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CN109644145A - 多信号传播集成系统及方法 - Google Patents

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CN109644145A CN201780053144.5A CN201780053144A CN109644145A CN 109644145 A CN109644145 A CN 109644145A CN 201780053144 A CN201780053144 A CN 201780053144A CN 109644145 A CN109644145 A CN 109644145A
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Abstract

本发明涉及一种物联网(IoT)支持的多信号传播集成系统，利用射频识别(RFID)、Wi‑Fi和低能耗蓝牙(BLE)技术的组合，在不同环境中智能跟踪资产。该系统包括一嵌入有一个被称为“XenGraft”的智能跟踪装置的电插头。XenGraft有两种不同的功能模式，即电池模式和非电池模式。XenGraft包括不同的模块，即BLE模块、RFID模块和功率传感器模块。每个模块都有特定的执行角色，例如查找资产位置、扫描RFID信号、跟踪资产的当前操作状态。在非电池模式下，XenGraft使用专有的逐跳通信架构和/或通过任一本地Wi‑Fi网络和/或通过任一传统移动通信网络向远程系统服务器通信信息。在电池模式下，XenGraft使用专有的逐跳通信架构和/或通过任一本地Wi‑Fi网络向远程系统服务器通信信息。

Description

多信号传播集成系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及一种用于在不同环境中智能跟踪资产的物联网(IoT)支持的多信号传播集成系统和方法，尤其涉及一种用于在各种环境中，采用射频识别(RFID)、Wi-Fi和低功耗蓝牙(BLE)技术组合的方式智能跟踪资产的物联网(IoT)支持的多信号传播集成系统和方法。
发明背景
物联网(IoT)是一个由各种完全不同的物理对象或“物”组成的网络，其中嵌入了电子设备、软件、传感器和网络连接。电子设备、软件、传感器和网络连接的结合使这些对象能够相互通信和共享信息。通过使用现有的网络基础设施对物联网设备进行远程控制，自动协助物联网设备与物理世界和基于计算机的系统直接集成。
根据各知名咨询公司编制的多项调查报告，到2020年，将有近260亿台设备接入物联网。ABI Research估计，到2020年，将有超过300亿台设备与物联网进行无线连接。据思科称，到2022年，物联网市场的估值将达到14.4万亿美元。预计与物联网相关的增值服务将从2012年的500亿美元增长到2018年的1200亿美元。物联网在制造业的全球收入机会将从2014年的4720亿美元增长到2018年的9130亿美元。按照所有这些与物联网(IoT)市场的巨大增长相关的预测，很明显，在未来20年，物联网(IoT)将为普通人民的生活增加超乎我们想象的价值。
低功耗蓝牙技术(BLE)，也称为智能蓝牙或4.0+版的原始蓝牙规范，是专为物联网(IoT)设备构建的功耗及应用友好型蓝牙版本。BLE是由蓝牙技术联盟(SIG)设计和销售的，在医疗保健、健身、零售、信标、安防、家庭娱乐等不同的应用中有着相当大的用途。由于其在物联网(IoT)设备中的大量应用，BLE在保持通信范围不变的同时，更大程度地降低了功耗和成本。Bluetooth Smart最初是2006年由NokiaTM以Wibree的名义推出的，但在2010年，智能蓝牙通过采用蓝牙核心规范4.0版而被合并到主要的蓝牙标准中。每一个移动操作系统，如iosTM、AndroidTM、WindowsTM，都为BluetoothSmart提供本地支持。蓝牙SIG预测到2018年，超过90％的支持蓝牙的智能设备将支持Bluetooth Smart。
资产跟踪(asset tracking)基本上是对不同环境中的实物资产进行检测、识别和追踪。可以出于各种原因跟踪资产，例如，可以在资产从一个地理位置移动到另一个地理位置时，对其进行跟踪。同时，还可以在一个单一的环境中跟踪资产的各种用途。根据目前的技术状况，与资产跟踪相关的最常见方法有：基于全球定位卫星(GPS)的资产跟踪、基于RFID的资产跟踪、基于Wi-Fi的资产跟踪和基于BLE/iBeacon的资产跟踪。
基于全球定位卫星(GPS)的资产跟踪是通过将GPS跟踪器与移动物体连接起来，然后借助GPS追踪这些跟踪器，以确定和跟踪它们的精确位置。记录的位置数据可以存储在跟踪单元内，也可以使用嵌入在跟踪单元内的移动通信网络(GPRS或SMS)、无线电或卫星调制解调器传输到中央位置数据库或互联网连接的计算机。这使得资产的位置可以使用GPS跟踪软件在地图背景下实时显示，或在以后分析轨迹时显示。数据跟踪软件可在具有GPS功能的智能手机中使用。然而，基于GPS的资产跟踪仍然不能保证没有误差。基于GPS的资产跟踪仍然存在一个主要问题，即在室内环境中，在5-15米的移动范围之外，它的精度不是很高。GPS跟踪器无法检测楼层的室内环境。GPS跟踪器在室内环境中面临的另一个主要问题是干扰问题。附近波段的无线电信号发射，屋顶、墙壁和天气造成的信号干扰，都会在使用GPS跟踪器跟踪室内环境中的资产时，给用户带来巨大的障碍。
射频识别(RFID)技术从20世纪80年代开始使用，它应用电磁场自动识别和跟踪附有RFID标签的物体。RFID标签采用电子存储信息的方式存储信息。RFID标签可以是有源式的，也可以是无源式的。有源射频识别标签包含本地电源，如电池，可在距离射频识别阅读器数百米处工作。与条形码一样，有源RFID标签不需要在读卡器的视线范围内，因此，它可以嵌入被跟踪的对象中。无源RFID标签内没有任何电池。相反，他们从附近的RFID阅读器发出的询问无线电波中收集能量。然而，基于RFID的资产跟踪也会带来技术问题。
由于射频识别系统使用电磁场进行通信，因此它们相对容易受到干扰和/或在正确的频率下中断使用能量。虽然在购物中心，这给顾客带来的不便会比较小，但在其他越来越多使用RFID的环境中，如医院或军队，这将是灾难性的。RFID技术还没有实现全球标准化。例如，目前在美国使用的超高频射频识别系统与欧洲或日本的射频识别系统并不兼容。此外，在室内环境中，基于RFID的资产跟踪系统无法提供准确的范围。
自1999年以来，Wi-Fi或WiFi技术允许电子设备连接到无线局域网(WLAN)，主要使用2.4GHz(12cm)UHF和5GHz(6cm)SHF ISM无线电频段。Wi-Fi可以共享一个新的ID参数：SSID(服务集标识符)，它是网络的名称和接入点(AP)的介质访问控制(MAC)地址。与WiFi技术相关的最大问题是，它在保护用户数据安全方面具有巨大的安全隐患。最常见的无线加密标准有线等效加密(WEP)，即使配置正确，也很容易被破坏。虽然在安全方面取得了相当大的进展，但漏洞仍然存在。与基于GPS的资产跟踪和基于RFID的资产跟踪系统一样，基于WiFi的资产跟踪在室内环境中也不太准确。尤其是任何WiFi的覆盖范围都是有限的。因此，一旦某个资产超出WiFi网络的覆盖范围，就无法再跟踪该资产。
Wi-Fi还被用于改进实时定位系统，例如“Wi-Fi有源射频识别技术(Active RFIDover the Wi-FiTM)”，使用现有的802.11 Wi-Fi网络及其信号强度读数来计算虚拟地图上的一些可能位置，将标签读数与存储的Wi-Fi读数数据库或接收到的信号强度(RSSI)进行比较。但该系统存在的问题是很难实现和维护如体积过大的移动标签、传感器、徽章等。此外，还需要在特定的时间间隔为无线设备的电池充电。为了维护设备，必须有人参与。
iBeacon是AppleTM开发的一种协议，它使用低功耗蓝牙(BLE)技术，特别适用于低能量消耗的物联网(IoT)设备。BLE于2010年推出，包括收集3个用于改进实时定位系统的主要信息(UUID、主要(Major)和次要(Minor))。使用BLE或IBEAcon系统，可以从物理资产及其相关参数(湿度、温度、运动、功耗、自动化)获得其位置、ID数据和更多信息。然后，数据可以通过BLE(或适用于iPhoneTM 4S、5、6…和Android 4.3的蓝牙4.0)发送到智能手机。然而，基于Bluetooth Smart的iBeacon也有它自己的一系列问题，比如低数据传输速率(58Kbps)、长距离信号丢失(信号接收质量下降超过10米)。此外，标签、徽章、传感器都是移动的，这会增加丢失这些东西的风险。
因此，需要物联网(IoT)支持的多信号传播集成系统，以及使用射频识别(RFID)、Wi-Fi和低功耗蓝牙(BLE)技术的组合在不同环境中智能跟踪资产的方法。
发明内容
本发明仅为示例目的，参考智能资产跟踪装置嵌入式电插头进行讨论。所述智能资产跟踪装置可以同样嵌入任何可以插入电插座的电气设备中。此外，本发明还涉及医院、诊所等医疗环境。进一步设想，本发明也同样适用于制造业、媒体业，在这些行业中，资产跟踪对于更好的管理具有非常重要的意义。
根据本发明的实施例提供了一物联网(IoT)支持的多信号传播集成资产跟踪系统。该系统包括一电插头，所述电插头中嵌入了一个被称为“XenGraft”的智能跟踪装置。该系统还包括一医疗器械，该医疗器械通过一电缆与所述电插头进行物理连接，其中所述电插头插入一附有RFID标签的电插座中。在一个实施例中，当所述医疗器械运行且插入所述电插头，且所述电插头插入附有RFID标签的电气插座内时，XenGraft通过直接从电力线消耗电力来发挥功能。在一单独的实施例中，当所述医疗器械处于非操作状态时，XenGraft通过消耗其自身的可充电电池的电力来工作。该系统还包括一个远程系统服务器，所述XenGraft使用至少一专有的逐跳网络或本地Wi-Fi网络或传统的移动通信网络(2G/3G/4G)进行无线通信。
XenGraft架构包括电源、电池、中央处理器(CPU)、BLE模块、RFID模块、传感器模块、显示屏、移动SIM卡插槽、Wi-Fi天线和移动天线。
当所述医疗器械运行，且所述医疗器械与XenGraft嵌入式电插头相连时，所述电源用于帮助XenGraft直接从电源线消耗电能，其中，所述电插头插在所述附有RFID标签的电气插座内。当所述XenGraft嵌入式电插头连接到不可操作医疗器械时，所述电池用于帮助所述XenGraft消耗电力。所述CPU是所述XenGraft体系结构的主要元件，它通过多个指令使所述XenGraft实现功能。所述显示屏显示了XenGraft可用的不同信息。当存在本地Wi-Fi网络时，所述Wi-Fi天线用于帮助所述XenGraft与远程系统服务器通信。所述移动天线用于帮助所述XenGraft使用传统的蜂窝通信网络(2G/3G/4G)与远程系统服务器通信。
所述XenGraftCPU向所述BLE模块、所述RFID模块和所述传感器模块发送多个指令。这三个模块基于接收到的指令获取多个不同的信息，并将其报告给所述CPU。
所述BLE模块以重复的时间间隔生成信标信号，以向与所述XenGraft连接的所述医疗器械提供身份信息。所述BLE模块发出的信标信号带有一个已经预先分配给所述XenGraft的互联网协议(IP)地址。当所述医疗器械物理上插入嵌入有XenGraft的电插头时，与XenGraft相关联的IP地址将成为插入该电插头的医疗器械的标识。这有助于远程系统服务器识别连接到每个单独的XenGraft嵌入式电插头的每个医疗器械。
所述RFID模块通过作为RFID阅读器工作，扫描环境以查找RFID信号，以确定嵌入有RFID标签的电插座的确切位置(插座编号、楼层编号、房间编号)，并将信息报告给所述CPU。根据接收到的信息，所述RFID模块确定所述医疗器械的确切地理位置。所有这些与位置相关的信息都存储在与所述XenGraft嵌入式电插头连接的所述电气插座所连接的RFID标签中。
所述传感器模块能够感知电力、温度、湿度、运动等多种信息。在一实施例中，如果所述传感器模块感应电力，则所述传感器模块确定所述医疗器械是否打开/关闭/充电/待机。所述XenGraft能够实时收集所有这些信息，并将其转发到所述远程系统服务器。所述远程系统服务器在接收到所有信息后，分配使用优先级，并根据充电状态调度资产。
在实施例中，当所述XenGraft使用自己的电池工作时，电池同时为XenGraftCPU供电，这样CPU也可以作为中继节点工作。由于处于电池供电模式，所以XenGraft最多可在20天内正常工作，并且每20天后需要重新充电。一旦收集到所有信息，所述XenGraft会将这些累积的信息转发到所述远程系统服务器，该服务器会生成与医疗器械相关的准确账单信息，任何患者在住院期间都可能使用这些信息。
为了向所述远程系统服务器传输信息，所述XenGraft最初会查找本地Wi-Fi网络。如果没有本地Wi-Fi网络，所述XenGraft使用其专有的架构(类似于网状网络方式的逐跳方式)向所述远程系统服务器传输信息。为了以这种逐跳式方式传输信息，所述XenGraftCPU充当一个中继节点，它将收集到的所有信息转发给下一个直接邻居，该直接邻居是一个单独的XenGraft。然后，该直接邻居将接收到的信息转发给其下一个直接邻居。以这种方式，收集的信息以逐跳方式到达所述远程系统服务器。现在，在这种信息传输技术中，如果一个XenGraft检测到任何一个本地Wi-Fi网络，那么它会自动停止专有的逐跳传输技术，并访问本地Wi-Fi网络以到达远程系统服务器。
如果所述XenGraft检测到可访问距离内存在本地Wi-Fi网络，那么所述XenGraft使用其架构中嵌入的Wi-Fi天线访问本地存在的Wi-Fi网络，向远程系统服务器发送所有信息。
如果在XenGraft直接从电源线接入电源时，且XenGraft未能在上述两个公开程序中传输信息，只有在这种情况下，XenGraft才会激活其移动通信网络接口，并通过访问任一传统移动通信网络(2G/3G/4G)向远程系统服务器发送信息。
根据本发明的实施例提供了一种物联网(IoT)支持的多信号传播集成资产跟踪方法。将一医疗器械插入一XenGraft嵌入式电插头中。所述XenGraft嵌入式电插头插入一附有RFID标签的电插座中。所述电插座包括一个RFID标签。在这个实施例中，所述医疗器械是可操作的。因此，在这种情况下，所述XenGraft通过所述电插座直接消耗电力。在这种情况下，所述XenGraft CPU用作中继节点根据需要从电源线接收电力。
在此实施例中，所述XenGraft CPU向BLE模块、RFID模块和传感器模块发送多个命令。所述BLE模块提供了XenGraft的IP地址，该IP地址基本上成为连接到XenGraft嵌入式电插头的医疗器械的标识。所述RFID模块通过从射频识别标签上获取所有这些信息来提供医疗器械的准确地理位置，所述标签与医疗器械插入的电插座相连。所述传感器模块感知不同的信息，如电力、温度、湿度、运动等，并将相关信息反馈给XenGraft CPU。最后，所述CPU接收来自所有三个模块的所有必要信息，并将它们转发到远程系统服务器。
为了向所述远程系统服务器传输信息，所述XenGraft最初会寻找本地Wi-Fi网络。如果没有本地Wi-Fi网络，则所述XenGraft通过访问其专有架构(类似于网状网络方式的逐跳方式)向所述远程系统服务器传输信息。为了以这种逐跳方式传输信息，所述XenGraftCPU作为一个中继节点发挥功能，将收集到的所有信息转发给下一个直接邻居，该直接邻居是一个单独的XenGraft。然后，该直接邻居将接收到的信息转发给其下一个直接邻居。以这种方式，收集的信息以逐跳方式到达所述远程系统服务器。现在，在这种信息传输技术中，如果XenGraft检测到任何一个本地Wi-Fi网络，那么它会自动停止专有的逐跳传输技术，并访问本地Wi-Fi网络以到达远程系统服务器。
如果所述XenGraft检测到可访问距离内存在本地Wi-Fi网络，则所述XenGraft使用其架构中嵌入的Wi-Fi天线访问本地存在的Wi-Fi网络，将所有信息传输到所述远程系统服务器。
在任何情况下，如果所述XenGraft未能通过上述两种公开程序向远程系统发送信息，只有在这种情况下，XenGraft才会激活其移动通信网络接口，并通过访问任一传统移动通信网络(2G/3G/4G)向远程系统服务器发送所有信息。
根据本发明的实施例进一步提供了物联网(IoT)支持的多信号传播集成资产跟踪方法。将一医疗器械插入一XenGraft嵌入式电插头中。所述XenGraft嵌入式电插头插入一附有RFID标签的电插座中。在该实施例中，所述医疗器械不可操作。因此，在这种情况下，所述XenGraft完全使用自己的充电电池通电，并变得可操作。在某些情况下，所述可充电电池还为XenGraft CPU提供电力，使其作为中继节点工作。
在本实施例中，由于所述医疗器械不可操作，因此，所述XenGraft CPU无需向RFID模块或传感器模块发送多个命令。相反，XenGraft的CPU只向BLE模块发送命令。所述BLE模块根据从CPU接收到的指令发出多个信标信号。所述信标信号携带一个预先分配给XenGraft的互联网协议(IP)地址。每个XenGraft都有自己的IP地址标识。当所述医疗器械插入任何一个XenGraft嵌入式电插头时，所述执行器的IP地址基本上成为连接到所述XenGraft嵌入式电插头的医疗器械的标识。最后，所述CPU从所述BLE模块接收所述医疗器械的必要身份信息，并将信息转发给远程系统服务器。
为了向所述远程系统服务器传输信息，所述XenGraft最初会查找本地Wi-Fi网络。与上述公开的方式相同，如果所述XenGraft检测到没有本地Wi-Fi网络存在，则所述XenGraft通过访问其专有的架构(类似于网状网络方式的逐跳方式)向所述远程系统服务器发送信息。为了以这种逐跳方式传输信息，XenGraft CPU充当一中继节点，它将收集到的所有信息转发给下一个直接邻居，该直接邻居是一个单独的XenGraft。然后，该直接邻居将接收到的信息转发给其下一个直接邻居。以这种方式，收集的信息以逐跳方式到达所述远程系统服务器。现在，在这种信息传输技术中，如果一个XenGraft检测到任何一个本地Wi-Fi网络，那么它会自动停止专有的逐跳传输技术，并访问本地Wi-Fi网络以到达远程系统服务器。
如果所述XenGraft检测到可访问距离内存在的任何本地Wi-Fi网络，则所述XenGraft使用其架构中嵌入的Wi-Fi天线访问本地存在的Wi-Fi网络，将所有信息传输到所述远程系统服务器。
从本申请所述实施例中可以明显看出该系统的优点。
前面是一个简化的概述，以实现对本发明实施例的某些方面的理解。本发明内容部分既不是对本发明及其各种实施例的全面概述，也不是详尽概述。概述以简化形式介绍了本发明实施例的选定概念，作为下文更详细描述的介绍。本发明的其他实施例可以单独或组合使用上述或下文详细描述的一个或多个特征。
附图说明
考虑到本发明实施例的以下详细描述，尤其是与附图结合使用时，本发明实施例的上述以及进一步的特征和优点将变得明显，其中：
图1描绘了本发明实施例嵌入电路板的物联网支持的电插头的示意图；
图2描绘了集成在集成电路板上的XenGraft的示意图，该电路板在物联网支持的电插头内实现；
图3描绘了XenGraft内部结构的示意图；
图4描述了一个可能的运行场景的示意图400，其中嵌入单个XenGraft的多个电插头以逐跳方式向远程系统服务器发送信息，并访问其自己的Wi-Fi网络以及任何本地存在的Wi-Fi网络；
图5描述了一种可能的多向运行场景的示意图，其中，一个XenGraft以网状网络方式向远程系统服务器传递信息；
图6描述了当操作医疗仪器连接到XenGraft嵌入式电插头时的流程图，其中，电插头插入到电插座中，XenGraft从中获取电力，其中XenGraft嵌入式电插头将信息转发到远程系统服务器；
图7描述了非操作医疗器械连接到XenGraft嵌入式电插头时的流程图，其中XenGraft从其内部充电电池获取电力，其中XenGraft嵌入式电插头将信息转发到远程系统服务器。
本文使用的标题仅用于组织目的，并不限制说明或权利要求的范围。在整个本申请中，“可能”一词是在允许的意义上使用的(即，意味着有可能)，而不是强制性意义上使用的(即，意味着必须)。同样，“包含”、“包括”和“具有”是指包括但不限于。为了便于理解，在可能的情况下，使用附图标记来表示附图中常见的类似元件。
具体实施方式
本发明的实施例结合图1说明如下。
短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是在操作中既是结合的又是分离的开放式表达式。例如，每个表达式“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”表示A单独、B单独、C单独、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起。
术语“一”实体是指一个或多个实体。因此，术语“一”、“一个或多个”和“至少一个”可在本文中互换使用。还应注意，术语“包含”、“包括”和“具有”可以互换使用。
本文中使用的术语“确定”和“计算”及其变化形式可以互换使用，包括任何类型的方法、过程、数学运算或技术。
本文所用术语“模块”是指能够执行与该元件相关的功能的任何已知或以后开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑、或硬件和软件组合。此外，虽然本发明是以示例性实施例的形式描述的，但是应当理解的是，本发明的各个方面可以被单独地要求保护。
本文所用术语“计算机可读介质”是指参与存储和/或向处理器提供执行指令的任何有形存储和/或传输介质。这种介质可以有多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。例如，非易失性介质包括NVRAM、磁盘或光盘。易失性介质包括动态存储器，如主存储器。计算机可读介质的常见形式包括，例如，软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其他磁介质、磁光介质、CD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔模式的物理介质、RAM、PROM、EPROM、Flash-EPROM、固态介质(如存储卡)、任何其他存储芯片或内存盒、下文所述的载波或计算机可读取的任何其他介质。电子邮件的数字文件附件或其他自含信息的档案或档案集合被视为等同于有形存储介质的分发介质。当计算机可读介质配置为数据库时，应理解数据库可以是任何类型的数据库，例如关系型、层次型、面向对象型和/或类似的数据库。因此，本发明被视为包括有形存储介质或分发介质以及现有技术认可的等效物和后续介质，其中存储有本发明的软件实现方式。
图1描绘了嵌入电路板的物联网支持的电插头的示意图100。物联网支持的电插头102包括嵌入其内部的电路板104。电路板104为物联网支持的电插头102提供多种功能，以便远程控制和访问。
图2描绘了将XenGraft集成在电路板上的说明示意图200，该电路板在物联网支持的电插头内实现。
如图2所示，嵌入有电路板104的物联网支持的电插头102插入电插座202。电路板104嵌入XenGraft 204。XenGraft 204为物联网支持的电插头102提供远程控制和访问功能。插座202包括一个RFID标签206。
在一个实施例中，当医疗器械运行且医疗器械插入电插头102，且所述电插头102插入插座202中时，嵌入电插头102内的XenGraft 204直接从电力线消耗电力。
在一个单独的实施例中，如果医疗器械不工作，在这种情况下，嵌入电插头102内的XenGraft 204不会通过电插座202消耗电力线的任何电力。在这种情况下，XenGraft 204使用自己的充电电池工作。
无论上述两个公开的实施例如何，当XenGraft 204需要将信息从物联网支持的电插头102传输到任何远程系统服务器时，XenGraft 204首先查找本地存在的Wi-Fi网络。如果不存在本地Wi-Fi网络，则XenGraft 204 CPU作为中继节点工作，并使用其专有架构以逐跳(hop-by-hop)方式将信息转发到远程系统服务器。本发明提出的逐跳传输技术是基于网状网络的方法，一个XenGraft向下一个XenGraft传递信息，然后下一个XenGraft将该信息传递给其相邻的XenGraft。如果在此信息发送过程中，如果XenGraft 204突然检测到任何Wi-Fi网络，则XenGraft 204会切换专有的逐跳传输方式并开始访问Wi-Fi网络。
如果XenGraft 204检测到任一本地存在的Wi-Fi网络，则XenGraft 204通过使用其Wi-Fi天线访问本地存在的Wi-Fi网络，向远程系统服务器发送所有信息。
当XenGraft 204直接通过有源电力线接入电力而起作用时，在这种情况下，如果XenGraft 204未能通过上述两个公开的程序中的任何一个向远程系统传输信息，那么只有当XenGraft 204激活其移动通信网络接口时，才能访问任一传统的移动通信网络(2G/3G/4G)并将所有信息传输到远程系统服务器。
图3描绘了一个说明性的XenGraft内部结构图300。
XenGraft 204包括一可充电电池302、一中央处理器(CPU)304、一RFID模块306、一BLE模块308、一传感器模块310、一显示器312、一移动SIM卡插槽314、一移动天线316、一Wi-Fi天线318和一电源320。
在一实施例中，当一可操作医疗仪器连接到物联网支持的电插头102，所述电插头102插入电插座202内，并且电源线处于激活状态时，XenGraft 204使用电源320直接消耗来自电源线的电能。
在一单独的实施例中，当医疗器械不工作且与插入电插座202内的物联网支持的电插头102连接时，XenGraft 204通过消耗可充电电池302的电能来工作。在这两个实施例中，电插座202通过RFID标签206启用。
在本实施例中，当医疗器械运行且电力线处于激活状态时，XenGraft 204直接从电力线接收电力，其中XenGraft 204嵌入式电插头102与电插座202相连。在这种情况下，CPU 304同时向RFID模块306、BLE模块308和传感器模块310发送多个命令。根据收到的指令，这三个模块同时开始工作。
BLE模块308在接收到来自CPU 304的指令后，开始以同样的时间间隔发出包含通用的唯一ID(UUID)的信标信号。在一实施例中，该UUID可以是XenGraft 204预先分配的Internet协议(IP)地址。XenGraft 204包含一特定的UUID和/或IP地址。此UUID和/或IP地址将成为连接到XenGraft 204的医疗仪器的标识，所述XenGraft 204嵌入于电插头102内，所述电插头102插入电插座202。为了用一个例子来描述这个特性，我们假设位于XenGraft204内部的BLE模块308具有UUID#07。根据BLE模块308分配的此UUID，医疗器械与插入电插座202的电插头102连接后，接收UUID#07，该UUID用于验证医疗器械的身份。
基于从CPU 304接收到的指令，RFID模块306开始扫描环境，以查找RFID信号，其中，RFID模块306作为RFID读卡器工作。电插座202包括作为射频发射器工作的射频识别标签206。射频识别标签206发出射频识别信号，该些射频识别信号包括与电插座202相关的多个信息(插座编号、楼层编号、房间编号)。医疗器械的位置是根据从与电插座202相连的RFID标签206中获取的信息来确定的。为了用一个例子来描述这个特性，让我们假设电插座202是位于5楼2号房间的5号插座。所有这些信息都已经预加载到RFID标签206中。当XenGraft 204嵌入式电插头102插入电插座202内时，RFID模块306开始接收从连接电插座202的RFID标签206发出的RFID信号。根据接收到的射频识别信号，射频识别模块306确定特定医疗器械与5楼2号房间的5号插座相连。这一操作步骤对于正确识别任何类型资产的确切位置，以实现其适当的管理功能是绝对必要的。
传感器模块310根据从CPU 304接收到的指令开始检测不同类型的信息。传感器模块310至少能够感应电力、温度、运动、湿度等。在本实施例中，如果传感器模块310感应电力，则该传感器模块感应医疗仪器是否打开/关闭/充电/待机。为了用一个例子来描述这个特性，在这个实施例中，医疗仪器是可操作的，它与插入电插座202内的XenGraft 204嵌入式电插头102相连，传感器模块310收集这些信息并向CPU 304报告。
在本实施例中，XenGraft 204的CPU 304从RFID模块306、BLE模块308和传感器模块310接收多个不同的信息。为了描述接收到的信息，假设CPU 304接收如医疗器械具有UUID#07这样的信息，并且CPU 304连接到电插座，其为5楼2号房间的5号插座。
现在，为了向远程系统服务器传输此信息，XenGraft 204尝试检测可访问距离内是否存在本地Wi-Fi网络。如果在可访问的距离内不存在这样的Wi-Fi网络，则XenGraft204的CPU 304作为中继节点工作，并在一个单跳中将此信息发送给下一个相邻节点。XenGraft 204的直接邻居在接收到信息后，以一个单跳的方式将接收到的信息传递给下一个直接邻居。通过这种方式，来自XenGraft 204 CPU 304的信息到达远程系统服务器。这种逐跳结构基于网状网络结构。如果在此信息发送过程中，如果XenGraft 204突然检测到任何Wi-Fi网络，则XenGraft 204会从专有的逐跳传输切换到Wi-Fi网络，并开始访问Wi-Fi网络。
如果XenGraft 204检测到本地Wi-Fi网络，则XenGraft 204的CPU 304使用其体系结构中的Wi-Fi天线318访问本地Wi-Fi网络，将信息传输到远程系统服务器。如果在任何情况下，XenGraft 204都不能通过上述两种公开程序向远程系统服务器发送所有信息时，只有这样XenGraft 204才激活移动SIM卡插槽314并通过使用移动天线316访问任何现有的传统移动通信网络(2G/3G/4G)向远程系统服务器发送所有信息。
在单独的实施例中，当医疗器械不工作时，XenGraft 204使用储存在可充电电池302中的电力工作。在此实施例中，由于只有BLE模块308保持工作状态，因此，电池302仅向BLE模块308供电。电池302还同时向XenGraft 204的CPU 304供电，以便在需要时CPU 304作为中继节点工作。由于XenGraft 204的可充电电池302最多可工作20天，因此每20天，需要对可充电电池302进行适当充电。由于医疗仪器不工作，因此XenGraft 204既不需要来自RFID模块306的任何信息，也不需要来自传感器模块310的任何信息。
在收到CPU 304发出的指令后，BLE模块308至少会以XenGraft 204的UUID和/或IP地址进行回复响应，该XenGraft 204基本上是作为连接到XenGraft 204的医疗器械的标识发挥功能，XenGraft 204位于插入电插座202内的电插头102内。
以上述类似方式，XenGraft 204最初试图检测在可访问距离内是否存在任何本地Wi-Fi网络。如果在可访问的距离内不存在这样的Wi-Fi网络，则XenGraft 204的CPU 304作为中继节点工作，并在一个单跳中将此信息发送给下一个相邻节点。XenGraft 204的直接邻居在接收到信息后，将接收到的信息以一个单跳的方式传递给下一个直接邻居。通过这种方式，来自XenGraft 204CPU 304的信息到达远程系统服务器。这种逐跳结构为基于网状网络的结构。
如果XenGraft 204检测到本地Wi-Fi网络，则XenGraft 204的CPU 304使用其体系结构中的Wi-Fi天线318访问本地Wi-Fi网络，将信息传输到远程系统服务器。
图4描述了一个可能的操作场景的示意图400，其中嵌入单个XenGraft的多个电插头以一个方向向远程系统服务器传输信息。
在位于一楼的A3房间中，一XenGraft嵌入式电插头102插入电插座402中。一医疗器械404与插在电插座402内的XenGraft嵌入式电插头102相连。
电插座402包括射频识别标签206。还应注意的是，其余的插座408、410、412、414和420由相同类型的RFID标签206组成。也应注意的是，位于两层的所有电插头都是与电插头102相同的插头。还应注意，整个楼层1(F1)没有任何本地工作Wi-Fi连接。电插头102通过电缆406与医疗器械404进行物理连接。
嵌入电插头102内的XenGraft收集来自医疗器械404的所有相关信息，如图3的描述中所述。由于整个1楼(F1)没有本地Wi-Fi网络，因此XenGraft CPU开始作为中继节点工作。XenGraft CPU通过充当中继节点，使用逐跳方法将从医疗器械404收集到的信息传递给下一个直径邻居。这种逐跳方法是基于网状网络的方法。
为了详细解释这种情况，参考图4，XenGraft嵌入式电插头102以单跳的方式将信息从A3房间传输到它的相邻房间A2。所述房间A2中有一个独立的XenGraft嵌入式电插头102，它插入电插座408中。在一个单跳中接收到来自A3房间的电插头102的信息后，A2房间的XenGraft嵌入式电插头102再次将接收到的信息以相同的方式在一个单跳中转发到相邻的A1房间中的下一个直接邻居。
位于一层A1房间的一XenGraft嵌入式电插头102接收来自A2房间的信息。换句话说，嵌入在房间A3、A2和A1电插头102内的单个XenGraft的CPU通过充当中继节点，从一个房间到另一个房间逐段传递信息。位于一层A1房间的XenGraft嵌入式电插头102将接收到的信息以一个单跳的方式再次转发至位于二层(F2)A1房间的下一个直接邻居。这二层(F2)A1房间里有一XenGraft嵌入式电插头102，该电插头102插入到电插座412中。应注意的是，整个二楼都有Wi-Fi连接。
现在，由于整个楼层2(F2)都有本地Wi-Fi网络，嵌入在F2A1中的电插头102内的XenGraft激活其Wi-Fi接口，并将所有接收到的信息通过访问本地Wi-Fi网络直接转发至A3房间中的Wi-Fi接入点416。A3房间有一系统服务器418。Wi-Fi接入点416将所有接收到的信息转发到系统服务器418。通过这种方式，维护此系统服务器418的医院管理员可以轻松跟踪位于一层A3房间的医疗器械404的身份、位置和其他信息。
图5描述了一个可能的多向运行场景的说明性示意图，其中，一个XenGraft以网状网络方式向远程系统服务器传递信息。
在一环境中，在一层和二层之间分布有多个XenGraft 204。仪器502与最近的XenGraft 204相连。距离仪器502最近的XenGraft 204能够使用基于多向中继的方法将信息传递给其直接邻居。通过这种方式，来自1楼的设备502的信息可以顺利到达位于2楼的远程系统服务器504。在这种基于中继的方法中，即使不存在本地Wi-Fi网络，XenGraft 204也能够以逐跳的方式将它接收到的信息传输到下一个相邻的XenGraft 204。在与此类似的情况下，当附近没有本地Wi-Fi网络时，XenGraft 204内的CPU开始作为中继节点工作，并将信息中继到下一个相邻节点，而下一个相邻节点又将信息中继到下一个相邻节点。
图6描述了当一可操作医疗仪器连接到XenGraft嵌入式电插头时的流程图，其中电插头插入到电插座中，XenGraft从电插座中获得电力，其中XenGraft嵌入式电插头将信息转发到远程系统服务器。
在步骤602中，一可操作的医疗器械与一XenGraft嵌入式电插头相连，XenGraft直接从电源线接收电力并被激活。
在步骤604，XenGraft CPU开始同时向BLE模块、RFID模块和传感器模块发送多个指令。
在步骤606中，BLE模块获取与特定XenGraft相连的医疗器械的标识，RFID模块获取医疗器械的精确地理位置，传感器模块获取不同的信息，如功率(power)、温度、湿度、运动等。
在步骤608中，XenGraft CPU从BLE模块、RFID模块和传感器模块接收所有这些信息。
在步骤610中，如果没有本地Wi-Fi网络，XenGraft将所有信息以专有的逐跳方式传输到远程系统服务器，在此期间，XenGraft CPU作为中继节点工作，直到传输的信息到达最近的可用Wi-Fi网络。
在步骤612中，如果存在本地Wi-Fi网络，则XenGraft通过访问本地Wi-Fi网络将所有信息传输到远程系统服务器。
在步骤614中，如果XenGraft未能通过上述两种方式传输信息，只有这样XenGraft才通过访问移动通信网络向远程系统服务器传输信息。
图7描述了非操作医疗器械连接到XenGraft嵌入式电插头时的流程图，其中，XenGraft从其内部充电电池获取电力，所述XenGraft嵌入式电插头将信息转发到远程系统服务器。
在步骤702中，非操作性医疗器械与一XenGraft嵌入式电插头相连，XenGraft从其自身的可充电电池接收电力并被激活，XenGraft CPU也接收电力以作为中继节点工作。
在步骤704，XenGraft CPU开始只向XenGraft体系结构中存在的BLE模块发送指令。
在步骤706中，BLE模块获取连接到特定XenGraft的医疗器械的身份信息并对CPU做出回复响应。
在步骤708，XenGraft CPU接收来自BLE模块的信息。
在步骤710中，如果没有本地Wi-Fi网络，则XenGraft以专有的逐跳方式将所有信息传输到远程系统服务器，在此期间，XenGraft CPU充当中继节点，直到传输的信息到达最近的可用Wi-Fi网络。
在步骤712中，如果存在本地Wi-Fi网络，则XenGraft通过访问本地Wi-Fi网络将所有信息传输到远程系统服务器。
在各种实施例、配置和方面，本发明包括如本文所描绘和描述的组件、方法、工艺、系统和/或装置，包括各种实施例、子组合和其子集。本领域技术人员在理解本发明后，将理解如何制作和使用本发明。本发明在各个实施例、配置和方面中包括提供没有在本文中描绘或描述的项目的装置和工艺，或在各个实施例、配置或方面包括没有在以前的装置或工艺中可能使用的项目，例如，用于提升性能、实现易于使用和/或降低实施成本。
为了说明和描述，对本发明进行了上述讨论。上述内容并不能将本发明限定为本文所公开的一种或多种形式。例如，在上述详细描述中，为了简化公开内容，将本发明的各种特征分组在一个或多个实施例、方案或方面中。本发明的实施例、方案或方面的特征可以组合在替代实施例、方案或方面中，而不仅限于上文讨论的那些实施例、方案或方面。本文公开的方法不应解释为本发明需要比每项权利要求中明确陈述的特征更多特征的意图。相反，如以下权利要求所反映的，创造性的方面少于上述公开的单个实施例、方案或方面记载的所有特征。因此，将以下权利要求并入本详细说明中，每个权利要求单独作为本发明的一个优选实施例。
此外，尽管本发明的描述包括一个或多个实施例、方案或方面的描述以及某些变化和修改，但在理解本发明之后，其他变化、组合和修改也在本发明的范围内，例如，在本领域技术人员的技术和知识范围内。其目的是在允许的范围内获得包括替代实施例、方案或方面的权利，包括替代、可互换和/或等效方案、功能、范围或步骤，无论此类替代、可互换和/或等效方案、功能、范围或步骤是否被披露。在这里，并没有公开地奉献任何可专利的主题的意图。

Claims (22)

1.一种用于远程跟踪资产的集成资产跟踪系统，其特征在于，所述资产跟踪系统包括：
至少一嵌入有一个智能资产跟踪装置的电插头，其中所述至少一电插头插入附有RFID标签的电插座中；
至少一个资产，其通过电线与所述至少一电插头物理连接，其中，所述至少一所述电插头插入附有RFID标签的电插座中；以及
至少一个远程系统服务器，其与所述智能资产跟踪装置无线通信。
2.根据权利要求1所述的资产跟踪系统，其特征在于，嵌入所述至少一电插头内的所述智能资产跟踪装置被称为“XenGraft”。
3.根据权利要求1所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述RFID标签预加载至少一个与所述电插座的地理位置相关的信息。
4.根据权利要求1所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述至少一个远程系统服务器通过至少一个本地Wi-Fi网络或一个专有的逐跳网络或一个传统移动通信网络或其组合与所述智能资产跟踪装置通信。
5.根据权利要求1的所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述至少一个资产为一项医疗相关资产、一项制造相关资产、或一项音乐相关资产等。
6.根据权利要求书3所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述XenGraft包括一个BLE模块、一个RFID模块和一个传感器模块等。
7.根据权利要求6所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述BLE模块提供关于所述至少一个资产的身份信息，所述至少一个资产通过电线与至少一嵌入XenGraft的所述电插头物理连接，其中，所述XenGraft将所述身份信息转发给所述至少一个远程系统服务器。
8.根据权利要求6所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述RFID模块提供关于所述至少一个资产的至少一个有关地理位置的信息，所述至少一个资产通过电线与至少一嵌入XenGraft的电插头物理连接，其中，所述RFID模块从与所述电插座相连的RFID标签接收至少一个有关地理位置的信息，其中，所述XenGraft将至少一个有关地理位置的信息转发到所述至少一个远程系统服务器。
9.根据权利要求6所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述传感器模块感测关于所述XenGraft的多个信息，其中，所述多个信息为电力信息、温度信息、湿度信息和运动检测信息等，其中，所述XenGraft将所述多个信息转发到所述至少一个远程系统服务器。
10.根据权利要求3所述的资产跟踪系统，其特征在于，所述XenGraft包括一个能够作为中继节点工作向所述至少一个远程系统服务器转发信息的CPU。
11.一种远程跟踪至少一项操作资产的方法，其特征在于，该方法包括：
将至少一项操作资产插入至少一嵌入有一个智能资产跟踪装置的电插头，其中，所述至少一电插头插入附有一个RFID标签的电插座，所述一个智能资产跟踪装置消耗来自电力线的电能；
由一个CPU向一BLE模块、一RFID模块和一传感器模块发送至少一个命令，其中所述CPU、所述BLE模块、所述RFID模块和所述传感器模块均嵌入在所述智能资产跟踪装置内；
由所述BLE模块提供关于插入所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头的所述操作资产的身份信息，其中，所述一个智能资产跟踪装置将接收到的身份信息转发给远程系统服务器；
由所述RFID模块提供至少一个关于插入所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头的操作资产的地理位置信息，其中，所述一个智能资产跟踪装置将所述至少一个有关所述操作资产的地理位置信息转发给所述远程系统服务器；
由所述传感器模块提供至少一个关于插入所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头的操作资产的信息，其中，所述一个智能资产跟踪装置将所述至少一个关于所述操作资产的信息转发给所述远程系统服务器；
由所述远程系统服务器接收来自所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头的多个信息；以及
由所述远程系统服务器处理从所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头接收到的多个信息，以生成与插入所述至少一电插头的所述一个操作资产相关联的多个信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，嵌入所述至少一电插头内的所述一个智能资产跟踪装置被称为XenGraft。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述RFID标签预加载有关于所述电插座的至少一个有关地理位置的信息。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一个远程系统服务器通过至少一个本地Wi-Fi网络或一个专有的逐跳网络或一个传统移动通信网络或其组合与所述智能资产跟踪装置通信。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一项操作资产是一项医疗相关资产、一项制造相关资产或一项音乐相关资产等。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述CPU能够作为中继节点工作向所述至少一个远程系统服务器转发信息。
17.一种远程跟踪至少一项非操作性资产的方法，其特征在于该方法包括：
将所述至少一个非操作资产插入至少一嵌入有一个智能资产跟踪装置的电插头中，所述电插头插入附有一个RFID标签的电插座中，所述一个智能资产跟踪装置消耗位于所述一个智能资产跟踪装置内的至少一个内部可充电电池的电能；
由一个CPU向一BLE模块发送至少一个命令，其中所述CPU和所述BLE模块嵌入在所述智能资产跟踪装置内；
由所述BLE模块提供关于插入所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头的非操作资产的身份信息，所述一个智能资产跟踪装置将接收到的身份信息转发到远程系统服务器；
由所述远程系统服务器接收来自所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头的身份信息；以及
由所述远程系统服务器处理从所述至少一嵌入有所述一个智能资产跟踪装置的电插头接收到的身份信息，以生成与插入所述至少一个电插头的所述一个非操作资产相关联的多个信息。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，嵌入所述至少一个电插头内的所述一个智能资产跟踪装置被称为XenGraft。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述至少一个远程系统服务器通过至少一个本地Wi-Fi网络或一个专有的逐跳网络或其组合与所述智能资产跟踪装置通信。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述至少一个非操作性资产是一项医疗相关资产、一项制造相关资产或一项音乐相关资产等。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述CPU能够作为中继节点工作向所述至少一个远程系统服务器转发信息。
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，位于所述一个智能资产跟踪装置内的所述至少一个内部可充电电池能够独立工作20天而不需要充电。
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