(57)【要約】  タグ位置特定システムを較正するための方法およびシステムは、１つ以上のテスト無線周波数ＲＦ通信回路を、較正する空間内の既知の位置に配置するステップと、テストＲＦ通信回路各々から信号を受信するステップと、受信した各信号の特性を判断するステップとを含み、判断した特性は、信号を生成したテストＲＦ通信回路の既知の位置に対応付けられ、受信した各信号の判断した特性と、対応付けられた既知の位置とから、較正された空間についてのモデルを生成するステップを含み、モデルは、テストＲＦ通信回路から受信した信号と、対応付けられた既知の位置とに基づいて、信号を生成するタグの位置を示す出力を与える。
2019520568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タグ位置特定システムを較正する方法であって、前記方法は、
１つ以上のテスト無線周波数ＲＦ通信回路を、較正する空間内の既知の位置に配置するステップと、
前記テストＲＦ通信回路各々から信号を受信するステップと、
受信した各信号の特性を判断するステップとを含み、前記判断した特性は、前記信号を生成した前記テストＲＦ通信回路の前記既知の位置に対応付けられ、
前記受信した各信号の判断した特性と、対応付けられた既知の位置とから、較正された前記空間についてのモデルを生成するステップを含み、前記モデルは、前記テストＲＦ通信回路から受信した信号と、対応付けられた既知の位置とに基づいて、信号を生成するタグの位置を示す出力を与える、方法。
【請求項２】
前記受信した信号の特性は、信号の強度、振幅、周波数、分極、および／または到着角のうちのいずれか１つ以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号は、１つ以上のタグリーダから受信される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記信号を受信したときに前記１つ以上のタグリーダの位置を判断するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記判断した位置は、既知の位置を基準として判断したものである、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上のタグリーダの位置は、前記１つ以上のタグリーダ内の１つ以上のセンサから判断される、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上のセンサは、加速度計および／またはジャイロスコープのうちのいずれか１つ以上である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
各１つ以上のタグリーダを移動させ、各移動後に前記１つ以上のテストＲＦ通信回路から信号を受信するステップをさらに含む、請求項３〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記１つ以上のタグリーダの位置は、前記移動させるステップの間またはその後に判断される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記受信するステップ、前記判断するステップ、および前記生成するステップを、前記較正された空間内で発生した変化の後で繰り返すステップをさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記モデルを生成するステップは、１つ以上の機械学習アルゴリズムを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記機械学習アルゴリズムは、ベイズ分類、線形回帰、ロジスティック回帰、ニューラルネットワーキング、およびサポートベクトルマシンから選択されたいずれか１つ以上である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
信号を生成するように構成された無線周波数ＲＦ通信回路を有するタグの位置を特定する方法であって、前記方法は、
前記タグから信号を受信するステップと、
前記受信した信号の１つ以上の信号特性を判断するステップと、
前記判断した１つ以上の信号特性を、請求項１〜７のいずれかに記載の方法に従って生成された較正モデルに対する入力として提供するステップと、
前記モデルを使用して出力を生成するステップとを含み、前記出力は、前記タグの位置を示す、方法。
【請求項１４】
前記タグからの信号は、２つ以上の位置において１つ以上のタグリーダによって受信される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記信号を受信したときに前記１つ以上のタグリーダの位置を判断するステップをさらに含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記判断した位置は、既知の位置を基準として判断したものである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記１つ以上のタグリーダの位置は、前記１つ以上のタグリーダ内の１つ以上のセンサから判断される、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ以上のセンサは、加速度計およびジャイロスコープのうちのいずれか１つ以上である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つ以上のタグリーダを移動させ、各移動後に前記タグから信号を受信するステップをさらに含む、請求項１３〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記１つ以上のタグリーダの位置は、前記移動させるステップの間に判断される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記信号は、２つ以上の位置で、複数のタグリーダを用いて受信する、請求項１３〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
追跡システムであって、
１つ以上のタグリーダを備え、各タグリーダは、無線周波数ＲＦ信号を受信し受信した各信号の１つ以上の特性を判断するように構成されたアンテナを含み、前記追跡システムはさらに、
前記１つ以上のタグリーダが受信する信号を生成するように構成された１つ以上の無線周波数ＲＦ通信回路と、
１つ以上のプロセッサと、
命令を格納するメモリとを備え、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサに、
前記受信した各信号の前記判断した１つ以上の特性と、前記ＲＦ通信回路についての対応付けられた既知の位置とから、空間の較正モデルを生成させ、前記モデルは、前記テストＲＦ通信回路から受信した信号と、対応付けられた既知の位置とに基づいて、タグの位置を示す出力を与える、追跡システム。
【請求項２３】
前記命令はさらに、前記１つ以上のプロセッサに、
前記較正モデルに対する入力として、タグ信号からさらに判断した１つ以上の信号特性を提供させ、
前記較正モデルを用いて出力を生成させ、前記出力は前記タグの位置を示す、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記判断したタグの位置および／または前記タグに取り付けられた対応のアイテムを格納するように構成されたデータベースをさらに備える、請求項２２または２３に記載のシステム。
【請求項２５】
タグ、または、前記タグに取り付けられたアイテムを特定するクエリを受信しそれに応じて前記タグまたは対応付けられたアイテムの位置を提供するように構成されたインターネットインターフェイスをさらに備える、請求項２２〜２４のいずれかに記載のシステム。
【請求項２６】
前記タグの位置を示す入力を受信するように構成されたモバイルデバイスをさらに備える、請求項２２〜２５のいずれかに記載のシステム。
【請求項２７】
航空機のレイアウトを示すデータを前記モバイルデバイスに提供するように構成されたサーバをさらに備え、前記タグの位置を示す入力は、前記航空機のレイアウト内の位置に対応する、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記サーバはさらに、１つ以上のタグの位置を格納するように構成されている、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記１つ以上のタグリーダは、前記タグリーダの位置または移動を示すデータを生成するように構成された１つ以上のセンサをさらに含む、請求項２２〜２８のいずれかに記載のシステム。
【請求項３０】
前記１つ以上のセンサは、加速度計および／またはジャイロスコープのうちのいずれか１つ以上である、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記命令はさらに、前記１つ以上のプロセッサに、前記信号を受信したときに前記生成されたデータから前記１つ以上のタグリーダの位置を判断させる、請求項２９または３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記判断させた位置は、既知の位置を基準として判断させたものである、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記１つ以上のタグリーダの位置は、前記タグリーダが新たな位置に移動している間におよび／または移動した後で判断される、請求項３１または３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、電子タグを用いてアイテムを追跡するシステム、特にタグとタグリーダ（たとえば、ＲＦＩＤタグ）とを含むシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
特にアイテムが複数の場所の間で移動する際には、アイテムを位置特定して追跡できることが重要である。対象物は、単一の施設内を移動し、より遠距離を移動し、またはさらには陸上、海上および空中を通過して国家間を移動する場合がある。そのようなアイテムは、たとえば、貨物、郵便、書類、ならびに、船舶、列車および航空機などの乗り物の個々の部品を含むことができる。パッシブ電子タグ（たとえば、ＲＦＩＤタグ）は、数ミリメートルから場合によっては１０メートルまでの距離で一意に識別され、ローカルに問い合わせられるように、個々のアイテムに取り付けることができる。典型的には、タグは受動的であり、電気エネルギを蓄積せず、したがって、タグリーダによって生成される問い合わせ信号から必要な電力を導出する。したがって、アイテムおよび物品は、それらがタグリーダに十分に接近して（すなわち、短い問い合わせおよび受信範囲内で）通過することを条件として、移動中の特定の地点またはロケーション間を通過するときに追跡することができる。これは、明確に規定された停留所または貨物倉庫を備えた特定の経路に従わなければならない貨物に対してはうまくいく可能性がある。しかしながら、あまり明確に規定されていない経路を移動するか、または特定の最終目的地を有しないアイテム（たとえば、航空機内で常に使用されている航空機の部品）については、パッシブタグは欠点を有する。
【０００３】
独自の電源を搭載したアクティブタグを使用して、貨物コンテナなどのより大型のアイテムを追跡することができる。そのようなタグは、大型の電池、長距離ワイヤレスインターフェース（たとえば、ＧＳＭ（登録商標）無線または衛星通信機）、およびＧＰＳまたはＧＳＭ三角測量ユニットなどの位置ロケータを有することができる。しかし、電池が使い果たされると、タグは機能しなくなり、アイテムはもはや見つけられなくなる。さらに、そのような追跡装置は、その大きさおよびかさのために大型のアイテムにのみ適している。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１０／００７９２３８号は、不揮発性メモリと圧電センサとを含むＲＦベースのタグを記載している。圧電センサは、機械力を受けるとタグに電力を一時的に供給する電荷を生成する。この電力は、不揮発性メモリにデータを記録するのに十分である。したがって、このようなタグは、移動中に発生するイベントを記録することができ、不揮発性メモリは、そのような移動の終わりに追加情報を提供するために読み取ることができる。しかし、このようなタグは、遠距離のアイテムを位置特定するために使用することはできない。
【０００５】
航空機などの乗り物の個々の部品を位置特定できることが重要であることが多い。たとえば、航空機をリースする場合、リース期間中に特定の部品を取り替えまたは交換する場合がある。航空機がその所有者に返却されるとき、すべての部品の状態が把握されていなければならない。これは、規制および安全のため、または適切に交換または修理できるように特定の部品が使用された時間数を監査するために重要であり得る。さらに、一群の航空機のうちの個々の航空機の間で部品が取り替えられていることが判明する場合がある。これらの航空機が所有者に返却される場合、または新しい航空会社に引き渡される場合、再び、元の部品を元の航空機に戻す必要がある。このような移動および変化を追跡するには、不足または移動されている部品を位置特定するために多大な労力および書類作成が必要になる場合がある。
【０００６】
同様に、宝飾品および重要書類などの貴重品が、使用中に輸送および移動される場合がある。かさが増えることに起因して、アクティブな地球規模追跡システムをそのような小型のアイテムに提供することは、通常、実行可能ではない。しかし、小さくても貴重なアイテムは、より容易に喪失または忘れられる可能性があり、そのため、任意の時点で所在が分かることが有益であるが、これは現時点では実現可能でない。
【０００７】
さらに、ある空間または場所の中でアイテムを正確に位置特定できることが重要である場合がある。たとえば、ストックルームはタグ付けされた多数のアイテムを含み得るが、特定の個別アイテムを迅速に位置特定するのは容易ではない場合がある。
【０００８】
したがって、これらの問題を克服する方法およびシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
第１の態様に従い、タグ位置特定システムを較正する方法が提供される。この方法は、
１つ以上のテスト無線周波数ＲＦ通信回路を、較正する空間内の既知の位置に配置するステップと、
テストＲＦ通信回路各々から信号を受信するステップと、
受信した各信号の特性を判断するステップとを含み、判断した特性は、信号を生成したテストＲＦ通信回路の既知の位置に対応付けられ、
受信した各信号の判断した特性と、対応付けられた既知の位置とから、較正された空間についてのモデルを生成するステップを含み、モデルは、テストＲＦ通信回路から受信した信号と、対応付けられた既知の位置とに基づいて、信号を生成するタグの位置を示す出力を与える。したがって、タグまたはタグに取り付けられたアイテムをより正確かつ効率的に位置特定できるよう、空間、位置、または領域を解析し較正することができる。テスト信号を用いて空間に対して問い合わせを行う。これらのテスト信号のソースの位置は、既知であり、受信した信号に対応付けられる。これは、たとえば、信号の中のタグ識別子（ＩＤ）を用いて行われてもよい。複数のテスト信号は、同時にまたは個別に提供および受信することができる。精度を高めるために２つ以上の受信機があってもよい。１つまたは複数の受信機を異なる受信位置に移動させることにより、データセットおよび精度を増すことができる。テストＲＦ通信回路も移動させてプロセスを繰り返すことにより、データポイントの数および精度をさらに高めることができる。モデルを形成する際またはタグの計算した位置を生成する際に、受信機の位置を考慮してもよい。ＲＦ信号を転送し後方散乱または応答信号を受信する（たとえばＲＦＩＤ呼び掛けおよび応答）アンテナのように、同一のまたは異なるアンテナを用いることにより、信号を、タグから、または、テストＲＦ通信回路から受信することができる。
【００１０】
任意選択的に、受信した信号の特性は、信号の強度、振幅、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）、周波数、分極、および／または到着角（ＡｏＡ）のうちのいずれか１つ以上であってもよい。その他の信号特性を使用してもよい。
【００１１】
好ましくは、信号は、１つ以上のタグリーダから受信されてもよい。これにより、空間を較正するのに要する時間が短縮される。任意選択的に、信号は、異なる時点でおよび／または予め定められた時点でまたは定められた時間スロットの中で、２つ以上のタグリーダから受信されてもよい。
【００１２】
任意選択的に、この方法は、信号を受信したときに１つ以上のタグリーダの位置を判断するステップをさらに含み得る。これにより、タグ（または複数のタグ）の位置をより正確に判断することができる。
【００１３】
任意選択的に、判断した位置は、既知の位置を基準として判断したものであってもよい。これに代えて、位置は任意であってもよい。
【００１４】
任意選択的に、１つ以上のタグリーダの位置は、１つ以上のタグリーダ内の１つ以上のセンサから判断されてもよい。これにより、１つまたは複数のタグ（またはタグに取り付けられたアイテム）の位置を計算または較正するときに、タグリーダの位置を考慮することができる。
【００１５】
任意選択的に、１つ以上のセンサは、加速度計および／またはジャイロスコープのいずれか１つ以上である。その他のセンサを用いてもよい。
【００１６】
任意選択的に、この方法は、各１つ以上のタグリーダを移動させ、各移動後に前記１つ以上のテストＲＦ通信回路から信号を受信するステップをさらに含み得る。
【００１７】
有利には、１つ以上のタグリーダの位置は、移動させるステップの間またはその後に判断される。したがって、１つのタグリーダは、第２のまたは複数のタグリーダ（またはアンテナ）として機能することができる。このことは、より広い領域でおよび／またはより高い精度でタグを読み取って較正できることを意味する。
【００１８】
有利には、この方法は、受信するステップ、判断するステップ、および生成するステップを、較正された空間内で発生した変化の後で繰り返すステップをさらに含み得る。たとえば、空間内のアイテムが移動した場合、追加された場合、または取り除かれた場合に、これは、信号の伝播に影響し得るので、再度較正することが必要になるであろう。
【００１９】
好ましくは、モデルを生成するステップは、１つ以上の機械学習アルゴリズムを含み得る。その他の種類の処理、たとえば三角測量を使用してもよい。
【００２０】
任意選択的に、機械学習アルゴリズムは、ベイズ分類、線形回帰、ロジスティック回帰、ニューラルネットワーキング、およびサポートベクトルマシンから選択されたいずれか１つ以上であってもよい。その他の機械学習技術を使用してもよい。機械学習アルゴリズムは、１つ以上の異なる信号特性を使用してもよく、たとえば、利用できるようになったときに、正確にされてもよく、追加の信号特性を使用してもよい。処理は、たとえば、専用の１つのＣＰＵ、複数のＣＰＵ、ＧＰＵ、もしくは複数のＧＰＵの中で行われてもよく、または、クラウドもしくは仮想サーバ内で行われてもよい。
【００２１】
第２の態様に従い、信号を生成するように構成された無線周波数ＲＦ通信回路を有するタグの位置を特定する方法が提供され、この方法は、
タグから信号を受信するステップと、
受信した信号の１つ以上の信号特性を判断するステップと、
判断した１つ以上の信号特性を、上記いずれかの方法に従って生成された較正モデルに対する入力として提供するステップと、
上記モデルを使用して出力を生成するステップとを含み、出力は、タグの位置を示す。このように（たとえば、タグおよびタグに取り付けられたアイテムの存在を検査またはチェックするために）較正モデルを使用できる。
【００２２】
任意選択的に、タグからの信号は、２つ以上の位置において１つ以上のタグリーダによって受信されてもよい。
【００２３】
任意選択的に、この方法は、信号を受信したときに１つ以上のタグリーダの位置を判断するステップをさらに含み得る。
【００２４】
任意選択的に、判断した位置は、既知の位置を基準として判断したものであってもよい。
【００２５】
好ましくは、１つ以上のタグリーダの位置は、１つ以上のタグリーダ内の１つ以上のセンサから判断されてもよい。
【００２６】
任意選択的に、１つ以上のセンサは、加速度計およびジャイロスコープのうちのいずれか１つ以上であってもよい。同一の（または同様の）タグリーダは、較正モデルを生成し、生成した較正モデルに基づいて１つまたは複数のタグを読み取ることができる。
【００２７】
任意選択的に、この方法は、１つ以上のタグリーダを移動させ、各移動後にタグから信号を受信するステップをさらに含み得る。
【００２８】
好ましくは、１つ以上のタグリーダの位置は、移動させるステップの間または移動させるステップの後に判断される。好ましくは、各タグリーダの位置を、リアルタイムで、または、タグから信号を受信したときに限り、監視および判断してもよい。
【００２９】
好ましくは、信号は、２つ以上の位置で、複数のタグリーダを用いて受信してもよい。
第３の態様に従い、追跡システムが提供され、追跡システムは、
１つ以上のタグリーダを備え、各タグリーダは、無線周波数ＲＦ信号を受信し受信した各信号の１つ以上の特性を判断するように構成されたアンテナを含み、追跡システムはさらに、
１つ以上のタグリーダが受信する信号を生成するように構成された１つ以上の無線周波数ＲＦ通信回路と、
１つ以上のプロセッサと、
命令を格納するメモリとを備え、命令は、１つ以上のプロセッサに、
受信した各信号の判断した１つ以上の特性と、ＲＦ通信回路についての対応付けられた既知の位置とから、空間の較正モデルを生成させ、モデルは、テストＲＦ通信回路から受信した信号と、対応付けられた既知の位置とに基づいて、タグの位置を示す出力を与える。
【００３０】
好ましくは、上記命令はさらに、１つ以上のプロセッサに、
較正モデルに対する入力として、タグ信号からさらに判断した１つ以上の信号特性を提供させ、
較正モデルを用いて出力を生成させ、出力はタグの位置を示す。言い換えると、未知の場所にあるタグの位置を特定するために較正モデルを使用することができる。
【００３１】
好ましくは、システムは、判断したタグの位置および／または前記タグに取り付けられた対応のアイテムを格納するように構成されたデータベースをさらに備えていてもよい。
【００３２】
有利には、システムは、タグ、または、タグに取り付けられたアイテムを特定するクエリを受信しそれに応じてタグまたは対応付けられたアイテムの位置を提供するように構成されたインターネットインターフェイスをさらに備えていてもよい。
【００３３】
好ましくは、システムは、タグの位置を示す入力を受信するように構成されたモバイルデバイスをさらに備えていてもよい。モバイルデバイスはモバイルアプリケーションを含み得る。モバイルデバイスは、タグリーダまたは質問器、および／または１つもしくは複数のアンテナを含んでいてもよく、または、これと（たとえば無線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などで）通信してもよい。言い換えると、タグリーダ、アンテナ、およびモバイルデバイスは、別々のアイテムであってもよく、または単一のデバイスとして組み合わされたものであってもよい。
【００３４】
有利には、システムは、航空機のレイアウトを示すデータをモバイルデバイスに提供するように構成されたサーバをさらに備えていてもよく、タグの位置を示す入力は、航空機のレイアウト内の位置に対応する。データは、データベース内に格納されてもよい。サーバは、無線で（たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、セルラー通信など）および／またはインターネット経由で、モバイルデバイスと通信してもよい。
【００３５】
好ましくは、サーバはさらに、１つ以上のタグの位置を格納するように構成されていてもよい。これらは、タグ識別子（たとえば固有識別子）、乗り物、構造体、もしくは航空機の予め定められたレイアウト内の位置と、対応付けられてもよい。これらのデータはまた、たとえばタグに取り付けられたアイテムの有効期限を含んでいてもよい。
【００３６】
好ましくは、１つ以上のタグリーダは、タグリーダの位置または移動を示すデータを生成するように構成された１つ以上のセンサをさらに含み得る。各タグリーダは
任意選択的に、１つ以上のセンサは、加速度計および／またはジャイロスコープ（またはその他）のうちのいずれか１つ以上であってもよい。
【００３７】
任意選択的に、命令はさらに、１つ以上のプロセッサに、信号を受信したときに生成されたデータから１つ以上のタグリーダの位置を判断させてもよい。
【００３８】
任意選択的に、判断させた位置は、既知の位置を基準として判断させたものであってもよい。
【００３９】
任意選択的に、１つ以上のタグリーダの位置は、タグリーダが新たな位置に移動している間におよび／または移動した後で判断されてもよい。
【００４０】
ある実装例において、追跡システムは、典型的には、１つまたは複数のタグまたはタグのネットワークに近接している（たとえば、半径１２ｍまでまたは半径１００ｍまで）呼び掛け器またはリーダを含む。各タグは、リーダから信号を受信し、それに応答して信号を送信することができ、または、問い合わせ信号が存在しないときには間隔を置いて（定期的またはその他の方法で）データを送信してもよい。リーダからの信号は、タグに電力を供給するために使用することができ、および／または、データが存在しなくてもよい（または、たとえば、それ自体は一切の応答を引き起こさなくてもよい）。たとえば、信号もしくは応答は、タグの一意の識別子であってもよく、またはリーダによって受信され処理される他のデータを含んでもよい。このタグは、少なくとも、データをリーダに送信する（および、使用される場合にまたは範囲内の任意の問い合わせ信号を受信する）ために十分なエネルギを生成する機械的エネルギハーベスタによって給電される。このエネルギは、任意選択的に、たとえば、電池、蓄積ユニット、キャパシタ、スーパーキャパシタまたはソリッドステートデバイスを使用して蓄積することができる。このようにして、複数のタグが動作することができる。有利には、タグは、エネルギを変換するために、または短時間の操作のために十分なエネルギを収集できるように、タイマを有するか、または断続的に作動する（たとえば、１分間オン、次いで１時間以上または他の期間休止する）ことができる。タグは、エネルギハーベスティングワイヤレスセンサネットワーク（ＥＨＷＳＮ）を形成することができる。タグは、直接見通し線を必要とせずに読み取ることができる。
【００４１】
リーダは、後の検索のために情報を格納することができ、またはセルラネットワーク、衛星ネットワークもしくは他の長距離ワイヤレスネットワークなどのネットワークを使用して中央サーバと通信することができる。リーダおよび１つまたは複数のタグは、航空機または船舶などの乗り物内に配置されてもよく、タグは、乗り物内のアイテム（たとえば、輸送中の品物）または乗り物自体の部品に取り付けられるか、または、その中にあってもよい。したがって、システム全体は、長距離送受信機に電力を供給するために（すなわち、中央サーバと直接通信するために）、各タグ内に大型の電池を必要とせずに、多くの異なるアイテムが長距離にわたってより確実に追跡されることを可能にする。
【００４２】
ある実装例に従い、追跡システムが提供され、この追跡システムは、
問い合わせアンテナを含むタグリーダと、
１つまたは複数のタグ（たとえば、１つまたは複数の電子タグまたは無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ）とを備え、１つまたは複数のタグは、
電気エネルギを生成するように構成された機械−電気エネルギ変換器と、
無線周波数ＲＦ通信回路と、
コントローラとを備え、コントローラは、ＲＦ通信回路を使用してデータ信号をタグリーダ（たとえば、ＲＦＩＤタグリーダ）に送信するために、機械−電気エネルギ変換器によって生成された電気エネルギを使用するように構成されている。
【００４３】
電気エネルギ生成器（たとえば、機械的発電器）は、輸送中に電気エネルギが生成され得るか、または、タグが移動されるときに、タグが、かさばる電池（または非常に大きい問い合わせ信号）を必要とすることなく、より長距離においてより確実にリーダによる問い合わせ信号に応答する（または単にデータを送信する）のに十分な電気エネルギを獲得することを可能にする。タグリーダは、タグからデータ信号を受信するための受信機（または送受信機）と、異なるエンティティに収集されたタグデータを提供するために、より長い距離（たとえば、１００ｍまたは１ｋｍよりも長い）で通信するためのインターフェイスとを備えることができる。ＲＦ通信回路は、ワイヤレスフィデリティプロトコルを使用することができる。タグは、電力供給の目的のためのＲＦからの電気エネルギハーベスティングモジュールをさらに備えることができる。機械的エネルギは、たとえば、音響エネルギから導出することができる。機械的エネルギは、振動、運動、および音響エネルギ（任意または特定の周波数または周波数範囲にある）を含む任意の運動タイプを含んでもよい。タグは、（たとえば、負荷、センサ、制御回路、通信回路、および／またはＷｉＦｉ送信機のための）追加または代替の電力を供給することができるＲＦ−ＤＣ変換回路を含むこともできる。タグはまた、ＲＦ通信回路を用いてデータ信号をタグリーダに送信するためにＲＦ−電気エネルギ変換器を使用することもできる。その他のタグまたはタグリーダを使用してもよい。
【００４４】
有利には、タグリーダは、ワイヤレスネットワークインターフェースをさらに備えることができ、追跡システムは、タグリーダのワイヤレスネットワークインターフェースからデータを受信するように構成された受信サーバをさらに備え、受信データは、タグからのデータ信号（または問い合わせ信号への応答）と関連付けられる情報を含む。したがって、システムは、アイテム（たとえば、輸送中の）に関する位置または他の情報をより効率的に報告することができる。リーダは乗り物の（たとえば）電源によって電力を供給されてもよいが、タグはデータを送信する（および／または問い合わせ要求に応答する）（機械的運動によって提供される）少量のエネルギのみを必要とし、その結果、この情報は中央ロケーション（またはクラウドベースのサーバ）に返信され得る。このようにして、長い距離および長い時間枠（たとえば、数ヶ月または数年）にわたって多数のアイテムを追跡することができる。好ましくは、１つまたは複数のタグは、タグリーダ（たとえば、同じ筐体、乗り物、ボックス、デバイス内の、および／またはタグおよびタグリーダは互いにローカルである）と共に進行または移動し、受信サーバは、タグリーダとタグ（複数可）との組み合わせから遠隔している。言い換えると、タグは、１つの伝送プロトコル（たとえば、短距離または低電力プロトコル）を使用してリーダと通信し、リーダは、別の異なる伝送プロトコル（たとえば、長距離または高電力プロトコル）を使用して中央サーバと通信する。
【００４５】
好ましくは、追跡システムは、受信したデータを格納するように構成されたデータベースをさらに備えることができる。データベースベースは、中央に位置してもよく（たとえば、物理サーバ）、クラウドに基づいてもよく、またはロケーション間で分割されてもよい（たとえば、リーダおよびサーバに対してローカル）。
【００４６】
好ましくは、受信サーバは、タグリーダに要求を送信するように構成することができ、その要求に応答してデータが受信される。代替的に、受信サーバは、タグリーダまたはリーダからアドホックまたは定期的な信号を受信してもよい。
【００４７】
任意選択的に、ワイヤレスネットワークインターフェースは、セルラインターフェース、衛星インターフェイス、Ｗｉ−Ｆｉインターフェイス、または８０２．１１インターフェイスであってもよい。他のワイヤレスネットワークインターフェースが使用されてもよい。
【００４８】
有利には、タグは、機械−電気エネルギ変換器によって供給される電気エネルギを蓄積し、コントローラおよびＲＦ通信回路（たとえば、送信機または送受信機）による使用のために蓄積された電気エネルギを供給するように構成されるエネルギ蓄積装置をさらに備えることができる。したがって、問い合わせ信号が受信されたが、送信機および／またはコントローラに対する電力を発生させる機械的運動がないときに使用するために、余分なエネルギを蓄積することができる。タグは、たとえば、電子タグ、ＲＦＩＤタグまたは他のタイプのタグであってもよい。
【００４９】
好ましくは、データ信号（および／または応答）は、タグの固有の識別子を含むことができる。しかしながら、他の情報も含めることができる。
【００５０】
有利には、タグのＲＦ通信回路は送受信機であってよく、タグリーダは問い合わせ信号をタグリーダに送信するように構成されてもよく、さらにタグは、問い合わせ信号に応答してデータ信号をタグリーダに送信するように構成されてもよい。
【００５１】
任意選択的に、タグは、問い合わせ信号から電気エネルギを生成してＲＦ通信回路およびコントローラに電力を供給するようにさらに構成されてもよい。この電気エネルギは、発電される電力（たとえば、機械的エネルギ、熱エネルギ、および／または太陽エネルギ）に追加されるものであってもよい。
【００５２】
他の実装例に従い、タグが提供され、このタグは、
電気エネルギを生成するように構成された機械−電気エネルギ変換器と、
無線周波数ＲＦ通信回路と、
コントローラとを備え、コントローラは、ＲＦ通信回路を使用してデータ信号をタグリーダに送信するために、機械−電気エネルギ変換器によって生成された電気エネルギを使用するように構成されている。通信回路は、任意の周波数または帯域、特にタグが使用される特定の１つまたは複数の国での使用を認可された周波数または帯域を使用することができる。その他の種類のタグまたはＲＦＩＤタグを使用してもよい。
【００５３】
任意選択的に、タグは、機械−電気エネルギ変換器によって供給される電気エネルギを蓄積し、コントローラおよびＲＦ通信回路による使用のために蓄積された電気エネルギを供給するように構成されたエネルギ蓄積装置をさらに備えることができる。
【００５４】
任意選択的に、エネルギ蓄積装置は、キャパシタまたは二次電池であってもよい。他のエネルギ蓄積装置を使用してもよい。
【００５５】
有利には、タグは、１つまたは複数のセンサをさらに備えることができ、コントローラは、１つまたは複数のセンサによって生成されたデータをデータ信号に含めるようにさらに構成される。
【００５６】
好ましくは、タグは、１つまたは複数のセンサによって生成されたデータを格納するように構成されたメモリストアをさらに備えることができる。メモリは、不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ）であってもよく、ＲＦＩＤリーダとの次に通信するまで、および／または、特定の時点またはロケーションで、データを格納することができる。
【００５７】
任意選択的に、１つまたは複数のセンサは、湿度、振動、変位、運動、加速度（加速度計）、ジャイロスコープ、ＧＰＳ、温度、光または音のうちの１つまたは複数を測定することができる。他のセンサまたは周辺機器が含まれていてもよい。任意の１つまたは複数のセンサは、ＭＥＭＳから形成されてもよい。
【００５８】
任意選択的に、コントローラは、電気回路、マイクロプロセッサ、および／またはコンピュータソフトウェアまたはファームウェアを含んでもよい。タグの構成要素のいずれかまたはすべては、同じ回路、ボードもしくはパッケージ内に組み込まれてもよく、または別個であってもよい。
【００５９】
任意選択的に、通信回路は送受信機（すなわち、送信のみではなく送信および受信を行う）であってもよく、コントローラは、タグリーダから問い合わせ信号を受信し、問い合わせ信号に応答してＲＦＩＤタグリーダにデータ信号を送信するようにさらに構成されてもよい。
【００６０】
好ましくは、タグは、ＲＦ通信回路に電気的に接続されたアンテナをさらに備えることができる。アンテナは、パッケージの内部に（コントローラまたは他の回路と共に）統合されてもよく、または外部にあってもよい。アンテナは、ループ、双極子、一方向または多方向であってもよい。タグが任意の方向においてデータを受信および／もしくは送信し、ならびに／または、任意の方向において使用され、ＲＦ電力を受信することができるように、各々が特定の向きに対して最適化され得る複数のアンテナ（たとえば、２，３，４またはそれ以上）が存在し得る。
【００６１】
任意選択的に、タグは、アンテナによって受信された信号を、ＲＦ通信回路およびコントローラに給電するための電気エネルギに変換するように構成された電気回路をさらに備えることができる。これは、問い合わせ信号に対する応答を受信および送信するアンテナと同じであってもよく、または別個のアンテナであってもよい。
【００６２】
任意選択的に、コントローラは、断続的にＲＦ通信回路に電力を供給するようにさらに構成されてもよい。これは、電力および／または帯域幅を節約することができる、または、同時に動作する複数のタグからの干渉を回避することができる。
【００６３】
任意選択的に、機械−電気エネルギ変換器は圧電発電機であってもよい。ばねおよび磁気発電機を含むその他の種類の発電機が使用されてもよい。
【００６４】
好ましくは、タグは筐体をさらに備えることができる。これは、たとえば、ケースまたは埋め込み用樹脂であってもよい。プラスチック、樹脂、金属、複合材料または他の材料が使用されてもよい。
【００６５】
好ましくは、筐体は、耐候性、防塵性、耐溶剤性、および／または耐熱性もしくは耐寒性があり得る。これにより、種々のタイプの厳しい環境でタグを動作させることができる。
【００６６】
任意選択的に、タグはＰＣＢ基板から形成されてもよい。タグは、可撓性であってもよく、またはプラスチックもしくはゴム材料などの弾性材料から形成されてもよい。筐体をタグに設けることができる。タグのためのプリント回路基板（ＰＣＢ）は、可撓性および／または弾性を有するように形成されてもよい。ＰＣＢは、複数のミニボードから形成されてもよい。ＰＣＢはフラットケーブルを有してもよく、または可撓性ＰＣＢボードであってもよい。ＰＣＢまたはタグはまた、タグ付けされた物体の形状をとるように形成されてもよい。
【００６７】
さらに他の実装例に従い、少なくとも２つの異なるエネルギのソースを使用するタグが提供される。これらのエネルギ源（電力を生成するために使用される）は、太陽、機械（音響、振動、任意の１つまたは複数の次元における並進を含む）、電磁気、無線周波数、電池またはキャパシタのうちの２つ以上から選択することができる。このようなタグは、（たとえば、ソースが利用可能になるときに自動的に、および／または、過電力事象および過少電力イベントから保護するために）エネルギ源を選択的に切り替えることができる。エネルギ源は、併合されてもよく、保存されてもよく、または生成されるときに使用されてもよい。少なくとも２つのエネルギ源が、コントローラおよびＲＦ送信機または送受信機に電力を供給するために使用される。タグは、本明細書中で他のタグに関して説明したのと同じまたは類似の方法で、問い合わせ信号に応答し、および／または、間隔を置いてデータ信号を提供するために使用されてもよい。タグは、本明細書に記載されている任意のまたはすべてのタグリーダと共に使用することができる。
【００６８】
好ましくは、タグはＲＦ−ＤＣ変換回路をさらに備えることができる。これは、ＲＦ信号（たとえば、１つまたは複数のアンテナによって受信される）を変換し、蓄積または即時使用のために、ＲＦ信号から電力を生成することができる。
【００６９】
さらに他の実装例に従い、追跡システムが提供される。追跡システムは、
問い合わせアンテナを含むタグリーダと、
１つまたは複数のタグ（たとえば、１つまたは複数の電子タグまたは無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ）とを備え、１つまたは複数のタグは、
電気エネルギを生成するように構成された無線周波数（ＲＦ）−電気エネルギ変換器と、
無線周波数（ＲＦ）通信回路と、
ＲＦ通信回路を使用してデータ信号をタグリーダ（たとえば、ＲＦＩＤタグリーダ）に送信するために、ＲＦエネルギ変換器によって生成された電気エネルギを使用するように構成されているコントローラとを含む。追加の電気エネルギが、変換された機械−電気エネルギおよび／または太陽エネルギ変換器（たとえば、光電池）を使用することによって提供されてもよい。追跡システムは、タグリーダのワイヤレスネットワークインターフェースからデータを受信するように構成された受信サーバをさらに備えることができ、受信データは、タグからのデータ信号（または問い合わせ信号への応答）と関連付けられる情報を含む。サーバは、本明細書全体を通じて説明されている他の受信サーバの機能の一部または全部を有することができる。
【００７０】
さらに他の実装例に従い、タグが提供され、タグは、
電気エネルギを生成するように構成された無線周波数（ＲＦ）−電気エネルギ変換器と、
無線周波数（ＲＦ）通信回路と、
ＲＦ通信回路を使用してタグリーダにデータ信号を送信するために、機械−電気エネルギ変換器によって生成された電気エネルギを使用するように構成されたコントローラとを備える。追加の電気エネルギが、変換された機械−電気エネルギおよび／または太陽エネルギ変換器（たとえば、光電池）を使用することによって提供されてもよい。
【００７１】
上述のプロトコルおよび動作手順は、コンピュータを動作させるためのプログラム命令を含むコンピュータプログラムとして実装されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体に格納されてもよい。
【００７２】
コンピュータシステムは、中央処理装置（ＣＰＵ）のようなプロセッサを含み得る。プロセッサは、ソフトウェアプログラムの形態で論理を実行し得る。コンピュータシステムは、揮発性および不揮発性記憶媒体を含むメモリを含むことができる。論理またはプログラム命令を格納するためのコンピュータ可読媒体を含めることができる。システムの複数の異なる部分は、ネットワーク（たとえば、ワイヤレスネットワークおよび有線ネットワーク）を使用して接続することができる。コンピュータシステムは、１つまたは複数のインターフェイスを含むことができる。コンピュータシステムは、たとえばＵＮＩＸ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）またはＬｉｎｕｘ（登録商標）などの適切なオペレーティングシステムを含むことができる。
【００７３】
上記の任意の特徴は、本発明の任意の特定の態様または実施形態とともに使用され得ることに留意されたい。
【００７４】
本発明は、多くの方法で実践することができ、ここで、実施形態を、単なる例示として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】タグを含む、アイテムを追跡するためのシステムの概略図である。
【図２】図１のシステム内のタグの概略図である。
【図３】タグのための複数の異なる電気エネルギ源を含む図２のタグのさらなる概略図である。
【図４】図２および図３のタグを監視するためのシステムの概略図である。
【図５】例示的なタグの電源、ならびに、各電源の選択および優先論理の概略図である。
【図６】追跡システムの較正を説明する概略図である。
【図７】図１のシステムを管理し使用するために用いられるソフトウェアプラットフォームの一例の概略図である。
【図８】図１のシステムを管理し使用するために用いられるソフトウェアプラットフォームの他の例の概略図である。
【図９】図７または図８のソフトウェアプラットフォームとともに使用されるモバイルアプリケーションからの一連のスクリーンショットの例を示す。
【図１０−１】図７または図８のソフトウェアプラットフォームとともに使用されるモバイルアプリケーションからの一連のスクリーンショットの他の例を示す。
【図１０−２】図７または図８のソフトウェアプラットフォームとともに使用されるモバイルアプリケーションからの一連のスクリーンショットの他の例を示す。
【図１１】モバイルアプリケーション内で表示される航空機レイアウトを示す。
【図１２】モバイルアプリケーション内で表示される他の航空機レイアウトを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
図面は、簡略化のために図示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。同様の特徴には同じ参照符号が付されている。
【００７７】
好ましい実施形態の詳細な説明
タグは、ＲＦＩＤタグおよびＷｉＦｉタグを含むＲＦタグであってもよい。タグの位置特定は、教師あり学習を取り入れたシステムを用いて実現することができる。室内または屋外のタグは、見通し外伝搬径路および室内障害物の存在が原因で、その位置を判断するのが難しい場合がある。タグの位置特定は、所与の空間（たとえば、コーヒーショップ、図書館、ドキュメントロッカーなど）に合わせて特別に調整された訓練期間を実行することによって実現することができる。
【００７８】
タグに関する情報は、アンテナに組み込まれたタグリーダを用いて取得することができる。タグリーダは、受信信号の特性または属性を判断するための受信信号強度インジケータ（received signal strength indicator：ＲＳＳＩ）を含んでいてもよい。加えて、受信信号の測定は、単一のアンテナを用いて、または、複数の異なるアンテナを用いて、または、アンテナのアレイを用いて異なる受信位置から取得したＲＳＳＩを用いることで、実現される。アンテナのアレイをシミュレートするために、移動アンテナを用いることもできる。信号の到着角度（angle of arrival：ＡｏＡ）を位置特定に使用することもでき、ＡｏＡを、異なるアンテナにおいて、または異なる位置にある同一のアンテナにおいて（同一タグからの）受信信号間の位相差を測定することによって求めることもできる。
【００７９】
各タグ、送信機、または無線周波数（ＲＦ）通信回路の位置情報を、異なるリーダおよび／または異なる受信位置における受信信号の特性に結び付けてもよい。位置情報は、絶対情報（ｘ，ｙ，ｚ）であってもよく、または、相対情報（たとえば、棚の上、机の近く、ドアに近接、右に４番目の棚など）であってもよい。
【００８０】
信号特性は、主として、異なる複数のリーダで測定された受信信号強度およびＡｏＡであるが、その他の特性を使用してもよい。訓練段階において、基準タグを、ラベルとして（またはその他のフォーマットで）格納されたその位置情報（絶対または相対）と特徴または絶対値として格納されたその信号情報とともに、特定のポイント（points of interest）にデプロイまたは配置してもよい。テストタグは空間全体に分散させてもよい。訓練段階は、訓練されていないオペレータを用いて実行してもよい。典型的な訓練段階を完了するには、１または２時間を要するであろう。訓練段階は、たとえば装備品の交換といった室内または屋外環境の変化の後に繰り返してもよい。
【００８１】
相対位置ラベルを使用するときは、分類または較正モデルを構築するために、教師あり機械学習アルゴリズムに、上記特徴またはラベル（またはタグの位置および信号属性を定めた他のデータ）を導入してもよい。特に連続位置変数を使用するときは（たとえば、ｘ、ｙおよびｚ軸）、回帰モデルを使用してもよい。ベイズ分類器（Bayesian classifier）、線形回帰、ロジスティック回帰、ニューラルネットワーク、およびサポートベクトルマシンを含むがこれらに限定されない各種機械学習方法を使用することができる。
【００８２】
テストまたは較正段階中に、タグをデプロイし、位置特定予測モデルの精度を測定してもよい（回帰または分類）。
【００８３】
ユーザは、必ずしもタグそのものを探しているのではなく、タグに取り付けられた備品、アイテム、またはターゲット（たとえば物または文書）を探している場合がある。これらの備品の対応付け（タグ／備品）をデータベースに格納してもよい。たとえば、各タグは、信号とともに送信および受信することができる固有識別子を有していてもよい。タグリーダから発せられたまたはプロンプトなしで（たとえば間隔を空けて）送られた送信信号によって、タグに対する問い合わせを行ってもよい。
【００８４】
タグおよび／または備品の位置を特定するためにユーザが使用する、サーチエンジンを有するデスクトップアプリケーションまたはウェブサービスを提供してもよい。ユーザは、サーチエンジンにキーワードを入力し、タグＩＤとともに備品に関する示唆を受けることができる。ユーザは、その基準に一致する記録（備品／タグｉｄ）を選択することができる。このタグを求めてバックエンドコンポーネントが最新信号情報を調べ、その位置を、学習されたモデルを用いて予測することができる。位置は出力としてユーザに送信される。この位置は、要求されたときに計算するのではなく、予め定められ、データベースに格納され、出力として提供されてもよい。
【００８５】
システムは、オンデマンドで動作することもできる。この場合、クエリは、受信すべきタグからの１つまたは複数の信号を促してもよい。要求が出されたときにのみ信号または信号の属性もしくは特徴が判断されるように１つまたは複数のタグリーダをアクティブにしてもよい。
【００８６】
このシステムは、ある範囲の異なるタグを用いて実現することができる。下記のタグおよびタグリーダを用いることができるが、これらのタグおよびタグリーダは専ら例示のために提供される。
【００８７】
図６は、ある空間内の異なる位置にあるタグまたはテストタグのグループから受信するＲＳＳＩ測定値を概略的に示す。
【００８８】
追跡システムは、環境エネルギを使用して、長い距離にわたってアイテムの状態を監視および分析する。このシステムは、通信システムグリッドを形成し得るワイヤレスセンサネットワークを使用する。
【００８９】
システムは、以下を含むいくつかの部品を含むことができる。
１．分散したタグからデータおよび情報を収集するノード、アクセスポイントノード（ＡＰＮ）、またはタグリーダ。
【００９０】
２．複数のノードに報告するために部品の状態を監視することができる「タグ」または「インテリジェントセンサボード」（ＥＰＴまたはエンドポイントタグ）。
【００９１】
３．分散したセンサから収集されたデータをリンクして監視するためのソフトウェアインターフェース設計。
【００９２】
このノード設計は、データ配信を確実にして保護し、冗長性を減らすために、タグとの安全であることが好ましい接続を確立する。データは特定の共通フレーム形式を使用してカプセル化される。
【００９３】
このタグは、過酷な環境でも使用できる外付けボックスまたは筐体設計の安定した信頼性の高いワイヤレスセンサボードを使用する。このタグは、運用現場から収集されるエネルギからの自己給電式であり、ワイヤレス（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ）データ接続を使用して通信することができる。
【００９４】
タグは、エネルギハーベスティングワイヤレスセンサネットワーク（ＥＨＷＳＮ）を形成する。タグは、規定のワイヤレスプロトコルを介してデータを送信し、放出されるＲＦ生成信号、および振動モジュールの少なくとも１つまたは２つのソースからエネルギを受け取る。このタグは、マイクロコントローラ、ワイヤレス送受信機および他のセンサ（外部充電される電池供給なし）の安定した電源を供給するために、これらの２つのソースを制御する。タグは、アクセスポイントノード（複数可）（ＡＰＮ（複数可））によって始動され、部分的に（または全体的に）電力を供給され、これはまた、後で送信または記憶するために、照合されたデータを収集、処理および送信をもするものとする。
【００９５】
図１は、追跡システム１０の概略図を示す。いくつかのアイテムは破線のボックス１５で囲まれており、これらは互いに近接し得る（互いから数ミリメートルから数十メートルまで）。たとえば、破線のボックス１５内のすべてのアイテムは、特定のアイテム（たとえば、乗り物、航空機、船舶、列車、自動車、トラック、パワーモジュールプラント、太陽光モジュールプラントなど）内にあってもよい。タグリーダまたは質問器２０は、個々のタグ４０とワイヤレス通信するためのアンテナ３０を有する。この図では、３つのタグ４０が示されているが、４つ以上の数が使用されてもよい。各タグは、機械−電気エネルギ変換器５０、ＲＦ通信回路（たとえば、送信機、送受信機または別個の受信機および送信機）６０およびコントローラ７０を含むことができる。ＲＦ通信回路６０は、少なくとも２つの機能を提供することができる。これらは、（たとえば、ＷｉＦｉを使用して）タグ４０と通信すること、およびまた、タグ４０にＲＦ電力を供給することであってもよい。遠隔地には、関連するデータベース９０を有するサーバ８０が存在してもよい。サーバ８０は、インターネット、セルラネットワーク、衛星システム、または他のワイヤレス（または部分的に有線）通信ネットワークとすることができる広域ネットワーク１００を介してタグリーダ２０と通信する。サーバ８０（物理またはクラウドベースであってもよい）は、複数の異なるタグリーダ２０を監視することができるが、簡略化のためにこの図には１つしか示されていない。２つ以上のタグリーダ２０が、たとえば、各地域または乗り物において使用されてもよい。
【００９６】
したがって、タグ４０は、比較的短い距離で通信するだけでよいが、各タグ４０に取り付けられ得る個々のアイテムは、任意の距離で効果的に追跡することができ、サーバ８０によって中央において監視することができる。たとえば、サーバ８０は、ネットワーク１００を介して１つまたは複数のタグリーダ２０に信号を送信することができ、タグリーダ２０は、アンテナ３０を介して信号を送信し、信号は各タグ４０によって受信され、それに応答して、各タグは、タグリーダ２０に信号を返信する。これらのデータは、ネットワーク１００を介してサーバ８０に返信され得、任意選択的にデータベース９０に記録されてもよい。それゆえ、タグ、および、したがって、応答しないタグに取り付けられたアイテムは、見失われていると判定され得る。さらに、特定のシステム１５（たとえば、航空機の元の部品）内に配置されるべきタグ４０は、この特定の配置不良タグ４０からデータ信号を受信するとき、別のシステム１５内の異なるタグリーダ２０によって他の場所で発見することができる。次いで、異なるタグリーダ２０が、タグリーダ２０を介して新しいロケーションをサーバ８０に報告することができ、サーバ８０は、それに応答してデータベース９０を更新することができる。一例では、タグ４０を航空機部品（たとえば、エンジン）に取り付けることができる。エンジンが取り外されて新しい航空機に移動されると、新しい航空機上のタグリーダ２０は、そのような部品の存在を報告し、この部品は、追加の書類作成を必要とせずに自動的にログ記録され、監査され得る。
【００９７】
システム１０は、タグリーダ２０が問い合わせ信号を一切送出することなく動作することができる。代わりに、各タグ４０は、タグリーダ２０によって受信される定期的なデータ信号を（プロンプトなしに）送信することができる。サーバ８０は、任意の１つまたは複数のタグリーダ２０から受信データの最後のセットを要求することができる。システム１０はまた、いずれかまたは両方のモード（定期データ送信ならびに／または問い合わせ信号および応答）で動作することもできる。
【００９８】
図２は、個々のタグ４０の概略図をさらに詳細に示す。図示されている制御ユニット７０は、ＲＦ送受信機（または送信機）６０と、（たとえば、ＤＣ／ＤＣまたはＡＣ／ＤＣ変換器を使用して）制御ユニット７０にＤＣまたはＡＣ電力を供給する機械−電気変換器５０とに、接続されている。追加の周辺機器またはセンサ１１０を制御ユニット７０に取り付けることができる。イーサネット（登録商標）送信ユニット１２０は、ＲＦ送受信機（または送信機）６０を使用してインターネットプロトコル通信を提供することができる。汎用入出力ユニット１３０は、他の通信（たとえば、テスト、セットアップ、ファームウェア更新など）のために、制御ユニット７０に接続することもできる。
【００９９】
機械−電気変換器５０は、タグ４０が動くかまたは振動すると一時的に電力を供給することができる圧電振動センサであってもよく、この動きまたは振動は、航空機等の乗り物内の動きまたは振動に起因し得る。このようなエネルギ収集は、タグ４０に十分な電力を供給し、結果、電力のために近傍の問い合わせ信号に依存する必要がなくなり、その範囲を拡張することができる。これは、たとえば、大型の航空機、船舶および列車（別個のタグリーダ２０を収容することができる）のような大型乗り物において重要であり得る。しかし、各タグ４０は、これが十分に強い場合（すなわち、タグリーダ２０がタグ４０に近接している場合）、問い合わせ信号からエネルギを取り出すための電気回路をさらに含むことができる。したがって、タグ４０は２つ以上の電源を有することができる。
【０１００】
図３は、タグ４０を示し、さらに、エネルギを生成して、タグ４０内の制御ユニット７０および電気構成要素に電力を供給するために使用することができる２つの方法を概略的に示す。特に、ＡＣ−ＤＣ変換器に接続されている圧電振動センサ２１０が、示されている。ＲＦ源２３０（たとえば、タグリーダ２０からの）は、タグ４０内の電力として使用するために信号を調整するためにＤＣ−ＤＣ変換器に接続された集積アンテナ２２０によって受信されるＲＦエネルギを生成する。さらに、機械−電気変換器および／またはＲＦ源２３０のいずれかから収集されたエネルギを蓄積するために、タグ内にエネルギ蓄積装置を含めることができる。
【０１０１】
図４は、タグリーダ、タグ４０、および、タグリーダ２０によるタグへの、およびタグからの信号の特定の処理のさらなる詳細を含む、さらなる概略図を示す。ローカル環境内に２つ以上の質問器３００が存在してもよい。各質問器は、各々、アンテナ３０および関連するＲＦインターフェイスを有することができる。この例示的な実施態様では、第１の質問器またはリーダ３００は、イーサネット（登録商標）スイッチ３１０を使用するイーサネット（登録商標）接続を介してローカルサーバ３２０と通信している。第２の質問器またはリーダ３００’は、サーバ３２０とシリアル通信している。ローカル環境１５内に２つ以上のイーサネット（登録商標）および／または直列に接続された質問器３００，３００’が存在してもよい。サーバは、たとえば、ＭｙＳＱＬサーバであってもよいローカルデータベース３３０と通信している。タグ４０は、異なるセット３５０，３６０にグループ化することができ、質問器３００，３００’のいずれかまたは両方によって読み取られ得る。このようにして、専用の物理サーバ８０またはクラウドベースのウェブサービスもしくは仮想化サーバであってもよいデータ処理サービス３４０に結果を報告する前に、ローカルにサーバ３２０によって何らかの処理を実行することができる。このローカルシステム内には、１つまたは複数のタグリーダが存在し得る。
【０１０２】
前述のように、各タグ４０には、１つまたは２つのエネルギ源を使用して電力を供給してもよい。
【０１０３】
ＲＦエネルギが使用される場合、ＲＦエネルギは以下の例示的な周波数帯域の間で収集され、切り替え可能であり得る：
ａ．ＧＳＭ−８５０アップリンク。
【０１０４】
ｂ．欧州ＲＦＩＤ＆ＧＳＭ−８５０ダウンリンク。
ｃ．ＩＳＭ  ＵＳＡ＆ＧＳＭ−９００アップリンク。
【０１０５】
ｄ．ＧＳＭ−１８００アップリンク。
ｅ．ＧＳＭ−１９００アップリンク。
【０１０６】
ｆ．Ｗｉ−Ｆｉ  ２．４ＧＨｚ。
これらの帯域またはプロトコルのいずれか１つまたは複数を使用して、データを中央サーバ８０に送り返すこともできる。より一般的には、２つの周波数帯域、たとえば、８２０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚおよび２．４０ＧＨｚ〜２．４５ＧＨｚを使用することができる。
【０１０７】
機械的エネルギは、以下のうちのいずれか１つまたは複数から収集することができる。
ａ．低周波数環境：
ｉ．Ｘ、ＹおよびＺ加速度。
【０１０８】
ｉｉ．一般に、振動環境は、動作モードで±０．０５ｇの間の加速度を有し得るが、スリープおよび／またはディープスリープモードでは、０〜９００秒の間に印加される±０．５ｇの間であり得る。
【０１０９】
ｂ．動作モードは、たとえば４５分間アクティブであり得る。スリープモードは、たとえば２４０〜７２０分の間で変化し得る。
【０１１０】
３．タグ４０において、低電力制御ユニット（コントローラ７０）、センサ１１０、および送信機または送受信機６０に安定した信頼できる電圧を供給するために、複数の回路を実装することができる。
【０１１１】
４．（好ましくは、等方性に近いエネルギパターンを有する）無指向性アンテナを各タグ４０に設けることができる。
【０１１２】
５．キャパシタまたは電池を使用して、（いずれかまたは両方の電源からの）発生したエネルギを蓄積し、タグ４０に安定化された電力を供給することができる。
【０１１３】
６．好ましくは、複数の層を使用するＳＭＤ（表面実装型デバイス）を使用して、タグサイズおよびフットプリントを低減することができる。
【０１１４】
７．いくつかの実施形態では、タグ４０が厳しい環境に耐えることを可能にするために機械的強化を使用することができる。より穏やかな環境に対しては、より軽量の、より小さいまたはあまり頑丈でない設計を使用し得る。
【０１１５】
８．タグ４０は、湿度、温度、光、外部ＧＰＩＯ（汎用入力出力）構成要素のセンサのいずれかまたはすべてを含むことができる。
【０１１６】
アクセスポイント設計（ＲＦＩＤタグリーダ２０）は、ＥＨＷＳＮ（ネットワーク）または個々のタグ４０からすべてのデータフレームを収集することができる。たとえば、ＲＦＩＤタグリーダ２０は、８０００個までの同時接続を高い信頼性で管理し、フレームの冗長性および衝突を回避することができる。ＲＦＩＤタグリーダ２０は、ワイドエリアネットワーク接続を提供するＧＳＭモジュールを含むことができる。ＲＦＩＤタグリーダ２０および／またはタグ４０上のソフトウェアは、Ｃ、Ｃ＋＋、または別の適切な言語を使用して書き込むことができる。
【０１１７】
（たとえば、１つまたは複数のタグ４０から）収集されたデータは、適切なフォーマット（たとえば、ＣＳＶまたはＪａｓｏｎフォーマット）でカプセル化されてもよい。データベースフォーマットやマークアップフォーマットなど、他のフォーマットが使用されてもよい。データは、サーバ８０に送信することができる。ＲＦＩＤタグリーダ２０は、タグ４０内で使用されるのと同じワイヤレスプロトコルを順守する送受信機を含むことができる。ＲＦＩＤタグリーダ２０は、この例では８ボルトと２８ボルトとの間のＤＣ電圧で電力供給されてもよいが、他の電源パラメータが使用されてもよい。ＲＦＩＤタグリーダ２０は、規定された範囲（たとえば、最大５ｍ、１０ｍ、２０ｍ、１００ｍ、またはそれ以上）にわたって個々のタグ４０を位置特定または通信することができるソフトウェアまたはファームウェアを含むことができる。
【０１１８】
タグ４０のエネルギ源は、圧電トランスデューサのような機械−電気的エネルギ変換器を使用することができる。しかしながら、これは、ＲＦＩＤタグリーダ２０のＲＦ送信機から得られた電力によって補完され、好ましくはタグ４０上の集積無指向性アンテナを用いて受信され得る。
【０１１９】
タグ４０は、Ｃプラットフォームを使用するファームウェアを使用して動作して、入力を制御および監視し、タグワイヤレス位置特定のためのアルゴリズムを実行することができる。また、コントローラ７０は、ＲＦＩＤタグリーダ２０から受信した要求を制御および監視し、シリアルおよび／またはイーサネット（登録商標）通信を介して適切なフォーマットのデータフレームを受信することもできる。ＲＦＩＤタグリーダ２０はまた、タグ４０から受信されるデータを管理する物理ローカルサーバを含むプラットフォームを含むことができる。このローカルサーバは、要求に応じてデータを格納し提供するためのデータベースを含むことができる。
【０１２０】
タグを制御および監視するためのタグリーダ２０内のソフトウェアまたはファームウェアプラットフォームの特定の機能は、
ＤａｔａＣｏｌｌｅｃｔｏｒＭａｎａｇｅｒ、
ＱｕｅｕｅＴｅｍｐｏｒａｒｙＳｔｏｒａｇｅ、
ＤａｔａＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＭａｎａｇｅｒ、
ＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｒ、
ＴｉｍｅＳｙｎｃＭａｎａｇｅｒ、および
ＳｅｒｖｅｒＣｏｍＴａｓｋ
のうちのいずれか１つまたは複数を含んでもよい。
【０１２１】
各タグ４０内のソフトウェアまたはファームウェアは、
ＤａｔａＣｏｌｌｅｃｔｏｒＭａｎａｇｅｒ、
ＳｅｎｓｏｒＭａｎａｇｅｒ、
ＰｏｗｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＭａｎａｇｅｒ、および
ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＭａｎａｇｅｒ
のうちのいずれか１つまたは複数を含んでもよい。
【０１２２】
システム内の異なる要素または構成要素間でデータを管理および処理するために、アプリケーションインターフェース（複数可）を含めることができる。これらのアプリケーションインターフェースは、拡張可能であることが好ましい、大規模なデータのデータベース設計を有する、リアルタイム処理のためのより安定で信頼性の高い追跡アプリケーションを提供することができる。
【０１２３】
ある実装例において、位置特定の手法または手順を用いることにより、１つまたは複数のタグの位置を求めてもよい。この例における位置特定手法は、２つの段階からなる。段階１は、距離のアクティブ化を利用して検索を狭くすることとして説明できる。
【０１２４】
異なる電力レベルを用いることにより、タグのセットまたはサブグループを特定することができる。これは、タグリーダが発行した審査または問い合わせ信号に対する応答を判定することによって実現できる。これらのセットは、たとえば入れ子状でもよい。セットを、区別化によって分離または決定してもよい。たとえば、セットＡがタグのグローバルセット（最大信号レベルを記録）、セットＢが中距離セット（中距離信号レベル）、セットＣが近距離セット（たとえば最小信号レベル）であるとする。この場合、タグを３つのグループまたはサブグループ
・近距離タグ：セットＣ
・中距離タグ：差異セットＢ〜Ｃ
・遠距離タグ：差異セットＡ〜Ｂ
に分けることができる。
【０１２５】
複数のアンテナを使用する場合は、さらに他の区分（セット）を形成することができる。たとえば、アンテナが２つあり、各アンテナについて距離のアクティブ化が２レベルの場合を想定する。この場合、タグをさらに５つのセットに分割できる。
【０１２６】
アンテナが３つで距離のアクティブ化が２レベルの例を想定する。そうすると、空間は１０セットに分割できる。
【０１２７】
アンテナの数を増し距離のアクティブ化のレベル数を増すことにより、より細かく分けてセットに分散したタグが得られることは、明らかである。たとえば、（航空機上または列車内のような）直線トポロジにおいて、１０の電力レベルを得ることができ（たとえば、３、６、９、...３０ｄｂｍまたはｄＢ）、電力レベルごとに１０のＲＳＳＩ測定を行うとする。これを、軌道内の新たな位置ごとに繰り返す。
【０１２８】
相対座標（これは、開始点からの距離等の１つの座標、マップ内の位置等の２つの座標、または、立体マップにおける位置等の３つの座標でもよい）を有する移動アンテナの場合、移動アンテナは異なる位置にある複数のアンテナを表すことができる。これは、複数の受信アンテナを含む状況に似ている。アンテナ測定値は、離散位置で（たとえば、アンテナが一定速度で移動し得ると想定すると、離散期間ごとに）取得できる。アンテナ／リーダは、起点からの距離を測定するためにジャイロスコープおよび／または加速度計を備えていてもよい。この機器に関する詳細は以下で説明する。
【０１２９】
（航空機内のような）直線トポロジにおける移動アンテナの場合、各セットは、到着角（ＡｏＡ）測定値を用いての２つのセット（左および右）に分割できる。回転指向性アンテナを用いてＡｏＡを測定してもよい。
【０１３０】
段階２：タグを、較正段階中に学習したパターンとマッチングする。複数のアンテナの場合は、機械学習分類を利用してタグを位置に対してマッチングしてもよい。
【０１３１】
分類器の入力は以下を含み得る。
・異なるアンテナによって記録された、タグの受信ＲＳＳＩ／位相の測定値。これらの測定値は、ｎ次元のベクトルを形成し得る。ｎは測定値の数である。
【０１３２】
・ラベル付けされた、予め定められた、または既知の位置を有するタグの、先に較正したモデル。
【０１３３】
この手順は、非常に高い精度を示す、サポートベクトルマシン等の分類器でテストされたものである。移動アンテナの場合、これを、固定された離散位置における測定値を用いることにより、複数のアンテナとみなすことができる。別の例では、特別のまたは特定の距離メトリックを用いて、測定パターンを較正パターンに対してマッチングしてもよい。たとえば、動的時間伸縮法（Dynamic Time Warping：ＤＴＷ）を、位相パターンの距離測定として使用してもよい。
【０１３４】
指定された未知の（開始）点からモバイルリーダの位置を特定し、その後、径路移動を追跡してもよい。これにより、タグを瞬時に（リアルタイムで）位置特定する。方位の正確な測定は、移動する点の位置特定において重要な役割を果たす。方位の測定には各種技術が採用されている。
【０１３５】
慣性に基づいた知覚システムは、完全に自己完結型であるという利点を有し、そのため、測定エンティティは、動きが制約されることも、特定の環境または場所に束縛されることもないであろう。この設計は、回転運動および並進運動の追跡を可能にする加速度計およびジャイロスコープからなる。３次元で測定するためには、３本の（互いに）直交する受感軸からなる３軸センサが必要であろう。３軸磁力計を取り入れたハイブリッド設計には、磁気、角速度、および重力センサを使用することができる。重力の方向に対する姿勢はこの構成で測定することができ、この場合にはこれで十分である。
【０１３６】
ＡＨＲＳ（姿勢・機種基準システム（Attitude and Heading Reference System））として知られているであろうこのシステムは、重力方向および地球の磁場に対する方位の完全な測定を提供することができる。ジャイロスコープは角速度を測定し、これを、初期条件がわかっている場合、時間の経過にわたって積算することにより、センサの向きを計算することができる。ＭＥＭＳ（微小電気機械システム（Micro Electrical Mechanical System））デバイスを（たとえば、加速度計およびジャイロスコープとして）用いてもよい。ジャイロスコープの測定誤差を積算すると、計算した方位の累積誤差になるであろう。したがって、ジャイロスコープのみが、方位の絶対測定値を提供するために他のセンサを必要とし得る。
【０１３７】
加速度計および磁力計はそれぞれ、地球の重力場および磁場を測定し、そうすることによって、方位の絶対基準を提供する。方位フィルタのタスクは、ジャイロスコープ、加速度計、および磁力計の測定値を使用して、１つの方位推定値を算出することである。カルマンフィルタは、方位フィルタおよび市販の慣性方位センサの大半において、認められた基礎になっており、xsens（Xsens technologies (RTM)）、micro-strain（MicroStrain Inc. 3DM-GX3）、VectorNav（VectorNav TechnologiesのVN-100）、Intersense（InterSenseのInertiaCube2+）、およびCrossbowa（Crossbow TechnologyのAHRS400）はすべて、その使用に基づいたシステムを作り出す。
【０１３８】
モバイルスキャナをより正確に配置するために、低サンプリングレートでパフォーマンスを改善できる、解析によって導出され最適化された勾配降下アルゴリズムが適用されている。オンライン磁気歪み補償アルゴリズム、および、ジャイロスコープバイアスドリフト補償は、さらに精度を改善することができる。
【０１３９】
データ取得は、以下の例の値に従って実行される。
・３軸ジャイロスコープ（たとえば、±２０００°／ｓ、４００Ｈｚサンプルレート）
・３軸加速度計（たとえば、±１６ｇ、４００Ｈｚサンプルレート）
・３軸磁力計（たとえば、±１３００μＴ）。
【０１４０】
電力選択の優先度を使用することができる。これは（たとえば航空機産業における）特定の規制を満たすのに役立ち得る。システムはまた、文書（たとえば、追跡、ソーティングおよびファイリング）とともに使用されてもよい。各タグおよび／またはリーダの予測寿命は、１５年または２０年までであり得る。各タグは、可撓性であり得、かつ／または、それが取り付けられ得るアイテムの形状に適合するように構成されてもよい。
【０１４１】
一例では、タグ（エンドポイントタグまたはＥＰＴ）とリーダ（ＡＰＮ）との間の動作電力範囲は、１０〜１２ｍの範囲を必要とし得、プラスチック、金属およびガラスを含む様々な種類の障害を考慮に入れることができる。ＥＰＴのサイズは、ＩＤ−１：８５．６０×５３．９８ｍｍであるＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０に準拠することができる。タグ筐体は、できるだけ薄くすることができ、一体化されたソーラ薄膜を含んでもよい。
【０１４２】
タグは、複数のエネルギ源（たとえば、以下のいずれか１つ、２つ、または３つ）から電力を供給されてもよい。
【０１４３】
ｉ．ＲＦエネルギは、以下の例示的な周波数帯域のリストの間から利用可能な場合に収集され、切り替え可能であり得る（またはより一般的には、たとえば８２０ＭＨｚから９６０ＭＨｚおよび２．４０ＧＨｚから２．４５ＧＨｚの２つの周波数帯域が使用されてもよい）。
【０１４４】
ａ．ＧＳＭ−８５０アップリンク。
ｂ．欧州ＲＦＩＤ＆ＧＳＭ−８５０ダウンリンク。
【０１４５】
ｃ．ＩＳＭ  ＵＳＡ＆ＧＳＭ−９００アップリンク。
ｄ．ＧＳＭ−１８００アップリンク。
【０１４６】
ｅ．ＧＳＭ−１９００アップリンク。
ｆ．Ｗｉ−Ｆｉ  ２．４ＧＨｚ。
【０１４７】
ｉｉ．タグ上のハーベスタは、タグのＰＣＢ上の集積無指向性アンテナに接続されてもよく、任意選択的に、１．２ボルトを収集して、昇圧器または電圧変換器に電力を供給して、３．３ボルトを供給してＳＭＤスーパーキャパシタ（Ｖｃａｐ）を充電し、その後、制御装置、センサおよび送信ユニットに給電することができる。
【０１４８】
ａ．例示的なハーベスタは、以下のうちのいずれか１つまたは複数を提供するチップセットであってもよい。
【０１４９】
ｉ．最高７５％の高い変換効率。
ｉｉ−１７ｄｂｍ〜＋２０ｄｂｍの広いＲＦ動作範囲。
【０１５０】
ｉｉｉ．１００ＭＨｚ〜６ＧＨｚの広い周波数範囲。
ｉｖ．ＳＣ−７０のパッケージング。
【０１５１】
ｂ．昇圧器は、以下のいずれか１つまたは複数を提供するチップセットであってもよい。
【０１５２】
ｉ．最高９５％の高い効率。
ｉｉ．ＳＯＴ２３−６のパッケージング。
【０１５３】
ｉｉｉ．５．５Ｖ＠５０ｍＡ出力が可能。
ｃ．ＲＦ−ＤＣ変換回路は、上記の周波数または周波数帯域を変換および収集することができる。
【０１５４】
ｉｉｉ．好ましくはＥＰＴの外部パッケージに集積されたソーラーエネルギ収集。
ｉｖ．ＥＰＴのＰＣＢ上に実装された調整器（regulator）は、複数のエネルギ源をサポートするものとする。この設計は、図５を参照して説明した方式に従って、調整器が他の様態で電力を制限または遮断するように動作するためのＲＦエネルギの存在を定義する。
【０１５５】
ソーラおよび振動ピエゾのＤＣ調整器（二重ＡＣ入力付き）は、ＱＦＮ  ６ｘ６ｘ０．８５ｍｍ寸法パッケージを使用することができる。これは、３．３ボルトに対して最大１００ｍＡの出力電流を提供し得る。代替的に、別のゼロ電力ワイヤレスセンサを使用してもよい（この場合、異なるマイクロコントローラが必要とされることがある）。
【０１５６】
図５は、タグ４０の異なる電源を概略的に示す。
機械的に収集されるエネルギ：
ａ．低周波数環境（振動エネルギ）：一般に、振動環境は、動作モードで±０．０５ｇの間の加速度を有し得るが、スリープおよびディープスリープモードでは、±０．５ｇの間になり、考慮すべき時間は０〜１３５０秒の間である。
【０１５７】
ｂ．動作時間は最大４５分に制限され得るが、スリープモードは２４０〜７２０分の間で変化し得る。
【０１５８】
ｃ．音響エネルギハーベスティング（これは、飛行機のエネルギ分布を含め、環境に依存し得る）。
【０１５９】
２．低電力制御ユニット、センサ、および送受信機に安定した信頼できる電圧を供給するために、ＥＰＴ内の複数の回路を実装することができる。
【０１６０】
３．ＥＰＴのＰＣＢ上の無指向性アンテナの設計は、すべての時間およびすべてのロケーションで動作するために、すべての方向からＲＦエネルギを確実に受信する。
【０１６１】
ａ．アンテナは、垂直、水平、および円形の複数の偏波を持つ伝送エネルギを受け取ることができる。
【０１６２】
ｉ．ＲＦエネルギの場合、アンテナ給電および例示的な７５Ωのインピーダンスを伴う受信信号のλ／４波長を有する直交アンテナ。
【０１６３】
ｉｉ．ネットワーク回路のマッチング（送信機と受信機との間）は、電磁干渉（ＥＭＩ）を回避または低減する。
【０１６４】
ｉｉｉ．アンテナまたは複数のアンテナ帯域幅は、２．３９ＧＨｚから２．４５ＧＨｚまでで、８６０ＭＨｚから９６０ＭＨｚまでをカバーすることができる（任意選択的な最大値として反射の最小値は１％まで）。
【０１６５】
ｉｖ．パターン放射が改善されるために、反射損失アンテナは５％を超えないものであり得る。
【０１６６】
ｖ．受信機は、３２ｍＡの負荷で少なくとも３．３ボルトで動作することができる。
ｂ．マルチパス受信（等方性パターン受信）を備えたスマートアンテナが、多層経路ＰＣＢ設計上に提供される。代替的に、チップスマートアンテナを使用して、ＰＣＢ上の必要なスペースを削減することができる。
【０１６７】
ｃ．アンテナ設計はＨＩＤ規制に準拠し得る。
４．特定のスーパーキャパシタ（たとえば、２．０ｍｍ  ５Ｖ  ８５ｍＦ  ８５ｍΩの細線）の使用。
【０１６８】
５．複数の層を有するＳＭＤ（表面実装デバイス）は、小さなタグサイズ（たとえば、最大サイズはクレジットカードサイズである）およびフットプリントを提供する。頑強なフラットケーブルで相互接続された複数のミニボードを有する柔軟な形状を使用することができる。ＥＰＴのＰＣＢレイアウトは、別個であり得る複数のモジュールに分割することができる。
【０１６９】
６．通常の環境および／または必要に応じて厳しい環境のために、カバーをＰＣＢタグに提供することができる。
【０１７０】
７．ＥＰＴは、温度、光、外部ＧＰＩＯ（汎用入力出力）、湿度などのセンサを含むことができる。
【０１７１】
８．ＥＰＴ（複数可）とＡＰＮ（複数可）との間の通信内でのセキュリティおよび暗号化。
【０１７２】
９．ボード上での混合信号処理試験のための機能のシミュレーションを実施することができる。
【０１７３】
１０．ＥＰＴおよびＡＰＴのファームウェアは、Ｃコードまたは他の適切なプログラミング言語を使用することができる。このコードは、少なくとも以下のいずれか１つまたは複数を実行することが可能である。
【０１７４】
ａ．割り込みプログラミングによって光、温度、湿度の複数のセンサを読み取る。
ｂ．ＧＰＩＯ入力が、データおよび制御ユニットに対する最大３．３Ｖの電圧レベルを読み取る準備ができている。
【０１７５】
ｃ．コーディングおよびファームウェアは、ＲＴＣＡ  ＤＯ−１７８Ｃ、ＤＯ−１７８Ｂ、ＡＲＰ４７５４およびＤＯ−２５４．のような航空規格に準拠することができる。
【０１７６】
１１．マイクロコントローラは、以下の消費特性のいずれか１つまたは複数を有するｎａｎｏＷａｔｔを備えた１６ビット（ＱＦＮパッケージ）であってもよい。
【０１７７】
ａ．２０ｎＡディープスリープモード。
ｂ．２５ｎＡスリープモード。
【０１７８】
ｃ．リアルタイムクロックではあるがスリープモードの状態では５００ｎＡ。
ｄ．１ＭＨｚ動作モードにおいては１９５ｕＡ。
【０１７９】
ｅ．スリープモードからの起動は５ｕＳ。
ｆ．−４０℃〜１２５℃。
【０１８０】
１２．ワイヤレス通信は、集積アンテナ（送信動作３２ｍＡおよび受信動作２１ｍＡ）によるＰ２Ｐワイヤレスプロトコルに基づくことができる。
【０１８１】
１３．筐体の機械設計は、たとえばサイズが４６×３０×０．２で重量が０．２ｇであってもよい薄型太陽エネルギフィルム（たとえばＰＶ）を含むことができる。
【０１８２】
ＡＰＮ：
例示的なアクセスポイントノード（ＡＰＮ）は、以下を提供することができる。
【０１８３】
１．アクセスポイントは、ＥＨＷＳＮタグまたはＥＰＴからすべてのフレームを収集することができる。フレームの冗長性および衝突を避けるために、高い信頼性で５０００の同時接続を管理できることが可能であり得る。
【０１８４】
２．収集されたデータは、ｃｓｖまたはＪａｓｏｎフォーマット（これは変更することができる）でカプセル化され、ユーザのデータを監視するために、特定のアプリケーションとインターフェイスされるべきサーバに送信される。
【０１８５】
３．アクセスポイント送受信機は、ＥＰＴの同じワイヤレスプロトコルを順守し得る。
４．ＡＰＮは、２５〜３２ボルトのＤＣ電圧（通常は２８ＶＤＣ）によって給電され得る。
【０１８６】
５．ＡＰＮのファームウェアは、動作環境に応じて定義される許容範囲の誤差（５ｃｍ〜２５ｃｍ）でＥＰＴを位置特定することができる。
【０１８７】
６．ＡＰＮは、統合ＡＲＩＮＣリーダプロトコルを使用して、外部サーバＩＰおよびポートを介してデータを通信することができる。データは、要求に応じてＧＰＲＳ／ＧＳＭ通信によって通信することもできる。
【０１８８】
７．ＡＰＮおよびＥＰＴは、無線通信プロトコルを介してオンデマンドで分散型ＥＰＴ上のデータを読み取り更新する双方向通信を含むことができる。
【０１８９】
８．通信ＡＰＮ（ｓ）およびサーバＩＰでのセキュリティおよび暗号化。
９．ＡＰＮの制御ユニットは、ＥＰＴから収集されたフレームを、ＵＳＢを使用して報告するための別の集積モジュールを備えた１６ビットＩＣにも基づく。
【０１９０】
１０．使用されるワイヤレスアクセスポイントは、ワイヤレス通信プロトコル（ＡＰＮの一部）によって使用されるドーターボードアクセスポイントであってもよい。
【０１９１】
ＲＦ送信機：
１．ＥＰＴエネルギ源は、主に、集積無指向性アンテナによって高範囲のカバレッジを提供することができるＲＦ送信機（ただし、必要に応じて機械的エネルギ補完をも含む）から給電することができる。この送信機は、ＡＰＮの内部に統合することができる。
【０１９２】
２．３０ＫＨｚから２．４ＧＨＺ（混合信号の問題）の間で行われるボード内および空中におけるＲＦＩ（無線周波数干渉）条件（ＡＰＮおよびＥＰＴに対する）は、以下の信号と干渉すべきではない。
【０１９３】
ａ．１１７．９７５〜１３７．０００ＭＨｚの周波数帯域での利用。
ｂ．周波数帯域１０８〜１１７．９７５ＭＨｚでの利用
ｃ．ＤＭＥの周波数帯域９６０〜１２１５ＭＨｚでの利用
ｄ．周波数帯域５０３０．４〜５１５０．０ＭＨｚでの利用。
【０１９４】
ＲＦ送信機のアンテナは、好ましくは、３６０のエネルギパターン分布を有する等方無方向性である。
【０１９５】
アイテム、その存在および位置を監視するために、モバイルデバイス（たとえば、ラップトップおよびタブレット）用のアプリケーションを含むソフトウェアプラットフォームを提供してタグを較正し使用する。ソフトウェアプラットフォームのコンポーネントはサーバを含む。好ましくは、サーバはスケーラブルであり、そのため、クラウド技術を用いて実現することができる。ある実装例において、サーバはエラスティックビーンストーク（elastic beanstalk）アプリケーションである。エラスティックビーンストークは、スプリングブート（Spring boot）アプリケーションをサポートする特定のコンテナを提供する。この例では、ロードバランサを用いて自動的にスケーリングされて複数のインスタンスになることができる、１つのＥｃ２インスタンス（Ａｍａｚｏｎウェブサービス）を用いる。その他のクラウドプロバイダ（または物理サーバ）を用いてもよい。好ましくは、ストレージはリレーショナルデータベースである。
【０１９６】
スプリングブートアプリケーションは、すべてのサーバ機能を表す。スプリングブートは、セキュリティ構成、ＭＶＣコントローラおよびストレージサービスを扱うための簡単で柔軟な方法を提供する。たとえば、２分のタイムスロット以内で、リフレッシュ可能な統一資源識別子を用いて、アプリケーション（たとえばモバイルアプリケーション）とサーバとの間の通信のために、非常に安全なチャネルを作製する。
【０１９７】
サーバは、以下の機能を管理し、リアルタイム処理を使用する。
−乗り物（たとえば航空機）およびその客室仕様レイアウト（layout of passenger accommodation：ＬＯＰＡ）を、任意の航空機に対してユーザがパーソナライズされたＬＯＰＡを作製する機能を用いて、追加し、次に、これをクライアントアプリケーション（たとえばモバイルアプリケーション）に送信する。このモバイルアプリケーションは、監視・位置特定（Monitor and Locate（Ｍ＆Ｌ））と呼ばれる。
【０１９８】
−（たとえば４つの）備品タイプを航空機またはその他のアイテムに追加し、次に、これらを、ユーザーフレンドリーなインターフェイスを用いて各座席に取り付ける。
【０１９９】
−必要な手続きおよび規格に関するパーソナライズされたインターバル管理ルール。
−ユーザは、１台または複数の乗り物（たとえば航空機）について、情報および機能にアクセスできる。
【０２００】
−各航空機は１組の備品を有する。
−各航空機は１回または多数回の監査を受ける。監査は、いくつかの種類および形態の報告または結果を有する。
【０２０１】
ソフトウェアプラットフォームのさらに他のコンポーネントは、モバイルアプリケーションクライアント（Ｍ＆Ｌ）である。モバイルアプリケーションは、（図７に示されるように）３つの主要レイヤに分割される。アプリケーションモジュールおよびコンポーネントは、複数のレイヤに構成される。この構成により、コードおよびコンポーネントを、そのビジネス目的およびタイプに従って分離することができる。各レイヤには、自身のゴールおよび範囲がある。
【０２０２】
通信レイヤは、要求を定めるためにまたは（遠隔）サーバからの応答を受信するために必要なすべてのオペレーションおよびタイプをカプセル化する。サーバは、データのプロバイダである（そうでなければ図７から欠けているデータレイヤに代わる）レストウェブサービス（rest web service）を公開する。レストウェブサービスを消費するために、通信レイヤは以下の２つのモジュールを統合する。
【０２０３】
１．レストクライアント：レストサービスクライアントを実現したものである（通信プロトコル（たとえばｈｔｔｐ動詞、ベースｕｒｌおよびｕｒｉフォーマット）を実現する）。
【０２０４】
２．シリアライザモジュール：オブジェクト（データ転送オブジェクト）を、要求／応答に（たとえばボディまたはヘッダとして）統合できるシリアライズされたバージョンに変形（変換）する責任を有する。
【０２０５】
図８は、代替のソフトウェアプラットフォームの代替例を示す。
ビジネスロジックレイヤ（business logic layer：ＢＬＬ）は、アプリケーションによって実現されるインテリジェンスを含む。ＢＬＬは、以下を含む主要モジュールを備える。
【０２０６】
１．モデル：モデルは、インターフェイス（プログラマティック、ＵＩではない）およびすべての必要なクラスを表す。モデルパッケージは、ビジネス必要メンバ（データおよびアクション）を構築するすべてのクラスをカプセル化する。
【０２０７】
２．ユーティリティ：ファイル内のデータのパーシステンスおよび類似する特定機能のようなビジネスオペレーションを容易にするのに必要な１組のオペレーションを表す。
【０２０８】
３．コア：ソリューションを組織する構造エンティティである。
プレゼンテーションレイヤは、ユーザ体験（ＵＩおよび行動ハンドラを含む）を実現するのに必要なすべてのコンポーネントをカプセル化する。このレイヤは、以下の３つのコンセプトにまたがって分散している。
【０２０９】
１．アクティビティ：ベースアンドロイド（登録商標）アクティビティ（または別のＯＳ）から導き出されたカスタムアクティビティを表す。これは、追加の標準行動（たとえばログアウト、設定、結合プロトコル、ナビゲーション、アクティビティ間データ送信など）を提供し、カスタムデータをカプセル化する。
【０２１０】
２．ビューモデル（ViewModel）：ＭＶＶＭ設計パターンのビューモデルコンポーネントのカスタム実現を表す。これには、やり取りおよびデータ結合を扱う責任がある。
【０２１１】
３．ビュー：ユーザインターフェイスを生成するｘｍｌ文書を表す。
このレイヤは、その他のアプリケーションモジュールを通してアクセス可能なすべての横断オペレーションおよびサービスを含み、アプリケーションのロバストネスを保証する。
【０２１２】
ＭＶＶＭパターンは、ロバストなアプリケーションを実現し、単体テストを可能にする。
【０２１３】
アプリケーションデータユーザインターフェイスの詳細
図９および図１０は、モバイルアプリケーションユーザインターフェイスから取ったスクリーンショットの例を含む。以下では、これらの画面の中に（すなわちモバイルデバイスのディスプレイの中に）表示されるアクションおよびデータについて説明する。モバイルデバイスは、タグを検出するためのアンテナまたはリーダを含んでいてもよく、または、このようなタグリーダと通信してもよい。
【０２１４】
認証：システムは、ユーザが、ユーザ名およびパスワードペアおよび位置を提供することによってアプリケーション（モバイルアプリケーション）にログインできるようにする。
【０２１５】
備品データインポート：各航空機（航空機タイプ）は、コントロールプロセス中に考慮される対応付けられたデータを有する特定の１組の備品を有し得る。この自動検索は、当該航空機に関連する正しい１組のデータを取得することを保証する。
【０２１６】
セットアップ手順において、技術者（モバイルアプリケーションユーザ）は、航空機バーコードをスキャンすることから始める。アプリケーションは、関連データ（たとえば、備品マップデータ（Assets MapData）と呼ばれる備品セット、および、航空機の客室仕様レイアウトであるＬＯＰＡ）を求める要求をサーバに送信する。
【０２１７】
受信データは、ユーザが、さらなるアプリケーションステップに進むことができるようにする。データを受信したユーザは、選択肢として、「チェック」（チェックプロセスを実行）に進むかまたは初期セットアッププロセスを実行する。
【０２１８】
ＬＯＰＡのインテリジェント備品追跡：このアプリケーションにより、ユーザは、航空機のＬＯＰＡ（図１２は、モバイルアプリケーション内で表示されたこのようなレイアウトを示す）の内部における備品分布（たとえば方位および位置）のグラフィカル表現を得ることができる。グラフィカルビューは、ＲＴＬＳ（リアルタイム位置特定システム（Real Time Location System）を提供するリアルタイムスキャン視覚レポートを表す。このシステムは、スキャンプロセスをブロックによって管理し追跡する。ブロックとは、サーバ側で予め定められた１組の備品である。
【０２１９】
技術者は、グローバル航空機備品スキャンを、モバイルアプリケーションを用いてスキャンボタンを選択することにより、開始する。各備品はそれ自身のタグ（たとえば上記タグ）を有する。スキャンプロセスは、上記システムを使用することにより、タグ付けされた各備品の位置を特定する。備品の位置の較正も、先に述べた方法に従って事前に行う。技術者またはユーザは、航空機の通路を歩き進みながら備品をスキャンすることができる。一方で、アプリケーションはスキャン結果を表示する。スキャンされたブロックごとに、技術者は、（モバイルデバイスの画面に表示されたＬＯＰＡマップビュー上のカラーコードピンまたはインジケータを通して）検出された不整合を確認することができる。
【０２２０】
・赤色のピン：備品は、予め定められたブロックの中で検出されなかった。よって、この備品は欠落しているとみなされる、または、タグは無効である可能性がある。
【０２２１】
・オレンジ色：備品は、予め定められたブロックの中で検出されたが、期限切れである（各タグに有効期限が対応付けられていてもよい）。
【０２２２】
・緑色のピン：備品は（そのブロックの中で）正しく検出され、期限切れアクションは対応付けられていない。
【０２２３】
・グレーのピン：備品は正しく検出されたが、期限切れアクションが対応付けられている、および／または予め定められた特定の時間枠内で期限切れが生じることを示す警告を有する。
【０２２４】
スキャン結果に応じて、ユーザは、
１．現在のスキャンを（スキャンされた欠落している備品を修正しようとして）再スキャンによって再開する。
【０２２５】
２．スキャンを続行する（続行できるよう、「ignore（無視）」を押すことにより、備品を欠落しているとみなしてもよい）。
【０２２６】
スキャンレポート：「ＬＯＰＡにより追跡」ユースケースのスキャンから検出されたすべての不整合を要約した報告を閲覧する。アプリケーションは、技術者に対し、欠落している備品および期限切れの備品（期限切れに対応付けられたアクションを有する備品−たとえば、救命胴衣交換）のリストを表示する。
【０２２７】
このリストは、読取専用モードであってもよい（結果の改ざんまたは結果に対するその他の干渉を防止するため）。
【０２２８】
２つの不整合タイプを（たとえば異なるカラーコードを用いて）区別する。
赤色のライン：欠落している備品
オレンジ色のライン：期限切れアクションが対応付けられた備品
グレーのライン：期限切れに近い備品（たとえば、起源切れまで１５日以下−これは、サーバ側でプログラム可能であってもよい）。
【０２２９】
必要パーツ：このユースケースの目的は、特定された不整合の解決を容易にすることである。パーツ番号によって備品をグループ分けすることにより、高速で在庫を追跡することができる。
【０２３０】
備品交換：これの目的は、前に、必要パーツのユースケースにおいて特定しリストにした不整合を解決することである。技術者は、各リストの行を選択し（たとえば、画面をクリックし）、新たな備品の詳細データを正確に記入する。ＥＰＣにより、ＲＦＩＤのスキャンを行い、列および位置（たとえば座席番号）を手作業で入力することができる。交換備品のバーコードをスキャンすることにより、これらの備品のシリアルナンバーを得ることができる、または、これらのデータを手作業で追加してもよい。データを正確に入力またはスキャンした後に、ユーザは、交換が行われたことを確認する。これにより、特定の航空機備品ステータスにアップデートされる。
【０２３１】
初期セットアップ：このユースケースの目的は、異なる３つのアクションとして、構成、検証１および検証２を実行することにより、「初期セットアップ」プロセスを開始することである。これらのアクションは、航空機の内部における備品設置開始の対象となる。技術者は、自身の身分証明を用いてログインする。技術者は、位置を特定し、モバイルアプリケーション内でプロセスを開始するために、ユーザを関連するビューにナビゲートする。
【０２３２】
当業者には理解されるように、上記の実施形態の詳細は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく変更することができる。
【０２３３】
たとえば、他の機械−電気発電器（たとえば、フライホイールまたはばねベース）を使用することができる。リアルタイム処理またはデータが、オンデマンドで要求され得る。スーパーＳＭＤキャパシタが、急速充電および給電に使用され得る。拡張可能なオプションのメモリが使用されてもよい。等方性アンテナが、タグおよび／またはリーダ上で使用されてもよい。コマンドが、制御された放出信号を介してリーダからタグに送信され得る。タグ内の報告および監視は、オンデマンドで自動的に実行されてもよい。データは、タグリーダから各タグに対して読み書きすることができる。特定のまたは調整されたエネルギ量が、振動および／または音響波長レベルを用いて収集され得る。さらに、太陽エネルギをタグに給電するために使用することができる）。これらの電源は、ＡＣ／ＤＣおよび／またはＤＣ／ＤＣモジュールおよび／またはバック変換器を使用して、キャパシタまたはスーパーキャパシタまたは電池を充電するために調整することができる。
【０２３４】
各タグは、ＥＨＷＳＮの内部にあってもよいため、（航空機）バスまたはＧＳＭ（たとえば、固定ＩＰおよびクラウドサーバへのポート）を介してインターネットに接続することができるタグリーダに接続される。異なる範囲、方向、プロトコル、周波数および／または他の通信モードを提供するために、複数のアンテナを各タグ（たとえば、３つ）内で使用することができる。タグエネルギ源は、機械とＲＦとの間で（たとえば、リーダから）切り替えることができる。
【０２３５】
上記の実施形態の特徴に対する多くの組み合わせ、修正、または変更は、当業者には容易に明らかであり、本発明の一部を形成することを意図するものである。１つの実施形態または例に関連して具体的に記載された特徴のいずれかは、適切な変更を行うことによって任意の他の実施形態で使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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