(57)【要約】遠隔に間隔をあけて配置されているセンサ（５０）の動作及び使用のシステム、アーキテクチャ及び方法が提供される。ネットワーク（２８）及びセンサ（５０）、アクチュエータ（９０）及びネットワークの構成要素の配列が、複数の遠隔場所で検知された情報に関する収集、分析及び処置を提供する。好ましい実施態様においては、センサネットワーク（２８）の効果的な動作を提供するためにインターネット等のネットワークを介して、マイクロキャンチレバセンサ又はマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）が接続される。Ａ／Ｄ変換器（３６）の１つの態様においては、インタフェース又はインターネットへの薄サーバを通して通信し、エンドユーザ／プロセッサ（１１０）と通信する。多様な環境上のあるいはプロセスの条件又は励振の検知などの複数のセンサ（５２）を含む、典型的には複数のセンサ（５２）を含むセンサアセンブリ（５０）が提供される。
2004500612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網によって第２場所から分離される第１場所での環境上のパラメータの遠隔検知用分散型システムであって、
少なくとも１つのデジタルセンサであって、第１場所での少なくとも１つの環境上のパラメータを検知し、そのパラメータを示すデジタル情報を出力するデジタルセンサと、
デジタルセンサの通信網への相互接続用の連結器と、
ネットワーク管理システムの制御下の通信網と、
通信網を通過するデジタルセンサからのデジタル情報を受信するために、第２場所で通信網に結合されているプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項２】
デジタルセンサが、
環境上のパラメータを示す信号を生成するアナログセンサと、
アナログセンサの出力を受信し、信号を表すデジタル出力を提供するアナログ／デジタル変換器と、
を備える、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３】
デジタルセンサが、さらに、アナログセンサに結合される読み出し電子回路を含む、請求項１に記載の環境上野パラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４】
アナログセンサが、片持ち梁チップセンサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔感知用システム。
【請求項５】
アナログセンサが電界センサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項６】
アナログセンサが磁気センサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項７】
アナログセンサが光学センサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項８】
アナログセンサが音波センサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項９】
アナログセンサが化学センサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１０】
アナログセンサが分光計センサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１１】
アナログセンサが熱センサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１２】
アナログセンサがバイオセンサである、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１３】
アナログセンサがケモセンサ（ｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒ）である、請求項２に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１４】
検出器が形態装置である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１５】
検出器が、コンテナまたはコンテナ内の貨物、トランク平面等の形を取る、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１６】
コンテナが、流体、気体、有機体、または固形の生物学的または化学的な標本の内の１つまたは複数を含む容器であるか、あるいは衣料、機器、ハードウェア、食品等などの直接製品を含む、請求項１５に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１７】
コンテナが貨物コンテナであるか、ハードウェア、衣料、機器等コンテナに入れられた運搬される貨物の在庫を（典型的にはカメラによってのように）監視する、請求項１５に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１８】
検知された環境上のパラメータが、危険な気体または危険ではない気体である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項１９】
気体が、ＣＯ、酸素、揮発性有機化合物、不揮発性有機化合物、Ｈ２Ｓ、Ｏ３、ＮＨ３、ＳＯ２、窒素の酸化物、ＣＬ２、ＣＨ４、Ｃ３Ｈ８、ＨＣＨＯ、サリン、神経ガス、マスタードガス、ベンジン、ペンタン、へクサン、排気ガス等である、請求項１８に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２０】
気体が水素、フレオンおよびＣＦＣから成り立つグループから選択される、請求項１８に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２１】
気体がＣＯ２である、請求項１８に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２２】
検知された環境上ノパラメータが、液体であるか、あるいはＣＯ２、ＣＬ、Ｏ２、Ｏ３、Ｆ１などの液体中に溶解した気体である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２３】
検知された環境上のパラメータが固体である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２４】
検知された環境上のパラメータが化学物質である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２５】
検知された環境上のパラメータが、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細菌、ウィルス、胞子、抗体、抗原、細胞、または血液などの生物学的な物質である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２６】
検知された環境上のパラメータが物理的なパラメータである、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２７】
物理的なパラメータが圧力である、請求項２６に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２８】
物理的なパラメータが流量である、請求項２６に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項２９】
物理的なパラメータが粘度である、請求項２６に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３０】
物理的なパラメータが密度、導電率、速度、汚濁度、塩分濃度またはｐＨである、請求項２６に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３１】
物理的なパラメータが熱パラメータである、請求項２６に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３２】
物理的なパラメータが加速である、請求項２６に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３３】
物理的なパラメータが温度である、請求項２６に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３４】
検知された環境上のパラメータが電磁放射物または（ＣＣＤまたはカメラでのように）光学光子である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３５】
複数の環境上のパラメータが検知される、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３６】
単一の環境上パラメータの複数の濃度または値が検知される、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３７】
複数のパラメータが、同じプラットホームまたはチップまたは検出器で検出される、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３８】
連結器が、薄サーバまたは埋め込まれたサーバである、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項３９】
連結器が埋め込まれた型のネットアクセスチップである、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４０】
連結器が電話モデムである、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４１】
連結器がケーブルモデムである、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４２】
連結器が無線である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４３】
連結器がイーサネット接続である、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４４】
通信網がインターネットを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４５】
通信網がイントラネットを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４６】
通信網がＬＡＮを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４７】
通信網が車両コンソールへのまっすぐな通信経路を含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４８】
通信網がＷＡＮまたはハイパーラン（超広帯域ネットワーク）を含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項４９】
通信網がダイヤルアップネットワークを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５０】
通信網が無線通信経路を含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５１】
プロセッサが、さらに遠隔場所に情報を提供する、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５２】
システムが、さらに、デジタルセンサに結合される、第１場所でのメモリを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５３】
システムは、さらに、デジタルセンサに結合される、第１場所での制御システムを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５４】
システムは、さらに、制御システムに結合される、第１場所でのクロックを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５５】
システムが、さらにニューラルネットワークを含む、請求項１に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５６】
ニューラルネットワークが分散型ネットワークである、請求項５５に記載の環境上のパラメータの遠隔検知用システム。
【請求項５７】
第１場所に少なくとも１つのセンサアセンブリを含むシステムで使用するための、センサアセンブリが少なくとも１つの第２場所に結合され、ネットワーク上で通信するように適応される、センサアセンブリ構成要素であって、
複数のアナログセンサであって、センサはサポート基板の上に置かれており、センサアセンブリに少なくとも１つの刺激に反応する信号出力を提供するアナログセンサと、
信号出力をアナログ／デジタル変換器に出力するための連結器電子回路と、
アナログ／デジタル変換器であって、結合する電子回路から信号出力を受信し、信号出力に相当するデジタル信号出力を提供するように適応される変換器と、
プロセッサであって、アナログ／デジタル変換器の出力に結合され、信号出力に相当するデジタル信号出力を入力として受信するように適応されるデジタル変換器と、
信号出力に関係する情報を含む、ネットワークと接続し、ネットワークへ通信を提供し、ネットワークから通信を受信するように適応されるネットワーク接続と、
を含む、センサアセンブリ。
【請求項５８】
複数の遠隔に分離される場所でパラメータを検知するためのシステムであって、遠隔に分離される場所はネットワークによって相互接続され、システムは、
複数のセンサアセンブリと、
少なくとも１つのノードと、
ノードとの通信のために適応される複数のセンサアセンブリと、
を備える第１センサ−ノードクラスタと、
複数の第２センサアセンブリであって、第１センサ−ノードクラスタのセンサアセンブリとは異なる、第２センサアセンブリと、
第１センサ−ノードクラスタのノードとは異なる、少なくとも１つの第２ノードと、
第２センサ−ノードクラスタの第２ノードとの通信のために適応される複数の第２センサアセンブリと、
を備える第２センサ−ノードクラスタと、
そこの間の通信のために、第１センサ−ノードクラスタおよび第２センサ−ノードクラスタに結合されるネットワークと、
を備えるシステム。
【請求項５９】
複数の遠隔に分離された場所でパラメータを検知するためのシステムであって、遠隔で分離された場所は、ネットワークによって相互接続され、
複数のセンサアセンブリと、
少なくとも１つのノードと、
ノードとの通信のために適応される複数のセンサアセンブリと、
を備える第１センサ−ノードクラスタと、
複数の第２センサアセンブリであって、第１センサ−ノードクラスタのセンサアセンブリとは異なる、第２センサアセンブリと、
第１センサ−ノードクラスタのノードとは異なる、少なくとも１つの第２ノードと、
第２センサ−ノードクラスタの第２ノードとの通信のために適応される複数の第２センサアセンブリと、
を備える第２センサ−ノードクラスタと、
第３ノードであって、第３ノードは、第１センサ−ノードクラスタおよび第２センサ−ノードクラスタのノードとは異なり、第１センサ−ノードクラスタ内のセンサアセンブリの少なくともいくつか、および第２センサ−ノードクラスタ内のセンサアセンブリのいくつかと結合される第３ノードと、
底の間の通信のために第１センサ−ノードクラスタおよび第２センサ−ノードクラスタに結合されるネットワークと、
を備えるシステム。
【請求項６０】
第３ノードが、第１センサ−ノードクラスタおよび第２センサ−ノードクラスタ内のセンサアセンブリの、すべてはないが、いくつかに接続される請求項５９に記載の、複数の遠隔に分離される場所でのパラメータを検知するためのシステム。
【請求項６１】
１００以上の遠隔場所で複数のパラメータを検知するための方法であって、それぞれの遠隔場所は、少なくとも１つのセンサアセンブリを含み、センサアセンブリは、そこと関連付けられるノードを有し、
遠隔場所でパラメータを検知し、パラメータに対応するデータを生成する検知するステップと、
前記遠隔場所のそれぞれでのデータを記憶するステップと、
データから統計データを生成するステップと、
ノードからの命令がないかチェックするステップと、
命令がセンサアセンブリによって受信された場合には、命令に応答し、あるいは代替策では、別のコマンドを待機するステップと、
所定の時刻にノードに統計データを送信するステップと、
を備える方法。
【請求項６２】
各センサアセンブリが、
パラメータに関係するデジタル出力を含むセンサと、
デジタル出力をネットワークに提供するように適応されるネットワーク接続と、
ネットワークへの連結器と、
を含む、少なくとも１０個のセンサアセンブリと、
ネットワークと、
遠隔プロセッサと、
を備える、多数の遠隔場所でパラメータを検知するためのシステム。
【請求項６３】
遠隔プロセッサがノードである、多数の遠隔場所でパラメータを検知するための、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
遠隔プロセッサがエンドユーザである、多数の遠隔場所でパラメータを検知するための、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６５】
連結器が無線通信システムを含む、多数の遠隔場所でパラメータを検知するための、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６６】
連結器が有線通信システムを含む、多数の遠隔場所でパラメータを検知するための、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６７】
前記データ信号に対応する信号の受信および記憶のためのコードを備えるセンサアセンブリソースコードセグメントと、
センサアセンブリからネットワークへ、およびネットワークからセンサアセンブリへの情報の通信のためのネットワーク通信ソースコードセグメントと、
前記センサアセンブリから遠いプロセッサと関連付けられ、ネットワークに動作できるように結合されるプロセッサソースコードセグメントと、
を備える、環境上のパラメータに関係する検知されたデータ信号の制御、処理および使用のためのコンピュータ読取り可能媒体で実現されるコンピュータプログラム。
【請求項６８】
プロセッサソースコードセグメントがノード上に常駐する、請求項６７に記載の、コンピュータ読取り可能媒体で実現されるコンピュータプログラム。
【請求項６９】
プロセッサソースコードセグメントがエンドユーザプロセッサ上に常駐する、請求項６７に記載の、コンピュータ読取り可能媒体で実現されるコンピュータプログラム。
【請求項７０】
前記データ信号に対応する信号の受信および記憶のためのコードを備えるセンサアセンブリソースコードセグメントと、
センサアセンブリからネットワークへ、およびネットワークからセンサアセンブリへの情報の通信のためのネットワーク通信ソースコードセグメントと、
前記センサアセンブリから遠いプロセッサと関連付けられ、ネットワークに動作できるように結合されるプロセッサソースコードセグメントと、
を備える、環境上のパラメータに関係する検知されたデータ信号の制御、処理および使用のための搬送波内で実現されるコンピュータデータ信号。
【請求項７１】
プロセッサソースコードセグメントがノード上に常駐する、請求項７０に記載の搬送波内で実現されるコンピュータデータ信号。
【請求項７２】
プロセッサソースコードセグメントがエンドユーザプロセッサ上に常駐する、請求項７０に記載の搬送波内で実現されるコンピュータデータ信号。
【請求項７３】
複数のセンサからの情報をコンピュータで受信するステップと、
プログラムに従って情報を処理するステップと、
出力を提供するステップと、
情報の管理のために第三者に料金を請求するステップと、
を備える、情報を生成する複数の物理的に分離されたセンサからの情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項７４】
情報が、少なくとも部分的にグローバル情報ネットワークを介して、センサからコンピュータに提供される、請求項７３に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項７５】
グローバル情報ネットワークがインターネットである、請求項７４に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項７６】
情報が、少なくとも部分的にノードから出現する、請求項７３に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項７７】
出力が、第３者へのレポートの少なくとも一部にある、請求項７３に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項７８】
出力が、センサに提供された情報の少なくとも一部にある、請求項７３に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項７９】
出力が、アクチュエータの制御のための情報の少なくとも一部にある、請求項７３に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項８０】
プログラムがデータ抽出ステップを含む、請求項７３に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項８１】
プログラムがデータマイニングステップを含む、請求項７３に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【請求項８２】
出力が、インターネットを介してアクセスされるレポートの少なくとも一部にある、請求項７７に記載の情報のコンピュータ管理のための方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の技術分野）
ここに説明され、主張されている発明は、概して、１つまたは複数の遠隔場所での検知または監視のためのシステムおよび方法に関する。さらに特定すると、それらは、データ分析および管理のためのネットワークベースの相互接続を活用する、複数の場所での分散された遠隔検知のためのシステムおよび方法に関する。しかも別の態様においては、それらは自主的組織結成（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ）センサネットワークおよび機械対機械の通信に関する。
【０００２】
（発明の背景）
多様な状態のためのセンサおよび検出器を開発するために多様な努力が払われてきた。多数の物理現象または非物理現象を測定するセンサが開発されてきたし、開発され続けるだろう。一般的には、このようなセンサはなんらかの外部刺激を受け取る装置として、あるいはそれ以外の場合、なんらかの変換器を使用することにより、その信号がそれから現象または状態の追加処理または分析で活用される刺激または状態に関係する、あるいは対応する信号を生成する物理的な現象により影響を受けるとして記述されてよい。例として、センサは、多岐に渡る物理的な現象、化学物質の存在、または生物化学物質の存在を検出するために使用される。さらに特定すると、このようなセンサは、相対湿度、温度、圧力、流量、粘度、音、光学データ、化学的なまたは生物学的な存在または放射物を測定してよい。
【０００３】
技術に既知であるある型のセンサは、原子力顕微鏡のために開発されたものに類似した、マクロキャンチレバ（ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓ）ビームとして形成される。このようなマクロキャンチレバ（ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）センサは、物理特性、化学特性および生物学特性のリアルタイム、元の場所の測定のためのプラットホームとして示されてきた。例えば、サンダット（Ｔｈｕｎｄａｔ），Ｔ．らの機器製造業者（Ａｐｐｌｉａｎｃｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ）、１９９７年４月、５７−５８ページの「ナノセンサアレイチップ、ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｌｅｖｅｒアレイは汎用センサプラットホームとして役立つ（Ｎａｎｏｓｅｎｓｏｒ　Ａｒｒａｙ　Ｃｈｉｐｓ，Ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ　Ａｒｒａｙｓ　Ｓｅｒｖｅ　ａｓ　ａ　Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｎｓｏｒ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）」、Ｂａｓｅｌｔ，Ｄａｖｉｄ　Ｒ．らの１９９７年４月４日、ＩＥＥＥ講演収録、第８５巻、第４番「好感度ミクロマシンバイオセンサ（Ｈｉｇｈ−Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅ　Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ）」を参照すること。図１は、典型的な容量性ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒシステムの断面図である。基板１０は、台座１４の上で片持ち梁１２を支える。台板１８は、片持ち梁１２によって部分的に形成されるコンデンサへの第２板としての機能を果たし、導体１６は電気信号をｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｖｅｒに、およびｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒから結合するのに役立つ。一定の実現では、単一結晶シリコン基板１０は、ホウ素でドーピングされた表面層によって形成されるなどの導電性領域を含んでよい。それから、片持ち梁の偏向から生じる抵抗変化が検出される。まだ他の実現では、片持ち梁１２の偏向は、ダイオードレーザなどのレーザによる照明によってなどの光学手段を通して達成されてよい。片持ち梁の曲げ運動の検出は、反射光の測定によって決定される。それ以外の実現では、片持ち梁は、その電気信号が片持ち梁が曲がると生成される既知のピエゾ抵抗材料から作ることができる。装置の追加構造および用途は、以下の米国特許に記載されている。つまり、Ｂｕｒｎｈａｍらの米国特許第５，１９３，３８３号「機械的な力、および表面力ナノプルーブ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｆｏｒｃｅ　Ｎａｎｏｐｒｏｂｅ）」、Ｃｏｌｔｏｎらの米国特許第５，３７２，９３０号「超低濃度分子認識用センサ（Ｓｅｎｓｏｒ　ｆｏｒ　Ｕｌｔｒａ−Ｌｏｗ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）」、Ｗａｃｈｔｅｒらの米国特許第５，４４５，００８号、「マイクロバールセンサ（Ｍｉｃｒｏｂａｒ　Ｓｅｎｓｏｒ）」、およびＷａｃｈｔｅｒらの米国特許第５，７１９，３２４号、「Ｍｉｃｒｏｃｎｔｉｌｅｖｅｒセンサ」である。
【０００４】
センサと情報のユーザ間に通信能力を与えるために努力がなされてきた。センサ装置からの遠隔測定で得たデータは、Ｔｈｕｎｄａｔ，Ｔ．らの機器製造業者（Ａｐｐｌｉａｎｃｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ）、１９９７年４月、５７−５８ページのＴｈｕｎｄａｔの記事に説明されている。記事は、人員によって着用、あるいは携帯される移動装置の使用、関連データを中央収集ステーションに中継するこのような装置の配備、およびいくつかの用途で結線されたセンサを置換する可能性を示唆すること、いくつかのアプリケーションでは配線されているセンサを交換する能力の示唆を可能とするための遠隔測定で得たデータの使用を考える。しかし他の人は、サーバ機械、強制フィードバック装置が備えられるクライアント機械、および追加の強制フィードバック装置を具備してよい１つまたは複数の追加のクライアント機械を含むインターネットネットワーク強制フィードバックシステムの配列を示唆した。このようなシステムは、第ＷＯ９８／０６０２４号、Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇら「コンピュータネットワーク上で強制フィードバックを提供するための方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　Ｆｏｒｃｅ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　Ｏｖｅｒ　ａ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）」に開示される。しかも他の人は、神経障害を患う患者を監視するために使用される対話型介入訓練システムの使用を示唆してきた。「遠隔サイト医療介入システム（Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｉｔｅ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）」と題されている米国特許第５，８１０，７４７号に開示されているこのようなシステムは、監督者ステーションおよび患者／被訓練者ステーションなどの多様なステーションと通信するためにＬＡＮの通信システムまたはインターネットを活用する。他の人は、Ｋｏｖａｃｓらの米国特許第５，８３３，６０３号でのように、注入可能な生物検知トランスポンダの形成を示唆した。そこでは、生物体への注入用の生物検知トランスポンダは、光学特性、機械特性、科学特性、および電気化学特性を含む１つまたは複数の物理特性を検知し、検知されたパラメータ値に対応するデータを遠隔読み取り装置に無線で伝送するためのトランスポンダを提供するためのバイオセンサを含む。まだ別の開示においては、ワールドワイドウェブなどのシステム上で画像を、遠隔地にいる医師またはその他に通信する医療用超音波診断画像システムが提供される。例えば、Ｗｏｏｄらの米国特許第５，７１５，８２３号を参照すること。
【０００５】
しかも他の人は、装置または機器のステータスを監視するためにネットワークを使用してきた。缶入りソフトドリンク販売機（例えば、コーク機械）などの多様な機械が、遠隔監視または対話のためにワールドワイドウェブに接続されてきた。このようなシステ得ウの一例は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｕｇｃｓ．ｃａｌｔｅｃｈ．ｅｄｕ／〜ｗａｌｔｅｒｆｂ／ｃｏｋｅ／ｃｏｋｅ．ｈｔｍｌのロイド（Ｌｌｏｙｄ）のコーク機械（Ｃｏｋｅ　Ｍａｃｈｉｎｅ）に説明されている。そこで説明されているシステムは、在庫の装置数を付き止めることがあり、その情報はシリアルケーブルを介してライナックス機械に送信される。しかも、多様な装置が相互接続されてよい、バス配列を提供するためにそれ以外のシステムが存在する。例えば、ダラス（Ｄａｌｌａｓ）半導体１ワイヤバスは、通信するためにイーサネット規格を活用し、バスから多様な装置が接続されてよい。今日まで、遠隔装置または機器を検知および／または制御するための通信システムの使用における完全に満足の行く解決策は提示されていない。この欠陥は、センサ用の相対的に多数の機器が含まれるときに、特に悪化する。以下に開示される発明は、それらの欠陥を矯正することを求める。
【０００６】
（発明の概要）
ここに説明されているシステムおよび方法は、遠隔に間隔をあけて配置されるセンサおよび検出機、あるいはセンサおよび検出器の埋め込まれたネットワークの効果的な使用を可能にする。さらに特定すると、遠隔地で検知される、あるいは大型機器または機械の中に埋め込まれている情報の収集、分析および処置を可能にする、ネットワーク、およびセンサ、アクチュエータ、およびネットワークの構成要素配列が説明される。本発明のある態様においては、システムは、自主的に組織を結成する（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ）センサネットワークに備える。自主的組織結成は、センサまたはノードなどの多様な構成要素装置が、その他の構成要素装置の存在を突き止め、通信要件を決定するか、あるいはそれ以外の場合、多様な構成要素装置の間でネットワーキングまたは多様な構成要素装置間の協調動作を提供する機能を果たす目的で、他の構成要素装置と効果的に通信する（機械対機械通信）ときに発生する。構成要素装置自体は、本質的にコマンドアンドコントロール（ｃｏｍｍａｎｄ−ａｎｄ−ｃｏｎｔｒｏｌ）システムとは対照的に、全体的なネットワークの少なくとも一部を編成するために役立つ。
【０００７】
発明のある態様においては、システムは、通信網によってエンドユーザ場所などの第２場所から遠く分離されている第１場所でのそれらのパラメータの遠隔検知のために提供される。好ましい実施態様においては、遠隔センサは少なくとも１つのデジタル（アナログ）センサまたは検出器を含み、該デジタルセンサは、第１場所でのパラメータを検知し、そのパラメータを示すデジタル信号を出力するのに役立つ。デジタルセンサまたは検出器は、オプションで、パラメータを示す信号を生成するアナログセンサ、およびアナログシステムの出力を受信し、検知されたパラメータを表すデジタル出力信号を提供するためにアナログデジタル変換システムを備える。オプションで、アナログ電子回路は、アナログセンサおよびアナログ／デジタル変換器を相互接続するのに役立つ。デジタルセンサは、例えば、ケーブル、電話線、または無線伝送であってよい通信網へのデジタルセンサの相互接続用の連結器を含む。例えば、インターネットなどのデジタル信号をネットワークに結合するのに役立つ通信網を通して渡されるように、デジタルセンサからデジタル情報を受信するのに役立つ。
【０００８】
好ましい実施態様においては、デジタルセンサを備えるセンサアセンブリは、プロセッサを含む。このようなプロセッサは、マイクロプロセッサ、およびメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、大容量記憶装置、フラッシュ、光メモリ、バイオメモリ等）とサポート構成要素（例えば、クロック、バス）を含む関連付けられた構成要素を備えてよい。さらに、プロセッサは、ネットワーク、特にインターネットと使用するために適応されてよく、例えば、ネットシリコン社（ＮＥＴｓｉｌｉｃｏｎ　Ｉｎｃ．）のＮＥＴ＋ＡＲＭＴＭプロセッサ、ＴｉｎｉＪプロセッサ、または類似したネットワークでイネーブルされたマイクロプロセッサを備えてよく、Ｊａｖａなどの高水準プログラミング言語を使用してプログラミングされてよく、Ｊｉｎｉなどのネットワーク関連ソフトウェア技術を組み込んでよい。センサアセンブリで処理を含むと、「スマート」なセンサアセンブリが生じる。発明は、例えば１台、１０台、またはそれ以上のセンサなど、１台または複数台のセンサまたは検出器を用いて実践されてよいが、このような分散型知能は、多数の（実質的には１００以上、またはさらに好ましくは１，０００以上）のセンサの効果的な活用を補助する。さらに、特に多数のセンサのあるシステムにおいてデータの処理を機能強化するためには、ニューラルネットワークおよび／またはファジー論理ソフトウェアまたはシステムが利用されてよい。この能力は、それは分散方式で実行されてよいが、典型的には、データ管理能力の中にある。
【０００９】
センサアセンブリは、ＩＥＥＥ　１３９１．１、１３９１．２、１３９１．３および／または１３９１．４などのスマートセンサ通信規格に準拠してよい。
【００１０】
多数の遠隔センサを有するシステムにおいては、ノードまたはノードプロセッサは、センサの効果的な活用（クラスタ化）のための１つまたは複数のセンサアセンブリのグループとともに活用される。このようなノードは、（おそらくＪａｖａ仮想機械、およびサンマイクロシステム（Ｓｕｎ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ）のＪｉｎｉなどのソフトウェア「エージェント」技術を実行している）ＮＥＴ＋ＡＲＭまたはＴｉｎｉＪプロセッサなどのプロセッサ、それに関連付けられたサポート周辺構成要素（メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、大量記憶装置、フラッシュ等）、およびネットワークコネクションを備えてよい。あるアーキテクチャでは、システムは複数の遠隔で間隔をあけて置かれた場所でパラメータを検知するために提供され、それらの場所は、複数のセンサノードクラスタを有するネットワーク、好ましくはインターネット（のみならずイーサネットまたはＡＴＭ、ハイパーラン（ｈｙｐｅｒｌａｎ）、または超広帯域ネットワークなどのＬＡＮネットワークまたはＷＡＮネットワーク）によって相互接続されている。センサノードクラスタは、複数のセンサアセンブリ、および少なくとも１つのノードを含む。そして、複数のセンサアセンブリはノードとの通信のために適応されている。複数のセンサアセンブリをノードと関連付けることによって、あるオプションとは、サーバまたはエンドユーザと通信する必要なく、データの処理が遠隔で実行できることだろう。このような装置は、センサアセンブリからエンドユーザへの通信だけを有するシステムに比較して伝送されるデータ量を削減し、特に、中央サーバで発生する可能性がある通信ボトルネックを排除する。さらに、個のようなアーキテクチャは、サーバまたはエンドユーザ場所で必要とされる処理の量を最小限に抑える（つまり、処理ボトルネックを排除する）。オプションで、センサ−ノードクラスタは、場所動作を提供するために、１台または複数台のアクチュエータを含む。
【００１１】
しかも別の有利なアーキテクチャでは、多様なセンサ−ノードクラスタには追加ノードが提供される。複数の遠くに分離した場所でのパラメータを検知するためのこのようなシステムは、１つまたは複数のセンサ−ノードクラスタ、および１つまたは複数のノードを含んでよい。それぞれの追加ノードは、１つまたは複数のセンサ−ノードクラスタにおいて、いくつかのであるが必ずしもすべてではないセンサアセンブリに結合される。多様なセンサ−ノードクラスタおよび追加ノードは、ネットワークなどの通信システム、つまりインターネット、ＬＡＮ、またはＷＡＮ、ハイパーラン、または超広帯域ネットワークによて相互接続される。このようにして例えば、１つのセンサ−ノードクラスタが、建物内の部屋ごとに提供され、追加ノードは建物内のすべての温度センサを監視するために提供されてよい。
【００１２】
さらに広範囲なセンサシステムでは、複数レベルのノードプロセッサが提供されてよい。二次ノードは、例えば、センサノードクラスタ内の一次ノードに接続されてよい。このような二次ノードは、さらに一次ノードからデータを削減するのに役立ち、一般的には、センサシステムは一次ノードより少ない二次ノードを備えるだろう。さらに、三次ノードは、二次ノードに接続されてよい等である。
【００１３】
発明のシステムおよび方法は、オプションでアクチュエータアセンブリを含む。アクチュエータアセンブリは、オプションで、制御信号またはコマンドを受信するために作動できるように結合される１台または複数台のアクチュエータを含む。アクチュエータコマンドは、例えばインターネットなどのネットワークを介して、エンドユーザ、ノード、または別のセンサアセンブリから受信されてよいか、あるいはプロセッサを通してなどアクチュエータアセンブリで生成されてよい。制御信号がデジタルであり、アクチュエータがアナログ制御信号を必要とする場合には、デジタルアナログ変換器がデジタル信号のソースとアクチュエータの間に配置されるだろう。アクチュエータアセンブリは、典型的には、活用されている場合、プロセッサと、あるいはアクチュエータと通信するなどのネットワークコネクションを含む。オプションで、アクチュエータアセンブリは、アナログデジタル変換器などの、１台または複数台のセンサおよび関連つけられた構造を含んでよい。
【００１４】
これらの発明のシステム、方法およびアーキテクチャは、化学的、生物化学的、および／または物理的なパラメータを測定する多岐に渡るセンサまたは検出器とともに活用されてよい。熟考されている多様な種類の検知機構は、以下を含む。つまり、電界センサ（例えば、容量性バイオセンサ、ｃｈｅｍＦＥＴ、またはｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒセンサ）、磁気センサ（微量天秤、ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ、磁気抵抗センサまたはＳＱＵＩＤセンサ）、光学センサ（光反応（ｐｈｏｔｏ　ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ）電極、ＣＣＤアレイ、光学カメラ）、音波センサ（例えば、表面プラズモン共鳴センサ、表面音波センサ）、化学センサ（ｃｈｅｍＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、電気化学、金属酸化物半導体膜センサ）、分光計センサ（例えば、ＵＶ、可視またはｓｐｅｃｔｒａｓｅｎｓｏｒ、表面機能拡張ラマン散乱センサ、ガスクロマトグラフ／大容量分光計）、熱センサ（例えば、熱抵抗体（ｔｈｅｒｍｏｒｅｓｉｓｔｏｒ）、サーミスタ、熱電対、サーモパイル、ｃａｌｏｒｉｔｈｅｒｍｉｃ片持ち梁）、流量計、圧力センサ、加速センサ等の物理センサ、あるいは標準錫酸化物センサである。要すれば、複数センサは単一センサアセンブリ内に含まれてよく、例えば１０個または１１個以上のセンサを有する、例えば複数の片持ち梁チップが活用されてよい。多様なセンサの出力は、環境条件の分析および識別のために活用されてよい。検知された項目は、化学物質（例えば、ＣＯ、ＮＨ３、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、Ｈ等）、爆薬（例えば、ＴＮＴ）、金属（例えば、水銀）、有機化合物（例えば、揮発性有機化合物、プロパン、メタン）、湿度（例えば、水蒸気）を含んでよい。生物学材料が検知されてよい（例えば、ＤＮＡ，ＲＮＡ，抗体、蛋白質、酵素、抗原、細菌等）。電磁放射物を検知することができる（例えば、光、赤外線、マイクロ波）。物理パラメータが検知されてよい（例えば、圧力、流量、温度、光学データ、粘度、混濁度、および加速（線形および／または角度））。検出された材料の形式は、気体であるのか、液体であるのか、または（微粒子物質などの）固体であるのかに関係なく、検出に適切であってよい。本発明のある態様においては、複数のセンサは指定された向き（ｓｅｎｓｅ）またはアセンブリ内に含まれてよい。いくつかのあるいはすべてのセンサは、冗長センサであってよい。代わりに、多様なセンサは、温度と気体、または芳香族化合物と温度などの同じプラットホームでの異なるパラメータまたは条件を検知してよい。
【００１５】
多様な方法は、有利なことにこれらの方法のシステムおよびアーキテクチャで活用される．例えば、複数のパラメータを、それぞれの遠隔場所が１つのセンサアセンブリ、およびさらにそれと関連付けられたノードを有するセンサアセンブリを含む多数の（例えば、実質的には１００以上）遠隔場所で検知するための方法であって、方法は、遠隔場所でパラメータを検知するステップと、遠隔場所のそれぞれでデータを記憶するステップと、検知されたデータから統計データを生成するステップと、ノードからの命令がないかチェックするステップと、および命令が受信された場合には、命令に答えるステップと、および所定の時間にノードに統計データを送信するステップとを備えてよい。このようにして、大量のデータが、多数の遠くに位置しているセンサを有するシステムで入手、処理、および活用されてよい。
【００１６】
ここに説明され、主張されている発明は、環境上のパラメータに関係する検知されたデータ信号の制御、処理および使用のためのコンピュータ読取り可能媒体で実現されるコンピュータプログラムを含む。さらに特定すると、それは前記データ信号に対応する信号の受信および記憶のためのコードを備えるセンサアセンブリソースコードセグメントと、センサアセンブリからネットワークへ、およびネットワークからセンサアセンブリへの情報の通信のためのネットワーク通信ソースコードセグメントと、前記センサアセンブリから遠いプロセッサと関連付けられ、作動できるようにネットワークに結合されたプロセッサソースコードセグメントとを備える。同様に、搬送波で実現されるコンピュータデータ信号は、同じ目的および機能性に関して提供される。
【００１７】
ある実現では、本発明は、データ管理サービスまたはビジネス方法から成り立つ。方法は、少なくとも、情報、好ましくは多様なノードまたはセンサから引き出された情報を受け取るステップから成り立つ。次に、情報が処理される。第３に、処理された情報は、センサまたは元の検知されたイベントに関係する、アクチュエータなどのその他の構成要素装置に応答し返すことによって、あるいは通知またはその他のレポートなどの情報をカスタマまたはクライアントに提供することのどちらかによって、応答される。要すれば、システムは、データ抽出および／またはデータマイニング技法を活用してよい。データ管理システム内に含まれている情報のインターネットアクセス、レポート作成またはｅ−メール、電話通信、ファクシミリ、ページャーまたはビーパーあるいはそれ以外のカスタマまたはクライアントへの通信モードによるシステムからカスタマへの通信、システムからカスタマまたはクライアントへの多様な形式の通信が活用されてよい。データ管理サービス方法論のある用途は、在庫管理サービスを含む。
【００１８】
ある用途では、これらの発明のシステム、アーキテクチャおよび方法が、先在する機械の中に埋め込まれている遠隔食品検知アプリケーションで活用される。指定された食料品の大規模な機関の販売者は、広い地理学上の地域全体で同等の品質を維持することを望む。例えば、ソーダ水容器を通して販売するソフトドリンク製造メーカは、地球上の場所で同等の品質の製品の納入を保証することを希望する場合がある。販売者は、納品される製品の管理、一貫性および精度、および販売される製品の体積量も希望する。センサは、水質センサ、（例えば、ＣＯ２レベルを監視するための）化学品センサ、砂糖含有量、イオン含有量、粘度、および温度などの成分の質を監視するために活用されてよい。さらに、圧力、温度、流量、粘度および密度などの物理的なパラメータが検知されてよい。さらに、センサは、システムがダイエットソフトドリンクを届けるように設計されているが、むしろ標準のソフトドリンクが誤って供給される、あるいはカフェインを減らした製品が所望されるが、カフェイン含有の製品が届けられる場合に誤った製品配達がないか監視するために備えられてよい。一定の例では、流量または粘度の検出が所望されるなど、構成要素とセンサの間の物理的な接触が必要とされる。その他のインスタンスでは、揮発性化合物が、食品との接触を回避する装置などの電子「ノード」を通して監視されてよい。あるインプリメンテーションでは、例えばレシピが入手できる成分の品質に基づき変更または修正される場合など、検知されたデータがアクチュエータを起動するために制御システムによって活用される、閉鎖ループシステムが提供されてよい。代わりに、データは、品質を世界中で監視することを求めることのあるエンドユーザなどの、その他のエンティティに使用のために提供されてよい。
【００１９】
しかもシステム、アーキテクチャ、および方法の他の用途は、自動販売機ステータスを含む。動作中、温度、在庫、変更のための金の可用性、および電力消費などの機械の稼動ステータスに関係する情報が監視されてよい。機械は、プロセッサ、エンドユーザまたはノードプロセッサのどちらか、あるいは統合型プロセッサから、機械のポーリングによってなど照会されてよいか、あるいは機械の稼動ステータスパラメータに関係する警告または警報状態などの状態の発生時に、あるいは所定の時間期間を構成するなんらかの期間に基づき、指定されたプロセッサと肯定的に通信してよい。在庫の変化率に関係するデータが収集され、他のプロセッサまたはエンドユーザに提供されてよい。このような用途では、機械とネットワークの間で無線通信を使用することが特に有利である場合がある。自動販売機から、その後でインターネットに接続されている基地局へなどの無線通信は、有線接続より、低い費用および維持要件を有してよい。
【００２０】
システム、装置および方法と使用するために熟考されるしかも他のアプリケーションは、監視が、メタンなどの有毒または危険物質に関して行われてよい場合など、パーソナル気体監視システムを含む。このようなシステムは、有利なことに、他のセンサとの相互チェックによってなど、偽肯定削減技法を含む。
【００２１】
遠隔分散型検知の用途は、警察または軍の用途を含む。典型的には、複数のセンサが、ある地理学上の領域内に提供されてよく、多くの場合、空中から地上へ与えられる。それから、無線通信が、地上ベースであるのか、空輸であるのか、あるいは衛星ベースなのかに関係なく、分散されたセンサからアンテナに情報を提供する。要すれば、埋め込まれた全地球測位衛星（「ＧＰＳ」）情報が、センサ、特に、センサの空輸分散によってなど、正確な定位に繋がらない方法で分散されたセンサの場所を特定する。このようなセンサは、重車両または装甲車の存在を検出するように特に適応されている、地殻変動センサなどの運動センサを含んでよい。
【００２２】
しかも他の用途は、プロセス制御システムを含む。製薬工場または石油精製プラントは、かなりの連続的な監視および管理を必要とする。成分の品質、汚染物の存在、またはその他のパラメータが監視されてよい。
【００２３】
しかも別の用途は、プロセッサ（マイクロプロセッサ）を含む玩具でのセンサの使用を含む。センサデータをネットワーク（インターネット、イントラネット、ＬＡＮ等）に渡し、監視または制御、あるいは一人または複数人のプレーヤー間での対話型プレーのために使用できるようにする無線通信能力が追加される。
【００２４】
色々な環境上のパラメータが、このようなシステムで監視、制御されてよい。例えば、屋内空気品質監視は、換気を強めるため、あるいはそれ以外の場合構造物の占有者に空気の質に関して警告または警報するためなど、状態を修正するために役立つアクチュエータをもって達成されてよい。水質は、同様に監視されてよい。環境ハザードの環境上の検出は、遠隔で分散されてよい。追加の例は、いつ冷却剤を交換する必要があるのかを判断するための発生した水素の監視によるなどの冷却剤でのフレオン劣化の埋め込まれた検出を含むだろう。
【００２５】
警備態様が、このようなシステムに含まれてよい。例えば、センサは、熱およびガスの存在がないか監視してよく、光学（カメラ）が、漏れを検出し、侵入がないかを監視する等のために使用されてよい。典型的には、検出された事象の組み合わせは、事象のさらに正確な検出および識別につながってよい。最適なことには、偽警報のインテリジェントな拒絶が達成される。
【００２６】
その結果、本発明のある目的とは、多数の遠隔ベースのセンサ、クラスタ化されたセンサ、または検出器の効果的な使用のためのシステム、アーキテクチャおよび方法を提供することである。
【００２７】
本発明の別の目的とは、システム、方法、およびアーキテクチャが、分散型ネットワーク、特にそれと結合するセンサを活用するためにインターネットの世界的な範囲の活用のために提供されることである。
【００２８】
本発明のまた別の目的とは、遠隔環境またはプロセス監視のために数百または数千の場所の遠隔監視に備えることである。
【００２９】
本発明のまた別の目的とは、遠隔センサとエンドユーザの間で伝送される必要のあるデータ量を削減し、制御を無事達成するシステムを提供することである。
【００３０】
本発明のある目的とは、環境上のパラメータに関係する検知されたデータ信号の制御、処理および使用のためのコンピュータによって読取り可能な媒体で埋め込まれたコンピュータプログラムを提供することである。
【００３１】
本発明のある目的とは、必要とされる処理の量およびエンドユーザ場所を削減するシステム、アーキテクチャおよび方法を提供することである。
【００３２】
（詳細な説明）
ここに開示されている説明をさらに効果的に説明するために、出願人は、以下の用語の定義を提供する。
【００３３】
「センサ」は、通常、パラメータを検出し、信号出力を提供するための装置を指す。
【００３４】
「検出器」は、文脈の中で、センサの信号出力を修正、処理または分析するために、処理回路構成要素および／またはソフトウェアが加えられたセンサを意味する。検出器は、一定の文脈または用途では、センサと同義であってよい。
【００３５】
「デジタルセンサ」は、デジタル出力を有するアナログまたはデジタルセンサアセンブリを意味する。
【００３６】
「アナログセンサ」は、デジタル出力への信号変換を行うアナログセンサ、あるいはデジタル変換を行わない、マイクロプロセッサバスに直接的に接続される直線アナログセンサを意味する。
【００３７】
「バイオセンサ」または「Ｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒ」は、ある特定の物質にさらされると信号を作成する不動化した生物学的または化学的な材料を含む分析ツールまたはシステム、および容易に測定可能な電気信号への前記信号の変換器である。
【００３８】
「ノード」とは、ネットワークに接続されてよいプロセッサである。
【００３９】
「センサ−ノードクラスタ」とは、少なくとも１つのノード、好ましくは複数のセンサと少なくとも１つのノードの集合体である。
【００４０】
「薄サーバ」とは、インターネットなどのネットワークに接続するマイクロプロセッサシステムである。
【００４１】
「統計データ」は、平均化あるいはその他の統計的な処理を通してなど、何らかの方法で処理された検知されたデータから成り立つ。
【００４２】
「アレイセンサ」とは、同じチップまたはパッケージ上の複数のパラメータを検出するセンサパッケージである。
【００４３】
（全体的なシステムの説明）
図２は、全体的なシステムの構成要素を示すブロック図である。デジタルセンサ２０には、その上に当たっている１つまたは複数の刺激がある。図２に図示されているように、環境／プロセスまたは光学情報は、デジタルセンサ２０につながる矢印によって図示されている。検出可能な条件の範囲は基本的には制限がなく、刺激またはパラメータの検出のための適切なセンサの存在だけを必要とする。デジタルセンサ２０は、電気（または無線）相互接続２４によって通信装置２２に結合される。通信装置２２は、薄サーバまたはネットワークへのインタフェースとしても特定されてよい。デジタルセンサ２０に当る刺激は、一定の用途では、遠隔プロセッサ２６に提供されてよい。遠隔プロセッサ２６は、エンドユーザと呼ばれてもよい。これらの発明の主要な態様の熟考において、情報は、ネットワーク２８などの介入する通信システム、および最も好ましくはインターネット（しかし、同様にＬＡＮ、イーサネット、ＷＡＮ、超広帯域、またはハイパーラン）を通してデジタルセンサ２０からプロセッサ２６へ提供される。ネットワークは、適切なネットワーク管理ソフトウェアおよび制御の制御下にある。通信装置２２からネットワーク２８への通信は、有線接続３０または無線接続３２のどちらかを通してでよい。同様に、プロセッサ２６とネットワーク２８の間の接続は、有線接続３４または無線接続３６を介してであってよい。
【００４４】
図３は、分散された自主的に組織を結成する（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ）ネットワークおよび考えられる解決策またはアプリケーションのブロック図である。センサは、物理的な環境へのインタフェースまたは接点を提供する。さらに詳しく後述されるように、センサは、測定されたものに対する（ｔｏ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ）パラメータと一貫した任意の型であってよい。例によって、センサは、物理的、化学的、生理学的、光学的、あるいはそれ以外のパラメータを検出してよい。センサは通信システム用のセンサデータを提供する。センサデータ用の接続、ならびにセンサと通信システムを通る、センサと通信システムからの、およびセンサと通信システム間のその他の通信だけではなく、通信システムも有線または無線のどちらか、あるいは両方の組み合わせであってよい。図３に見られるように、センサデータは最初に無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク、ホームＲＦネットワーク等）を通して結合される。通信は、本発明の機能性と矛盾しない任意の形式またはフォーマットであってよい。例えば、無線ＬＡＮは、無線周波数型通信（１３．６ＭＨｚまたはさらに低い周波数でのＲＦＩＤ）または蓄積交換型システム、あるいは９１６ＭＨｚまたは２．６ＧＨｚでのスペクトル拡散などのそれ以外のさらに高い周波数の通信システムを活用してよい。通信のこれらのノードは、単に代表的であり、どのようにしても制限的であることは意味されていない。それから、無線ＬＡＮは、無線ＷＡＮ（広域ネットワーク）に結合される。再び、このようなシステムの例示的な技術は、ＣＤＰＤ，ＡＲＤＩＳ、ＧＳＭモービテックス（Ｍｏｒｂｉｔｅｘ）、テトラ（Ｔｅｔｒａ）、ハイパーラン、ＵＢＣＤＭＡ（超広帯域）、ＩＳ／９５、および任意の追加衛星ネットワークを含む。
【００４５】
これらの発明のあるインプリメンテーションでは、センサおよび通信網は、無線センサの分散された自主的に組織を結成する（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ）ネットワークを提供するために協調する。システムは、通信システムを介した装置または校正要素の間の通信を通して自主的に組織を結成する（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｅｓ）。例えば、センサまたはノードは、他のセンサの存在または活動を検知するために、通信システムを通して通信してよい。ネットワークの動作とは、さらに高水準型のシステムでのように構築、定義されたのとは対照的に、少なくとも部分的に局所的に、それを制御することである。センサは、他のセンサの存在を突き止めてよく、他のセンサの機能性を確認してよく、その情報に基づいてそれらの活動機能性を修正してよい。
【００４６】
図３に図示されているように、通信システムはデータ管理サービスに結合する。図示されているように、通信システムは、インターネットデータホストサーバまたはその他の通信入口（ｐｏｒｔａｌ）に結合する。サーバは、スケラブルデータベース、またはオラクル（Ｏｒａｃｌｅ）データベース、浸透的ソフトウェアデータベース、オブジェクト指向データベース（「ジャスミン（Ｊａｓｍｉｎｅ）」）等のオブジェクト指向データベースに結合される。それから、データベース内のデータが必要に応じて監視またはマイニングされてよい。例えば、データ抽出またはデータマイニングの技法が活用されてよい。レポートが、エンドユーザまたはカスタマによって要求されるように作成されてよい。１つまたは複数の条件の存在から、警告または警報の発生が起こることがある。警告は、警報状態よりより低い緊急状態を備えるにも関わらず、検討および考えられる処置を必要とする。
【００４７】
ある態様においては、本発明は、ビジネスを実行するビジネスモデルまたは方法、およびビジネスモデルを遂行するために必要とされる（ソフトウェアを含む）方法、装置および制御システムに関する。ビジネスモデルまたは方法は、幅広く、データ、最も好ましくはインターネットまたはその他の世界的な通信網を解して提供されているリアルタイムデータを受け取るステップと、受け取られたデータを集計するステップと、あるいはデータの分析またはマイニングなどのデータ管理サービスを実行するステップと、カスタマに対する処置などの出力を提供するステップとから成り立っている。サービスは、好ましくは、加入料金ベースで実行され、それにより方法のステップを実行するビジネスは、典型的にはシステムの出力を受け取る人物またはエンティティから、料金を受け取る。
【００４８】
図３は、多様な解決策の励を提供する。解決策は業界に特殊であってよい。さらに詳しく後述されるように、例示的な用途または解決策は、屋内空気品質監視、ユーティリティ監視および医療監視を含み、多様な消費者販売時点（ＰＯＳ）用途は、製品品質監視および警備を含み、その他の用途は産業プロセス制御を含む。
【００４９】
図４は、システムの１つの考えられる物理的な機構のブロック図を示す。ネットワーク接ぞおく４０、好ましくはインターネット接続は、センサアセンブリ５０、ノード７０、アクチュエータアセンブリ９０、およびエンドユーザ／プロセッサ１１０を結合するのに役立つ。ネットワーク接続４０とセンサアセンブリ５０、ノード７０、アクチュエータアセンブリ９０、およｂエンドユーザ／プロセッサ１１０の間の接続（有線または無線）４２、４４、４６および４８は、それぞれ提供される。ネットワークを通した通信の例示的なモード、およびそれらが表す信号は、ｈｔｔｐ（ハイパーテキスト転送プロトコル）およびｓｈｔｔｐ（安全（ｓｅｃｕｒｅ）ハイパーテキスト転送プロトコル）を含む。
【００５０】
センサアセンブリ５０は、少なくとも１つのセンサ５２を含む。好ましい実施態様においては、センサ５２は、例えば単一チップ上のｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓとして製作された１０個のセンサなどの複数のセンサ（またはアレイセンサ）を備える。これらのシステムに有効なセンサの型は、以下に詳説されるだろう。好ましくは、センサは（それらが検知している間に環境を混乱させないように）比較的に小型、安価、好ましくは作成されている（ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ）低／電力センサであり、センサは、ユーザの介入なしに、校正、０の目盛りに合わせること、試薬上部除去、清掃および／または電池交換に対する最小のニーズを有し、１日または２日以上動作してよい。センサ５２がアナログである出力を提供する場合には、アナログ電子回路５４がセンサ５２のアナログ信号出力を受信するように適応される。再び、センサ５２のアナログ出力を仮定して、アナログ／デジタル変換器５６が、その入力で、存在するのであればアナログ電子回路５４から、または介入する電子回路処理が実行されない場合にはセンサ５２から出力を受信する。複数のセンサ５２が含まれる場合には、追加のアナログ電子回路構成要素５４およびアナログ／デジタル変換器５６が含まれてよい。当業者に既知であるように、装置での構成要素の数を削減するためには、多様な多重化または装置共用の技法が活用されてよい。アナログ／デジタル変換器５６からのデジタル出力は、接続４２を介してネットワーク４０に渡されてよい。
【００５１】
システムは、好ましくは、すべて単一のチップの中に含まれている、センサ、例えばマイクロプロセッサなどの必要とされている論理構成要素または処理構成要素論理、および無線周波数生成器などの無線伝送構成要素の両方を含む単一チップを含む。検知、処理（オプションのメモリ）、および伝送の機能性を統合することによって、装置はコンパクトかつ堅牢にされてよい。
【００５２】
センサアセンブリ５０は、オプションで、典型的にはアナログ／デジタル変換器５６の出力とネットワーク接続５８間に配置される、アナログプロセッサ６０を含む。プロセッサ６０は、埋め込み型プロセッサであってよい。それは、その従属する機能性のすべてを備えた従来のマイクロプロセッサとして形成されてよいが、それはさらに特にセンサアセンブリおよび検知されたデータの通信と処理に必要とされるタスクに適応されるプロセッサであってもよい。１つのこのようなプロセッサは、ＡＲＭプロセッサであってよい。このよなシステムはＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）である。このようなシステムは、チップ設計で含めるために知的財産として提供されている、プロセスコアとして使用可能である。追加プロセッサは、（インテル（ＩＮＴＥＬ）によるデスクトップシャシ、単一基板ＰＣ（インテル）、産業用単一基板コンピュータ（インテル、モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）等）、チップ付きのマイクロコントローラ、または単一チップ上のカスタムプロセッサ）などのスタンドアロンＰＣを含んでよい。これらすべての設計は、信号処理だけではなくネットワーク接続も可能とする。
【００５３】
データ管理用の新規のリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）だけではなく、多様なプログラミング方法論が活用されてよい。データの処理を可能とし、インターネット接続および通信に特に適応される、有利なコードが存在し、開発し続けられる。１つのこのようなシステムがＪｉｎｉ（またはＪＡＶＡ）として知られている。Ｊｉｎｉは、サンマイクロシステムズ（Ｓｕｎ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ）によって開発される。このようなシステムの１つの優位点とは、それが、独自のＲＴＯＳを備えたセンサアセンブリ５０などの装置を、ネット４０に接続できるようにし、Ｊｉｎｉ装置が他のＪｉｎｉ装置と通信できるようになる点である。Ｊｉｎｉ装置が、インターネットなどのネットに追加されると、装置は、識別情報および機能性の記述を提供するために、他の装置と登録してよい。補助装置は、プロセッサ６０の外部に、またはその内部のどちらかに含んでよい。メモリは、センサＲＴＯＳ５２から提供されるような検知されたデータを記憶するために活用されてよく、ここに説明される機能性を達成するプログラム情報を記憶するために活用されてもよい。
【００５４】
ノード７０はプロセッサ７２を含む。プロセッサ７２は、センサアセンブリ５０のプロセッサ６０と関係して説明される構造および機能性はノード７０に活用されてよいが、必要とされる機能性と一貫性のある任意の形であってよい。ネットワーク接続８０は、コネクタ４４を介してネット４０へノード７０を相互接続するのに役立つ。ノード７０は、考えられる機能は以下を含むが、その多くが明細書全体で説明されるだろう多様な機能を実行するために役立つ。つまり、１つまたは複数のセンサアセンブリ５０から受信されるデータの処理、制御または情報をアクチュエータ９０に提供するため、エンドユーザ１０と通信するため、システムに冗長性を与えるため、およびノード７０にアクセスするためにインターネット上でウェブブラウザを介した直接アクセスの可能性を提供するため、およびそれにより情報、もしくはセンサアセンブリ５０またはアクチュエータアセンブリ９０に関する制御、あるいはセンサアセンブリ５０またはアクチュエータアセンブリ９０から制御を入手するための、センサアセンブリ５０またはユーザ１１０から受信される情報に関するデータ分析の実行である。
【００５５】
エンドユーザと関連付けられているプロセッサ１１０は、コネクション４８によってネット４０に結合される。ネットワークコネクション１１２は、アプリケーションソフトウェア１１６を実行しているプロセッサ１１４とネット４０上で過去に説明された装置の間の通信に備える。
【００５６】
これらの発明のシステム、方法およびアーキテクチャは、多岐に渡るセンサ、およびこれらのセンサ用に設計されるソフトウェアとともに活用されてよい。熟考されている多様な種類のセンサは、機械センサ、特にｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒセンサ、機械加工されたセンサまたは微量天秤機械センサを含む。任意の形の、本発明の機能性と一貫しているＭＥＭＳベースのセンサ−アクチュエータの組み合わせが活用されてよい。他の型のセンサは、以下を含む。バイオセンサ、電界センサ、磁界センサ（微量天秤、ｍｉｃｒｏｃｎｔｉｌｅｖｅｒ、磁気抵抗センサ、およびＳＱＵＩＤセンサ）、光学センサ（例えば、光反応電極、ＣＣＤアレイ、デジタルまたはアナログカメラ）、ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒアレイ、光学スイッチ、光学ルータと電気ルータ、化学センサ（例えば、ｃｈｅｍＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、電気化学、金属酸化物半導体膜、ｃｈｅｍｉｒｅｓｉｓｔｏｒ、および表面音波センサ）、分光計センサ（例えば、ＵＶ，可視、またはｓｐｅｃｒａｓｅｎｓｏｒｓ、表面機能拡張ラマン散乱センサ、ガスクロマトグラフ／大容量分光計）、熱センサ（例えば、熱抵抗体、サーミスタ、熱電対、サーモパイル、測熱片持ち梁、温度、熱伝導率および／または熱容量用検知）等を含む。要すれば、複数のセンサが、単一のセンサアセンブリ、例えば、１０個以上のセンサを有する複数片持ち梁チップ内に含まれてく、活用されてよい（アレイセンサ）。それから、多様なセンサの出力は、環境状態の分析および識別のために結合されてよい。検知された項目は化学物質（例えば、ＣＯ、Ｏ２、ＮＯ、アルゴン、レドン、鉛（Ｐｂ）、小さい分子（気体状態または液体状態）、ＮＨ３、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、Ｈ，有毒ガス等）、爆発物（例えば、ＴＮＴ），金属（例えば、水銀）、有機化合物（例えば、揮発性有機化合物、プロパン、メタン、ＮＯＸ）、湿度（例えば水蒸気）を含んでよい。生物学材料が検出されてよい（例えば、ＤＮＡ，ＲＮＡ，抗体、抗原、蛋白質、細菌、ウィルス、細菌、酵素、胞子、抗原、細菌、炭疸、細胞、血液等）。電磁放射物が検知できる（例えば、光、赤外線、マイクロ波）。物理パラメータが検知されてよい（例えば、圧力、流量、温度、汚濁度、粘度、および加速（線形および／または角）、電圧、電力、電流、ビット等）。検出される材料の形式は、気体であるのか、液体であるのか、または（微粒子物質などの）固体であるのかに関係なく検出に適してよい。本発明のある態様においては、複数のセンサが指定されたセンサアセンブリに含まれて良い。いくつかのまたはすべてのセンサは、冗長性センサであってよい。代わりに、多様なセンサは、温度と気体、または芳香化合物と温度などの異なるパラメータまたは条件を検知してよい。センサは、複数の入力に相互応答（ｃｒｏｓｓ　ｒｅｓｐｏｎｄ）してよい。例えば、水素センサは、湿度と温度に相互応答してよく、それらの影響の補正を可能にすることにより、湿度センサと温度センサの使用。
【００５７】
多様なセンサ５２、１００およびアクチュエータ９２は、ＭＥＭＳとしても知られている、多様なマイクロ電気機械（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）装置を通して実現されてよい。前述された多様なセンサは幅広くＭＥＭＳと分類されてよいが、すべてがそのように分類されるわけではなく、ＭＥＭＳというカテゴリは前記に一覧表示されていない装置を含んでよい。さらに、構成要素の、センサアセンブリ５０などのある装置内、またはアクチュエータアセンブリ９０などの別の装置内に位置しているとしての識別が、他の場所で、あるいはそれらの他の装置とともに提供されてよいことが理解されるだろう。
【００５８】
しかも他の構造は、前述されたシステムとともに有利に活用されてよい。例えば、閉じ込め容器または流体送達システムは、センサアセンブリ５０および／またはアクチュエータ９０とともに活用されてよい。容器は、流体、気体、有機体、または固形の生物学的なまたは化学的な標本などの材料を含んでよい。さらに、センサ５２，１００は、複数のセンサを備えてよい。複数のセンサは、システムの堅牢かつ長く継続する動作を保証し、ダウンタイムあるいはその他の障害（ｄｉｓａｂｌｅｍｅｎｔ）を回避するためにある程度まで冗長センサであってよいか、あるいは偽肯定信号の発生を回避するためのエラーチェックまたはダブルチェックシステムとしての役割を果たしてよい。さらに、複数のセンサは、異なる刺激を検知するように、あるいはさまざまな方法で、与えられた刺激に反応するように適応されてよい。センサからの出力は、単独で、さらに正確な検出に備えるためにその他の出力またはその他の情報と組み合わせてのどちらかで活用されてよい。例えば、多様な「エレクトロニックノーズ（ｅｌｅｃｔｒｎｉｃ　ｎｏｓｅ）」は、多様な材料またはそれらの材料の態様を検知し、指定された１つまたは複数の物質を特定するために、集合的な応答情報を活用する。しかも追加のインプリメンテーションでは、複数のセンサが活用されると、センサは、ガスセンサ用である一定のセンサ、液体用であるその他のセンサ、および微粒子物質のような固体材料用であるさらに他のセンサなどの、さまざまな種類の材料の検出のために適応されてよい。
【００５９】
アナログ電子回路は、多様な読み出し機能を含んでよい。例えば、信号処理は、センサ５２のアナログ出力で実行されてよい（センサ５２に関してなされるコメントは、センサ１００に等しく適用可能であると全体を通して見なされてよい）。アナログ電子回路は、さらに、指定された周波数で発振信号の振幅および／または位相を検出する、ロックイン回路構成要素などの多様な回路構成要素を含んでよい。多くの形のセンサは、ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓ、正確にセンサの周波数を特定するのに役立つ回路構成要素などの共鳴構造を含むか、あるいはセンサのスペクトル反応が有利に利用されてよい。
【００６０】
アナログ／デジタル変換器５６，９４およびアナログ／デジタル変換器１０２は、アナログからデジタルへ、およびデジタルからアナログへ信号を変換するのに役立つ。多くの形のこのような回路が、当業者に既知である。精度の程度または必要とされている程度は、センサに関して決定されてよく、所望の機能性はシステムおよび方法から達成されてよい。多くのセンサはその構造および動作によってアナログ装置であるが、一定のセンサは、その構造または運転モードで「デジタル」である態様を有する。十分な刺激でスイッチの閉鎖または開放を引き起こす、例えば、磁力、電気的な力、流量、振動または温度変化などの力場の存在により作動される簡略スイッチは、デジタル装置の一定の態様を有する。Ｐｈｏｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌスイッチまたは化学的に活性化されたスイッチも、一定のインプリメンテーションにおいて、一定のデジタル態様を帯びる。したがって、アナログ／デジタル変換器５６，１０２およびデジタル／アナログ変換器９４などの構成要素は、ここに説明されるように、システムに必要とされる総合的な機能性を満たすためにその構造および機能性で決定されるだろう。
【００６１】
多様な通信プロトコルは、これらの発明のシステム、アーキテクチャおよび方法を実現するために活用されてよい。網羅的となることを意味していないが、代表的なアプリケーションレベルの通信プロトコルは、以下を含む。つまり、ｈｔｔｐ、ｈｔｔｐｓ、ＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）およびＳＭＴＰ（簡略メール転送プロトコル）である。好ましいネットワーク４０はインターネットであるが、システムは、この通信網の一部またはすべてとして、それらの機能性の達成と矛盾しないその他の形のネットワーキングを含んでもよい。インターネットと同様に、このような他のネットワークは、電話またはテレビケーブル（ＣＡＴＶ）モデムによって、デジタル加入者ループ技術（ＤＳＬ）によって、またはルータコネクションによってアクセスされる公衆デジタル電話回線の一部にあってよい。多様なその他の広域ネットワーク（ＷＡＮ）またはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）が活用されてよい。
【００６２】
ある程度まで言い直すと、センサ５０は、通信プロトコルセットとともにマイクロプロセッサおよびネットワークインタフェース５８によってネットワーク４０に接続されている。ネットワークはローカルエリアネットワーク（イーサネットなどのＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、または（インターネットなどの）イントラネットであってよい。
【００６３】
ＬＡＮへのネットワークインタフェース４２，４４，４６，４８は、無線または有線であってよい。無線ＬＡＮは、市販されているＩＥＥＥ　８０２．１１システムまたは特殊な用途のために設計された独占的なシステムであってよい。有線ＬＡＮは、アップルトーク（ＡｐｐｌｅＴａｌｋ）、ファンデーションフィールドバス（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｆｉｅｌｄｂｕｓ）およびダラス半導体（Ｄａｌｌａｓ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）湾ワイヤバスを含むが、イーサネット規格によって例示されている。イーサネット接続は、ネットワークインタフェースチップまたはチップセットで達成できる。最適には、マイクロプロセッサおよびネットワークインタフェースチップは、ネットシリコン（ＮＥＴｓｉｌｉｃｏｎ）のＮＥＴ＋ＡＲＭプロセッサなどの単一チップ（「ネットワーク機能のあるアプリケーションプロセッサ」）上で結合される。イーサネット接続は、「薄サーバ」などの製品、またはパームトップ、ラップトップ、あるいはネットワークインタフェースカードが装備されたパーソナルコンピュータの一部として備えられてよい。
【００６４】
該インターネットを含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）インターネット、およびＷＡＮも、無線接続または由セ接続でアクセスしてよい。センサは、モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）ＤａｔａＴＡＣ（ＡＲＤＩＳ）またはモビテックス（ＲＡＭ）などの特許権で守られている広域パケットデータ網を介して、あるいはセルラーデジタルパケットデータ（ＣＤＰＤ）、パーソナル移動通信システム（ＰＣＳ）、回線交換セルラーまたは衛星サービス（つまり、イリジウム）などの標準化された電話ベースシステムによって無線ＷＡＮに接続されてよい。有線接続は、電話またはケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）モデムによって、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）によって、またはＬＡＮのデジタル電話回線へのルータ接続によって提供されてよい。
【００６５】
エンドユーザとの通信用のプロトコルセットは、ＴＣＰ／ＩＰセットによって例示される。ノードとセンサアセンブリ間の通信は、特にノードおよびセンサアセンブリが単一の建物の中にあるときに、センサアセンブリの複雑さおよび費用を削減するためにさらに簡略なプロトコルを使用してよい。
【００６６】
図５は、ソフトウェアレベルの１つの考えられるインプリメンテーションを示す。最低レベルでは、ハードウェアインタフェースが提供される。このレベルは、センサなどの多様なハードウェア構成要素にアクセスするサブルーチンを提供する。グラフィックス、Ｉ／Ｏおよびネットワーキングライブラリ付きのオペレーティングシステム（潜在的には、リアルタイムオペレーティングシステムつまりＲＴＯＳ）は、次の層を提供する。要すれば、次の層はＪＡＶＡ仮想機械を備える。最後に、標準であるか、あるいはカスタムであるかに関係なくアプリケーションプログラムが提供されてよい。
【００６７】
図６は、ここに説明されているシステムおよび方法のインプリメンテーション用のアーキテクチャを示す。このアーキテクチャは、特に、その中に１００個またはそれ以上のセンサを有するそれらのシステムなどの多数のセンサにとって有利である。図４、図５および図６は、あるインプリメンテーションで構成要素の物理的なレイアウトを示す、図３と比較して構成要素の概念的な配列を描くことが意図されている。図４は、ノード１２２に接続されている複数のセンサ１２０を示す。センサ１２０おノード１２２間の相互接続は、ネットワークなどの、インターネットまたはその他の通信路などの、図３に説明されているような接続から成り立っている。経路は有線または無線のどちらかでよい。ノード１２２は、さらにエンドユーザ１２４に接続される。ノード１２２とユーザ１２４間の相互接続は、前述されたようであってよく、再び全体としてまたは部分的に、有線または無線のどちらかであってよい。図示されているように、オプションのアクチュエータ１２６は、ノード１２２に動作できるように接続されてよい。図７は、センサおよびノードのさらに高いレバーのブロック図フォーマットでの概念上の配列を示す。この集合体は、センサ−ノードクラスタと呼ばれてよい。少なくとも１つのノード１３２に接続されている複数のセンサ１３０がある。それから、この第１センサ−ノードクラスタ１３４は、プロセッサ／エンドユーザ１３６に結合される。第２センサ−ノードクラスタ１３４”、および第３センサ−ノードクラスタ１３４”’が、プロセッサ−エンドユーザ１３６に結合される。
【００６８】
図８は、複数のセンサ１４０および１つのノード１４２を含む第１センサ−ノードクラスタ１４４を有するアーキテクチャを示す。第２センサ−ノードクラスタ１４４”は、複数のセンサ１４０”および１つのノード１４２”を含む。第３ノード１４６は、第１センサ−ノードクラスタ１４４のセンサ１４０の１つ、および第２センサ−ノードクラスタ１４４”のセンサ１４０”の１つに結合される。第３ノード１４６は、第１センサ−ノードクラスタ１４４内のセンサ１４０の異なる番号に、それから第２センサ−ノードクラスタ１４”内のセンサ１４０”の番号に結合されてよい。第３ノード１４６は、すべてのセンサ１４０、１４０”に接続されてよい。しかしながら、好ましいモードでは、第３ノード１４６は、第１センサ−ノードクラスタ１４４内のセンサ１４０のいくつかではあるが、すべてにではなく、および第２センサ−ノードクラスタ１４４”のセンサ１４０”のいくつかではあるがすべてにではなく結合される。ノード１４２、１４２”、および１４６が、プロセッサ−エンドユーザ１４８．ｘに結合される。
【００６９】
図８のアーキテクチャの動作は、以下の例によってさらに明確に理解されてよい。この例は、制限のためではなく、説明の目的のために提供される。例えば、第１センサ−ノードクラスタ１４１および第２センサ−ノードクラスタ１４４”は、ノード１４２、１４２”を介して指定された場所にあるすべてのセンサに関する情報を提供するのに役立つ。第３ノード１４６は、図示されるように、第１センサ−ノードクラスタおよび第２センサ−ノードクラスタ１４４、１４４”のセンサのすべて未満に結合される。第３ノード１４６は、例えば、中心センサ１４０、１４０”として図６に指定されているすべての温度センサに接続されてよい。このようにして、特定の情報の処理は容易にされてよい。
【００７０】
多様な装置間の通信の方法は、任意の装置によって起動されてよい、あるいはポーリング単位で行われてよい。例えば、場所のポーリングは、定期的に、あるいは事象の発生の予想される時刻または日付などのそれ以外の基準に基づいて実行されてよい。氏かも別の例では、ノードは、多様なセンサアセンブリとの通信を通してデータを蓄積し、それから定期的なデータをエンドユーザに提供してよい。データは、未処理データまたは処理されたデータ、統計的に分析されたデータ、または基礎となるデータに基づいた単なる結果を備えてよい。
【００７１】
要すれば、ニューラルネットワークは、ここに説明されるシステムおよび方法とともに活用されてよい。ファジー論理システム用のこのようなニューラルネットワークは、典型的には複数の信号入力を受信し、パターンまたは物質の認識のインジケータとして有効な出力を生成するためにそれらの信号を処理する、または分析する。例えば、ガス検出のケースを取ると、１０センサ（つまり、ｍｉｃｒｏｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）チップなどの複数のセンサチップが、ニューラルネットワーク／ファジー論理システムに提供される１０個の出力を提供してよい。ニューラルネットワークに供給される入力信号は、出力を決定するのを助けるために強調して分析される。強度、周波数、振幅、位相、開始率またはその他のパラメータが、この分析で活用されてよい。本発明のまだ別の態様として、ニューラルネットワークまたはファジー論理は、分散して配列されてよい。例えば、ニューラルネットワークは、複数のセンサアセンブリに位置するが、協調して支えられるか、あるいは多様なノード間で分散される、あるいはセンサアセンブリとノードの組み合わせの間で分散される構成要素を有してよい。このような分散様式では、ニューラルネットワークの構成要素は、インターネットなどのネットワーク上で通信する、または協力するだろう。
【００７２】
本発明のある態様においては、システムは、フォールトトレラント分散型メモリを含む。このフォールトトレラント分散型メモリは、後述される分散型センサの自主的に組織を結成する（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ）ネットワークに適用される。システムには、装置の故障であるのか、それともその他の破壊モードであるのか、それともセンサに対する損傷であるのかに関係なく、１つのセンサまたは複数のセンサの損失のリスクがあるため、記憶されているデータの冗長性を有するシステムを含むことが望ましい。システムは、それぞれがターゲットパラメータのＭ個の測定値を記憶するＮ個のセンサを含むと仮定する。例として、１００個のセンサおよびターゲットパラメータの１００個の測定値がある場合、１０，００００のデータポイントがあるだろう。サンプルごとに１００バイトを仮定すると、１メガバイトの総データ記憶装置が１００個のセンサに必要となるだろう。
【００７３】
１つの考えられるフォルトトレラント解決策とは、各センサの中にすべてのセンサによって生成される完全なデータセットを記憶するのに十分なメモリを含むことである。個の解決策は最高費用の解決策となる傾向があり、（複雑さがＭとして増すにつれて）センサメモリ内で二次元の複雑さが生じる。
【００７４】
１つの代替策は、各センサが、その多のセンサデータセットのそれぞれからの１ポイントを加えた、専用のデータセットを記憶することである。ある例が提供される。
Ｓｋは以下を記憶する。Ｓｋ（ｔ１）Ｓｋ（ｔ２）Ｓｋ（ｔｍ）Ｍポイント
＋Ｓｌ（ｔｋ１）Ｓ２（ｔｋ２）ＳＮ（ｔｋＮ）Ｎポイント
【００７５】
この解決策は、センサＮの数の一次関数としてメモリを増加するがこのようにして、アプローチは大型ネットワークには実践的である。
【００７６】
ノードＳｉが失われ、その他のノードが調査され、Ｓｉデータセットは以下のように構築し直してよい。
Ｓ１　Ｓｉ（ｔ１ｊ）から｛ｔ１ｊ，ｔ２ｉ，．．．ｔｍ１｝
Ｓ２　Ｓｉ（ｔ２ｉ）の順列
ＳＮ　Ｓｉ（ｔＮ１）｛ｔ１，ｔ２，．．．１ｔＮ｝
分類後、割り当てられたデータが復元される。複数のノードが失われると、失われたノードのどれかからのデータセットが、依然としてアクティブなノードからすべての残りのデータポイントを検索し、失われたポイントを概算するために補間することによって、失われたノードのどれかからのデータセットは、近似まで再構築できる。
【００７７】
フォールトトレランスの別のレベルの改善として、それぞれのデータポイントのさらに多くのコピーがネットワーク上に書き込まれてよい。このようにして、さらに置くの船さまたはノードが失われてよいが、完全に、または最良の近似までのどちらかでデータのすべてを再構築するために記憶される能力もある。さらに多くのメモリを追加するとＮへのその使用量が増加する一方、追加は（２次などのさらに高い電力と対照的に）依然として線形である。
【００７８】
逆に、さらに低い程度のフォールトトレランすが必要とされると、メモリおよびネットワーク帯域幅は、データポイントのコピーよりむしろ、リードソロモンコードなどの前進誤り補正（ＦＥＣ）コードを記憶することによって保全することができる。例えば、ネットワークがそのセンサの１０％の損失に耐えさえすればよい場合、１０個のセンサごとに１つのコードワードを記憶さえすればよい。これは１０％の冗長性リードソロモンコードだろう。実際に使用されるＦＥＣコード冗長性は、用途に依存して変化するだろう。
【００７９】
図９は、センサアセンブリシステムの動作に関係するフローチャートで合う。開始ブロック１５０の後、装置がステップ１５２でネットにインストールされ、初期化手順がオプションで達成されてよい。１つのオプションとは、装置がローカルノード１５４と登録することである。登録は、アドレス、またはその他の識別番号に関して、およびオプションで装置の意図されている機能に関して、装置を特定してよい。初期化および登録後、センサセンブリは、データ獲得および／または分析ノードに配置される。ここに説明されている実施態様においては、センサアセンブリで外部刺激を受け取ると、アナログ／で時たる変換器５６からの出力として信号が生成され、その結果、データは書込み可能メモリ６２，６６、あるいはプロセッサ６０内の他のメモリに記憶されてよい（例えば、図３を参照すること）。例えば、０．１秒から６００秒という機関で変化してよい定期的な待機ステップの後、センサアセンブリ６０は、ステップ１６０でノードから送信される命令がないかチェックする。ステップ６０でノードから命令が送信されていない場合、センサアセンブリ６０は、アナログ／デジタル変換器から出力され、メモリに記憶される追加デジタル値を記録するために、ステップ１５６に移動し続けてよい。命令がステップ６０でノードから送信される場合、色々の処置が講じられてよい。処置の間の選択は、プロセッサ６０による決定、またはエンドユーザ／プロセッサ１１０などのノード７０またはその他の装置から受信される命令に基づいてよい。図７に図示されているように、多様なオプションが使用できる。この一覧は網羅的ではないが、むしろ単に代表的である。例えば、ステップ１６０でノードから命令を受信すると、あるいはタイムアウト発生時の１つのオプション、プロセッサ６０は値を計算し、ステップ１６２で最後の報告時間からデータを送信してよい。代替策として、センサアセンブリは、ステップ１６４で記憶されているすべての値を送信してよい。しかも別の代替策として、センサアセンブリは、過去に記憶された値であるのか、あるいはリアルタイムで得られた値であるのかに関係なく、ステップ１６６で特定の値を送信してよい。
【００８０】
図１０は、ノードの動作の例示的なフローチャートである（例えば、図３のノード７０を参照する）。開始ブロック１７０では、プロセスは、インストールステップ１７２に流れる。センサアセンブリ６０と関連して説明されるように、インストールステップ１７２での装置は、センサアセンブリ６０またはアクチュエータ９０などのその他の装置の存在を見つけ出すために起動を実行してよい。インストール１７２は、他の装置のアイデンティティを得ること、およびその機能の表示から成り立ってよい。さらに、ノード７０は、ステップ１７４で中央データベースと登録してよい。中央データベースは、エンドユーザ／プロセッサ場所で常駐し、コンピュータ１１４を備えてよい。起動ステップ１７２および登録ステップ１７４の後、ノード７０は、ここに説明されている多様な活動のどれかを実行してよい。図８は、単に考えられるステップの代表的な例を提供する。図７で行われた選択を続行し、ノード７０は、ステップ１７６で、前回の更新以来蓄積されてきた多様なセンサアセンブリ６０からデータを入手するために動作してよい。データが得られた後に、ステップ１７８でタイムアウト手順が開始される。ステップ１８０でのユーザまたはその他の装置からの命令の受信が、動作ステップ１８２につながってよい。代わりに、ステップ１８０で命令が受け取られない場合、システムはループし、次のデータ獲得ステップまで、またはユーザまたはどちらかのソースからの命令の受信まで、時間の満了を待機し続ける。
【００８１】
図１１は、センサのあるモード、または本発明のシステムへの入力としてビデオカメラシステムの概略図を示す。ビデオカメラ１９０は、受信機１９６への無線接続１９４を有する送信機１９２に結合される。送信機１９２および受信機１９６は、それぞれアンテナ９８を備える。受信機１９６は、オプションでビデオサーバ２０２だけではなくビデオもニア２００にも結合される。それから、ビデオサーバ２２２またはその他の記憶装置が、インターネット接続、ＤＳＬ接続、またはダイヤルアウトモデム、あるいは容量および要件と一貫する任意のその他の形式の通信によって、システムの残りへの追加通信経路を通って結合される。
【００８２】
光学スイッチは、ＭＥＭＳ（マイクロ電気機械システム）装置のすべてのものを活用して形成されてよい。片持ち梁（例えば、図１の片持ち張り１２を参照する）は、金などの反射材料で被覆され、それにより光学鏡を形成してよい。光学ネットワーキングは、片持ち梁のアクチュエータ特性を使用するルーティングによって達成されてよい。片持ち梁は、ユーザビットを、装置のアクチュエータ特性を介して自動的に変換するのに役立つ。ここに開示されているシステム、アーキテクチャおよび方法は、きわめて多岐に渡る用途で使用されてよい。後述される用途は、例示的にすぎない。さらに、ある用途に関して説明されている多様な機能態様は、他の用途でも活用されてよい。
【００８３】
（遠隔食品検知用途）
食料品の仕出し屋は、小売販売という状況で数多くの課題に直面している。例えば、不均一な食品の品質は、小売食品販売の望ましくない態様であり、この問題は地理的に多様な企業にとっては特に深刻である。例として、コカコーラ（Ｃｏｃａ  Ｃｏｌａ）などのソフトドリンク製造メーカおよび販売者は、本質的にソフトドリンクの世界的に流通している。ドリンクの準備およびサービスに関して必要とされるより局所的な処置は、不均一な質の尤度の上昇につながる。例えば、地元の水の、地方で調製されたシロップまたはベース金剛物との混合を必要とする水源（ｆｏｕｎｔａｉｎ）からのドリンクの販売は、地球中で、劇的に異なる品質または味プロファイルまたは属性を有してよい。ブランド名の認識が品質と特定の味の予想につながり、これ以降、品質、および品質を管理する能力の検知は、明らかに最適とは言えなかった。別の態様においてはこのような食品販売者は、製品の誤った納品を最小限に抑えたいと考えている。例えば、実際には、それが通常のドリンクであるとき、ダイエットドリンクとしてのドリンクの誤った配達を最小限にし、排除することを希望する。同様に、カフェインが抜かれた製品が所望されるときのカフェイン含有製品の送達は、消費者にとって深刻な健康またはアレルビー反応の結果につながってよい。
【００８４】
グローバルモニタリングシステム等の大規模監視システムのインプリメンテーションにでは、色々なセンサが活用されてよい。例として、水質が、イオン含有量、金属含有量、粘度、密度、温度および芳香族プロファイルを含む色々なパラメータの任意の数に関して監視されてよい。流体供給内の炭酸塩化の量、砂糖などの未処理成分の品質などのその他の成分の品質は、汚染物の保護のために提供されてよい。多様なバイオセンサは、生物学的な汚染物を検出するために使用できる。例えば、ここに完全に述べられている第５，３７２，９３０号、第５，８０７，７５８号、出願番号０８／７９４／９７９、出願番号第０９／００８，７８２号、出願番号０９／７４５，５４１号を参照すること）。
【００８５】
しかも他のセンサは、物理的なパラメータを検出するために提供されてよい。例示的パラメータは、圧力（気体下流体かどちらか）、温度、粘度、密度、または流量を含んでよい。
【００８６】
動作中、センサは、後述されたものなどの入力として必要とされる多様なパラメータがないか監視してよい。一定のパラメータは、材料との物理接触を必要とするが、他のパラメータまたは刺激は、揮発性化合物を検出するために「エレクトロニックノーズ」の使用によってなど接触なしで検知されてよい。一般的には、食料品との接触を回避することが望ましく、このようにして非接触検知が好ましい。成分中間混合物を検知することに加え、最終製品も検知されてよい。
【００８７】
多様なパラメータの検知は、瞬時（一時）に情報を生成する目的で連続してまたは定期的に実行されてよい。検知は、単にレコードまたは情報を作成するために実行されてよいか、あるいは処置を達成するために使用されてよい。例えば、成分の検知は、最終製品が明細書に準拠していることを確実にするための処置を必要とする状況を検出してから、フィードバックまたは閉鎖ループ処置が、成分またはレシピの態様またはプロセスの中のそれらの成分の処理の方法を変更するために講じられてよい。このような制御は、プロセッサ６０自体の動作を通して、またはノード７０で、あるいはプロセッサ／エンドユーザでの処理を通してなど、純粋に局所的なレベルで達成されてよい。アクチュエータアセンブリ９０（図３）は、検知されたデータを検知し、検知されたデータに基づいて動作を講じるために有利に活用されてよい。しかも他のインプリメンテーションでは、多様なセンサアセンブリ６０またはノード７０が、地域で協調してよい。例えば、閉じ込めがあるセンサアセンブリ６０によって検出されると、指定されたセンサ／ノードクラスタ内のノード７０と関連付けられるその他のセンサが通知されてよい。別の態様においては、閉じ込めまたはその他のプロセスパラメータは、明細書外であると検出されると、警告または警報条件が作成されてよい。このような警告または警報は、エンドユーザに対して報告されるだけではなく、局所的に提供されてよい。
【００８８】
構造的には、複数のセンサが単一のサポート、基板またはチップで形成されてよい。複数の材料フローは、複数のセンサを通して監視されてよい。
【００８９】
（自動販売機ステータスの例）
食品分配の文脈からの別の例が、自動販売機を監視する際に発見される。典型的には、機械を通して分散される製品は、完全に製作され、パッケージに入れられる。この文脈で検知されてよいパラメータは、電力消費、温度、在庫または変更のためのお金の存在などの機械の運転ステータスにさらに関する。売上情報および売上の時刻を監視することによって、多様な品目の販売の速度が収集されてよい。それからその情報は、新たな仕入れがいつ必要とされるのかを決定し、どの項目を新たに仕入れるのか、およびどのくらいの量かを決定する上で活用されてよい。
【００９０】
無線通信の使用は、特に自動販売機の文脈では有利である。多くの場合、自動販売機は、電力出力に対し便利に位置している場所に配置されるが、それ以外の場合、有線電話またはネットワーク接続に便利ではなく位置して配置される。無線通信をシステムへの通信路の少なくとも一部に使用刷ると、自動販売機の販売という観点からの設置が可能になるだろう。
【００９１】
（個人ガス監視の例）
まだ別の用途においては、センサは、相対的に少数の人物に影響を及ぼすこおがある局所的な状態を検出するために活用されてよい。個人監視は、個人モニタが一人の個人によって着用される、あるいは会議室、教室または局所化された空間の中などのある地域内に配置されてよい場合など、きわめて局所的に実行されてよい。例として、監視のための材料は、以下を含むだろう。つまり、ホルムアルデヒド、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ、有機化合物、メタン、毒素、および生物学的なエンティティまたは化学的なエンティティである。その他の文脈でも有効であるが、このようなシステムは、有利なことに、偽肯定を削減するためにセンサ間の相互チェックから利益を得る。メタンまたなその他の揮発性の有機ガスがないか監視する個人ガスモニタを持った下水、石油処理業界、または採鉱作業者は、望ましくはそのシステムは偽肯定の発生を最小限に抑えるだろう。アクチュエータは、検出されたガスまたは閉じ込め状態に基づいて制御されるなど、処理されたデータに基づいて活用されてよい。検出される気体は、危険または聞けんではなくてもよい。
【００９２】
（軍および警察の例）
軍または警察の領域での多数の用途が存在する。あるインプリメンテーションでは、多くの個々のセンサアセンブリが、矛盾する領域または比較的に高い犯罪領域などの、任意の地理学上の領域で分散されてよい。これらのセンサは、正確に定位されてよいか、あるいは飛行機からセンサを削除することによってなど、その物理的な位置決めで無作為さにつながる方法で分散されてよい。典型的には、センサアセンブリは、無線接続を通してシステムの残りと通信するだろう。通信は地上ベースのアンテナシステムと、空気で相される検出システムまたは衛星システムとであってよい。好ましくは、センサアセンブリは、全地球測位衛星（ＧＰＳ）システムなどの、位置検出装置を含むだろう。それから、位置情報は、データのその他の処理とともに、ノード７０またはエンドユーザ１１０に伝送されるだろう。このような用途では、地殻変動活動などの運動用センサが、重車両または装甲車の存在を示すために活用されてよい。
【００９３】
（プロセス制御の例）
石油プラントで、在来型産業の排出物、または石油精油所などのプロセス制御に関して多数の例が提供されてよい。成分品質、汚染物の存在、有毒気体または液体の存在、物理的なパラメータまたはエラー状態の存在などのパラメータを直接監視することによって、歩留まりは上昇してよい。
【００９４】
（爆発物検出の例）
多数のセンサが、爆発物材料の検出のために存在する。重大な領域で示されている検出器は、無線通信を介してローカルノードまたはエンドユーザプロセッサと通信してよい。例えば、空港の荷物処理領域は、爆発物監視を含む。逆に、分散型検出器は、戦場の地雷に関して使用されてよい。
【００９５】
（環境検出の例）
環境上の品質に関係する材料の検知は、色々な方法で実行されてよい。例えば、冷却装置または空調装置の中に位置している埋め込み型検出器は、環境に有害稲影響を有するとして知られているフレオンまたはその他の材料の劣化がないか監視してよい。フレオン劣化は、水素がないか監視することによって検出されてよい。多数の水素センサが存在する。最初に製造され、カスタマに送達されたように、このようなセンサを機器の中に入れることによって、装置の環境上効果的な動作が監視されてよく、補正処置が講じられてよい。少なくともセンサアセンブリから少なくともシステムの残りまでの無線通信は、効果的な機器の監視を容易にする。
【００９６】
（ビジネス、消費者、およびホームセキュリティの例）
センサシステムおよび方法の多数の用途は、ビジネスまたはホームセキュリティの使用のために適応されてよい。例えば、センサは、熱／温度、ガス、毒素、医療ヘルスケアデータ（体温）または環境上のハザードがないか監視してよい。検出された事象を組み合わせると、さらにイベントでの正確な検出および識別につながってよい。既知の既存のパターンに突き合わせて状態を分析することによって、さらに正確な警備システムが提供される。在庫管理も無線手段によって達成できる。偽警報のインテリジェントな拒絶は、定期的なパターンに対して比較することによって、警報状態を発行する前に実行される追加検知を示唆することによって達成されてよい。さらに、仮定でのマイクロ波オーブン、洗濯機、冷蔵庫、標準オーブン、ストーブ、ブロワ等の個々の装置は、有毒ガスなどの複数のパラメータを測定するための単一または複数の埋め込まれたセンサを有してよい。これらは、データ管理のために、再び、薄サーバシステムに、および究極的には家庭イントラネット、インターネット、ＷＡＮ、またはＬＡＮに結合されるだろう。
【００９７】
（携帯機器、コンテナ、容器、および検出器の例）
センサシステム用の多数の用途が、ＤＮＡ／ＲＮＡなどの携帯型装置またはバイオ検出器、貨物コンテナ、ボックス、ビーカ、塗料缶、携帯ヘルスモニタ、標本から一定の環境パラメータを測定する、流体、細菌、血液、尿等を埋め込まれたセンサに近接して含む、ガラスまたはプラスチック容器またはマイクロ滴定濃度（ｍｉｃｒｏｔｉｔｒｅ）プレートを通して適用されてよい。標本は気体、（血液または尿などの）液体、または（肉などの）個体であってよい。標本の一部はＤＮＡ，ＲＮＡ，細菌含有量、毒素、遺伝コード、インスリン、その他のホルモン、化学物質、Ｎａ、Ｋ、Ｂｉｏｃａｒｂｏｎａｔｅ、ウレアーゼ、心臓性酵素、腎臓蛋白質、病気または体の機能の化学的または生物学的な表示、圧力、流量、温度等の一定のパラメータを測定することができる検出器またはセンサの地殻に配置される。この検出器、あるいは容器またはコンテナ（または究極的には、コンテナ上の単一のセンサチップ）装置も、データがインターネット、イントラネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、またはその他のネットワークへ、無線通信または有線通信を介して伝送できる前述のシステムに類似した、埋め込まれたサーバおよびデータ管理システムを備える。
【００９８】
（罠監視）
動物（例えば、鼠、ロブスター、熊、ビーバー）用などの罠は、センサ付きで作成されてよい。センサは、罠がさっと動いたかどうか、動物が捕獲されたかどうか、何頭の動物が捕獲された下等の罠のステータスに関するデータを提供してよい。それから、センサは、好ましくは無線モードで罠のステータスに関してエンドユーザにデータを提供する受信機に接続されてよい。罠がさっと動き、動物が捕獲される低い頻度を考慮すると、遠隔監視は、罠の費用対効果が高い使用のかなりの増加を可能にする。事象がないか罠を人間が定期的にレビューすることを必要とするよりむしろ、罠は監視され、必要なときにだけサービスを受けてよい。
【００９９】
（玩具用途）
玩具は、玩具の使用者にさらに対話型の、または現実し世界に類似した経験を与えるために、マイクロプロセッサベースの制御システムなどの電子制御システムを備えてよい。玩具は、さらに、ロボット玩具の「目」のような片持ち梁／ＭＥＭＳベースの赤外線検出器の使用により提供できるような多様なセンサを含んでよい。その他の種類のセンサは、人物またはその他の装置の存在または不在を特定するために、あるいはまださらに玩具の回りの環境に関して特定の情報を提供するために役立つ圧力、温度、またはその他の位置センサまたは近接センサを含んでよい。パラメータが検知されると、データが生成され、それは玩具内部のマイクロプロセッサによって処理されるか、あるいは玩具外部で処理されてよい。一定の状況では優先接続も使用できるが、好ましくは、無線ネットワークインタフェースが提供される。それから、検知されたパラメータに関係する信号がネットワーク（例えば、ＬＡＮ、インターネット、ホームイントラネット）上でプロセッサまたは遠隔ユーザに渡されてよい。システムは、一人の子供またはユーアが玩具と対話できるようにするために活用されてよい。複数のプレーヤーは、１つの指定された玩具と対話してよいか、複数のプレーヤーは、ゲームが多様なプレーヤーに対して、またはチームで置かれる場合など、複数の玩具と対話してよい。多様なプレーヤーは、遠隔に位置、実際には世界的に位置してよい。
【０１００】
（エンジンまたはロケット／飛行機エンジンの監視）
センサは、ロケット、車、機関車、ミサイル、飛行機等、エンジンを通して分散することができ、ガスエミッション、燃料制御、温度、圧力、流量等の一定のパラメータに関するデータを収集する。データは、ＷＡＮ、ＬＡＮ、イントラネット、インターネット、ＲＴＯＳソフトウェア、ＪＡＶＡ／Ｊｉｎａを介してノードのアーキテクチャからマイクロプロセッサへ、最終的には表示装置へ伝送されるか、あるいはその他の「プラグアンドプレイ」データ管理システムが使用されるだろう。好ましくは、データは可能な限りリアルタイムフォーマットに近く伝送される。
【０１０１】
ここに説明されているシステムは、多様なプロセス技術（例えば、ＣＭＯＳ、ＮＭＯＳ、二極、ガリウム砒素）の有線および無線、アナログおよびデジタルを含む多岐に渡る技術で実現されてよい。さらに、装置は、離散装置であってよいか、あるいは統合型装置を構成してよい。例えば、センサは個々の装置として製作されてよいか、あるいは複数のセンサが単一サポートまたは基板上に製作されてよい。
【０１０２】
（医療用途）
図１２は、医療監視用途を示す。患者は、その中にペースメーカー、薬品送達装置またはその他の注入可能な電気的に制御される装置などの装置を２１２に、あるいは注入不可のヘルスモニタ（体温、血圧、呼吸率等）をその中に移植した。装置２１２は、短距離無線データ伝送機能だけではなく、測定される所望のパラメータ用のセンサを含む。好ましい実施態様においては、「スマートバンドエイド（ｂａｎｄａｉｄ）」２１４が、患者２１２に取り付けられてよい。スマートバンドエイド２１４は、移植された装置２１２からの伝送用受信機として役立つ。バンドエイド２１４は、無線２１８を介してマスタ制御装置２１６にデータを通信するために、送信機、好ましくは無線送信機を含む。それから、マスタ制御装置２１６は、インタＡ−ネット２１８などのグローバル情報ネットワークを介して、エンドユーザに結合される。例えば、データは、パームパイロットなどの無線携帯装置を通してなど、インターネット２１８を介して医師に、あるいはコンピュータなどの有線装置２２２に通信されてよい。要すれば、データ処理ステップが含まれてよい（図３およびデータ管理に関する添付説明を参照すること）。
【０１０３】
移植可能な装置２１２は、その中に電源を含む。インプラント２１２から外部受信機送信機２１４への通信は、可能な限り低い電力モードで達成できる。例えば、移植可能な装置２１２は、典型的には、外部／送信機２１４にデータを伝送するために、電力のマイクロワットを活用した。それから、外部受信機／送信機２１４は、見失われたデータを記憶し、さらに高い電力無線２１８上でマスタ制御装置２１６へ転送または戻す。このようにして、移植された装置２１２はその限られた電池電力を保全し、なおかつ移植可能な装置２１２からの直接伝送で可能となるときにはるかに長い距離、データを伝送してよい。移植可能な装置２１２、患者２１０に隣接して配置される第１受信機送信機２１４、および第２受信装置２１６が、移植可能な２１２と装置２１４間での私達の分散されたデータログおよび処理のアーキテクチャを可能にする。しかも別の態様では、スマートバンドエイド２１３が。薬品送達装置として使用されてよい。好ましい実施態様においては、薬物送達装置は、移植された装置２１２内のセンサから提供されるデータに応答するだろう。
【０１０４】
（代謝重量センサ）
別のアプリケーション（ａｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ）は、代謝重量を監視する際に使用するために、二酸化炭素センサまたはアセトンセンサなどのセンサの使用を含む。好ましくは、二酸化炭素またはアセトンは、センサを介して、呼吸分析によって測定される。それから、無線構成要素が、代謝重量の分析のために、二酸化炭素レベルに関係するデータを通信する。このような監視の１つの用途は、重量削減に関係するように、代謝重量を監視するためだろう。
【０１０５】
前記発明は、明快さおよび理解のために、図および例によってある程度の詳細で説明されてきたが、本発明の教示を鑑みて普通の技術の熟練者にとっては、一定の変更および修正が、添付クレームの精神または範囲から逸脱することなくそこに行われてよいことが容易に明らかになるだろう。センサデータが局所的に収集され、別のサイトに伝送できる、述べられていない多くのその他の例は、本発明を使用して実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、片持ち梁容量性センサの断面図である。
【図２】図２は、デジタルセンサとエンドユーザプロセッサ間の、インターネットなどのネットを介した相互接続のブロック図である。
【図３】図３は、分散された自主的に組織を結成する（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ）ネットワークおよび解決策のブロック図である。
【図４】図４は、インターネットなどのネットワークを介して相互接続されてよい、システム構成要素のブロック図である。
【図５】図５は、ソフトウェアの層の１つのインプリメンテーションの図である。
【図６】図６は、複数のセンサ、ノード（クラスタ）、およびエンドユーザの相互接続のための１つのアーキテクチャのブロック図である。
【図７】図７は、複数のセンサ、ノード（クラスタ）、およびエンドユーザの相互接続のためのアーキテクチャのブロック図である。
【図８】図８は、センサのサブセットを検知するためのノードとの複数のセンサ−ノードグループの接続のためのアーキテクチャのブロック図である。
【図９】図９は、センサシステムの動作に関係するフローチャートである。
【図１０】図１０は、ノードの動作に関係するフローチャートである。
【図１１】図１１は、無線カメラシステムの概略図である。
【図１２】図１２は、ヘルスケア関係の用途向けの無線診断チップシステムの概略図である。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004500612.tif 000073