前記少なくとも１つのプロセッサは、Ｎｊの２つ以上の値に対してＮｊ個の連続するタイムスタンプ付きセンサデータの平均を計算することによって、前記２以上の低次時間分解能サンプル列を計算する、請求項１乃至３の何れかに記載のシステム。
【請求項５】
Ｎｊ＝Ｐ＾ｊであって、Ｐ＞１であり、ｊは、各々が１以上である少なくとも２つの異なる数である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記オンラインデータリポジトリは、前記センサについてのメタデータを格納するメタデータ記憶装置を更に備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記センサについての前記メタデータは、前記センサの位置データ、前記センサの管理者、前記センサの製造業者、前記センサデータのプライバシーデータインジケータ、又は、センサハードウェアタイプの少なくとも１つを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記データ収集ユニットは、少なくとも１つの回路基板を備えており、
前記ＲＴＣ回路、前記無線接続回路、及び前記メモリバッファは、前記少なくとも１つの回路基板に装着される、請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記無線接続回路は、ＷｉＦｉ回路を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記無線接続回路は、低エネルギーブルートゥース回路を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記オンラインデータリポジトリは、可変レベルの分解能のセンサデータを問い合わせるためのＡＰＩを提供する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１２】
前記センサは、粒子センサを備える、請求項１乃至３の何れかに記載のシステム。
【請求項１３】
前記データ収集ユニットは、ＴＣＰ／ＩＰスタックを実行して内蔵ウェブサーバとして動作するプロセッサを備えている、請求項１乃至３の何れかに記載のシステム。
【請求項１４】
複数のセンサと、
各々が前記複数のセンサの１つに関連付けられた複数のデータ収集ユニットと、
データ記憶装置と少なくとも１つのプロセッサとを備えるオンラインデータリポジトリと、
とを備えており、
前記複数のデータ収集ユニットの各々は、
リアルタイムクロック（ＲＴＣ）回路と、
関連付けられたセンサからのタイムスタンプ付きセンサデータサンプルであって、前記ＲＴＣ回路の時間値でタイムスタンプされたタイムスタンプ付きセンサデータサンプルを格納するためのメモリバッファと、
前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルを無線送信するための無線接続回路と、
を備えており、
前記オンラインデータリポジトリは、前記複数のデータ収集ユニットの無線接続の期間の間に、前記複数のデータ収集ユニットの各々から前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルを無線で受信して、前記データ記憶装置に格納し、
前記少なくとも１つのプロセッサは、センサについて２つ以上の低次時間分解能サンプル列を計算し、
各センサについて、前記２つ以上の低次時間分解能サンプル列は、各センサについて受信した前記タイムスタンプ付きセンサデータサンプルのサンプルレートよりも低い、別々の低次時間分解能でのものであり、
前記データ記憶装置は、各センサについて前記２つ以上の低次時間分解能サンプル列を格納する、システム。
【請求項１５】
前記オンラインデータリポジトリは、前記複数のセンサの各々についてのメタデータを格納するメタデータ記憶装置を更に備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記オンラインデータリポジトリの前記少なくとも１つのプロセッサは、
リモートコンピュータ装置からセンサクエリ及び分解能要求を受信し、
前記メタデータ記憶装置に問い合わせて前記センサクエリを満たす１又は複数のセンサを決定し、
前記センサクエリを満たす前記１又は複数のセンサについて、受信した前記分解能要求のデータサンプルを前記データ記憶装置から検索し、前記リモートコンピュータ装置へ送信する、
ようにプログラムされている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
各々がセンサに関連付けられた複数のデータ収集ユニットから、関連付けられたセンサのタイムスタンプ付きセンサデータサンプルをデータリポジトリが受信する工程であって、各センサのセンサデータサンプルは、関連付けられたデータ収集ユニットのリアルタイムクロック（ＲＴＣ）回路の時間値によってタイムスタンプされる、工程と、
各センサについて２つ以上の低次時間分解能サンプル列を、前記データリポジトリが計算する工程であって、各センサについて、前記２つ以上の低次時間分解能サンプル列は、そのセンサについて受信したタイムスタンプ付きセンサデータサンプルのサンプルレートよりも低い、工程と、
前記２つ以上の低次時間分解能サンプル列を、前記データリポジトリが前記データリポジトリのデータ記憶装置に格納する工程と、
前記複数のデータ収集ユニットの前記関連付けられたセンサについてのメタデータを、前記データリポジトリがメタデータ記憶装置に格納する工程と、
を含むデータ収集方法。
【請求項１８】
リモートコンピュータ装置からのセンサクエリ及び分解能要求を、前記データリポジトリが受信する工程と、
前記メタデータ記憶装置に格納されたメタデータに基づいて、前記センサクエリを満たす１又は複数のセンサを前記データリポジトリが決定する工程と、
前記センサクエリを満たす１又は複数のセンサについて、受信した前記分解能要求のデータサンプルを、前記データリポジトリが前記データ記憶装置から検索する工程と、
受信した前記分解能要求の検索されたデータサンプルを、前記データリポジトリが前記リモートコンピュータ装置へ送信する工程と、
を更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記データ収集ユニットは、
前記データ収集ユニットの無線接続の期間の間に前記タイムスタンプ付きデータサンプルを前記データリポジトリに無線送信するための無線接続回路を備えており、
前記データリポジトリは、オンラインデータリポジトリを備えている、請求項１７又は請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各センサについて２つ以上の低次時間分解能サンプル列を計算する工程は、Ｎｊの２つ以上の値に対してＮｊ個の連続するタイムスタンプ付きセンサデータの平均を計算する工程を含んでおり、Ｎｊ＝Ｐ＾ｊであって、Ｐ＞１であり、ｊは、各々が１以上である少なくとも２つの異なる数である、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、発明の名称及び発明者を同じとしており、２０１６年５月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／３４１，９３８号の優先権を主張するものであって、当該米国仮特許出願は、参照によって全体として本明細書に組み込まれる。
【０００２】
生産システム及び環境モニタリングシステムにおいて使用されている環境センサ及びプロセスセンサの数は、非常に増えている。しかしながら、このようなシステムで直面するデータの記憶及び検索における課題は、次のようなものを含む重大な技術的問題を引き起こす：データ通信が信頼できない場合又は一時的な場合、ローカルストレージが不可欠である；高密度時間率（dense temporal rates）のデータは、正確さのためにローカルタイムスタンプを必要とする；データ伝送は、様々な無線プロトコルを使用できなければならず、更には、それらの無線プロトコルは、ユーザによって容易に設定可能でなければならない；データストレージは、データアーキテクチャを必要とし、当該データアーキテクチャは、大規模な時間的スケーリングを可能にするとともに、データ挿入操作、タグ付け操作及び検索操作について、オントロジカルに妥当なプリミティブを有する；最後に、視覚化システムは、様々なモバイルプラットフォームにわたって、人間可読なアクセスをデータにもたらす必要がある。
【発明の概要】
【０００３】
或る一般的な態様において、本発明は、データ変量のエンドツーエンド捕捉と、当該データの局所的処理と、スケーラブルなサーバインフラストラクチャへのデータの送信と、計算上効率的な方法によるデータの検索及び可視化とを実現するシステム及び方法である。データは、ローカル電子装置を使用して検索され、当該装置は、無線信号の予測できない変化を補償するために、即時にデータ値にタイムスタンプし、それらの値をローカルバッファに格納する。そして、データは、インターネット接続期間中に、オンラインデータストレージリポジトリに伝達される。次に、オンラインデータリポジトリは、入力データを時間分解能にわたって再サンプリングして、ダウンストリームで任意の時間分解能でのデータ視覚化のために効率的に集めて、そして、ユーザのニーズに応じて適切な分解能でデータを要求し提供するインターネットベースの視覚化アルゴリズムにデータ検索サービスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の種々の実施形態は、以下の図に関連して例として説明される。
【図１】図１は、本発明の様々な実施形態に基づくシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
１つの一般的な態様において、本発明は、オンラインデータ収集、記憶、及び検索システムに関する。図１は、本発明の種々の実施形態に基づくシステム１０の簡略化された例示的なブロック図である。図示のシステム１０は、データ収集ユニット１２、オンラインデータリポジトリ１４及びユーザ装置１６を含んでいる。簡単に説明すると、データ収集ユニット１２は、１又は複数のセンサ１８（簡略化のために、そのうちの１つのみが図１に示されている）からのセンサデータをローカルタイムスタンプして、格納する。データ収集ユニット１２は、アドホックな無線通信リンク又はインフラストラクチャの無線通信リンク（例えば、インターネットへのルータへのワイヤレスアクセスポイント、又はインターネットへのセルラールータへの低エネルギーブルートゥース（ＢＬＥ）等）などを介して、オンラインデータリポジトリ１４と無線通信できる。これらの間の接続時間中、タイムスタンプされたセンサデータは、データ収集ユニット１２からオンラインデータリポジトリ１４にアップロードされて、そこで、データは、以下で更に説明するように多重分解能方式で格納される。センサデータのメタデータもオンラインデータリポジトリ１４にアップロードされて、格納される。ユーザ装置１６は、オンラインデータリポジトリ１４のデータにアクセスすることができる。
【０００６】
データ収集ユニット１２は、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）２０、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）２２、メモリバッファ２４及び無線接続回路２６を含んでよい。これらの構成要素は、個別に集積回路として実装されてよく、或いは、それらの一部又は全部が、（システムオンチップ、ＳＯＣのように）組み合わされてよい。また、これら構成要素の全ては、状況に応じて単一のプリント基板（ＰＣＢ）に接続されてよいが、必須ではない。
【０００７】
センサ１８からのセンサデータは、１又は複数のデジタル又はアナログ入力ライン２８を介してデータ収集ユニット１２に入力される。センサ１８は、任意の種類のセンサであってよく、経時的にその環境の事象又は変化を検出して、対応する出力を入力ライン２８に提供する。例えば、センサ１８は、音響又は振動センサ、化学センサ、電磁特性センサ（電圧、電流、磁場、無線方位等）、フロー又は流速センサ、粒子センサ、航法計器、位置、角度、変位、速度又は加速度センサ、光又は光学センサ、圧力センサ、力、密度又はレベルセンサ、熱又は温度センサ、近接又は人感センサ等であってよい。ＲＴＣ２２は時計回路であって、現在の時刻を計り続ける。それは、例えば、水晶発振器を使用してよく、また、ＲＴＣ集積回路（ＩＣ）で実装されてよい。メモリバッファ２４は、ＲＡＭなどの物理的データ記憶媒体又はその他の種類の適切なデータストレージで実装されてよい。プロセッサ２０の制御下で、センサ１８から受信したセンサデータ値は、ＲＴＣ２２のクロック出力でタイムスタンプされ、タイムスタンプされたデータは、メモリバッファ２４に格納される。
【０００８】
無線接続回路２６は、メモリバッファ２４に格納されたタイムスタンプ付きセンサデータをオンラインデータリポジトリ１４へと、それらの間の接続時間中に送信する。無線接続がない場合、オンラインデータリポジトリ１４にデータを送信するために無線接続が再確立されるまで、タイムスタンプ付きデータは（メモリバッファ２４の記憶容量に至るまで）メモリバッファ２４に格納されてよい。無線接続回路２６は、オンラインデータリポジトリ１４と通信するために適切な任意の無線通信プロトコルを使用できる。通信は、マルチホップな、アドホックな又はインフラストラクチャの無線ネットワークを介して、直接的又は間接的であってよい。例えば、或る実施形態では、データ収集ユニット１２は、ＷｉＦｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ）又はＺｉｇＢｅｅ（ＩＥＥＥ８０２．１５．４）回路又はチップ（例えば、集積回路又はＩＣ）を含んでよく、当該回路又はチップは、その時の都合でＷｉＦｉ又はＺｉｇＢｅｅネットワークを介して、データ収集ユニット１２がオンラインデータリポジトリ１４と通信することを可能とする。別の実施形態では、データ収集ユニット１２は、ＢＬＥ回路又はチップを含んでよく、当該回路又はチップは、データ収集ユニット１２が、データ収集ユニット１２にブルートゥース（登録商標）接続された装置（図示せず）にセンサデータを無線送信することを可能とする。この装置は、ラップトップ又はスマートフォンのようなモバイル装置、或いは、ＢＬＥサポートを備えたデスクトップＰＣ又はその他の適切な非モバイルコンピュータハードウェア装置のような据置装置であってよい。その装置は、例えば、モデム、ＷｉＦｉ又はＬＴＥセルラネットワーク、又は、インターネットに接続するために当該装置が使用するその他のネットワークタイプを介して、オンラインデータリポジトリ１４にデータを送信できる。このように、その装置は、このような実施形態では、データ収集ユニット１２のためのルータとして装置が利用できる場合（例えば、データ収集ユニット１２とこの装置との間にデータリンクがある場合）は何時でも、装置はそのように機能する。明快さのために、図１は、その他のノード、ルータ、又はアクセスポイントのような、アドホックな又はインフラストラクチャのワイヤレスネットワークで使用されるかも知れない周知の機器を示していない。
【０００９】
データ収集装置のプロセッサ２０はまた、ＴＣＰ／ＩＰスタックを実行して、コンフィギュレーション目的のために内蔵ウェブサーバとして機能してよい。（データ収集ユニット１２と通信しているユーザ装置１６又は他のコンピュータ装置などの）ユーザは、データ収集ユニット１２のＩＰアドレスに基づいて内蔵ウェブサーバによってホストされるウェブページを開くことができる。ウェブページを介して、ユーザは、センサ１８からデータを収集するためのサンプリング周波数、又は、ＷＥＢ暗号化設定パラメータ、ＳＳＩＤプリファレンス、バッチアップロード仕様などのその他のコンフィギュレーション特徴などでデータ収集ユニット１２を設定してよい。ウェブページは、データ収集ユニット１２のセットアップ及び管理の間に高い使い易さを可能にするために、コンフィギュレーションインタラクティブメニューを提供してもよい。コンフィギュアリング装置は、データ収集ユニット１２と有線又は無線通信してもよい。
【００１０】
オンラインデータリポジトリ１４は、１又は複数のネットワークＨＴＴＰサーバとして実装されてもよい。それらのサーバの各々は、１又は複数のプロセッサと、１次ストレージ（例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリユニット）と、２次ストレージ（例えばＨＤＤなど）とを含んでよい。特に、オンラインデータリポジトリ１４は、受信データＡＰＩ３０を介して上述のようにデータ収集ユニット１２と無線で通信してよく、受信データＡＰＩ３０は、タイムスタンプ付きセンサデータをアップロードするためのフォーマットを定義する。様々な実施形態において、ＡＰＩ３０は、例えば、レプレゼンテーショナル・ステート・トランスファー（ＲＥＳＴ）ＡＰＩとすることができる。同様に、ユーザ装置１６は、要求データＡＰＩ３２を使用してオンラインデータリポジトリ１４からデータを要求してよく、要求データＡＰＩ３２は、データフォーマットなどを定義し、それによって、ユーザ装置１６は、オンラインデータリポジトリ１４にデータを要求し、その返事としてデータを受信することができる。
【００１１】
図１に示すように、オンラインデータリポジトリ１４を実装する種々のサーバは、データ記憶装置３６及びメタデータ記憶装置３８を備えてよい。データ記憶装置３６及びデータ記憶装置３８は、１次及び／又は２次コンピュータデータストレージにデータを格納するデータベースで実装することができ、当該ストレージは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリ、ＲＡＩＤディスクアレイなどである。種々の実施形態では、データ記憶装置３６は、例えば、センサがデータを収集するサンプリングレートよりも低い分解能であるような多重時間分解能で、タイムスタンプ付きセンサデータの多数の系列を格納する。即ち、オンラインデータリポジトリ１４は、データ収集ユニット１２から送信された、収集されたデータサンプルの全てに加えて、多くの又は幾つかの異なる低次時間分解能にわたるデータの平均を格納してもよい。様々な実施形態において、データ記憶装置３６は、２の累乗で平均（例えば、算術平均）を格納する。例えば、データ記憶装置３６は、元のデータ（２０分解能、最高分解能）に加えて、連続的なデータサンプル（２１〜２１０のより低い分解能に対応する）について、２、４、８、１６、３２、６４、１２８、２５６、５１２、１０２４などの平均を格納することができる。例えば、センサ１８が０．５秒ごとにサンプル値を収集する場合、データ記憶装置３６は、以下の時間範囲にわたって格納し得る。
【００１２】
【表１】
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*分解能のより大きな次数値は、より低次の時間的分解能を表す。
【００１３】
分解能は、例えば、１暦年近く又はそれを超える期間に及ぶ分解能期間まで継続できるであろう。複数のデータ収集ユニット１２がオンラインデータリポジトリ１４にデータをアップロードすると、及び／又は、１つのデータ収集ユニット１２が複数のセンサ１８にデータを送信すると、オンラインデータリポジトリ１４は、それらのセンサ１８の各々について計算された多次、低次の時間分解能データを格納することができる。
【００１４】
メタデータ記憶装置３８は、センサの位置（ＧＰＳ座標、データ値タイプ、データユニット、郵便番号、郡区、学区、選挙区など）、センサの所有者又は管理者、センサの製造業者、屋内か屋外か、データのプライベート／パブリックフラグ、センサハードウェアの種類及び改訂番号のような、センサデータについての高レベルのデータを格納する。メタデータ記憶装置３８は、各センサ１８のメタデータを格納でき、各センサ１８のタイムスタンプ付きセンサデータは、オンラインデータリポジトリ１４にアップロードされる。
【００１５】
上記の説明では、データ記憶装置３６は、２の累乗の分解能を有する算術平均を記憶した。他の実施形態では、（２の累乗による算術平均に加えて、又はその代わりに）算術平均以外の他の数学関数、及び／又は他の時間分解能が使用されてよい。例えば、中央値、モード、非算術平均（例えば、幾何平均）、時間範囲内でランダムに選択されたサンプル値などが、データ記憶装置３６によって記憶されてよい。また、分解能は、例えば３、４、５などの２以外の累乗であってもよい。そして、時間的分解能が累乗で増加する必要もない。それらは単に、選択された／所望の分解能であってもよい（５０サンプル、１００サンプル、５００サンプル、１０００サンプルなど）。
【００１６】
ユーザ装置１６は、プロセッサベースのコンピュータ装置で実装することができ、当該コンピュータ装置は、要求データＡＰＩ３２を介してオンラインデータリポジトリ１４からデータを要求することと、そのデータをユーザ装置１６のユーザのためにレンダリングすることとが可能である。例えば、ユーザ装置１６は、オンラインデータリポジトリ１４にデータを要求するためのウェブブラウザソフトウェアと、ユーザがデータクエリ（例えば、要求されるセンサデータのタイプ（又はパラメータ））を指定できるインタフェースと、ユーザのデータクエリに答えるセンサデータをユーザ装置１６上で視覚的にレンダリングするディスプレイを含んでよい。ユーザ装置１６は、例えば、返されたデータを表示するための適切なディスプレイを備えたラップトップコンピュータ、ＰＣ、スマートフォン、タブレットコンピュータ、着用可能なコンピュータなどによって実装され得る。データ照会は、特定の時間分解能（例えば、１年にわたって１日平均）で、特定のセンサ１８について特定の時間周期にわたった特定のセンサデータであってよい。或いは、データ照会は、特定の分解能で特定の期間にわたった特定の地理的領域（例えば、郵便番号）の複数のセンサ、又は、指定された分解能で指定された期間にわたった特定の地理的領域における特定のパーティ（例えば、政府）によって所有／/管理される複数のセンサのような、複数のセンサ１８をカバーしてよい。オンラインデータリポジトリ１４は、選択された様々な暦期間についてのデフォルトの時間分解能（例えば、毎月の時間間隔の毎日の平均、毎年の時間間隔の毎週の平均）を使用してよく、又は、ユーザは対話型手段を介してデフォルト設定を無効にして、所望の時間分解能を指定してよい。
【００１７】
オンラインデータリポジトリ１４は、データベース管理システム（ＤＢＭＳ、図示せず）又は他のソフトウェアアプリケーションを含むのが好ましく、これは、ユーザからの検索基準に基づいて、データ記憶装置３６やデータ記憶装置３８に格納されたデータを問い合わせることを可能とする。ユーザからの特定のデータクエリを満たすデータを取得するために、オンラインデータリポジトリ１４のＤＢＭＳは、クエリを満たすセンサ（例えば、特定の地理的領域に位置し、及び／又は特定のデータタイプであるセンサ）についてメタデータ記憶装置３８を最初に問い合わせして、次に、ユーザ装置１６への送信のために、所望の分解能でそれらのセンサのデータ記憶装置３６のセンサデータを取り出す。例えば、ユーザは、時間的境界などを伴う種々の分解能レベルでセンサ値についてオンラインデータリポジトリ１４に問い合わせをしてよい。例えば、ユーザは、要求データＡＰＩ３２を介してユーザ装置１６から、特定の地理的位置（例えば、郵便番号）に配置されたセンサのような、特定のユーザ入力基準を満たすセンサのセンサ値を要求してよい。更に、ユーザは、開始点から終了点までのある期間（例えば、或る年の１月１日からその年の１２月３１日）にわたって、基準を満たすセンサについての日々の値の平均又はその他のレベルの分解能を、要求してよい。オンラインデータリポジトリ１４がその分解能でサンプル値を生成したとして、オンラインデータリポジトリ１４はその後、要求データＡＰＩ３２を介してそのデータを送信してよい。
【００１８】
ユーザ装置１６は、オンラインデータリポジトリ１４への有線又は無線接続を有してよい。ユーザはデータクエリパラメータを入力し得るユーザ装置１６の対話手段は、タッチスクリーンインタフェース、キーボード、マウス又はトラックボール、音声認識などを含んでよい。データは、例えば、表形式で、又はチャート又はグラフで表示されてよい。これに関連して、ユーザは、対話手段を介して所望の表示フォーマット（テーブル、グラフなど）を選択してよい。従って、例えば、ユーザは、マウス又はトラックボール又はタッチスクリーンインタフェースを使用してスクロールしたり、特定の時間範囲を拡大したり、より広い（より長い）時間スケールにズームアウトしてもよい。
【００１９】
様々な実施形態では、データ収集ユニット１２は、複数のセンサ１８に関連付けられてよい。その場合、データ収集ユニット１２は、様々なセンサ１８のタイムスタンプ付きデータサンプルを格納するための１又は複数のメモリバッファ２４を備えてよく、上述したように、様々なセンサのタイムスタンプ付きデータサンプルをオンラインデータリポジトリ１４に送信してもよい。
【００２０】
また、上記の実施形態では、データ収集ユニット１２は、オンラインデータリポジトリ１４と無線通信を行っていた。他の実施形態では、データ収集ユニット１２は、インターネットを介してオンラインデータリポジトリ１４と通信するインターネットゲートウェイ（図示せず）への有線接続（例えば、イーサネット（登録商標））を有する。
【００２１】
また、他の実施形態では、オンラインデータリポジトリ１４は、「オンライン」である又はクラウド内にある必要はない。そのような実施形態では、１又は複数のデータ収集ユニット１２は、インターネット無しで有線又は無線（例えば、ＷｉＦｉ、ＢＬＥなど）リンクを介してデータリポジトリ１４と通信する。そのような実施形態では、データリポジトリとして動作するローカルサーバは、ＥＳＤＲ（効率的且つ安全なデータ修復）のインスタンスを実行してよい。
【００２２】
或る一般的な態様においては、それ故に、本発明は、センサ１８、データ収集１２、及び（オンラインデータリポジトリ１４のような）データリポジトリを備えるシステムに関する。データ収集ユニット１２は、センサ１８と通信しており、ＲＴＣ回路２２と、ＲＴＣ回路２２の時間値でタイムスタンプされたセンサデータサンプルであって、センサ１８からのタイムスタンプ付きセンサデータサンプルを記憶するためのメモリバッファ２４と、随意選択的に、タイムスタンプ付きセンサデータサンプルを無線送信するための無線接続回路２６とを備える。データリポジトリ１４は、データ記憶装置３６と、少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）とを備える。例えば、データ収集ユニット１２のための無線接続の期間中に、データリポジトリ１４は、データ収集ユニット１２のメモリバッファ２４に格納され、データ収集ユニット１２によってデータリポジトリ１４に送信されたタイムスタンプ付きセンサデータサンプルを、（例えば、無線で）受信し、データ記憶装置３６に格納する。データリポジトリ１４の少なくとも１つのプロセッサは、受信したタイムスタンプ付きセンサデータサンプルの２つ以上の低次時間分解能サンプル列を計算する。ここで、２つ以上の低次時間分解能サンプル列の各々は、受信したタイムスタンプ付きセンサデータサンプルのサンプルレートよりも低い別々の時間分解能でのものである。そして、データ記憶装置３６は、２つ以上の低次時間分解能サンプル列を記憶する。
【００２３】
様々な実施形態では、Ｎｊ＝Ｐ＾ｊのようなＮｊの２つ以上の値について、Ｎｊ個のタイムスタンプ付きセンサデータの平均を計算することによって、データリポジトリ１４の少なくとも１つのプロセッサは、２以上の低次時間分解能サンプル列を計算する。Ｐ＞１であり、ｊはそれぞれが１以上である少なくとも２つの数であって、例えば、Ｐ＝２且つｊ＝１，２，３，．．．である。また、データリポジトリ１４は、メタデータ記憶装置３８を更に備えてよく、メタデータ記憶装置３８はセンサの位置データ、センサの管理者、センサの製造者、センサデータのプライバシーデータインジケータ又はセンサハードウェアタイプのような、センサ１８に関するメタデータを格納する。
【００２４】
加えて、データ収集ユニット１２は、少なくとも１つの回路基板を備えてよい。この場合、ＲＴＣ回路２２、無線接続回路２６及びメモリバッファ２４は、少なくとも１つの回路基板に取り付けられる。無線接続回路は、例えば、ＷｉＦｉ回路又はＢＬＥ回路を備えてもよい。また、データリポジトリ１４は、可変レベルの分解能でセンサデータを問い合わせるためのＡＰＩを提供してよい。
【００２５】
センサ１８は、例えば粒子センサを備えてよく、データ収集ユニットは、内蔵ウェブサーバとして動作するためにＴＣＰ／ＩＰスタックを実行するプロセッサ２０を備えてよい。
【００２６】
また、データリポジトリは、複数のデータ収集ユニット１２と通信してよく、各々のデータ収集ユニット１２は、関連する１又は複数のセンサ１８のタイムスタンプ付きセンサデータサンプルを収集し、送信する。この場合、データリポジトリ１４は、各センサ１８について低次分解能サンプルを計算し、それらをデータ記憶装置３６に格納してよい。メタデータ記憶装置３８は、各センサ１８についてメタデータを格納してよい。上述したように、リモートコンピュータ装置１６のユーザは、特定の時間範囲にわたる特定の時間分解能の特定のセンサのセンサデータについてデータリポジトリ１４に問い合わせしてよい。例えば、データリポジトリ１４の１又は複数のプロセッサは、リモートコンピュータ装置１６からセンサクエリ及び分解能要求を受信し、メタデータ記憶装置３８に問い合わせてセンサクエリを満たす１又は複数のセンサ１８を決定し、センサクエリを満たす１又は複数のセンサ１８について、受信した分解能要求のセンサデータサンプルを、データ記憶装置３６から検索し、リモートコンピュータ装置１６へ送信するようにプログラムされてもよい。
【００２７】
別の一般的な態様では、本発明は、データ収集方法に関しており、当該データ収集方法は、各々がセンサ１８に関連付けられた複数のデータ収集ユニット１２の各々から、関連付けられたセンサ１８のタイムスタンプ付きセンサデータサンプルをデータリポジトリ１４で受信する工程を備えている。ここで、各センサ１８のセンサデータサンプルは、関連するデータ収集ユニット１２のＲＴＣ回路２２の時間値でタイムスタンプされており、データ収集ユニット１２は、タイムスタンプ付きセンサデータサンプルを、例えば、無線接続期間中に無線送信する。この方法は、また、各センサについて２以上の低次時間分解能サンプル列をデータリポジトリ１４によって計算する工程を備えている。ここで、各センサについて、２以上の低次時間分解能サンプル列は、そのセンサについて受信したタイムスタンプ付きセンサデータサンプルのサンプルレートよりも低い別々の低次時間分解能でのものである。この方法は、データリポジトリ１４が、２以上の低次時間分解能サンプル列をデータリポジトリのデータ記憶装置３６に格納する工程と、複数のデータ収集ユニット１２の関連するセンサ１８に関するメタデータを、データリポジトリ１４がメタデータ記憶装置３８に格納する工程とを備える。
【００２８】
この方法は、また、（ｉ）データリポジトリが、リモートコンピュータ装置からセンサクエリ及び分解能要求を受信する工程と、（ｉｉ）データリポジトリが、メタデータ記憶装置に格納されたメタデータに基づいて、センサクエリを満たす１又は複数のセンサを決定する工程と、（ｉｉｉ）センサリポジトリが、センサクエリを満たす１又は複数のセンサについて、受信した分解能要求のデータサンプルをデータ記憶装置から検索する工程と、（ｉｖ）センサリポジトリが、受信した分解能要求の検索されたデータサンプルをリモートコンピュータ装置に送信する工程と、を備えてもよい。
【００２９】
本明細書に提示される実施例は、本発明の可能性があって具体的な実施態様を説明することを意図している。これらの実施例は、当業者にとって主として本発明の説明のためであることは理解される。実施例の特定の態様又は複数の態様は、必ずしも本発明の範囲を限定するものではない。更に、本発明の明確な理解に関連する要素を例示するために本発明の図及び説明は簡略化されており、明瞭にするために他の要素は省略していることを理解のこと。例えば、ＤＢＭＳを実装するためにオンラインデータリポジトリ１４は１又は複数のプロセッサ及びメモリユニットを有することは理解されることから、プロセッサによって実行されるソフトウェアを格納するためのオンラインデータリポジトリ１４のプロセッサ及びメモリユニットは図示されていない。様々な実施形態が本明細書に記載されているが、これらの実施形態に対する様々な変更、改変、及び改造が、少なくとも幾つかの利点の達成とともに当業者に生じ得ることは明らかである。従って、開示された実施形態は、本明細書に記載された実施形態の範囲から逸脱することなく、そのような変更、改変、及び改造の全てを含むことが意図されている。
【図１】
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【国際調査報告】
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