(57)【要約】ＲＦアドレス可能なセンサネットワークアーキテクチャ（１００）を提供する。該センサネットワークは、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサ（１１０，２１０）、通信ネットワーク（１８０）に結合された、１つ以上の無線センサ読取装置（１４０，３４０）および１つ以上のエンドユーザ装置（１８２）を含む。ＲＦアドレス可能なセンサ（２１０）は、１つ以上のセンサ要素（２９１，２９２，２９４）、無線センサ読取装置と通信するための１つ以上のアンテナ（２０６）、ＲＦ電力および通信インターフェイス（２３０）、ＲＦＩＤ制御モジュール（２４０）、およびセンサインターフェイス（２５０）を含む。無線センサ読取装置（３４０）は、１つ以上のアンテナ（３４８，３４９）、ユーザインターフェイス（３４６）、制御装置（３４４）、ネットワーク通信モジュール（３４２）、およびＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュール（３５０）を含む。
2007526550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサであって、
１つ以上のセンサ要素と、
前記１つ以上のセンサ要素に結合された、アナログデジタル変換器を有するセンサインターフェイスと、
少なくとも１つのアンテナと、
前記少なくとも１つのアンテナおよび前記センサインターフェイスに結合されたＲＦ電力および通信インターフェイスと、
前記ＲＦ電力および通信インターフェイス、ならびに前記センサインターフェイスに結合された制御装置と、
前記制御装置および前記センサインターフェイスに結合された記憶装置であって、タグ識別番号を記憶するように構成される記憶装置と、
を備え、
前記ＲＦアドレス可能なセンサは通信ネットワークに結合された無線装置と通信し、
前記無線装置は前記通信ネットワークを通じて発信するセンサデータを取得するために前記ＲＦアドレス可能なセンサと通信する、ＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２】
前記センサインターフェイスが記憶装置をさらに備える、請求項１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項３】
前記記憶装置がセンサデータ表を含む、請求項２に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項４】
前記センサデータ表がセンサ識別番号を記憶する、請求項３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項５】
前記センサデータ表がセンサ処理情報を含む、請求項３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項６】
前記センサ処理情報が前記センサデータを分析するソフトウェアを含む、請求項５に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項７】
前記記憶装置がプログラム可能な記憶装置である、請求項２に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項８】
１つ以上の参照要素をさらに備える、請求項１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項９】
前記ＲＦ電力および通信インターフェイス、記憶装置、およびセンサインターフェイスが集積回路に実装されている、請求項１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１０】
前記１つ以上のセンサ要素の少なくとも１つが前記集積回路に実装されている、請求項９に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１１】
前記集積回路および前記少なくとも１つのアンテナが１つの基板上にある、請求項９に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１２】
前記１つ以上のセンサ要素の少なくとも１つが前記基板上に実装されている、請求項１１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１３】
前記１つ以上のセンサ要素の少なくとも１つが前記基板の外部にある、請求項１１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１４】
前記ＲＦアドレス可能なセンサがマイクロ電気機械システムである、請求項１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１５】
前記１つ以上のセンサ要素の少なくとも１つがマイクロカンチレバー装置を含む、請求項１４に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１６】
前記基板外部にある前記センサ要素の前記少なくとも１つがマイクロ電気機械システムである、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１７】
前記マイクロ電気機械システムがマイクロカンチレバー装置を含む、請求項１６に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１８】
前記１つ以上のセンサ要素の少なくとも１つがアンテナである、請求項１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項１９】
サーミスタをさらに備える、請求項１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２０】
前記ＲＦ電力および通信インターフェイスが、前記ＲＦアドレス可能なセンサに電力を供給する発電モジュールを含む、請求項１に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２１】
前記発電モジュールがＲＦエネルギーを取り込む回路構成を含む、請求項２０に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２２】
前記発電モジュールが電力供給装置を含む、請求項２０に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２３】
前記基板外部にある前記センサ要素の前記少なくとも１つが加速度計である、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２４】
前記基板外部にある前記センサ要素の前記少なくとも１つが音波センサである、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２５】
前記基板外部にある前記センサ要素の前記少なくとも１つが圧電センサである、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２６】
前記基板外部にある前記センサ要素の前記少なくとも１つが抵抗センサである、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２７】
前記基板外部にある前記センサ要素の前記少なくとも１つが電界効果センサである、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２８】
前記基板外部にある前記センサ要素の前記少なくとも１つがナノセンサである、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項２９】
前記基板外部にある前記センサ要素の少なくとも１つが外部電力供給装置に結合される、請求項１３に記載のＲＦアドレス可能なセンサ。
【請求項３０】
無線センサ読取装置であって、
１つ以上のラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサとの通信用に構成された少なくとも１つのアンテナと、
制御装置と、
前記制御装置に結合されたネットワーク通信モジュールであって、通信ネットワークに結合するためのインターフェイスを有するネットワーク通信モジュールと、
前記制御装置に結合されたロジックモジュールと、
ユーザインターフェイスと、
を備え、
前記ロジックモジュールは、前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを受信するためのセンサ通信モジュールを含む、無線センサ読取装置。
【請求項３１】
前記通信ネットワークが無線通信ネットワークである、請求項３０に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのアンテナが前記通信ネットワークとの通信用に構成される、請求項３１に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３３】
前記通信ネットワークとの通信用に構成されたネットワークアンテナをさらに備える、請求項３１に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３４】
前記通信ネットワークが公共のデータネットワークである、請求項３０に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３５】
前記通信ネットワークに結合するための前記インターフェイスがデータ通信インターフェイスを備える、請求項３４に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３６】
前記ユーザインターフェイスが、前記ＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを開始するための事前に構成されたボタンを含む、請求項３０に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３７】
前記ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュールが、
センサデータ処理ロジックを有するセンサプロセッサと、
タグプロセッサと、
をさらに備える、請求項３０に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３８】
前記ロジックモジュールが地理位置識別プロセッサをさらに備える、請求項３７に記載の無線センサ読取装置。
【請求項３９】
前記地理位置識別プロセッサが、ＧＰＳ基盤の地理位置識別および非ＧＰＳ基盤の地理位置識別のうちの少なくとも１つを実行するためのロジックを備える、請求項３８に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４０】
前記通信ネットワークによってセンサ処理情報を受信する手段をさらに備える、請求項３０に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４１】
前記センサ処理情報がセンサデータを分析するためのソフトウェアを含む、請求項４０に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４２】
前記制御装置、ネットワーク通信モジュール、およびユーザインターフェイスが無線通信装置に実装されている、請求項３０に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４３】
前記ロジックモジュールが前記無線通信装置に実装されている、請求項４２に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４４】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと通信可能な前記少なくとも１つのアンテナが、前記無線通信装置に結合される、請求項４３に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４５】
前記無線通信装置がプログラム可能なプロセッサを含む、請求項４３に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４６】
前記ロジックモジュールが、前記プログラム可能なプロセッサに格納されたソフトウェアである、請求項４５に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４７】
前記ソフトウェアがデータインターフェイスによって前記プログラム可能なプロセッサにダウンロードされる、請求項４６に記載の無線センサ読取装置。
【請求項４８】
前記データインターフェイスが赤外線インターフェイスである、請求項４７に記載の無線  センサ読取装置。
【請求項４９】
前記データインターフェイスがエア・インターフェイスである、請求項４７に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５０】
前記データインターフェイスが付属インターフェイスである、請求項４７に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５１】
前記無線通信装置がデータインターフェイスを含む、請求項４２に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５２】
前記ロジックモジュールが、前記無線装置の外部にあり、前記データインターフェイスを介して前記無線装置に結合する、請求項５１に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５３】
前記データインターフェイスが赤外線インターフェイスである、請求項５１に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５４】
前記データインターフェイスが付属インターフェイスである、請求項５１に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５５】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと通信可能な前記少なくとも１つのアンテナが前記ロジックモジュールに結合される、請求項５２に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５６】
前記無線通信装置がインターフェイスを含む、請求項４５に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５７】
第２ロジックモジュールが前記無線装置の外部にある、請求項５６に記載の無線センサ読取装置。
【請求項５８】
ＲＦアドレス可能なセンサネットワークであって、
１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと、
通信ネットワークに結合された１つ以上の無線センサ読取装置と、
前記通信ネットワークに結合された１つ以上のエンドユーザ装置と、
を備え、
前記１つ以上の無線センサ読取装置が前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと通信して、前記通信ネットワークによって伝送するセンサデータを取得する、ＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項５９】
前記通信ネットワークが無線通信ネットワークを含み、前記１つ以上の無線センサ読取装置の少なくとも１つが無線通信装置を含む、請求項５８に記載のＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項６０】
前記通信ネットワークがデータネットワークである、請求項５８に記載のＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項６１】
前記通信ネットワークが前記データネットワークに結合された無線通信ネットワークをさらに備える、請求項６０に記載のＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項６２】
前記通信ネットワークがインターネットである、請求項６０に記載のＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項６３】
前記通信ネットワークに結合されたセンサネットワークプロセッサをさらに備える、請求項５８に記載のＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項６４】
前記センサネットワークプロセッサが地理位置識別プロセッサおよびセンサデータプロセッサを備える、請求項６３に記載のＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項６５】
前記地理位置識別プロセッサが、ＧＰＳ基盤の地理位置識別および非ＧＰＳ基盤の地理位置識別を実行するロジックを含む、請求項６４に記載のＲＦアドレス可能なセンサネットワーク。
【請求項６６】
無線センサ読取装置において、１つ以上のラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサからセンサデータを取得し、前記センサデータを通信ネットワークを介して通信する方法であって、
（ａ）前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサに信号を発信するステップであって、前記信号は前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサを起動する、ステップと、
（ｂ）個々のＲＦアドレス可能なセンサを分離するために前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサに問い合わせるステップと、
（ｃ）前記分離されたＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを受信するステップと、
（ｄ）前記受信したセンサデータの処理が必要かどうかを判別するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）で前記受信したセンサデータの処理が必要ないと判別された場合、前記センサデータを前記無線センサ読取装置に表示するステップと、
（ｆ）ステップ（ｄ）で前記受信したセンサデータの処理が必要であると判別された場合、前記無線センサ読取装置で処理が実行されるべきかどうかを判別するステップと、
（ｇ）ステップ（ｆ）で、前記無線センサ読取装置で前記受信したセンサデータの処理が実行されるべきであると判別された場合、
前記受信したセンサデータを処理するステップと、
前記処理されたセンサデータを前記無線センサ読取装置に表示するステップと、を実行するステップと、
（ｈ）ステップ（ｆ）で、前記無線センサ読取装置で前記受信したセンサデータの処理が実行されるべきではないと判別された場合、
前記受信したセンサデータを前記通信ネットワークを介してネットワークセンサプロセッサに通信するステップと、
処理されたセンサデータを受信するステップと、
前記処理されたセンサデータを前記無線センサ読取装置に表示するステップと、を実行するステップと、
を含む、方法。
【請求項６７】
通信ネットワークに結合されたエンドユーザ装置から接続信号を受信するステップと、
前記エンドユーザ装置に前記通信ネットワークを介して接続するステップと、
１つ以上の開始信号を前記エンドユーザ装置から受信するステップと、
をステップ（ａ）の前に実行するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの前記読み取りの開始が、ある事象が発生すると自動的に前記読み取りを開始することを含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６９】
前記事象が所定の時間の経過である、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記無線センサ装置がキーパッドおよび表示部を有するユーザインターフェイスを含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項７１】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの前記読み取りの開始が、前記キーパッドを介して一連のキー操作を入力することを含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの前記読み取りの開始が、前記表示部上のアイテムを始動させることを含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項７３】
前記無線センサ装置が前記１つ以上のセンサ要素の読み取りを開始するように事前に構成されたボタンを含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項７４】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの前記読み取りの開始が、前記事前に構成されたボタンを押すことを含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
ステップ（ａ）の前に、１つ以上の開始信号をＲＦアドレス可能なセンサから受信するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項７６】
ステップ（ａ）の前に、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサから、センサデータを取得するロジックを受信するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項７７】
ラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサにおける、センサデータを通信ネットワークを介して伝送するために無線センサ読取装置へ通信する方法であって、前記ＲＦアドレス可能なセンサは１つ以上のセンサ要素を含み、該方法は、
（ａ）無線センサ読取装置から信号を受信するステップと、
（ｂ）アナログセンサデータを少なくとも１つのセンサ要素から取得するステップと、
（ｃ）前記アナログセンサデータをデジタルセンサデータに変換するステップと、
（ｄ）前記デジタルセンサデータを前記無線センサ読取装置へ前記通信ネットワークを介して伝送するために通信するステップと、
を含む、方法。
【請求項７８】
ステップ（ｂ）の前に、前記無線センサ読取装置から読取センサ信号を受信するステップをさらに含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
ステップ（ｄ）の前に、前記デジタルセンサデータの処理をさらに含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項８０】
記憶されたタグ識別番号を前記無線センサ読取装置へ通信するステップをさらに含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項８１】
参照データを前記無線センサ読取装置へ通信するステップをさらに含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項８２】
センサ処理情報を前記無線センサ読取装置に通信するステップをさらに含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項８３】
前記デジタルセンサデータの前記無線センサ読取装置への通信が、前記デジタルセンサデータを前記タグ識別番号の構成要素として通信することを含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項８４】
地理的領域内の有害薬剤の存在を監視するためのセンサネットワークであって、
１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサであって、各ＲＦアドレス可能なセンサが有害薬剤の存在を検知するための少なくとも１つのセンサ要素を含む、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと、
通信ネットワークに結合された１つ以上の無線センサ読取装置であって、前記無線センサ読取装置が前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを取得する、１つ以上の無線センサ読取装置と、
通信ネットワークに結合された集中センサネットワークプロセッサであって、前記集中センサネットワークプロセッサが前記１つ以上の無線センサ読取装置からセンサデータを受信する、集中センサネットワークプロセッサと、
を備える、センサネットワーク。
【請求項８５】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの少なくとも１つが化学剤の存在を検知可能である、請求項８４に記載のセンサネットワーク。
【請求項８６】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの少なくとも１つが放射線剤の存在を検知可能である、請求項８５に記載のセンサネットワーク。
【請求項８７】
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの少なくとも１つが生物剤の存在を検知可能である、請求項８６に記載のセンサネットワーク。
【請求項８８】
地理的領域の有害薬剤の存在を監視する方法であって、該方法は、
（ａ）複数のＲＦアドレス可能なセンサを地理的領域上に分配するステップと、
（ｂ）前記複数のＲＦアドレス可能なセンサを読み取るために、１つ以上の無線センサ読取装置を前記地理的領域内に配置するステップと、
（ｃ）各無線センサ読取装置において、
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを開始するステップと、
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを受信するステップと、
前記受信したセンサデータを集中ネットワークセンサプロセッサへ通信するステップと、
（ｄ）前記センサデータが有害薬剤の存在を示すかどうかを判別するステップと、
（ｅ）前記センサデータが有害薬剤の存在を示していると判別された場合、前記センサデータを通信した前記ＲＦアドレス可能なセンサの位置を識別するための地理位置識別を実行するステップと、
を含む、方法。
【請求項８９】
輸送コンテナの遠隔監視のためのセンサネットワークであって、
１つ以上の容器であって、各容器は１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサを含む、１つ以上の容器と、
１つ以上の輸送コンテナであって、前記１つ以上の容器が運搬用の前記１つ以上の輸送コンテナの少なくとも１つに積み込まれている、１つ以上の輸送コンテナと、
無線センサ読取装置からセンサデータを受信するための装置を有する少なくとも１つの輸送手段と、
前記受信したセンサデータに関して危機管理を実行するための集中ネットワーク監視プロセッサと、
を備え、
各輸送コンテナは１つ以上の無線センサ読取装置を含み、前記無線センサ読取装置は前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを取得し、
各ＲＦアドレス可能なセンサは有害薬剤の存在を検知するための少なくとも１つのセンサ要素を含む、センサネットワーク。
【請求項９０】
前記集中ネットワーク監視プロセッサが地理位置識別を実行するためのロジックを含む、請求項８９に記載のセンサネットワーク。
【請求項９１】
各輸送コンテナが１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサを含む、請求項９０に記載のセンサネットワーク。
【請求項９２】
１つ以上の輸送用箱をさらに備える、請求項８９に記載のセンサネットワーク。
【請求項９３】
１人以上の個人を遠隔監視するためのセンサネットワークであって、
少なくとも１人の個人によって運搬される１つ以上のスマートカードであって、各スマートカードが１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサを含む、１つ以上のスマートカードと、
通信ネットワークに結合された少なくとも１つの無線センサ読取装置と、
前記通信ネットワークを介して前記ＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを遠隔で開始するための１つ以上のエンドユーザ装置と、
を備え、
前記少なくとも１つの無線センサ読取装置が、前記通信ネットワークを介して通信するためのセンサデータを取得するために、前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと通信し、
個人が少なくとも１つのスマートカードを有する、センサネットワーク。
【請求項９４】
前記スマートカードが、前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサが前記少なくとも１人の個人の肌に最も近くなるように位置された、請求項９３に記載のセンサネットワーク。
【請求項９５】
前記ＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを開始し、前記受信したセンサデータを処理して医療専門家の注意を要する変化を識別する集中診断システムをさらに備える、請求項９３に記載のセンサネットワーク。
【請求項９６】
電化製品の内容物の監視のためのセンサネットワークであって、
前記電化製品の内部に置かれた１つ以上のアイテムと、
各アイテムに結合された１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと、
前記ＲＦアドレス可能なセンサの読取範囲内に位置し、通信ネットワークに結合された、１つ以上の無線センサ読取装置と、
前記ＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを開始するために前記通信ネットワークに結合された、エンドユーザ装置と、
を備える、センサネットワーク。
【請求項９７】
構造体を監視するためのセンサネットワークであって、
１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサであって、前記ＲＦアドレス可能なセンサが前記構造体の支持部材に近接した、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと、
通信ネットワークに結合された１つ以上の無線センサ読取装置であって、前記無線センサ読取装置が１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを取得する、１つ以上の無線センサ読取装置と、
前記通信ネットワークに結合された集中センサネットワークプロセッサであって、前記集中センサネットワークプロセッサが通信ネットワークを介して前記１つ以上の無線センサ読取装置からセンサデータを受信する、集中センサネットワークプロセッサと、
を備える、センサネットワーク。
【請求項９８】
前記ＲＦアドレス可能なセンサが構造体の応力を測定するためのセンサ要素を含む、請求項９７に記載のセンサネットワーク。
【請求項９９】
無線センサ読取装置における、１つ以上のラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサからセンサデータを取得するための方法であって、
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサへ信号を発信するステップであって、前記信号が前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサを起動する、ステップと、
個々のＲＦアドレス可能なセンサを分離するために前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサに問い合わせるステップと、
前記分離されたＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを受信するステップであって、前記受信したセンサデータはセンサ識別情報を含む、ステップと、
前記無線センサ読取装置の外部にあるプロセッサにセンサ識別情報を通信するステップと、
センサデータ処理情報を受信するステップと、
前記受信した処理情報に基づいて前記センサデータを処理するステップと、
を含む、方法。
【請求項１００】
前記受信したセンサ処理情報が前記受信したセンサデータを分析するためのソフトウェアを含む、請求項８３に記載の方法。
【請求項１０１】
無線センサ読取装置における、１つ以上のラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサからセンサデータを取得するための方法であって、
前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサへ信号を発信するステップであって、前記信号が前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサを起動する、ステップと、
個々のＲＦアドレス可能なセンサを分離するために前記１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサに問い合わせるステップと、
前記分離されたＲＦアドレス可能なセンサからセンサデータを受信するステップであって、前記受信したセンサデータはセンサ処理情報を含む、ステップと、
前記受信した処理情報に基づいて前記センサデータを処理するステップと、
を含む、方法。
【請求項１０２】
前記受信したセンサ処理情報が前記受信したセンサデータを分析するためのソフトウェアを含む、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
ラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサであって、
１つ以上のセンサ要素と、
前記１つ以上のセンサ要素に結合されたアナログデジタル変換器を有するセンサインターフェイスと、
少なくとも１つのアンテナと、
前記少なくとも１つのアンテナおよび前記センサインターフェイスに結合されたＲＦ電力および通信インターフェイスと、
前記ＲＦ電力および通信インターフェイス、ならびに前記センサインターフェイスに結合された制御装置と、
前記制御装置および前記センサインターフェイスに結合された記憶装置であって、タグ識別番号を記憶するように構成される記憶装置と、
を備え、
前記センサインターフェイスは記憶装置を含み、前記記憶装置はセンサデータ表を含む、ＲＦアドレス可能なセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してセンサネットワーク、具体的にはラジオ周波数識別（ＲＦＩＤ）基盤のセンサネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線センサは遠隔からリアルタイムにデータを提供することができるため、広範にわたり健康および安全面へ応用する可能性が開かれる。個人の観点からすれば、消費する前に、食料品に有害のバクテリアあるいは個人がアレルギーを持つ成分が含まれているかどうかを判別する能力が強く求められる。団体としての観点からすれば、最近の国内外の事象にとって、広範な地理的領域にわたる化学剤、生物剤、放射線剤、およびその他の危険を、継続的にリアルタイムで監視および検知するための分散システムの必要性が増している。
【０００３】
センサおよびセンサ読取装置の費用のため、広大な地理的領域にわたるセンサネットワークの幅広い配置、あるいは個人による広く一般化した使用は現在実行可能ではない。加えて、センサの不正確さにより、概して偽陽性を排除するための相互検証が必要となり、各応用のために配置を要するセンサの数が追加される。広範囲の地理的配置に関わる別の問題は、センサあるいはセンサ表面の損耗のために、センサを定期的に交換する必要があり、費用がかさむということである。
【０００４】
従って、安価で、小型の、柔軟性のある無線センサが必要とされている。さらに、一般にも安価で入手しやすいセンサ読取装置が必要である。
【０００５】
有害な物質および／または状態を費用効率の高い方法で、リアルタイムに監視および検知するための、分散型センサネットワークの必要性もまた存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、読取装置が通信し、ＲＦアドレス可能なセンサに動力を供給する、ラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサネットワークアーキテクチャの提供を目的とする。また本発明は、現在入手可能なほとんどの種類のセンサよりも低い費用で生産可能なＲＦアドレス可能なセンサの提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の局面によると、ＲＦアドレス可能なセンサネットワークは、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサと、通信ネットワークに結合された１つ以上の無線センサ読取装置と、通信ネットワークに結合された任意の１つ以上のエンドユーザ装置とを含む。本発明の一局面では、前記通信ネットワークは、公的にアクセス可能な通信ネットワークである。別の局面において、前記通信ネットワークは、私的ネットワーク、あるいは公的および私的な部分の両方を有する混成ネットワークである。前記無線センサ読取装置は、ＲＦ信号を介してＲＦアドレス可能なセンサと通信する。また前記無線センサ読取装置は、無線のエア（ａｉｒ）・インターフェイスプロトコルあるいは有線のデータ通信プロトコルを介して、前記通信ネットワークとも通信する。本発明の別の局面において、前記ＲＦアドレス可能なセンサネットワークは、センサデータ処理ロジックおよび地理位置識別処理ロジックを有するセンサネットワークプロセッサを含む。
【０００８】
前記ＲＦアドレス可能なセンサは、ラジオ周波数識別（ＲＦＩＤ）タグの機能性およびセンサの機能性を兼ね備える。前記ＲＦアドレス可能なセンサは、前記無線センサ読取装置と通信するための１つ以上のアンテナ、１つ以上のセンサ要素、ＲＦ電力および通信インターフェイス、ＲＦＩＤ制御モジュール、およびセンサインターフェイスを含む。前記ＲＦＩＤ制御モジュールは、無線センサ読取装置および／または従来のＲＦＩＤタグ読取装置とのＲＦＩＤタグ通信を制御するＲＦＩＤロジックを含む。また前記ＲＦＩＤ制御モジュールはセンサデータを処理するためのロジックも含むことができる。本発明の別の局面において、前記ＲＦアドレス可能なセンサは、前記センサ要素に結合された１つ以上の参照要素を含む。
【０００９】
また本発明は、無線センサ読取装置の提供も目的としている。本発明の局面によれば、前記無線センサ読取装置は、１つ以上のアンテナと、ユーザインターフェイスと、制御装置と、ネットワーク通信モジュールと、ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュールとを含む。前記ネットワーク通信モジュールは、通信ネットワークとの通信を提供するように構成されている。前記ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュールは、前記ＲＦアドレス可能なセンサとの通信を制御する。前記無線センサ読取装置は、電話あるいはＰＤＡのような無線装置に実装されている。本発明の一局面において、前記ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュールは、設計に組み込むことにより、あるいは前記センサロジックを、前記装置上に位置するプログラム可能なプロセッサに取り込むことにより、前記装置に統合されている。本発明の別の局面において、ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュールは、インターフェイスを介して前記装置に結合される。
【００１０】
本発明はまた、ＲＦＩＤを基盤としたセンサネットワークのセンサデータを通信するための方法の提供も目的とする。本発明の局面によれば、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの読み取りが、前記無線センサ読取装置で開始される。そして前記無線センサ読取装置がＲＦアドレス可能なセンサに信号を通信し、前記センサを起動し、動力を供給する。次に前記無線センサ読取装置は個々のＲＦアドレス可能なセンサを分離する。本発明の局面において、前記無線センサ読取装置は分離されたＲＦアドレス可能なセンサに信号を送り、センサデータを取得する。するとＲＦアドレス可能なセンサはセンサーデータを無線センサ読取装置に通信する。前記無線センサ読取装置は、さらに前記データに関する処理を実行する、あるいはさらにデータの処理を行うために、前記ネットワークセンサプロセッサに前記データを通信することができる。本発明のいくつかの局面において、前記受信したセンサデータおよび／または処理されたセンサデータを、前記無線センサ読取装置上に表示することができる。本発明の別の局面において、前記の元のセンサデータおよび／または処理されたセンサデータは、通信ネットワークに結合されたプロセッサおよび／またはエンドユーザ装置に通信される。
【００１１】
これらおよびその他の目的、利点、特徴は、以下の本発明の詳細な説明から容易に明白となるだろう。
【００１２】
以下、本発明を付随する図面を参照して説明する。図面では、同種の参照番号が同一、あるいは機能的に類似した要素を示す場合がある。加えて、参照番号の左端の、１つまたは複数の数字により、参照番号が最初に言及された図面を特定する場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１．本発明の構造上の実施形態
以下の小区分で、ＲＦアドレス可能なセンサネットワーク、ＲＦアドレス可能なセンサ、およびＲＦアドレス可能なセンサ読取装置のさまざまな実施形態を説明する。これらの実施形態は図示するために提供されており、本発明は以下に説明する特定の実施形態に制限されないと理解されるべきである。ここでの説明に基づくと、ＲＦアドレス可能なセンサネットワーク、ＲＦアドレス可能なセンサ、およびＲＦアドレス可能なセンサ読取装置の代替の実施形態は、関連技術の当業者には明らかで、それらには同等物、組み合わせ、修正、より多くの、あるいは少ない構成要素等も含まれる。そのような代替の実施形態は、本発明の精神の範囲内であると理解されるべきである。
１．１  ＲＦアドレス可能なセンサネットワーク
図１は、本発明の一実施形態による、ＲＦアドレス可能なセンサを監視し、検知し、地理位置識別するためのＲＦアドレス可能なセンサネットワーク１００を図解する構成図である。ネットワーク１００は、ＲＦアドレス可能なセンサ群１０２、１つ以上の無線アドレス可能なセンサ読取装置１４０、および通信ネットワーク１８０を含む。本発明の一実施形態において、通信ネットワーク１８０は、公的にアクセス可能な通信ネットワークである。別の実施形態において、通信ネットワーク１８０は、私的なネットワーク、あるいは公的および私的な部分を含む混成ネットワークである。通信ネットワーク１８０は、無線通信ネットワーク１７０および／またはデータ通信ネットワーク１７５を含む。図１は通信ネットワーク１８０を無線およびデータ通信ネットワークを含むと表しているが、関連技術の当業者には、その他のネットワークアーキテクチャを本発明と使用できることが理解されるであろう。
【００１４】
一実施形態において、エンドユーザ装置１８２を通信ネットワーク１８０と交信させることができる。エンドユーザ装置１８２は、通信ネットワーク１８０との双方向通信のためのロジックを含む。エンドユーザ装置１８２を、ネットワーク１８０を介して読取装置１４０へ要求を起こすことにより、ＲＦアドレス可能なセンサ１０２からセンサデータの要求を開始するようにしてもよい。一実施形態において、エンドユーザ装置１８２は、受信したセンサデータを処理するためのロジックも含む。例えば、ユーザ装置１８２は、プロセッサ１９０の特徴を含むことができ、以下でさらに説明する。従って、一実施形態において、ユーザ装置１８２はセンサデータの要求を開始することもできるし、その結果生じるセンサデータを受信し、処理することもできる。エンドユーザ装置１８２は、無線リンク１８４あるいは有線リンク１８６を介して、通信ネットワーク１８０と通信することができる。代替の実施形態において、ネットワーク１００はまた、センサネットワークプロセッサ１９０も含む。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態によると、ＲＦアドレス可能なセンサ群１０２には、１つ以上の任意の数のＲＦアドレス可能なセンサ１１０を含むことができる。ＲＦアドレス可能なセンサ１１０は、ＲＦＩＤタグの機能性およびセンサの機能性を統合したものである。ＲＦアドレス可能なセンサ１１０は、アイテムの外側に取り付けることもできるし、アイテムに挿入する（例、液体の中に浸す）、あるいは単独型であってもよい。
【００１６】
無線センサ読取装置１４０は、ＲＦアドレス可能なセンサ群１０２に問い合わせるロジックおよび、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０が発信するセンサデータおよびＲＦＩＤタグデータを読み取るロジックを含む。また一実施形態において、無線センサ読取装置１４０は、受信したセンサデータを処理するロジックも含む。無線センサ読取装置１４０は、エア・インターフェイスプロトコルを介してＲＦアドレス可能なセンサ群１０２と通信可能なあらゆる無線装置であってよい。本発明のいくつかの実施形態において、無線センサ読取装置１４０は、無線電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線通信機能を有するコンピュータ、あるいはその他の種類の可動性の手持ち式、および／または計算装置で有り得る。
【００１７】
本発明によると、信号１１５は、１つ以上のプロトコルによって、無線センサ読取装置１４０とＲＦアドレス可能なセンサ群１０２の間で交換される。信号１１５は、ラジオ周波数（ＲＦ）伝送のような無線信号である。本発明の一実施形態において、読取装置１４０およびセンサ群１０２は、ＲＦＩＤタグ通信およびセンサ通信の両方を、単一のプロトコルを介して通信する。代替の実施形態において、読取装置１４０およびセンサ群１０２は、ＲＦＩＤタグ通信においては第１プロトコルを介して、センサ通信においては第２プロトコルを介して通信する。ＲＦＩＤタグ通信に使用されるプロトコルの例は、以下の同時係属の米国特許出願、出願番号１０／０７２，９８４で２００２年２月１２日に出願済みの、発明の名称「Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」、出願番号１０／６８７，６９０で２００３年１０月２０日に出願済みの、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｒｅａｄｉｎｇ  ｏｆ  ａ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｔａｇｓ  ｗｉｔｈ  Ｕｎｉｑｕｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｕｍｂｅｒｓ  Ｏｖｅｒ  ａ  Ｎｏｉｓｙ  Ａｉｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ」、および出願番号１０／６９３，６８７で２００３年１０月２７日に出願済みの、発明の名称「Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｔｒｅｅ  Ｔｒａｖｅｒｓａｌ  ｗｉｔｈ  Ｓｅｃｕｒｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」で説明されており、それらはそれぞれ参照することにより、その全体が組み込まれる。また本発明は、別名として知られる、あるいは今後開発されるタグおよび読取装置の間の、あらゆる種類の通信プロトコルに適用可能である。
【００１８】
本発明の一実施形態において、信号１６５は、１つ以上のプロトコルにより、無線センサ読取装置１４０および無線通信ネットワーク１７０の間で交換される。信号１６５は、主としてＲＦ信号である。関連技術の当業者であれば十分理解できるように、読取装置１４０および無線ネットワーク１７０の間で使用される通信プロトコルは、例えばＩＳ−４１あるいはＧＳＭ無線通信ネットワークで使用されるような、あらゆる無線のエア・インターフェイスプロトコルで有り得る。
【００１９】
また代替の実施形態において、無線センサ読取装置１４０は、インターフェイス１８５を介してもデータ通信ネットワーク１７５に通信することができる。インターフェイス１８５は、有線のインターフェイスである。例えば、無線センサ読取装置１４０が有線機能を有するコンピュータである場合、センサ読取装置１４０はＴＣＰ／ＩＰを使用するインターフェイス１８５を介してインターネットにアクセスすることができる。関連技術の当業者であれば十分理解できるように、読取装置１４０およびデータ通信ネットワーク１７５の間で使用される通信プロトコルは、どんなデータ通信プロトコルでも良い。
【００２０】
本発明の一実施形態において、無線ネットワーク１７０は、無線通信に対応した切替式の電話ネットワークのような、公的にアクセス可能なネットワークである。代替の実施形態において、無線ネットワーク１７０は私的ネットワークであることもできる。無線ネットワーク１７０は、公的にアクセス可能なデータ通信ネットワーク１７５に結合されることができる。公的にアクセス可能なデータ通信ネットワーク１７５は、公共の切替式の電話ネットワーク、あるいはインターネットのような公共のデータネットワークで有り得る。加えて、データ通信ネットワーク１７５は、関連技術の当業者であれば十分理解されるであろうが、その他の公的あるいは私的なネットワークに接続することができる。
【００２１】
センサネットワークプロセッサ１９０は、ネットワーク１８０によって、センサデータを受信し、そのデータを処理する。さらに、一実施形態において、プロセッサ１９０は、ネットワーク１８０によって、例えば読取装置１４０へ処理されたデータを返信する。センサネットワークプロセッサ１９０は、地理位置識別プロセッサ１９２およびセンサデータプロセッサ１９４を含む。センサネットワークプロセッサ１９０は、単独型のシステムであることもできるし、あるいは多数のシステムにわたって分散することもできる。地理位置識別プロセッサ１９２は、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサ１１０からデータを受信し、受信されたデータおよび／または信号に基づいてＲＦアドレス可能なセンサ１１０のＧＰＳおよび／または非ＧＰＳの地理位置識別を実行するロジックを含む。ＧＰＳ基盤の地理位置識別では、静止衛星を介して無線センサ読取装置１４０に供給された信号を使用して位置を判別する。ＧＰＳ基盤の地理位置識別の制限は、装置が遮蔽されている（例、地下、建物内等）場合、信号を利用できないことである。非ＧＰＳ基盤の地理位置識別では、位置は参照点（例、移動基地局）としての伝送システムに基づいた三角測量方式および信号を発信するまでの時間の計算によって判別される。このようにして、携帯電話の中継塔はプロセッサ１９０によって行われた計算を通じて無線センサ読取装置１４０の地理位置を識別できる。同様に、無線センサ読取装置１４０は、三角測量方式および内部時計の同期化により、個々のセンサ１１０の正確な位置を識別するための基準として使用することができる。携帯電話の中継塔および／または無線センサ読取装置の位置のいずれかは分かっていてＧＰＳ座標を含むことができるので、ＧＰＳ、非ＧＰＳ、あるいは混成システムのいずれかを使用して、センサの正確な地理位置の識別を実現することができる。
【００２２】
地理位置識別に関する詳細な情報については、１９９７年１１月１３日出願の発明の名称「Ｗｏｒｋｅｒ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  ｏｆ  Ｗｏｒｋｅｒｓ」の米国特許第６，０３１，４５４号（その全体が本明細書に援用される）を参照されたい。
【００２３】
センサデータプロセッサ１９４は、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサ１１０からセンサデータを受信し、受信したデータの処理を実行し、その処理に基づいた情報を無線読取装置１４０あるいはエンドユーザ装置１８２へ通信するロジックを含む。センサネットワークプロセッサ１９０は、無線通信ネットワーク１７０および／またはデータ通信ネットワーク１７５に結合される。
【００２４】
１．２  ＲＦアドレス可能なセンサ
図２は、本発明の一実施形態による、ラジオ周波数（ＲＦ）アドレス可能なセンサ２１０の構成図である。ＲＦアドレス可能なセンサは、センサの機能性と統合されたＲＦＩＤタグの機能性を含む。
【００２５】
ラジオ周波数アドレス可能なセンサ２１０は、集積回路２２２、複数のＲＦパッド２０４ａから２０４ｎ、および複数のアンテナ２０６ａから２０６ｎを含む。これらの構成要素は、基板２０２に取り付けられているか、その上に形成されている。またＲＦアドレス可能なセンサ２１０は、複数のセンサ要素２９１ａ〜２９１ｎ、２９２ａ〜２９２ｎ、および２９４ａ〜２９４ｎも含む。
【００２６】
センサ要素を、集積回路２２２の基板２０２、基板２０２の外部、あるいは前記のいずれの組合せに含むことができる。図２に示すように、センサ要素２９１ａ〜ｎは、集積回路２２２の構成要素として含まれる。センサ要素２９２ａ〜ｎは、基板２０２に含まれる。ＲＦアドレス可能なセンサ２１０の構成と適合する、あらゆるセンサ要素を使用することができる。本発明の一実施形態において、センサ要素２９２ａ〜ｎは、基板２０２に堆積されるか、印刷されるか、あるいは直接組み立てられる、薄膜センサ要素で有り得る。センサ要素２９４ａ〜ｎは、基板２０２の外部にある。センサ要素が前記基板上（集合的にセンサ要素２９２）、あるいは基板の外部（集合的にセンサ要素２９４）に位置する場合、センサ要素は複数のセンサパッド２０８ａから２０８ｎの（集合的にセンサパッド２０８）の１つ以上に結合される。
【００２７】
センサパッド２０８の構造は、センサパッド２０８に結合されているセンサ要素の種類によって決まる。本発明の一実施形態において、センサパッド２０８は金属製である。ただし、特定の生物学センサ要素は、柔らかい物質から成る。金属性のセンサパッド２０８に結合されると、これらのセンサ要素を貫通する可能性がある。本発明の代替の実施形態において、１つ以上のセンサパッドは柔らかいセンサパッドである。これらの柔らかいセンサパッドは、集積回路の構成要素に結合する金属の接続層から、センサ要素に結合する柔らかい接続層へ移行部分を提供する。柔らかい移行部分を使用することによって、どんな種類の外部センサ要素でも基板２０２に結合することができる。例えば、添加物の入ったインクあるいは導電性高分子を使用して、以下に説明するように基板２０２を集積センサに結合して接合することができる。集積センサは、その他のマイクロおよびナノ加工技術を使用して製造することができ、それにより複雑な集積無線センサを非常に低費用で生産し、多くの異なる市場に応用する手段を提供する。
【００２８】
この柔軟なアーキテクチャによって、さまざまな種類のセンサ要素をＲＦアドレス可能なセンサ２１０に実装することができる。ＲＦアドレス可能なセンサ２１０は、１種類のセンサ要素のみを含むことができるか、異なる種類のセンサ要素の組合せを含むことができる。センサ要素の例には、薬物あるいは四硝酸ペンタエリスリトール（ＰＥＴＮ）およびヘキサヒドロ−１，３，５−トリアジン（ＲＤＸ）のような爆発物の前駆物質あるいは微量化学物質との関連物のような、化学物質の存在を検知するガスセンサ要素、環境温度を表示する情報を生成する温度センサ要素、動作や振動を表示する情報を生成する加速度計、光の存在（あるいは不在）を検知する光学センサ要素、さまざまな種類の機械的圧力を検知する圧力センサ要素、取り付けられたアイテムからのセンサを破壊あるいは取り外そうとする試みを検知する改ざんセンサ要素、電磁界センサ要素、放射線センサ要素、および生化学センサ要素が含まれる。ただし、このリストは全てを網羅している訳ではない。関連技術の当業者であれば明白であろうが、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０は、その他の種類のセンサ要素あるいはその組み合わせも含むことができる。
【００２９】
センサ要素２９１ａから２９１ｎは、集積回路２２２の一部として、チップ表面に直接製造可能なセンサである。例えば、これらには、温度変化、放射線、電気的変化、電界効果および動作用のセンサが含まれる。センサ要素２９２ａから２９２ｎは、化学センサ、生物学センサ等の、多数の異なる種類のセンサであってよい。一実施形態において、センサ要素２９２ａは、高分子のような複数の特別な薄膜要素を含むことができる。例えば、化学センサ要素で、空気中に存在する化学物質は、それぞれの薄膜要素により異なった方法で吸収され、それぞれの抵抗を変え、特徴のある電子的なサインを生成する。多数の種類の検知器を追加することが可能なので、この技術は広範な化学物質を認識するように設計が可能である。混成システムも可能であることが留意されるべきである。例えば、埋め込み受動部品を使用して、チップにいくつかの電子的な機能性を与え、センサの機能性と組み合わせることができる。
【００３０】
代替の実施形態において、１つ以上のアンテナ２０６をセンサ要素として使用することができる。例えば、前記アンテナをオンオフセンサとして作動させることができるだろう。アンテナは感知する物質を吸収すると、低調化し、タグは作動を停止する。従って、タグが止まる時は物質が感知されている。この実施形態において、センサ要素として機能しているアンテナは、ＲＦパッド２０４およびセンサパッド２０８の両方に結合される。代替の実施形態において、ＲＦパッド２０４は、ＲＦ電力および通信インターフェイス２４０およびセンサインターフェイス２５０の両方に結合される。
【００３１】
本発明の一実施形態において、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）である、あるいはそれを含む。一実施形態において、センサ要素は、共通のあるいは個別の基板に、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０の残りの構成要素と共に、「マイクロマシン」済みの機械装置および電気機械装置を含むことができる。この実施形態において、残りの電子的構成要素は、従来の集積回路技術を使用して製造できるだろう。例えば、ＭＥＭＳのＲＦアドレス可能なセンサで、１つ以上のセンサ要素はマイクロカンチレバー装置を含み得る。
【００３２】
代替の実施形態において、基板２０２に含まれる構成要素は、従来の技術を使用して製造することができる一方、センサ要素２９４ａ〜２９４ｎは基板２０２の外部にあり、ＭＥＭＳ技術を使用して製造して基板２０２に取り付けることができる。これにより、あらゆる種類のセンサをＲＦＩＤタグと交信させることが可能になる。
【００３３】
図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、外部センサ要素を有するＲＦアドレス可能なセンサ２１０の構成図である。外部センサ要素２９４は、独立した電力供給装置２９３に結合することができる。基板２０２もまた、あるいは代替として、独立した電力供給装置２９３に結合することができる。一実施形態において、電力供給装置２９３は使い捨て電池あるいは光電池である。従って、センサ要素２９４は無線読取装置から定期的な「電力」信号を必要としない。一実施形態において、センサ要素２９４は記憶装置を含む。
【００３４】
図２ＡのＲＦアドレス可能なセンサ構造の利点は、無線の構成要素および地理位置を識別する特徴がＲＦＩＤタグおよび携帯電話の組合せによって提供され、それにより費用が軽減し、センサネットワークに適したものになることである。応用の一例は、低費用の読取装置と共に、特定の領域上で飛行機によって散布する、センサを使用した国土防衛ネットワークである。危険が検知された場合、隣接する読取装置に「ウェイクアップ」信号を送信するセンサーレベルには十分な電力が存在する。すると前記読取装置は、それ自体および前記センサの地理位置を識別し、その情報を遠隔のプロセッサ１９０に中継する。そして、センサ事象の相互検証は、同一地理的領域内のその他のセンサを始動して読み取ることにより達成できる。更なる利点は、本発明を、ＲＦＩＤタグで利用可能な電力以上を必要とするセンサと組み合わせて使用することができることである。加えて、ＲＦＩＤタグとは全く異なる製造過程を要するセンサ要素もまた、本発明において使用することができる。
【００３５】
本発明の一実施形態において、図２に示すように、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０は任意で複数の参照要素２９５ａ〜２９５ｎ、２９６ａ〜２９６ｎ、および２９７ａ〜２９７ｎを含む。センサ要素と同様、参照要素は、集積回路２２２の基板２０２上、基板２０２の外部、あるいは前記のあらゆる組合せに含むことができる。図２に示すように、参照要素２９５ａ〜２９５ｎは、集積回路２２２に含まれ、参照要素２９６ａ〜２９６ｎは、基板２０２上に含まれ、参照要素２９７ａ〜２９７ｎは基板２０２の外部にある。センサ要素は参照要素を有する必要はない。参照要素が基板上（集合的に参照要素２９６）、あるいは基板の外部（集合的に参照要素２９７）に位置する場合、参照要素は複数の参照パッド２０９ａから２０９ｎ（集合的に参照パッド２０９）の１つ以上に結合される。
【００３６】
参照要素によって、センサデータの相互検証が可能になり、ベースラインが確立される。これは、化学的測定、生物学センサ、また２つ以上の変数があり、変数の少なくとも１つがもう一方に依存する、あるいは比例する状況にあるあらゆるセンサにとって重要である。
【００３７】
本発明の一実施形態において、センサ要素は複数の関連する参照要素を有することができる。一実施形態において、参照要素はベースラインおよび／またはセンサ要素を内部、あるいは外部のいずれかで比較することのできる較正済みの値を提供する。一実施形態において、センサ要素の較正を行うために、ＲＦアドレス可能なセンサは無線センサ読取装置あるいはネットワークセンサプロセッサへ参照データを発信することができる。
【００３８】
図２の実施形態で示すように、集積回路２２２は、ＲＦ電力および通信インターフェイス２３０、センサインターフェイス２５０、およびＲＦＩＤ制御モジュール２４０を含む。センサインターフェイス２５０は、デジタイザあるいはアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２５２を含む。ＡＤＣ２５２はセンサ要素からアナログ信号を受信し、そのアナログ信号を、対応するデジタル信号に変換する。ＡＤＣ２５２は、集積回路２２２に実装されているセンサ要素に直接連結することができ、その他のセンサ要素２９２および２９４にはセンサパッド２０８を介して連結される。一実施形態において、センサ要素およびＡＤＣ２５２の間にフィルタ（図示せず）を使用することができる。
【００３９】
本発明の一実施形態において、センサインターフェイス２５０は任意で１つ以上のサーミスタ２５４を含む。サーミスタ２５４は、温度と共に予測可能に変化する電気抵抗を有する装置である。サーミスタ２５４は、センサ要素から得られたデータのための相関点を提供する。温度は一般的に知られる変数であるため、サーミスタをＲＦアドレス可能なセンサ２１０に含むことにより、センサ２１０は温度を比較基準として使用できる、あるいはセンサ要素の出力値を温度に基づいて調整することができる。この調整は、無線センサ読取装置１４０、エンドユーザ装置１８２、および／またはネットワークセンサプロセッサ１９０の内部、あるいは外部で行うことができる。
【００４０】
本発明の一実施形態において、サーミスタ２５４は、温度により直線的に変化する抵抗を有する金属酸化物のような物質から成る。従って、特定の温度で、サーミスタは特定の温度と正確な相関性を持つことのできるある値を有する。サーミスタ２５４の較正は、チップのマイクロ加工後に一括で行える。較正は、チップを設定された温度に到達させ、そのチップに対応する値のプログラムを組むことによって行うことができる。この過程を２つの異なる温度で繰り返すことで、記憶装置に参考資料を提供することができる。
【００４１】
本発明の一実施形態において、サーミスタ２５４は、非直線的に変化する物質から成る。この実施形態では、追加の較正点を使用する。関連技術の当業者であれば十分理解されるであろうが、本発明において、その他のサーミスタ２５４の実装を使用することもできる。
【００４２】
一実施形態において、センサインターフェイス２５０は、任意で記憶装置２５６を含むことができる。記憶装置２５６はＲＦアドレス可能なセンサ２１０が使用する情報を記憶し、センサ要素から受信したセンサデータを処理する。前記情報は、永久的、あるいは一時的に記憶することができる。本発明の一実施形態において、記憶装置２５６はプログラム可能な記憶装置である。記憶された情報は、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０により内部で使用することもできるし、無線センサ読取装置１４０、エンドユーザ装置１８２、および／またはネットワークセンサプロセッサ１９０が外部で使用するために通信することもできる。
【００４３】
一実施形態において、記憶装置２５６はセンサデータ表２５８を記憶する。センサデータ表２５８は、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０が対応するセンサ要素の全てあるいは一部に関連するデータを記憶するように構成されている。例えば、センサデータ表は、センサ要素識別番号、好ましい読取時間、読み取りの間隔、および／またはセンサ要素の全てあるいは一部のセンサ要素固有データを記憶することができる。
【００４４】
この方法を使用し、電話のような無線装置を「スマートな」センサ読取装置にすることによって、ＲＦＩＤ技術に基づいた普遍的なセンサプラットフォームを作成する。一実施形態において、本明細書で説明するように、電話のような無線装置にＲＦＩＤセンサタグ読取装置の機能性を含める修正を加える。一実施形態において、データ表２５８を有するセンサ１１０が無線センサ読取装置１４０によって始動されると、センサ１１０はそれ自体を識別し（例、その識別番号を提供することにより）、携帯電話読取装置にセンサの出力を分析するために必要な情報を提供する。一実施形態において、センサデータ表２５８はまた、読取装置１４０へ通信するセンサ操作情報を含む。例えば、センサ１１０が食物における特定のアレルギー誘発物質を検知する場合、完全な、段階的な検査プロトコルの提供が可能であり、直接電話あるいは読取装置１４０の画面に表示することができる。別の実施形態において、センサを操作し分析するために必要な情報のいくつか、あるいは全てがプロセッサ１９０から取り出される。
【００４５】
また、特定の種類のＲＦＩＤセンサを認識して分析するように、無線装置を「訓練」するために、直接および透過的にソフトウェアを携帯電話あるいは読取装置１４０に取り込むことができる。この情報は、永久的あるいは一時的に無線装置１４０に記憶させることができる。必要な処理および分析情報が遠隔地から取り込まれる場合、ＲＦＩＤセンサのＩＤのみが必要であり、携帯電話のような無線装置の普遍的なセンサ分析に高度に合理化された解決策を提供する。別の実施形態において、基本的なセンサ分析プロトコルのみを携帯電話に取り込み、センサデータ処理を遠隔で行う混成システムを提供することができる。特にこの状況は、センサデータの複雑な多変量解析が必要とされる場合に適用可能である。また電話には、常設の記憶装置にあらゆる種類のセンサを識別するために必要なＩＤの要約表を含むこともできる。上述の方法により、普通の無線装置を、あらゆるタイプのセンサのための「スマートな」装置に瞬時に変えることが可能になる。
【００４６】
集積回路２２２は、多数のアンテナ２０６ａから２０６ｎを収容することができる。これにより、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０は、基板２０２上にさまざまなアンテナ構成を有することが可能になる。例えば、無線センサ読取装置１４０（図１に示す）は、従来のＲＦＩＤ読取装置とは異なる周波数で作動することもできるし、異なる指向性を備えることもできる。故に、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０は従来のＲＦＩＤ読取装置との通信用に構成された１つ以上のアンテナ、および無線センサ読取装置１４０との通信用に構成された１つ以上のアンテナを有することができる。
【００４７】
ＲＦＩＤ制御モジュール２４０は、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０と無線センサ読取装置１４０の間のＲＦ通信を制御する。ＲＦＩＤ制御モジュールは、制御装置２４２および記憶装置２４６を含む。制御装置２４２は、ＲＦＩＤタグの問い合わせに応答し、無線センサ読取装置１４０あるいは別のタグ読取装置による通信を読み取るＲＦＩＤタグロジック２４４、およびＲＦアドレス可能なセンサのＲＦＩＤタグ構成要素の動作状態を制御するロジックを含む。タグの問い合わせに関する、またより一般的に、本発明の一実施形態による、ＲＦＩＤ読取装置とタグ群の間の通信に関する情報に関しては、米国特許番号第６，００２，３４４号、発明の名称「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ」（その全体が本明細書に援用される）、および同時係属の米国特許出願、出願番号０９／３２３，２０６号で１９９９年６月１日に出願済みの、発明の名称「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ」、出願番号１０／０７２，８５５号で２００２年２月１２日に出願済みの、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ，  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｔｒａｖｅｒｓａｌ  ｏｆ  ａ  Ｔａｇ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ」（公開番号０１４９４８１−Ａｌ）、および出願番号１０／０７３，０００で２００２年２月１２日に出願済みの、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ，  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ａ  ＲＦＩＤ  Ｔａｇ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ」（それぞれの全体が本明細書に援用される）を参照されたい。
【００４８】
制御装置２４２は、センサ要素が取得したセンサデータを処理するセンサ処理ロジック２４５を任意で含むことができる。記憶装置２４６は、ＲＦアドレス可能なセンサがＲＦＩＤタグとして作動中に使用する情報を記憶する。記憶装置２４６は、センサインターフェイスの記憶装置２５６と別個でもいし、統合されていてもよい。前記情報は、永久的あるいは一時的に記憶させることができる。記憶装置２４６は、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０のためのタグ識別番号を記憶する。本発明の一実施形態において、タグ識別番号は、ＲＦアドレス可能なセンサ２１０に含まれるセンサ要素の種類を示す。
【００４９】
ＲＦ電力および通信インターフェイス２３０は、通信モジュール２３２および発電モジュール２３６を含む。通信モジュール２３２は、アンテナ２０６と交信し、無線のＲＦアドレス可能なセンサ読取装置との双方向通信を提供する。代替の実施形態において、通信モジュール２３２は、無線のＲＦアドレス可能なセンサ読取装置に加えて、従来のＲＦＩＤ読取装置との双方向通信を提供する。一実施形態において、発電モジュール２３６は、無線センサ読取装置１４０が発信し、対応するＲＦアドレス可能なセンサ１１０が受信したＲＦエネルギーを基盤とした作動用電圧を集積回路２２２に提供する。別の実施形態において、発電モジュール２３６は、電池あるいはその他の電源も含むことができる。あるいは、発電モジュール２３６には、電池あるいはその他の電源のみを含めてもよい。存在する場合、電源が集積回路２２２に作動用電圧を提供する。加えて、発電モジュール２３６は、センサ要素２９２ａ〜ｎおよび／または２９４ａ〜ｎに作動用電圧を提供することができる。ＲＦＩＤタグにおける発電に関する情報は、例えば、米国特許出願番号１０／３８３，５３７号で２００３年３月１０日に出願済みの、発明の名称「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｐｕｍｐ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」（その全体が本明細書に援用される）を参照されたい。
【００５０】
一実施形態において、電源が存在する場合、ＲＦアドレス可能なタグは、所定の事象および／または所定の間隔の発生時、ある条件が感知されると読取装置を始動するロジックを含むことができる。当業者には理解されるであろうが、本発明による読取装置を始動させるには、多数のＲＦＩＤタグ通信プロトコルを使用することができる。
１．３無線のＲＦアドレス可能なセンサ読取装置
この区分では、無線センサ読取装置１４０の実施例を説明する。図３は、本発明の実施例による、無線センサ読取装置３４０の構成図である。無線センサ読取装置３４０は、ネットワーク通信モジュール３４２、制御装置３４４、ユーザインターフェイス３４６、およびＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュール３５０を含む。また無線センサ読取装置３４０は１つ以上のアンテナを含む。アンテナ３４８は、無線ネットワーク１７０との通信用に構成されている。無線読取装置３４０が無線通信装置と一体化している場合、アンテナ３４８は含まれている。本発明の一実施形態において、アンテナ３４８は、ＲＦアドレス可能なセンサ群と通信するように構成されている。アンテナ３４９ａ〜ｎは、アンテナ３４８がＲＦアドレス可能なセンサ群との通信に対応しない場合に含まれる。この実施形態において、アンテナ３４９は、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０と通信するように構成されている。代替の実施形態において、センサ群１０２と通信するために、ネットワークアンテナ３４８を読取装置３４０から取り外し（例えばねじを外して）、ＲＦＩＤアンテナ３４９と交換することができる。
【００５１】
制御装置３４４は、無線センサ読取装置３４０の構成要素の作動を調整し、制御するロジックを含む。
【００５２】
ユーザインターフェイス３４６は、無線センサ読取装置３４０のユーザに、センサ情報にアクセスし、情報のやりとりを行う、および／または１つ以上のセンサ１１０の読み取りを開始する機構を提供する。ユーザインターフェイス３４６は、表示部および／または入力用のキーパッド（例、無線電話の数字キーパッド）を含むことができる。代替の実施形態において、ユーザインターフェイス３４６は、センサの読み取りを開始および／または処理するための単独型ボタンを含む。加えて、無線センサ読取装置３４０は、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０から取得したデータを表示する表示部を含む。一実施形態において、無線センサ読取装置３４０は、ある境界に到達した、あるいはＲＦアドレス可能なセンサがある条件を検知したことを示すアラームも含むことができる。
【００５３】
あるいはユーザは、キーパッドを介して所定の文字列を入力することにより（例えば、＊２２２２を入力することにより）、センサ処理を開始することができる。またあるいは、ユーザは、表示部を介して提供される選択肢を範囲指定あるいは始動させることにより、あるいは所定の音声命令により、センサ処理を開始することができるだろう。
【００５４】
ネットワーク通信モジュール３４２は、データ通信ネットワーク１７５および／または無線通信ネットワーク１７０と通信するための、１つ以上の発信装置および受信装置を含む。本発明の一実施形態において、無線センサ読取装置３４０は、ネットワークアンテナ３４８を介して無線ネットワーク１７０と通信する。従って、ネットワーク通信モジュール３４２は、アンテナ３４８に結合された無線インターフェイスを含む。本発明の代替の実施形態において、無線センサ読取装置３４０は、有線接続を介して、公的にアクセス可能なデータ通信ネットワーク１７５と通信する。この実施形態において、ネットワーク通信モジュール３４２は、有線ネットワークインターフェイスを含む。両方の種類の通信に対応している場合、ネットワーク通信モジュール３４２は、無線インターフェイスおよび有線インターフェイスの両方を含むことになる。
【００５５】
ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュール３５０は、ＲＦアドレス可能なセンサ通信モジュール３５２、およびＲＦＩＤタグプロセッサ３５６を含む。無線センサ読取装置３４０は、ネットワークアンテナ３４８あるいは１つ以上のＲＦＩＤアンテナ３４９ａ〜３４９ｎのいずれかを介して、ＲＦアドレス可能なセンサ群１０２と通信する。無線センサ読取装置３４０が１つ以上のＲＦＩＤ３４９ａ〜ｎを介してＲＦアドレス可能なセンサ群と通信する場合、ＲＦ通信モジュール３５２はアンテナ３４９に結合された１つ以上の発信装置および受信装置を含むことになる。関連技術の当業者であれば十分理解されるように、ＲＦ通信モジュール３５２は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはそのいずれの組合せにも実装することができる。
【００５６】
ＲＦＩＤタグプロセッサ３５６は、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０からＲＦＩＤタグ情報を問い合わせて読み取るロジックを含む。関連技術の当業者であれば十分理解されるように、ＲＦＩＤタグプロセッサ３５６は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはそのいずれの組合せにも実装することができる。
【００５７】
ＲＦアドレス可能なセンサ通信モジュール３５２は、センサデータ処理ロジック３５５および地理位置識別処理ロジック３５３を含む。センサデータ処理ロジック３５５は、ユーザからの入力に基づき、ある時間間隔の後、および／または所定の事象の発生時、１つ以上のアドレス可能なセンサ１１０に読み取りを要求するように構成されている。センサデータ処理ロジック３５５はまた、受信したセンサデータを処理するようにも構成されている。
【００５８】
地理位置識別プロセッサ３５３は任意で、存在する場合は、ＧＰＳ基盤の地理位置識別および／または非ＧＰＳ基盤の地理位置識別を実行する演算手順を含む。一実施形態において、センサ読取装置３４０は、他の読取装置と同調しているＲＦＩＤセンサのための、地理位置識別標識の役目を果たす。一実施形態において、前記アンテナが、ＲＦＩＤセンサの、指向性の地理位置識別のための手段となる。
【００５９】
図４Ａ〜Ｃは、無線センサ読取装置４４０の構成例の構成図を表す。それぞれの構成は、ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュール３５０およびＲＦＩＤアンテナ３４９ａ〜ｎを装置４３０に組み込むことができるさまざまな方法を現す。装置４３０は、無線電話あるいはＰＤＡのような既存の無線装置でよい。代替の実施形態において、装置４３０は、特にＲＦアドレス可能なセンサ１１０、および無線電話ネットワークあるいはインターネットのような通信ネットワークとの通信に対応するように設計された装置である。
【００６０】
図４Ａにおいて、ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュール３５０は、装置４３０と一体化している。この実施形態において、無線センサ読取装置４４０は、アンテナ４４８を介して無線ネットワーク１７０およびＲＦアドレス可能なセンサタグ群の両方と通信する。本発明の一実施形態において、モジュール３５０は、装置４３０に内蔵されている。代替の実施形態において、装置４３０はプログラム可能なプロセッサを含む。モジュール３５０のロジックを、前記プログラム可能なモジュールに取り込んで、記憶することができる。前記ロジックは、エア・インターフェイス、赤外線ポート、付属ポートを通じてのデータ接続、あるいはデータを装置４３０に転送可能なその他のあらゆるインターフェイスあるいはリンクを介して、取り込むことができる。
【００６１】
図４Ｂにおいて、図４Ａを参照して説明したように、ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュール３５０は、装置４３０と一体化している。ただし、この実施形態では、１つ以上のアンテナ４４９ａ〜ｎは、ＲＦアドレス可能なセンサ群１０２との通信用に、すでに装置４３０に含まれているあるいは追加されている。なおこの構成に関しては、アンテナ４４８は任意であり、無線センサ読取装置３４０が有線接続を介してデータ通信１７５のネットワークとのみ通信する場合は含まれていない。
【００６２】
図４Ｃにおいて、ＲＦアドレス可能なセンサロジックモジュール３５０は装置４３０の外部にあり、インターフェイス４３５を介して装置４３０に取り付けられている。例えば、インターフェイス４３５は、付属ポート、赤外線ポート、あるいは無線電話データ／ソフトウェアインターフェイスのような装置４３０へ、また装置４３０からデータを転送可能なその他のあらゆるインターフェイスあるいはポートで有り得る。例えば、モジュール３５０は、装置４３０へのスナップ方式および／または差込式のモジュールであってよい。この実施形態には、さまざまなアンテナ構成が対応する。一実施形態において、既存のアンテナ４４８は、ネットワーク１７０およびセンサ群１０２の両方との通信に対応する。代替の実施形態において、センサ群１０２との通信用に、追加のアンテナ４４９を外部モジュール３５０に取り付ける。別の代替の実施形態においては、センサ群１０２との通信用に、追加のアンテナ４４９を装置４３０に取り付ける。関連技術の当業者であれば理解されるであろうが、無線センサ読取装置４４０にはその他の構成も可能である。
【００６３】
２．ＲＦアドレス可能なセンサネットワークの方法
２．１  ＲＦアドレス可能なセンサ読取通信
図５は、無線センサ読取装置の観点からの、ＲＦアドレス可能なセンサ読取通信の方法５００のフローチャートである。図１および３を引き続き参照して方法５００を説明する。なお、フローチャートに示すステップは、必ずしも図示する順序で発生するとは限らない。
【００６４】
方法５００は、ステップ５１０から始まる。ステップ５１０で１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの読取が開始される。本発明の一実施形態において、センサデータ処理ロジック３５５は、定期的にセンサ読取通信を開始するロジックを含む。例えば、センサデータ処理ロジック３５５は、自動的に、センサ読取を１５分ごとに開始することができる。センサ読取は、無線センサ読取装置１４０／３４０のユーザインターフェイス３４６を介して、手動で開始することもできる。例えば、ユーザーは、表示アイコンあるいは選択肢を始動させて、読取を開始することができる。一実施形態において、ユーザーは、装置のキーパッドでひと続きのキーを押すことで（例、＊２２２２）、あるいは明確に構成されたセンサ読取ボタンを押して、読取を開始することができる。あるいは、装置が音声作動式命令に対応している場合は、ユーザーは適切な命令を話すことによりセンサ読取を開始することができる。
【００６５】
加えて、データ通信ネットワーク１７５あるいは無線ネットワーク１７０を利用して、センサ読取を遠隔で開始することが可能である。図６は、本発明の実施形態による、センサ読取を遠隔で開始する方法６０２を表す。方法６０２は、ステップ６０３で始まる。ステップ６０３で、無線センサ読取装置１４０／３４０はエンドユーザ装置１８２から接続信号を受信する。関連技術の当業者であれば十分理解されるであろうが、接続信号の種類および形式は、エンドユーザ装置１８２および無線センサ読取装置１４０／３４０の実装次第である。例えば、無線センサ読取装置１４０／３４０も無線電話装置である場合、接続信号は、無線センサ読取装置へのエンドユーザ装置による電話通話であってもよい。あるいは、エンドユーザ装置はデータ端末であることもできる。この例では、接続信号はあらゆる種類のデータ通信接続信号であってよい。
【００６６】
ステップ６０５で、無線読取装置１４０／３４０は通信ネットワークを利用して、エンドユーザ装置に接続する。
【００６７】
ステップ６０７で、無線読取装置１４０／３４０は、前記エンドユーザ装置から１つまたは複数の開始信号を受信する。関連技術の当業者であれば十分理解されるであろうが、１つまたは複数の開始信号の種類および形式は、接続信号の種類および形式次第である。電話接続が確立されている場合は、開始信号は、一連のデュアルトーン多重周波数（ＤＴＭＦ）信号あるいは音声命令であることができる。そして制御は、ステップ５２０に進む。
【００６８】
図５に戻りステップ５２０で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、１つ以上のアドレス可能なセンサ５２０にＲＦ信号を通信する。これらのＲＦ信号は、２つの目的を果たす。それらは通信用のＲＦアドレス可能なセンサを起動し、センサに作動電力を供給する。
【００６９】
読取開始時に提供された詳細に基づき、無線センサ読取装置１４０／３４０は、ＲＦアドレス可能なセンサ群１０２の全体のセンサ読取を実行する、あるいはＲＦアドレス可能なセンサの特定の組の読み取りを実行することができる。ステップ５３０で、読取装置は、ＲＦアドレス可能なセンサ群１０２の全体あるいは１つ以上の特定のＲＦアドレス可能なセンサ１１０を読み取るかを判別する。全体を読み取るべきであれば、工程はステップ５５０に進む。１つ以上の特定のセンサ１１０を読み取る場合、工程はステップ５４０に進む。
【００７０】
例えば、ユーザーは、ひとまとまりのＲＦアドレス可能なセンサを取得する（例、購入する）ことができる。ユーザーは、各ＲＦアドレス可能なセンサに関連するタグ識別番号を、センサの読み取りを開始する前に、無線センサ読取装置に記憶させることができる。読取装置は、無線センサ読取装置に記憶されたこれらの特定のＲＦアドレス可能なセンサのみを分離することが可能である。
【００７１】
ステップ５４０で、ＲＦＩＤタグプロセッサ３５６は、読み取りを行う特定のＲＦアドレス可能なセンサ１１０を分離する（例、単一にする）。プロセッサ３５６は、問い合わせプロトコル、あるいはその他の機構を通じてセンサ１１０を分離することができる。特定のタグを分離させる方法の詳細については、上記参照の、係属中の米国特許、発明の名称「Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」を参照のこと。関連技術の当業者であれば十分理解されるであろうが、タグの読み取りおよび分離にはその他のプロトコルおよび方法を、本発明と使用することが可能である。
【００７２】
ステップ５４２で。無線センサ読取装置１４０／３４０は、特定のＲＦアドレス可能なセンサ１１０に指示して、センサデータを取得する。これは、所定の命令を介して行うことが可能である。代替の実施形態において、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０は、分離されると自動的に、無線センサ読取装置１４０／３４０にセンサデータ信号を送る。この実施形態において、ステップ５４２は任意である。
【００７３】
ステップ５４４で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０からセンサデータを受信する。センサデータは、センサ要素出力データ、センサデータ表、参照データ、および／またはその他のデータを含むことが可能である。
【００７４】
ステップ５４６で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、特定のＲＦアドレス可能なセンサを追加で読み取るべきかとうかを判別する。読み取りを追加するセンサがなければ、工程はステップ５６０に進む。読み取りを追加するセンサが残っていれば、工程はステップ５４０に進む。
【００７５】
ステップ５５０で、ＲＦＩＤタグプロセッサ３５６は、２分木の走査のような、従来の一般的な読取プロトコルを使用して、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０を前記群１０２から分離する。
【００７６】
ステップ５５２で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、識別されたＲＦアドレス可能なセンサ１１０に指示し、センサデータを取得する。これは、所定の命令を介して行うことが可能である。代替の実施形態において、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０は、自動的に無線センサ読取装置１４０／３４０にセンサデータ信号を送る。この実施形態において、ステップ５５２は任意である。
【００７７】
ステップ５５４で、無線センサ読取装置１４０／３４０はＲＦアドレス可能なセンサ１１０からセンサデータを受信する。
【００７８】
ステップ５５６で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、ＲＦアドレス可能なセンサの読み取りの追加が残っているかを判別する。読み取りを追加するセンサがなければ、工程はステップ５６０へ進む。読み取りを追加するセンサが残っていれば、工程はステップ５５０へ進む。
【００７９】
ステップ５６０で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、受信したセンサデータに関して、さらに処理を行う必要があるかどうかを判別する。追加処理を実行する必要があれば、工程はステップ５６２に進む。追加処理を実行する必要がなければ、工程はステップ５７０へ進む。
【００８０】
ステップ５６２で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、追加処理をローカルあるいは遠隔で実行するのかを判別する。処理をローカルで実行することができれば、工程はステップ５６８へ進む。処理を遠隔で実行するべきであれば、工程はステップ５６４に進む。例えば、処理の種類によっては、資源を消費し過ぎて無線センサ読取装置１４０／３４０上では効率的に実行できないかもしれないし、無線センサ読取装置１４０／３４０では利用できないデータを必要とするかもしれない。この状況では、センサデータ用に、遠隔でのセンサ処理が選択される。
【００８１】
ステップ５６４で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、通信ネットワーク１８０を通じて、受信したセンサデータをセンサネットワークプロセッサ１９０に通信する。一実施形態において、無線センサ読取装置は、センサネットワークプロセッサ１９０へ、地理位置識別を実行する必要があるデータなどの、追加データを通信することもできる。受信後、センサネットワークプロセッサ１９０は、前記データに関する追加処理を実行する、および／または前記センサデータを生成したＲＦアドレス可能なセンサ１１０の位置を判別するための地理位置識別を実行することができる。
【００８２】
ステップ５６６で、無線センサ読取装置１４０／３４０は、処理されたセンサデータをセンサネットワークプロセッサ１９０から受信する。
【００８３】
ステップ５６８で、センサデータ処理ロジック３５５が受信したセンサデータを処理する。
【００８４】
ステップ５７０で、受信したセンサデータあるいは処理されたセンサデータが表示される。本発明の一実施形態において、前記データは無線センサ装置１４０／３４０上のユーザインターフェイスを介して表示される。代替の実施形態において、前記データを通信ネットワークによって１つ以上のエンドユーザ装置に通信して表示することもできる。ステップ５７０は任意である。
【００８５】
図７Ａは、本発明の一実施形態による、単一のＲＦアドレス可能なセンサ１１０の観点から見た基本的なＲＦアドレス可能なセンサ読取通信のための方法７００Ａのフローチャートである。図１および２を引き続き参照して、方法７００Ａを説明する。なお、フローチャートに示すステップによっては、必ずしも図示する順序で発生するとは限らない。
【００８６】
方法７００Ａは、ステップ７１０から始まる。ステップ７１０で、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０は、無線センサ読取装置３４０からＲＦ信号を受信する。一実施形態において、ステップ７１０は、受信したＲＦ信号を、センサ１１０に動力を供給するために使用するステップを含む。さらにステップ７１０は、センサ１１０が読取装置３４０にそれ自体を識別させるステップを含むことができる。
【００８７】
ステップ７２０で、センサ１１０は読取装置３４０から命令を受信し、センサデータを取得する。ステップ７２０は任意である。本発明の一実施形態において、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０は、読取装置３４０との通信セッションが開始される度に自動的にセンサデータを取得する。
【００８８】
ステップ７３０で、１つ以上のセンサ要素２９１、２９２および／または２９４がアナログセンサデータを取得し、ＡＤＣ２５２に通信する。
【００８９】
ステップ７４０で、ＡＤＣはアナログセンサデータをデジタルセンサデータに変換する。
【００９０】
ステップ７８０で、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０は、デジタルセンサデータを無線センサ読取装置１４０／３４０に通信する。この通信の詳細は、無線センサ読取装置１４０／３４０とＲＦアドレス可能なセンサ１１０の間の通信用に使用するプトコルに依存する。本発明の一実施形態において、使用するプロトコルは２分木の走査プロトコルである。この実施形態において、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０が信号送信するタグ識別番号は、記憶装置２４６に記憶されたタグ識別番号およびセンサ要素が取得したセンサデータの両方を含む。あるいは、読取装置１４０／３４０は、ＲＦＩＤタグロジック２４４を命令待ち状態に置くことができる、命令待ち状態では、ＲＦＩＤタグロジックは読取装置から受信した命令に応答する。ＲＦＩＤタグロジック２４４がセンサデータ取得命令信号を受信すると、ＲＦＩＤタグロジックはセンサデータを読取装置１４０／３４０に信号送信する。一実施形態において、読取装置１４０／３４０に通信されたセンサデータは、温度データ、センサデータ、参照データおよび／またはセンサデータ表２５８に記憶されたデータを含むことができる。
【００９１】
図７Ｂは、本発明の一実施形態による、ローカル処理機能を有するＲＦアドレス可能なセンサの観点から見た、ＲＦアドレス可能なセンサ読取通信の方法７００Ｂを図解するフローチャートである。図１および２を引き続き参照して、方法７００Ｂを説明する。なお、フローチャートに示すステップによっては、必ずしも図示する順序で発生するとは限らない。
【００９２】
ステップ７１０から７４０は、概して、図７Ａを参照して上述したステップ７１０から７４０と同一である。
【００９３】
ステップ７５０で、変換済みのデジタルセンサデータが、センサ処理ロジック２４５に通信される。
【００９４】
ステップ７６０で、センサ処理ロジック２４５は変換済みのセンサデータを処理する。
【００９５】
ステップ７８０は、概して、図７Ａを参照して上述したステップ７８０と同一である。
【００９６】
２．２  応用例
国土防衛センサネットワーク
本発明の一実施例によると、本発明は広範囲な領域での化学剤、放射線剤、あるいは生物剤の検知のような、国土防衛応用のための使用にふさわしい。この使用例を、図８に構成図で、また図９に関連するフローチャートで表す。図８は、地理的領域８２０を監視するセンサネットワーク８００を表す。センサネットワーク８００は、複数のＲＦアドレス可能なセンサ８１０ａ、８１０ｂ、および８１０ｃ等（集合的にセンサ要素８１０）、１つ以上の無線センサ読取装置８４０、および通信ネットワーク８８０用の接続先を含む。
【００９７】
１つ以上の無線センサ読取装置８４０は、センサネットワーク８００に常設の一部であってもよい。例えば、多数の無線センサ読取装置８４０を、地理的領域８２０で最大限受信できるように、いろいろな場所に取り付けることができる。加えて、１つ以上の無線センサ読取装置８４０は、センサネットワーク８００の仮設部分であってもよい。例えば、これは個人がセンサ８１０を読み取ることのできる無線センサ読取装置８４０を、地理的領域８２０に持ち込む場合であるだろう。各無線センサ読取装置８４０は、読取受信可能範囲８４５を有する。対応する読取装置８４０は、読取受信可能範囲８４５内の全てのＲＦアドレス可能なセンサ８１０を読み取ることができる。
【００９８】
センサネットワーク８００では、１つ以上の種類のセンサをあらゆる組み合わせで使用することが可能である。例えば、ＲＦアドレス可能なセンサ８１０ａは化学剤を検知するためのセンサ要素、センサ８１０ｂは放射線剤を検知するためのセンサ要素、およびセンサ８１０ｃは生物剤を検知するためのセンサ要素を含むことができる。関連技術の当業者であれば十分理解されるであろうが、その他の種類のセンサ要素をこの応用に含むことができる。
【００９９】
図９のフローチャートに表す方法９００は、ステップ９１０から始まる。ステップ９１０で、複数のＲＦアドレス可能なセンサ８１０を定義された監視領域を覆うように分配する。センサ８１０は、手で、あるいはさらに広い地理的領域８２０を覆うために航空機で散布するなど、別の手段で分配することもできる。
【０１００】
ステップ９２０で、１つ以上の無線センサ読取装置８４０は、読取受信可能範囲８４５内のセンサ要素の読み取りを開始する。例えば、無線読取装置８４０は、１５分ごとにその受信可能範囲の読み取りを開始することができる。
【０１０１】
ステップ９３０で、無線センサ読取装置８４０は、読取受信可能範囲８４５内のセンサ要素からセンサデータを受信する。
【０１０２】
ステップ９４０で、無線センサ読取装置８４０は、センサデータが危険な薬剤の存在を示しているかどうかを判別する。データが危険な薬剤の存在を示す場合、工程はステップ９５０に進む。データが危険な薬剤が存在しないことを示す場合、工程はステップ９２０に進む。
【０１０３】
ステップ９５０で、無線センサ読取装置８４０は、危険な薬剤の存在を示すデータに関連するＲＦアドレス可能なセンサの正確な位置を判別する、地理位置識別処理を実行する。前記地理位置識別処理には、ＧＰＳ基盤あるいは非ＧＰＳ基盤の技術を使用することができる。
【０１０４】
代替の実施形態において、ステップ９３０を実行後、無線センサ読取装置８４０は、受信したセンサデータを集中センサネットワークプロセッサ８９０へ通信する。そして、センサネットワークプロセッサ８９０はステップ９４０および９５０を実行する。加えて、センサネットワークプロセッサ８９０は、地理的領域８２０内の全無線センサ読取装置８４０からセンサデータを受信する。そしてセンサネットワークプロセッサ８９０は地理的領域８２０の状況の全体像を集め、地理的領域８２０内の領域からのセンサデータにおける偏差を素早く識別し、応答する。センサ事象の相互検証は、ネットワーク応用、特に工業あるいは国土防衛応用には重要である。例えば、個々のセンサ事象は必ずしも正確な情報をもたらすとは限らず、実際、偽陽性である場合もある。しかし特定の地理的位置における類似したセンサデータを集中して一致させることにより、相互検証が可能になる。その結果、その脅威の地理的な中心、周辺領域、その脅威がもう一般国民に危機ではない領域などの全体的なデータに正確さがもたらされる。
【０１０５】
輸送コンテナあるいは貨物の遠隔監視
本発明の実施例によると、本発明を輸送コンテナあるいはあらゆる輸送用箱の遠隔監視に使用することもできる。この使用例を図１０に構成図で表す。遠隔輸送コンテナ監視ネットワーク１０００は、１つ以上の輸送用容器１０１２、１つ以上の輸送コンテナ１０２２、少なくとも１つの輸送手段１０２４、通信ネットワーク１０８０、およびネットワーク監視プロセッサ１０９０を含む。
【０１０６】
１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサ１０１０は、各輸送用容器１０１２に取り付ける、あるいは箱、もしくはクレート内に直接封入することができる。ＲＦアドレス可能なセンサ１０１０は、化学的なセンサ要素、放射線用のセンサ要素、生物学的なセンサ要素、あるいは前記のあらゆる組み合わせを含む。代替の実施形態において、複数のＲＦアドレス可能なセンサ１０１０は各輸送コンテナ１０２２の内部に取り付けられている。
【０１０７】
各輸送コンテナ１０２２は、ＲＦアドレス可能なセンサ１１０からセンサデータを取得するために、少なくとも１つの無線センサ読取装置１０４０を含む。輸送手段１０２４は、無線センサ読取装置１０４０から通信を受信することのできる少なくとも１つの装置１０４２を含む。輸送手段１０２４は、少なくとも１つの無線センサ読取装置１０４０を含むこともできる。読取装置通信を受信することのできる装置１０４２は、通信ネットワークに結合される。ネットワーク監視プロセッサ１０９０は、センサデータおよびコンテナ識別、位置、輸送識別のような関連情報を受信するためのロジックを含む。ネットワーク監視プロセッサ１０９０は、在庫品目および危機管理ロジックも含む。
【０１０８】
本発明の一実施形態において、輸送用容器１０１２は、１つ以上の輸送コンテナ１０２２の中に荷積みされている。輸送コンテナも同様に輸送手段１０２４に荷積みされれている。図１０は輸送手段を船舶として表しているが、列車、貨物自動車、航空機、あるいはその他の輸送用車両を含む輸送手段が可能である。
【０１０９】
無線センサ読取装置１０４０は、ＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを開始する。例えば、輸送コンテナ１０２２内の無線センサ読取装置１０４０は、輸送コンテナに記憶されたＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを開始する。一実施形態において、読取装置１０４０は受信したセンサデータを内部で処理する。加えて、あるいは代替として、無線センサ読取装置１０４０はその後、装置１０４２との接続を確立する。接続の確立後、無線センサ読取装置１０４０は前記センサデータを前記装置へ通信する。そして装置１０４２が、前記データおよびその他の関連する情報（例、地理位置）を、通信ネットワークを介してネットワーク監視プロセッサ１０９０へ通信する。
【０１１０】
センサデータおよび関連情報を受信すると、ネットワーク監視プロセッサ１０９０は危機管理処理を実行する。この処理は、化学的、放射線による、あるいは生物的な危険な状態の存在を識別する。危険な状態が存在する場合、ネットワーク監視プロセッサ１０９０は、その状態に対処するための適切なステップを取る。ネットワーク監視プロセッサ１０９０は受信したセンサデータを記憶する記憶装置を含み、コンテナおよび／または輸送手段の履歴概略を作成することができる。
【０１１１】
ＲＦアドレス可能なセンサは輸送用箱の内側に隠蔽することができるので、爆発物の存在を監視する場合、榴弾の分散係数が低いため、近接因子により、本発明は、空港で使用されている最も高価なスクリーニング技術と同様、あるいはそれ以上に感度の良いものになり得る。
【０１１２】
具体的に、空中の気体の拡散係数は比較的低く、通常は６×１０−６と１．５×１０−５ｍ２／秒の間である。気体の点源を起点でｒ＝０とみなすと、以下の三次元の拡散方程式を解くことにより、時間ｔおよび原点からの距離ｒの関数として濃度Ｃが得られる。
【０１１３】
【数１】
2007526550.tif 000003
Ｄは拡散係数である。
この方程式の解は、以下の通りである。
Ｃ（ｒ，ｔ）＝Ｂ（πＤｔ）−３／２ｅｘｐ（−ｒ２／４Ｄｔ）
定数Ｂは、時間ｔ＝０で放出された気体の量に依存し、全空間の積分Ｃ（ｒ，ｔ）は、時間には依存せず、ただ放出された分子数Ｂである。この解は単に半幅の時間増加を（２Ｄｔ）１／２としたガウス式である。従って、１０分の１モルの気体（大気圧で約２．２リットルあるいは６×１０２２分子に相当）が放出された場合、拡散係数Ｄ＝１０−５ｍ２／秒を使用すると、１時間後、根源から１ｍの濃度は２．５％となるが、２ｍでは１０億分の０．０２３に過ぎない。従って、たとえ感度がそれほど良くなくても、集中型の装置に頼るよりも、分散型の低費用のセンサを有するほうに利点がある。この分析は静止空気に適用されるが、これには保管場所、輸送コンテナ、密閉された輸送用箱等が当てはまるだろう。戸外では、一方向となり得る乱気流や風が拡散を圧倒する。それにもかかわらず、根源からの距離につれて濃度は急激に低下するので（指数的とならなくとも最低１／ｒ２）、近接性が低い感度を埋め合わすという論拠はやはり有効である。同様に放射線タグを、箱あるいはクレートの壁の内側に直接封入することで、センサを潜在的根源の非常に近くに持ってくることにより、感度を増すことができる。
【０１１４】
スマートカードおよび遠隔診断監視
本発明の実施例によると、本発明は遠隔診断の監視にも用いることができる。この使用例を図１１に構成図で示す。図１１に示すように、個人固有遠隔監視ネットワーク１１００は、少なくとも１つのＲＦアドレス可能なセンサ１１１０を有する１つ以上のスマートカードあるいはバッジ１１０３、無線センサ読取装置１１４０、通信ネットワーク１１８０、およびエンドユーザ装置１１８２を含む。
【０１１５】
ＲＦアドレス可能なセンサ１１１０は、個人の体温、化学的組成、生物学的組成、あるいは前記の組み合わせを監視するためのセンサ要素を有することができる。
【０１１６】
前記遠隔監視応用は、住居で、工業的、商業的、保安、あるいは医療機関で応用することができる。本発明の一実施形態において、スマートカードあるいはバッジ１１０３を、ＲＦアドレス可能なセンサのセンサ要素が肌の表面に最も近くなるように、個人（あるいは動物）に取り付ける。ＲＦアドレス可能なセンサ１１１０は、個人の生体機能のような、特定の条件あるいは特徴を監視するために低電力のセンサを含むことができる。スマートカードあるいはバッジ１１０３を、無線センサ読取装置１１４０の読取範囲内に設置する。
【０１１７】
そして、ＲＦアドレス可能なセンサ１１１０の読み取りを遠隔で始動する。例えば、住居での応用の場合、個人（例えば親）は、通信ネットワーク１１８０に結合されたエンドユーザ装置を介して無線センサ装置に接続し（例、電話接続を確立することにより）、読み取りを開始することができる。あるいは、医療機関での応用の場合、医療提供者がデータ端末あるいは電気通信装置を介して無線センサ装置に接続することができる。加えて、医療機関は、医療機関で治療を受けている患者の読み取りを自動的に開始する集中監視システム１１９０を有することができる。
【０１１８】
読み取りを開始すると、無線センサ読取装置１１４０はＲＦアドレス可能なセンサ１１１０からセンサデータを取得し、開始したエンドユーザ装置１１８２あるいは集中プロセッサ１１９０へその情報を通信する。その後、前記センサデータが要求者に表示される。あるいは、集中プロセッサ１１９０は特定の患者あるいは作業員に関連する、全ての受信センサデータの履歴記録を作成することができる。この履歴データおよび新規受信センサデータに基づき、集中診断プロセッサ１１９０は、患者の状態の変化を検知するためのさまざまな演算手順を実施することが可能である。そして特定の変化が検出されると、集中診断プロセッサ１１９０は適切な職員に注意を喚起することができる。
【０１１９】
商業あるいは工業的な構成では、個人固有監視ネットワーク１１００を、作業者の化学物質あるいは環境条件への暴露の監視に使用することが可能である。この実施形態において、各作業者、あるいは作業者の一部が、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサ１１１０を含むスマートカードあるいはバッジ１１０３を持つ。センサ１１１０は読取装置１１４０にデータを通信する。本実施形態は、さらに読取装置あるいはネットワークに地理位置処理を含み、スマートカードあるいはバッジ１１０３および／または読取装置１１４０の位置を判別することが可能である。
【０１２０】
冷蔵庫の内容物の遠隔監視
本発明の実施例によると、本発明を冷蔵庫のような電化製品の内容物の遠隔監視に使用することもできる。この使用例を、図１２に構成図で表す。この応用では、図１２に示すように、電化製品１２０１は、通信ネットワーク１２８０に結合された無線センサ読取装置１２４０を含む。
【０１２１】
ユーザはＲＦアドレス可能なセンサ１２１０を有する電化製品１２０１の中に１つ以上のアイテムを入れる。例えば、ある製品は製品の包装に含まれたＲＦアドレス可能なセンサ１２１０を有することができる。あるいは、ユーザはＲＦアドレス可能なセンサ１２１０をあるアイテムに取り付ける、ＲＦアドレス可能なセンサをあるアイテムの中に沈める、あるいは挿入することができる（例、センサを牛乳の容器に浸す）。
【０１２２】
そしてユーザは電化製品１２０１の中に位置するＲＦアドレス可能なセンサ１２１０の読み取りを、エンドユーザ装置１２８２を介して遠隔で開始することが可能である。読み取り終了後、無線センサ読取装置１２４０はそのデータをエンドユーザ装置１２８２に通信する。読み取りには、電化製品の内容物の簡単な在庫品目を含めることができる。代替の実施形態において、読み取りには、ある食品の鮮度を示すセンサデータも含めることができる。
【０１２３】
例えば、個人はは冷蔵庫の内容物の読み取りを遠隔で開始し、買い物リストを準備したり、腐っている食品を識別することができる。
【０１２４】
本明細書で説明したＲＦアドレス可能なセンサの技術を通じて、どんな電化製品も「スマート」になり、携帯電話のような、その他のあらゆる無線装置に接続することが可能である。さらに、本発明を使用した分だけ支払う無線技術（例、プリペイド無線）と組み合わせることにより、この技術により低費用の運用および月々の請求書を排除することが可能になるため、多くの種類の電化製品を無線ネットワークに接続することができる。
【０１２５】
食品検査
本発明は、食品検査への応用にも理想的である。図１３Ａは、本発明の実施例による、リアルタイムの食品検査応用例の構成図を表す。図１３Ｂは、ネットワーク基盤の食品検査への応用の構成図を表す。
【０１２６】
図１３Ａで、ユーザはＲＦアドレス可能なセンサ１３１０を食料品の上あるいは中に取り付ける、沈める、あるいは挿入する。ＲＦアドレス可能なセンサ１３１０は、ある化学的組成を検知するためのセンサ要素を含む。例えば、ユーザはピーナッツあるいはその他のアレルギー誘発食品にアレルギー体質であるかもしれない。前記ユーザは、微量のピーナッツの存在を検知することのできるＲＦアドレス可能なセンサ１３１０を選択することができる。
【０１２７】
前記ユーザは、そして、無線センサ読取装置１３４０を使用して、ＲＦアドレス可能なセンサ１３１０の読み取りを開始することができる。ＲＦアドレス可能なセンサ１３１０は、センサデータを無線センサ読取装置１３４０に通信し、そのデータを処理し、そのデータあるいはメッセージをユーザに表示する。例えば、前記アイテムｘ（例、ピーナッツ）が存在しないことを示すメッセージを表示することができる。
【０１２８】
図１３Ｂは、食品安全性を監視するセンサネットワーク１３００を表す。この種のセンサネットワークを、食料品店あるいは食品貯蔵場所（例、倉庫）で使用することができる。この応用では、ＲＦアドレス可能なセンサ１３１０は、各食料品１３０９の包装に含まれている。例えば、肉類の各包装がＲＦアドレス可能なセンサ１３１０を含んでいる。センサネットワーク１３００は、食料品の安全性を監視する集中ネットワークプロセッサ１３９０を含む。集中ネットワークプロセッサ１３９０は、定期的に食料品の読み取りを開始するロジックを有し、取り除く必要のあるアイテムを識別する。集中ネットワークプロセッサ１３９０は、通信ネットワークを介して、１つ以上の無線センサ読取装置１３４０に結合される。
【０１２９】
１つ以上の無線センサ読取装置１３４０は、前記ネットワークの常設の一部であることもできる。例えば、スーパーマーケットは、肉類の保存区分および／または保存場所を範囲とする１つ以上の無線センサ読取装置１３４０を有することができる。加えて、１つ以上の無線センサ読取装置１３４０は、前記ネットワークの仮設の一部であってもよい。個人がセンサを読み取ることのできる無線センサ読取装置１３４０を、スーパーマーケットの中に持ち込む場合がこれに該当する。これによりエンドユーザは、購入する前に食物の品質を判別する能力を与えられる。
【０１３０】
食料品の化学的な品質を確認できることに加えて、大腸菌あるいはサルモネラ菌のような細菌の存在を検知することのできるセンサを提供することができる。
【０１３１】
薬物間相互作用
図１４は、本発明の実施例による、処方薬間の潜在的な相互作用を識別するセンサネットワーク応用例の構成図を表す。センサネットワーク１４００は、１つ以上の薬容器１４０４、無線センサ読取装置１４４０、通信ネットワーク１４８０、および集中プロセッサあるいはサーバ１４９０を含む。各薬容器１４０４は、ＲＦアドレス可能なセンサ１４１０を有するラベル１４０５を含む。集中プロセッサ１４９０は、現在その患者に記録されている薬物を示す、各患者の記録を有する。加えて、集中プロセッサ１４９０は、薬物間の既知の相互作用を記載したデータベースを含む。
【０１３２】
この応用を使用して、ユーザ（例えば薬剤師）は、ユーザが服用する各薬物のために、容器１４０４に取り付けられたＲＦアドレス可能なセンサ１４１０の読み取りを開始する。取り付けられたＲＦアドレス可能なセンサ１４１０は、前記薬物に関係する詳細および種類、投薬量、化学的組成等の処方を、無線センサ読取装置１４４０に通信する。無線センサ読取装置１４４０は、そして、これらの詳細を集中プロセッサ１４９０へ通信する。集中プロセッサ１４９０は、そして、前記薬物をユーザの記録に登録し、そのユーザに登録されているその他の薬物との潜在的な相互作用を識別する処理を実行する。相互作用が識別されると、集中プロセッサ１４９０は相互作用の詳細を無線センサ読取装置１４４０に通信し、ユーザ（例えば薬剤師）に表示する。
【０１３３】
代替の実施形態において、無線センサ読取装置１４４０は、潜在的な薬物間の相互作用を識別するために、集中プロセッサ１４９０と同じ機能のいくつかを有することができる。
【０１３４】
遠隔感知
図１５は、本発明の実施例による、危険な状態を遠隔で感知するための、センサネットワーク１５００の応用例の構成図を表す。多くの構成において、危険な状態の有無の監視は存在する。しかしながら、起こり得る危険な状態の致死性のために、監視を行うために人間が介入することはできない。センサネットワーク１５００は、検知、あるいは危険な状態の継続的な監視を提供するために、センサへの遠隔アクセス機能を提供する。
【０１３５】
この応用では、ＲＦアドレス可能なセンサ１５１０が、潜在的に危険な属性を持つ内容物（例えば毒性のある化学物質）を含む容器あるいはコンテナ１５０９に取り付けられている。加えて、潜在的に危険な属性を持つ内容物を含む容器あるいはコンテナ１５０９が保管されている地理的領域中に、ＲＦアドレス可能なセンサ１５１０を設置することが可能である。そして、無線センサ読取装置１５４０をその領域に導入することができる。無線センサ読取装置１５４０は、ネットワークの常設の構成要素であることもできるし（例えば保管領域に設置）、あるいは仮設であることもできる（例えば遠隔制御装置上で持ち込む）。そして、ユーザあるいは遠隔システムは、通信ネットワーク１５８０を介して遠隔でＲＦアドレス可能なセンサ１５１０の読み取りを開始することができる。そして無線センサ読取装置１５４０はセンサデータを取得し、そのデータをユーザあるいは遠隔システムに通信する。このようにして、個人は自分自身を潜在的に危険な状態にさらす必要がない。
【０１３６】
センサネットワーク１５００は、危険ではない状態を遠隔で感知するために使用することもできる。一実施形態において、ＲＦアドレス可能なセンサ１５１０はサーミスタを含む。ＲＦアドレス可能なセンサ１５１０に、低費用の無線読取装置１５４０を用いて遠隔で問い合わせることが可能である。例えば、ＲＦアドレス可能なセンサ１５１０を、家庭の配管に取り付けることが可能である。別の位置にいるユーザは、エンドユーザ装置１５８２を使用して、センサ１５１０の読み取りを開始し、温度データを取得することが可能である。ユーザはデータに遠隔でアクセスしているため、ユーザは、世界中のどこからでも配管の状態を確認することができる。あるいは、読取装置１５４０に、特定の、あらかじめ設定された温度に到達した場合、エンドユーザ装置１５８２に通知するようにプログラムすることも可能である。本発明を、使用した分だけ支払う技術を組み合わせることにより、この種類の遠隔センサネットワークを提供する費用が軽減できる。
【０１３７】
買物
図１６は、本発明の実施例による、小売日用品の買物におけるセンサネットワーク応用例を表す。買物ネットワーク１６００は、ＲＦアドレス可能なセンサタグ１６１０を有する１つ以上のアイテム、無線センサ読取装置１６４０、通信ネットワーク１６８０、および遠隔ネットワークサーバ１６９０を有する。
【０１３８】
ＲＦアドレス可能なセンサタグ１６１０を、傷みやすい食料品の包装内に設置する、あるいはその他の食料品に製造会社が設置することもできる。一実施形態において、無線センサ読取装置１６４０を精算台に設置する。代替の実施形態において、ユーザが無線センサ読取装置１６４０を所有することもできる。別の実施形態において、読取装置１６４０を買い物用カートあるいは消費者が使用する別の装置と一体化することができる。
【０１３９】
前記消費者が清算台に入ると、使用しているカートに設置されたＲＦアドレス可能なセンサ１６１０の読み取りが実行される。無線センサ読取装置１６４０は、センサデータおよびタグ識別データを取得し、この情報をサーバ１６９０に通信する。サーバ１６９０は、製品の成分および特定のアイテムに関連する賞味期限を判別するロジックを有する。サーバ１６９０は、処理された結果を無線センサ読取装置１６４０に通知し、消費者に表示する。例えば、読取装置１６４０は、アイテムの期限が切れているあるいは腐っている場合、警告を表示することができる。
【０１４０】
前記消費者が自分の無線センサ読取装置１６４０を使用している場合、ユーザは個人固有のアレルギーあるいはその他の医学的症状に関するデータを保存することができる。この実施形態において、無線センサ読取装置１６４０は、カートの中のアイテムが微量のピーナッツを含む製品などの、アレルギー誘発物質を含む場合、警告を表示することもできる。加えて、無線センサ読取装置１６４０は、カート内のアイテムの一覧を作成し、計算し、合計請求額を表示することができる。
【０１４１】
較正感知
本発明を、較正の応用に使用することもできる。例えば、この応用は、アレルギーおよび／または喘息のような特定の医学的症状に悩む個人にとって有利である。この応用で、ユーザはアレルギー反応あるいは喘息の発作が起きると、ユーザはその領域の１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサの読み取りを開始する。一実施形態において、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサは、スマートカードあるいはバッジの構成要素であることができる。そして、無線センサ読取装置はその状態が起きた環境に関するデータを記録することが可能である。そして前記ユーザはその状態に直面する度にこれを繰り返す。このようにして、無線センサ読取装置は、その状態を悪化させる、あるいは発作を引き起こす、個人固有の化学物質等の今後の検知だけでなく、その状態の治療のために貴重なデータを蓄積する。従来のセンサネットワークにおける較正感知に関するより多くの情報については、米国特許出願番号１０／３８２，６０６、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  ｏｆ  ａ  Ｔｅｒｒｏｒｉｓｔ  ｏｒ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｔｈｒｅａｔ」（その全体が本明細書に援用される）を参照されたい。
【０１４２】
スマートな建物および応力の監視
本発明の実施例によると、本発明を、建物のような構造体の応力の遠隔監視に利用することもできる。この使用例を、図１７に構成図で表す。
【０１４３】
監視ネットワーク１７００は、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサ１７１０、および無線センサ読取装置１７４０を含む。センサ１７１０を建物のような主要な構造体内で利用し、構造体内の応力をリアルタイムで監視する。一実施形態において、センサ１７１０は応力センサ要素を含む。センサ１７１０を、直接構造上の梁あるいは建物の支持材内に設置することができる。一実施形態において、ＲＦアドレス可能なセンサ１７１０は、建物、橋、家屋、トンネル等を総合的に遠隔監視するために、動作、放射線、および／または化学的なセンサ要素を含むこともできる。
【０１４４】
１つ以上の無線読取装置１７４０は、ネットワーク１７００専用の、常設の一部であることができる。加えて、１つ以上の無線読取装置１７４０は、ネットワーク１７００の仮設の一部であってもよい。
【０１４５】
３．結論
本発明の多様な実施形態を上述したが、それらはただの一例として提示されたものであり、制限されるものではないと理解されるべきである。関連技術の当業者には、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明内で、形式および詳細を多様に変更することが可能であるということが明らかだろう。従って、本発明の広範性および範囲は、上述の実施例のいずれによっても制限されるべきでなく、以下の請求項およびその同等物によってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
ここに組み込まれて明細書の一部を成す付随する図面は、本発明を図解し、解説と共にさらに本発明の原理を説明し、関連技術の当業者に本発明の作成および使用を可能にするためのものである。
【図１】図１は、本発明の一実施形態による、ＲＦアドレス可能なセンサネットワークを図解する構成図である。
【図２】図２は、本発明のいくつかの実施形態による、ＲＦアドレス可能なセンサを図解する構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、外部センサ要素を有するＲＦアドレス可能なセンサを図解する構成図である。
【図３】図３は、本発明のいくつかの実施形態による、無線センサ読取装置の構成図である。
【図４】図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、無線センサ読取装置の構成を図解する構成図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による、前記無線センサ読取装置の観点から見た、ＲＦアドレス可能なセンサ読取通信の作動順序を図解するフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による、通信ネットワークによってセンサの読み取りを遠隔で開始する方法を図解するフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施形態による、基本的な単一のＲＦアドレス可能なセンサの観点から見た、ＲＦアドレス可能なセンサ読取通信の方法を図解するフローチャートである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の一実施形態による、ローカル処理機能を有するＲＦアドレス可能なセンサの観点から見た、ＲＦアドレス可能なセンサ読取通信の方法を図解するフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の一実施例による、地理位置識別機能を有する国土防衛センサネットワーク応用の構成図を表す。
【図９】図９は、本発明の一実施例による、国土防衛センサネットワークに危険な薬剤の有無を感知する方法を図解するフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例による、輸送コンテナを遠隔で監視するためのセンサネットワーク応用の構成図を表す。
【図１１】図１１は、本発明の一実施例による、１つ以上のＲＦアドレス可能なセンサを有するスマートカードあるいはバッジを遠隔で監視するためのセンサネットワークの応用の構成図を表す。
【図１２】図１２は、本発明の一実施例による、ネットワーク電化製品の内容物を遠隔で監視するためのセンサネットワークの応用の構成図を表す。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の一実施例による、リアルタイムの食品検査応用例の構成図を表す。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の一実施例による、ネットワーク基盤の食品検査の応用の構成図を表す。
【図１４】図１４は、本発明の一実施例による、センサネットワークが処方薬間の潜在的な相互作用を識別する応用例の構成図を表す。
【図１５】図１５は、本発明の一実施例による、センサネットワークが危険な状態を遠隔で感知する応用例の構成図を表す。
【図１６】図１６は、本発明の一実施例による、センサネットワークの買物への応用例の構成図を表す。
【図１７】図１７は、本発明の一実施例による、センサネットワークが構造体を監視する応用例の構成図を表す。
【図１】
2007526550.tif 000004
【図２】
2007526550.tif 000005
【図２Ａ】
2007526550.tif 000006
【図３】
2007526550.tif 000007
【図４】
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【図５】
2007526550.tif 000009
【図６】
2007526550.tif 000010
【図７Ａ】
2007526550.tif 000011
【図７Ｂ】
2007526550.tif 000012
【図８】
2007526550.tif 000013
【図９】
2007526550.tif 000014
【図１０】
2007526550.tif 000015
【図１１】
2007526550.tif 000016
【図１２】
2007526550.tif 000017
【図１３Ａ】
2007526550.tif 000018
【図１３Ｂ】
2007526550.tif 000019
【図１４】
2007526550.tif 000020
【図１５】
2007526550.tif 000021
【図１６】
2007526550.tif 000022
【図１７】
2007526550.tif 000023
【国際調査報告】
2007526550.tif 000024
2007526550.tif 000025