貨物監視系統和使用貨物監視系統的方法

2023-12-07 22:49:11

專利名稱：貨物監視系統和使用貨物監視系統的方法
技術領域：
本發明涉及貨物監視系統和使用貨物監視系統的方法。本發明特別涉及這樣的貨物監視系統，其包括傳感器，用於檢測與該傳感器相關聯的第一空間容量中的多個貨物，並用於檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡；以及計算機，用於通過所述通信網絡從所述傳感器接收信息。本發明還特別涉及監視貨物以確定在與傳感器相關聯的第一空間容量中貨物的數量。
背景技術：
已知各類用於監視貨架板或供貨區的庫存或貨物的系統與方法，例如，在美國專利5,671,362、5,654,508、6,085,589、6,107,928和6,456,067，法國公開號2575053，公開的日本專利申請10-243847和2000-48262中公開的。另外，還知道各種有關的傳感和檢測裝置，例如在美國專利4,293,852、6,608,489和6,085,589中公開的。

發明內容
本發明的一個方面提供一種貨物監視系統。該貨物監視系統包括傳感器，其中該傳感器檢測與該傳感器相關聯的第一空間容量(amountof space)中的多個貨物，其中該傳感器可檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡；以及計算機，其中該計算機通過所述通信網絡從所述傳感器接收信息。
在上述貨物監視系統的一個優選實施例中，所述傳感器檢測在所述第一空間容量中的多個貨物並把有關信息通過所述通信網絡發送給所述計算機。在該實施例的另外方面，所述計算機確定在該第一空間容量中的貨物數量。在該實施例的另外方面，該傳感器在第一階段(firstinstance)檢測在該第一空間容量中的多個貨物，該傳感器在第二階段(second instance)檢測在該第一空間容量中的多個貨物，並且所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量內貨物數量的改變。在該實施例的又另一個方面，該傳感器檢測該第一空間容量內的貨物數量。在該實施例的另外方面，該傳感器在第一階段檢測該第一空間容量內的多個貨物，該傳感器在第二階段檢測該第一空間容量內的多個貨物，並且該傳感器比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量內的貨物數量改變。
在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，貨物監視系統還包括貨架板，其中所述傳感器連接到該貨架板。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，定位該傳感器以使得所述第一空間容量在所述傳感器之上。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，定位該傳感器以使得該第一空間容量在該傳感器之下。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，定位該傳感器以使得該第一空間容量在該傳感器的側部。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，該傳感器的響應與該第一空間容量中的貨物重量無關。
在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，該貨物監視系統的計算機向用戶發信號通知在第一空間區域中的貨物數量是大於或等於第一數量還是低於該第一數量。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，該貨物監視系統向用戶發信號通知在第一空間區域中的貨物數量是大於或等於第一數量、是小於該第一數量並且大於或等於第二數量、還是小於該第二數量。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，該計算機通過通信網絡向該傳感器發送信息。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，該傳感器包括平面電容傳感器。在該實施例的又另外方面，該平面電容傳感器響應該第一空間容量中電場結構的變化通過所述通信網絡向所述計算機發送有關的信息，並且該貨物監視系統確定該第一空間容量中貨物的數量。在該實施例的又另一個方面，當貨物從該第一空間容量中移走，該第一空間容量的電場結構改變並產生該平面電容傳感器的頻率改變。
在該實施例的又另一個方面，該傳感器在第一階段檢測頻率並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，該傳感器在第二階段檢測頻率並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，並且該貨物監視系統比較來自該第一階段和該第二階段的頻率以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的又另一個方面，當從該第一空間容量中移走貨物，該第一空間容量中的電場結構改變並產生該平面電容傳感器的相位改變。在該實施例的又另一個方面，該傳感器在第一階段檢測相位並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，該傳感器在第二階段檢測相位並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，並且該貨物監視系統比較來自該第一階段和該第二階段的相位以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的又另一個方面，該電容傳感器包括連接到非金屬基片的電極。在該實施例的又另一個方面，該電極包括銅圖形層。
在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，所述傳感器包括波導。在該實施例的另外方面，該傳感器通過該波導發送信號，監視信號的反射，並通過所述通信網絡把有關信息發送給所述計算機，然後該貨物監視系統確定該第一空間容量中的貨物數量的變化。在該實施例的又另一個方面，該傳感器在第一階段通過該波導發送第一信號並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，該傳感器在第二階段通過該波導發送第二信號並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，並且該貨物監視系統比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量中的貨物數量的變化。
在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，所述傳感器包括光敏傳感器。在該實施例的另外方面，該光敏傳感器響應該第一空間容量中光量的變化並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，並且該貨物監視系統確定該第一空間容量中貨物的數量。在該實施例的另外方面，當從該第一空間容量中移走貨物，該第一空間容量中光量增加並產生該光敏傳感器中的電流、電壓或電阻變化。在該實施例的另外方面，該光敏傳感器在第一階段響應該第一空間容量中的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，該光敏傳感器在第二階段響應該第一空間容量中的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，並且該貨物監視系統比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量中的貨物數量的變化。在該實施例的又另一個方面，該光敏傳感器是光伏傳感器。
在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，所述通信網絡的一部分是無線的。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，在該第一空間容量內的多個貨物都是相同的最小存貨單位(stock keeping unit，SKU)。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，在該第一空間容量內的多個貨物是多個不同的最小存貨單位。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，該系統包括第二傳感器，該第二傳感器檢測與該第二傳感器相關聯的第二空間容量內的多個貨物。在上述貨物監視系統的另外優選實施例中，所述傳感器產生與該第一空間容量中的貨物有關的變量輸出。在該實施例的另外方面，該變量輸出可包括頻率、相位、電流、電壓、電阻、時間、振幅或這些的組合。
本發明的另外方面提供替換的貨物監視系統。該替換的監視系統包括貨架板；連接至該貨架板的平面電容傳感器，其中所述電容傳感器通過在該電容傳感器中產生頻率變化來響應該平面電容傳感器之上的第一空間容量內電場結構的變化，其中該電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中該電極包括銅圖形層，以及其中該平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中，該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過所述通信網絡從所述平面電容傳感器接收信息；其中該平面電容傳感器在第一階段檢測頻率並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中該平面電容傳感器在第二階段檢測頻率並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的頻率以確定該第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。
本發明的另外方面提供替換的貨物監視系統。該替換的監視系統包括貨架板；連接至該貨架板的平面電容傳感器，其中所述電容傳感器通過在該電容傳感器中產生相位變化來響應該平面電容傳感器之上的第一空間容量內電場結構的變化，其中該電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中該電極包括銅圖形層，以及其中該平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過所述通信網絡從所述平面電容傳感器接收信息；其中該平面電容傳感器在第一階段檢測相位並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中該平面電容傳感器在第二階段檢測相位並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的相位以確定該第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。
本發明的又另外方面提供替換的貨物監視系統。該替換的監視系統包括貨架板；連接至該貨架板的傳感器，其中所述傳感器包括波導，並且該傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中，該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過該所述通信網絡從所述傳感器接收信息；其中該傳感器在第一階段通過所述波導發送第一電磁波信號，監視該第一電磁波信號的反射並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中該傳感器在第二階段通過所述波導發送第二電磁波信號，監視該第二電磁波信號的反射並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。
本發明的另外方面提供替換的貨物監視系統。該替換的監視系統包括貨架板；連接至該貨架板的光伏傳感器，其中所述光伏傳感器響應該光伏傳感器之上的第一空間容量內光量的變化，並且其中該光伏傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中，該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過該所述通信網絡從所述光伏傳感器接收信息；其中該光伏傳感器在第一階段響應該第一空間容量內的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中該光伏傳感器在第二階段響應該第一空間容量內的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。
本發明的另外方面提供監視貨物的方法。該監視貨物的方法包括步驟提供傳感器，其中該傳感器檢測與該傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中該傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；把多個貨物放置在所述第一空間容量內；在第一階段利用該傳感器檢測該第一空間容量內的多個貨物；以及確定該第一空間容量內的貨物數量。
在上述方法的優選實施例中，該方法進一步包括步驟提供表面、通信網絡以及計算機，其中所述傳感器連接至所述表面，並且其中所述計算機通過所述通信網絡從所述傳感器接收信息；在所述檢測步驟之後，通過所述通信網絡把有關所述檢測步驟的信息發送給所述計算機；以及利用該計算機確定該第一空間容量內的貨物數量。在上述方法的另外優選實施例中，所述方法進一步包括步驟在第二階段檢測該第一空間容量內的多個貨物並通過所述通信網絡把有關信息發送給所述計算機；並且其中的確定步驟包括比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量內貨物數量的變化。在該實施例的另外方面，在所述第一階段的檢測步驟期間，該第一空間容量擺滿貨物，並且其中在所述第二階段的檢測步驟之前，從該第一空間容量中移走貨物之一，並且其中該方法進一步包括根據來自所述第一階段的檢測步驟和所述第二階段的檢測步驟的信息來校準所述傳感器的步驟。在該實施例的另外方面，在所述第一階段期間，該第一空間容量擺滿貨物，並且其中在所述第二階段的檢測步驟之前，從該第一空間容量移走所有貨物，並且其中該方法進一步包括步驟通過插入來自所述第一階段期間的檢測步驟和所述第二階段期間的檢測步驟的信息來校準所述傳感器，以確定該第一空間容量內貨物擺滿程度的不同狀態。
在上述方法的另外優選實施例中，所述傳感器與該第一空間容量內的貨物重量無關。在該實施例的另外方面，在所述確定步驟之後，所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於第一數量還是小於該第一數量。在該實施例的另外方面，在所述確定步驟之後，所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於第一數量、是小於該第一數量並大於第二數量、還是小於該第二數量。
在上述方法的另外優選實施例中，所述傳感器是平面電容傳感器。在該實施例的另外方面，所述檢測步驟包括響應該第一空間容量內電場結構的變化並在該平面電容傳感器內產生頻率改變。在該實施例的另外方面，該方法進一步包括步驟在第二階段檢測該第一空間容量內的多個貨物；並且所述確定步驟包括比較來自該第一階段和該第二階段的頻率測量值以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的另外方面，所述檢測步驟包括響應該第一空間容量內電場結構變化並且在該平面電容傳感器值產生相位變化。在該實施例的另外方面，該方法進一步包括步驟在第二階段檢測該第一空間容量內的多個貨物；並且所述確定步驟包括比較來自該第一階段和該第二階段的相位測量值以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。
在上述方法的又另外的優選實施例中，所述傳感器包括波導。在該實施例的另外方面，所述檢測步驟包括通過所述波導發送第一信號。在該實施例的另外方面，所述方法進一步包括步驟在第二階段通過所述波導發送第二信號來檢測該第一空間容量內的多個貨物；其中所述確定步驟包括比較來自該第一階段和該第二階段的信號測量值以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。
在上述方法的另外優選實施例中，所述傳感器包括光敏傳感器。在該實施例的另外方面，所述檢測步驟包括該光敏傳感器響應該第一空間容量內光量的變化。在該實施例的另外方面，在所述的放置步驟之後，從該第一空間容量移走多個貨物之一，並且其中所述檢測步驟包括在該光敏傳感器中產生電流、電壓或電阻變化。在該實施例的另外方面，所述方法進一步包括步驟通過該光敏傳感器在第二階段響應該第一空間容量內的光量，在第二階段檢測該第一空間容量內的多個貨物；並且所述確定步驟包括比較來自該第一階段和該第二階段的光測量值來確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的另外方面，所述傳感器是光伏傳感器。
在上述方法的另外優選實施例中，在該第一空間容量內的所述多個貨物都是相同的最小存貨單位。在上述方法的又另外優選實施例中，在該第一空間容量內的所述多個貨物是多個不同的最小存貨單位。
本發明的另外方面提供用於監視貨物的電容傳感器。該用於監視貨物的電容傳感器包括平面電容傳感器，用於檢測與該平面電容傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述電容傳感器通過在該電容傳感器中產生頻率變化來響應與該平面電容傳感器相關聯的該第一空間容量內的電場結構變化以確定該第一空間容量內的貨物數量，並且其中所述平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。
在上述電容傳感器的一個優選實施例中，該平面電容傳感器在第一階段測量頻率，該平面電容傳感器在第二階段測量頻率，並且該平面電容傳感器比較來自該第一階段和該第二階段的頻率以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在上述電容傳感器的另外優選實施例中，所述平面電容傳感器連接至計算機，並且其中所述平面電容傳感器在第一階段測量頻率並發送有關信息至所述計算機，其中所述平面電容傳感器在第二階段測量頻率並發送有關信息至所述計算機，並且其中所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的頻率以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的一個方面，所述計算機向用戶發信號來通知第一空間區域內的貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。在該實施例的另外方面，該電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中該電極包括銅圖形層。
本發明的另外方面提供用於監視貨物的電容傳感器。該用於監視貨物的電容傳感器包括平面電容傳感器，用於檢測與該平面電容傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述電容傳感器通過在該電容傳感器中產生相位變化來響應與該平面電容傳感器相關聯的該第一空間容量內的電場結構變化，以確定該第一空間容量內的貨物數量，並且其中所述平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。在上述電容傳感器的一個優選實施例中，該平面電容傳感器在第一階段測量相位，該平面電容傳感器在第二階段測量相位，並且該平面電容傳感器比較來自該第一階段和該第二階段的相位以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的一個方面，所述平面電容傳感器連接至計算機，並且其中所述平面電容傳感器在第一階段測量相位並發送有關信息至所述計算機，其中所述平面電容傳感器在第二階段測量相位並發送有關信息至所述計算機，並且其中所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的相位以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的另外方面，所述計算機向用戶發信號來通知第一空間區域內的貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。在該實施例的另外方面，該電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中該電極包括銅圖形層。
本發明的另外方面提供用於監視貨物的波導傳感器。該用於監視貨物的波導傳感器包括包含波導的波導傳感器，用於檢測與該波導傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述波導傳感器通過所述波導發送信號並監視該信號的反射以確定該第一空間容量內的貨物數量，其中傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。在上述波導傳感器的另外實施例中，所述波導傳感器在第一階段通過所述波導發送第一信號並監視該第一信號的反射，其中所述波導傳感器在第二階段通過所述波導發送第二信號並監視該第二信號的反射，其中所述波導傳感器比較來自該第一階段的第一信號的反射和來自該第二階段的第二信號的反射，以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的一個方面，該波導傳感器連接至計算機，其中該波導傳感器在第一階段通過所述波導發送第一信號，監視該第一電磁波信號的反射並向所述計算機發送有關信息，其中該波導傳感器在第二階段通過所述波導發送第二信號，監視該第二信號的反射並向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量內的貨物數量變化。在該實施例的一個方面，所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。
本發明的另外方面提供用於監視貨物的光敏傳感器。該用於監視貨物的光敏傳感器包括光敏傳感器，用於檢測與該光敏傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中該光敏傳感器響應該第一空間容量中光量的變化，並且其中該光敏傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。在該實施例的另外方面，該光敏傳感器在第一階段響應該第一空間容量中的光量，其中該光敏傳感器在第二階段響應該第一空間容量中的光量，並且該光敏傳感器比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量中的貨物數量的變化。在該實施例的另一個方面，該光敏傳感器連接至計算機，該光敏傳感器在第一階段響應該第一空間容量中的光量並向所述計算機發送有關信息，該光敏傳感器在第二階段響應該第一空間容量中的光量並向所述計算機發送有關信息，其中該計算機比較來自該第一階段和該第二階段的信息以確定該第一空間容量中的貨物數量的變化。在該實施例的又一個方面，所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於該第一數量。


將參考附圖進一步解釋本發明，其中在幾個圖中用相同的參考標號來標記同樣的結構，附圖包括圖1示出本發明的貨物監視系統的一個實施例的示意圖；圖2示出傳感裝置的一個實施例的電氣框圖；圖3示出了圖1的從貨架板上移走貨物的貨架透視圖；圖3a是圖3中一個傳感器的部分沿線3a-3a的截面圖；圖3b是圖3中一個傳感器的部分沿線3b-3b的截面圖；圖4a示出圖1中具有貨物的一個貨架板沿線4a-4a的俯視圖；圖4b示出某些貨物從貨架板移走時如圖4a的俯視圖；圖5a示出圖1中具有貨物的一個貨架板沿線5a-5a的俯視圖；圖5b示出某些貨物從貨架板移走時如圖5a的俯視圖。
具體實施例方式
貨架板上的脫銷貨品對零售商和批發商來說都是大問題。如果顧客在貨架板或展示區中尋找特定的產品而該特定產品卻脫銷，則零售商或批發商就失去了向顧客出售這種產品的機會，最終導致損失銷售額。事實上，如果顧客馬上就需要該產品，他/她就有可能離開這家商店並且去一家與之相競爭的商店購買該產品，最終導致這家沒有該產品存貨的商店失去顧客。根據某些產業研究的結果，在零售商店經常脫銷的產品包括護髮產品、洗滌產品如洗滌劑、一次性個人護理產品，特別是一次性尿布和女用衛生巾產品，以及鹹味零食。
通常零售商店或批發商店可以讓僱員用人眼檢查貨架板或產品陳列區來評估哪些產品需要再上貨或再訂貨。或者，這類商店可以指定在一周的特定時間裡對商店的區域做商品的再上貨。但是，由於在大的零售商店裡有成百上千甚至上萬的貨物，確定庫存的人工方法通常太慢，不能提供有用的實時信息。另外，人工方法也耗費勞動力並且容易出錯。
現有技術中用來輔助確定在貨架板上是否存在貨物的裝置的例子是安裝在一組包括測壓元件的專用安裝託架上的架子。這些專用安裝託架可輔助確定放置在該架子上的所有貨物總體的、組合的重量，但不能提供有關架子上各類貨物的有用信息。例如，某個貨架板的容量是四十個特定尺寸的包裝箱，並且零售商把四種不同類型的裝在較小尺寸包裝箱中的貨物擺上該貨架板，例如，四種不同類型洗滌劑的每種的十個單獨的單位，則該零售商只能利用該裝置確定有關洗滌劑產品的組合庫存的信息。換句話說，零售商不知道「50％的總重量」是指兩種類型的洗滌劑完全售磬因此需要再上貨，或者是指每種類型的洗滌劑在貨架板上都還有五個箱子，或者是指其他情況的組合。一般來說，零售商最感興趣的是要弄清楚那一種洗滌劑最先脫銷，因為顯然這是最暢銷的品種，並且零售商想確保他的貨架板上擺滿這個品種。
因此，如果零售商和批發商擁有用來監視其商店貨架板上貨物的自動系統，他們會因此獲益，特別知道何時需要對貨架板和陳列區再上貨，尤其是知道特定類型的貨物何時需要再上貨。本發明的貨物監視系統向零售商和批發商提供這種自動系統，至少有下述的好處。
第一，本發明的貨物監視系統提供當前的、幾乎當前的或當日的信息，即所說的實時信息。相對照的，現有技術的系統在長時間內收集數據，處理數據，然後把信息提供給零售商，這不能使零售商及時地糾正脫銷，導致銷售量的損失。而且，這種貨物監視系統可以提供有關產品陳列區或貨架板上產品庫存水平的量化信息，並且當特定產品開始出現低庫存時，在該產品從陳列區或貨架板完全售磬之前就向用戶發出信號，使得零售商有時間對這種商品再上貨以避免損失銷售額。相反，某些現有技術的系統只能在貨架板空的時候給出指示，這不能向零售商提供有關貨架板庫存水平的信息或提示零售商在產品脫銷之前把產品再上貨到貨架板上。
第二，本發明的貨物監視系統提供有關商店中產品的信息，特別是提供專門針對每組相同產品或各個最小存貨單位(SKU)的信息，如本行業所公知的。SKU通常用於依據產品的品牌、類型、尺寸和其他因素來標識在商店中出售的所有產品。每個獨特類型的產品通常被賦予唯一的字母數字標識符(SKU)。例如，一個SKU指出品牌X的香波，用於中性發質，規格15盎司。另一個SKU指出品牌X的香波，用於中性發質，規格20盎司。另一個SKU指出品牌X的香波，用於乾性發質，規格15盎司。又另一個SKU指出品牌Y的香波，用於中性發質，規格15盎司，等等。該例子可幫助說明每種香波類型具有不同的SKU，即使這些香波屬於同一品牌，例如，由於它們的用途不同(「乾性發質」對「中性發質」)或規格不同(15盎司對20盎司)。常常，大的零售商店可能使用多達50,000個不同的SKU來說明商店中所有不同的貨物。也就是說，在一個SKU的範圍內，每個產品的品牌、規格、顏色、形狀和其他的諸如味道、香氣或用途等特性相同，但是具有相同SKU的產品可能在生產日期、發貨日期、小批次之間顏色差異等方面不同。商店中產品陳列區或貨架板上可以只包括一個貨物，特別是大尺寸或貴重SKU，例如自行車。但是，通常對大多數消費類貨物，在每個SKU的範圍內會陳列多個單個的貨物，並且常常多個SKU擺滿在陳列區或貨架板上。本發明的貨物監視系統提供有關每種SKU有多少貨物在貨架板上的量化信息，這與不提供如此詳細內容的現有技術的系統不同。
第三，本發明的貨物監視系統不需要對消費類貨物或其相關包裝做任何改變。本發明的貨物監視系統將檢測與現今幾乎可在每個零售商店找到的貨物沒有不同的貨物，從例子中這很顯然。相反，現有技術的系統要求使用連接到每個產品的特殊裝置來跟蹤產品離開貨架板的移動，例如貨物級的標籤、標記、天線，或使用以下材料或裝置的插入物或包裝材料，所述材料或裝置包括(但不限於)集成電路、磁性材料、金屬材料或含金屬的部件、反光部件、特殊油墨、特殊的膜等。這些現有技術的裝置通常是不期望的，因為對產品的製造商、發行商和零售商來說，為了把這類裝置結合到商店的每一件產品，常常需要大量的昂貴的更改。
第四，本發明的貨物監視系統具有很低的能源需求，所以不需要安裝至每個貨架板和相關系統硬體的電源線。優選地，在陳列貨架板上的幾乎全部電源需求可以通過小型電池得到滿足，只需不太頻繁地進行更換，例如每年一次。
最後，由於許多零售商，例如雜貨店和折扣店，是在小利潤額的情況下經營的，因此要使貨物監視系統的複雜性和組件或部件的數量最小化以降低系統的成本。另外，貨物監視系統的安裝和運行成本要最小，對商店的擁有者、管理者和經營者提供可能的最低系統整體成本。
圖1示出了本發明的貨物監視系統10的一個優選實施例。設計貨物監視系統10向用戶提供有關在指定區域或空間內的貨物的數目或數量的信息，例如在貨架板的某一部分分配給某組相同貨物的空間，該組貨物具有相同的SKU。貨物監視系統10包括至少一個傳感器30、通信網絡和計算機24。對於貨物監視系統10，有各種合適的傳感器30，下面將詳細討論。
該貨物監視系統10優選包括貨架20，貨架20包括多個貨架板12。圖1和圖3中示出的貨架20包括第一貨架板12a、第二貨架板12b、第三貨架板12c和第四貨架板12d。所示出的貨架板12a-12d都安裝在後面板11上。但是，貨架板12a-12d可簡單地安裝在牆上。貨架20在零售店和其他商店中是常見的。因此，可以利用商店中現有的貨架來幫助實現安裝成本的最小化。
貨架20上的每個貨架板12a-12d包括與之連接的至少一個傳感器30。這裡以及權利要求書中所使用的術語「連接」和其同義詞是指傳感器30可以安置在貨架板12上或作為貨架板12的一部分，或者可以連接在貨架板12的上表面14或下表面16，或者可以連接在鄰接貨架板12的牆上或面板11上，與貨物陳列結構實際集成在一起或安置在貨架板的上面。可以通過機械裝置如機械緊固件、磁性帶或使用粘合劑或這些的結合來完成連接。有用的粘合劑可以是永久的或臨時的，可包括壓敏感粘合劑，並且可以有另外的特性，如可重新定位或清潔清除。
傳感器30優選連接到表面，例如貨架板12的上表面14，貨架12的下表面16，或鄰接貨架板12的牆上或面板11上。貨物在貨架板12a-12d上的排列類似於目前零售店或批發店裡貨架板上產品的通常排列，同樣的貨物分組在一起。一個組內的每件貨物都具有相同的最小存貨單位或SKU，如前面詳述的。安置每個貨物的組，使其鄰接至少一個傳感器30。例如，第一SKU的貨物33被安置在鄰接第一貨架板12a上的傳感器30c的第一空間容量的組32中。第二SKU的貨物45被安置在鄰接第一貨架板12a上的傳感器30b的第二空間容量的組44中。第三SKU的貨物35被安置在鄰接第一貨架板12a上的傳感器30b的第三空間容量的組34中。第四SKU的貨物37被安置在鄰接第二貨架板12b安裝在後面板11上的傳感器30c的第四空間容量的組36中。第五SKU的貨物39被安置在鄰接第二貨架板12b上的傳感器30a的第五空間容量的組38中。第六SKU的貨物41被安置在鄰接第三貨架板12c上的傳感器30a的第六空間容量的組40中。第七SKU的貨物43被安置在鄰接第三貨架板12c上的兩個傳感器30c的第七空間容量的組42中。第八SKU的貨物47被安置在鄰接第四貨架板12d上的傳感器30b的第八空間容量的組46中。第九SKU的貨物49被安置在鄰接第四貨架板12d上的傳感器30c的第九空間容量的組48中。儘管圖1示出了一個優選的實施例，但貨架20可以包含任意數量的貨架板12，以及任意數量的傳感器30來監視任意數量的SKU，只要每個傳感器30可以檢測貨物的多樣性。
儘管所示出的貨物監視系統10包括貨架20，該系統可包括幾乎可安裝在非貨架部分的任何表面的傳感器30，例如安裝在籃子和箱子的底部或任意側部、臺面、格架或櫥櫃的外部或內部表面、柜子或桌子的頂面，或其他可陳列或碼放貨物的表面，只要帶檢測的貨物位於與傳感器相關的檢測空間之內。作為替換，傳感器30還可以安裝在合適的支架、框架或其他裝置上，將傳感器30保持在包含貨物的區域或空間容量的邊界，其中，這樣的空間區域不包括牆或其他表面。
某些大體積的消費類貨物可能用非剛性的包裝材料來包裝。一個例子是50磅的袋裝狗食品，另一個例子是40磅一袋的用作軟水劑的鹽。這樣的貨物通常堆放在貨架板上，例如圖1中示出的組36中的貨物37。對這樣的貨物，優選把傳感器30安置在後牆或面板11上。
設置每個傳感器來監視在指定區域或空間容量內的多個貨物。在這裡以及在權利要求書中使用的短語「空間容量」是指三維空間或區域，貨物可以安置在其範圍內，並且傳感器30可以檢測貨物的狀況。例如，第二貨架板12b上的傳感器30a監視恰好在傳感器30a之上的空間中的貨物39。作為另一個例子，安裝在垂直於第二貨架板12b的後面板11上的傳感器30c監視其中在組36中碼放貨物37的空間。由於該貨物監視系統10可使用單個的傳感器30來檢測多個貨物，可以使安裝的傳感器數量最小化，由此可降低安裝成本。
在指定空間中的貨物不必與傳感器30接觸，該傳感器也不必實際支撐在該指定空間中的貨物。而是當貨物被安置在指定給該傳感器的空間容量內的某處時，只需要該傳感器對該貨物的存在做出反應。本發明的傳感器30不同於上述的現有技術的重量傳感器，在該現有技術的情況下，要求待監視的貨物由傳感器來支撐並由傳感器檢測其重量(即，其質量乘以重力)。因此，貨物監視系統10的傳感器30至少有兩個優點。一個優點是傳感器30可以安裝在與該組貨物相關聯的任何位置，例如可安裝在待檢測貨物的後面、前面、上面或下面。這種布置在安裝方面提供了靈活性，並且為在不顯眼處安裝提供了可能性，例如在貨架板的下側或者的貨架的後板上。另一個優點是本發明的傳感器30同現有技術的重量傳感器相比不容易出現機械故障或疲勞。現有技術的重量傳感器更容易出現機械故障或疲勞，因其具有移動部件或經受重複撓曲的部件(如彈簧)以及會隨時間、重載或不當使用而變形的負載支撐部件。
傳感器30可以是任何尺寸的。例如，傳感器30可以為同該組貨物的上部、下部或其側部的「佔地面積」大致相同的尺寸，或者傳感器30可以具有比該組貨物的上部、下部或其側部的佔地面積較小的尺寸。傳感器30可以監視與貨架板12的整個表面相關的空間，或者只監視與貨架板12的一部分相關的空間。例如，傳感器30可以只佔用貨架板12的空間中靠近顧客的沿前邊緣的空間。這種布置有助於在該貨架板前面的商品變空的時候通知該商店。當貨架板的前邊緣變空，零售商對該貨架板再上貨，或者把該SKU中的剩餘庫存向前移動至該貨架板的前部，或者兩種措施都採用。為了使傳感器30的一部分能夠被看到，圖1中示出了貨物監視系統10，貨架板12上的貨物不完全覆蓋傳感器30，這樣，在SKU的各分組之間可以看到一些空間，但是，當貨架板被完全擺滿時，傳感器30可能被相同SKU的貨物完全覆蓋，這樣不需要在相鄰SKU的分組之間有空間。
傳感器30應該能夠進行檢測，即對具有各類物理特性的各種實際貨物提供響應，例如對體積、形狀、密度和電特徵提供響應。這些貨物，通常是產品以及相關的包裝材料，由各種各樣的材料製成，包括(但不限於)下述有機材料，如食品、紙張、塑料、化學製品；化學混合物，如清潔劑；化妝品；油墨和著色劑；無機材料，如水、玻璃、片狀、桶狀、箔狀或薄層金屬以及裝置、電子器件和顏料；以及這些的組合。這個材料的清單不是指窮盡，只是為了說明貨物的材料種類是相當大的。特別，應該注意，大多數零售店的庫存中包括一些含有金屬的產品以及其附屬的包裝，也包括某些不含有金屬但含有其他材料(如塑料等)的產品以及其附屬的包裝。因此，貨物監視系統10可以檢測包含金屬的貨物以及不包含金屬的貨物。例如，某些產業研究表明，零售店中經常脫銷的產品包括頭髮護理產品。頭髮護理產品包括諸如通常不包含金屬的塑料洗髮水瓶，以及通常含有金屬的噴髮膠噴罐。現有技術中用於監視庫存的傳感器裝置通常不能同時監視含有金屬的貨物和不含有金屬的貨物。
貨物監視系統10可包括各種不同的傳感器30。一種優選傳感器30是平面電容器傳感器30a。另一種優選傳感器30是包含波導的傳感器30b。另一種優選的傳感器30是可用於檢測來自光源的光(包括周圍光)的傳感器30c。這些優選傳感器30a-30c的每一種可提供有關與該傳感器相關聯的空間中貨物數量的響應。下面詳細說明這些優選傳感器30a-30c的每一種。但是本發明不限於這些優選的傳感器30a-30c。本發明可包括本領域公知的可檢測與其相關聯的空間中的多個貨物的任何傳感器。
圖1中示出的貨物監視系統10包括傳感器電子裝置50。傳感器30和傳感器電子裝置50的結合被稱作傳感裝置。圖2的方框圖描述了傳感裝置29，其包括傳感器30以及包含微控制器58、收發信機60和可選電池62的傳感器電子裝置。可選地，傳感器電子裝置50包括電連接至收發信機60的天線(未示出)。
圖1中示出的貨物監視系統10包括計算機24。可選地，貨物監視系統10包括一個或多個節點64和收發信機70。提供通信的系統組件，包括傳感器電子裝置50中的收發信機60、節點64和收發信機70，被共同稱作通信網絡。作為替換，該通信網絡可以是本領域公知的用於在傳感器30和計算機24之間傳送信息的任何裝置。
傳感器30在其相關聯的傳感器電子裝置50的輔助下通過通信網絡向計算機24提供信息。優選地，該信息按時間間隔來發送，以使得每SKU空間或該貨物監視系統10的監視空間的關於在該商店中什麼貨物在貨架板上的庫存信息是當前的或最新的。
該通信系統優選包括節點64，節點64優選包含天線66。優選地，節點64在與該傳感器30相關聯的傳感器電子裝置50的傳輸範圍之內，並且從該傳感器電子裝置50接收信息。通常，一個或多個節點64被用於從傳感器電子裝置50向收發信機70轉發信息，特別當傳感器電子裝置50與收發信機70之間的距離大於傳感器電子裝置50中的收發信機60的傳輸範圍時。這樣的信息可以是數字數據或模擬數據。替換地，節點64可接收來自其他源的信息並把該信息經傳感器電子裝置50傳送給傳感器30。節點64還可以處理來自傳感器電子裝置50的數據。這樣的處理包括(但不限於)用於解釋、簡化或精簡傳感器電子裝置50的輸出的計算和比較。可選地，節點64還可以把傳感器電子裝置50所傳送的數據存儲一段時間，或者還可以存儲其他數據，如與來自傳感器電子裝置50的傳輸相關聯的時間。該通信網絡可以包含任意數量的節點以幫助從大量的貨架20傳輸數據，每個貨架系統具有多個傳感器30。合適節點64的例子是可以從加拿大Calgary，AB的Microhard System公司購買的產品，如產品號MHX-910。
收發信機70和/或計算機24還可以連接至面向商店人員、顧客、供貨商、運輸或配送人員等的其他設備，或者連接至面向計算機、伺服器、資料庫、網絡、電信系統等的其他裝置或設備。
可以通過該通信網絡經由線路或線纜傳送信號、命令等，或可以無線地傳送，或者可以部分有線部分無線。由於許多理由，至少部分無線的通信網絡是優選的，並且完全無線的通信是更優選的。第一，這可以避免在商店中架設難看的電纜和電線。第二，無線通信網絡可以更廉價並且更容易安裝。無線傳送的一個例子可通過使用在美國聯邦通信委員會工業-科技-醫療(ISM)頻段中可用的頻率，最好是在範圍300至450MHz、902-928MHz和2.45GHz中的一個內。可用於該通信網絡的標準通信協議的例子包括新澤西州Piscataway的美國電氣電子工程師協會制訂的802.11標準；堪薩斯Overland Park的稱作藍牙技術聯盟(BLUETOOTH SIG)的產業聯盟所開發的藍牙標準；和/或專有的ISM頻段通信網絡。本領域的技術人員知道在合適的情況下可使用不同的頻率範圍。優選使用專有(非標準)的通信協議用於向傳感器電子裝置50傳送以及從其傳送。
通過把該通信網絡的組件連接到商店的現有結構上，如貨架版、牆壁、屋頂、立柱、格架等，來安裝這些組件。通常，以使得可與商店中每個位置通信的間隔距離來安裝這些組件。但是，只利用本發明的貨物監視系統監視商店的一部分也在本發明的範圍內。
貨物監視系統10包括計算機24。計算機24是本領域公知的。本領域所熟知的各種不同的軟體程序可用於收集由傳感器30和傳感器電子裝置50經由通信網絡發送的信息。用於計算機24的合適軟體的例子是總部在德克薩斯Austin市的National Instruments公司的產品名為LabVIEW的商品化軟體。該軟體可用於建立在計算機上顯示當前在貨架20上有存貨的SKU的畫面。合適軟體的另外例子是總部在華盛頓州Redmond市的微軟公司的MICROSOFT品牌的軟體SQL Server。作為替換，定製的軟體可以是優選的。商品化的或定製的軟體被用於處理、組織和按用戶友好的格式來表現來自傳感器裝置的信息。例如，可以設計軟體以使得每組SKU的數量呈現在商店的圖中，表現特定SKU在特定位置的狀態。可以定製這些顯示以便向具有不同需求和興趣的用戶(如零售商和製造商)提供數據和與之交互。許多不同的信息表現格式是本領域所熟知的。該軟體可允許零售商和供應商設置閾值，當低於該閾值的情況，則以可視或可聽見的信號發出「應該再上貨」的警告。還可以配製該軟體，用於從傳感器30和傳感器電子裝置50周期性收集數據，或者只在請求時從傳感器30和傳感器電子裝置50收集數據，或者在上述組合的情況下收集數據。使用附加的數據，如銷售點數據或歷史數據，結合從傳感器30和傳感器電子裝置50獲得的數據，來幫助改進從傳感器30和傳感器電子裝置50所收集數據的解釋，幫助提高精確性，檢測需要另外注意或人工幹預的情況等，這些也在本發明的範圍之內。來自本發明的貨物監視系統的信息對以下各類人員都是有用的，如商店人員(如店主、店長、店員等)、配貨人員、送貨人員、消費品製造商(如製造人員、策劃人員、營銷推廣人員和銷售人員)等，並且這樣的信息可通過如網際網路網絡在這些人群中共享。
每個傳感器30可以有自己的傳感器電子裝置，或者傳感器電子裝置50可連接至多個傳感器30。例如，第一貨架板12a上的傳感器30c具有其自己的傳感器電子裝置50(圖3更清楚地示出)。第一貨架板12a上的兩個傳感器30b共享一個傳感器電子裝置50。第二貨架板12b上的傳感器30a和安裝在鄰接第二貨架板12b的後面板11上的傳感器30c各具有其自己的傳感器電子裝置50。在第三貨架板12c上的兩個傳感器30c共享一個傳感器電子裝置50。在第三貨架板12c上的傳感器30a具有其自己的傳感器電子裝置50。第四貨架板上傳感器30b和傳感器30c各有其自己的傳感器電子裝置50。作為替換，傳感器電子裝置50可隱藏在顧客的視野之外，例如安裝在面板11的後面。每個傳感器電子裝置50電連接到相關聯的傳感器30，例如，通過線路49或物理連接到傳感器本身。
優選地，傳感器電子裝置50至少包括微控制器和收發信機，如射頻收發信機。但是，傳感器電子裝置50可包括諸如存儲器裝置、時鐘或定時裝置、電池、定向耦合、功率分配器、混頻器、低通濾波器等中的一個或多個組件。其他的組件也可以添加到傳感器電子裝置以形成諧振電路、把交流轉換為直流的電路、信號發生器、相位檢測電路等。傳感器電子裝置50可以提供每個傳感器30的唯一數字標識符的存儲。所述唯一數字標識符優選是唯一數，存儲在存儲器組件中，優選是非易失性存儲器組件中，如集成電路。該唯一數可與例如資料庫中的SKU號相關聯。
圖2示出了優選的傳感器裝置29的框圖。每個傳感器裝置29包括傳感器30和相關聯的傳感器電子裝置50。該傳感器電子裝置包括微控制器58和收發信機60。收發信機60優選是射頻收發信機。該傳感器電子裝置還可選地包括電池62。傳感器裝置29的操作由位於傳感器電子裝置50的微控制器58控制。射頻收發信機60連接至傳感器電子裝置50的微控制器58並用於和可包括可選的節點64或可選的收發信機70的通信網絡進行通信，或者直接與計算機24通信(節點64、收發信機70和計算機24都在圖1中示出)。可選的電池62可以給傳感器30和傳感器電子裝置50供電。
在一個實施例中，該傳感器電子裝置幫助把傳感器30的輸出轉換成數字數據，並經由通信網絡把該數字數據傳送給計算機。可選地，該傳感器電子裝置可以執行計算、分析或對傳感器30輸出的其它處理。可選地，該傳感器電子裝置還可以通過通信網絡接收數字信息，例如，來自計算機的命令。可選地，該傳感器電子裝置還可以把傳感器30的輸出存儲一段時間，並且它還可以生成和存儲其他數據，如與傳感器30的輸出相關聯的時間。該傳感器電子裝置可以按各種方式來處理傳感器30的輸出，包括(但不限於)如模擬至數字轉換的步驟，用於解釋的計算和比較，簡化和精簡傳感器30的輸出。
這裡所述的傳感器具有的優點是其產生少量的數據，因此使得可頻繁採樣，並給零售商提供合適數量的信息。另外，這裡描述的傳感器30提供輸出，如變量值輸出(下面詳述)，這需要很小的數據處理。
優選通過在傳感器裝置29中使用「喚醒」和「休眠」循環序列來節省能量。傳感器裝置29的這種操作方法的一個例子如下。開始，傳感器裝置29處於低功率「休眠」模式。一旦進入每個輪詢(polling)間隔，傳感器裝置29從休眠模式中喚醒(或者通過經通信網絡從計算機接收命令，或者是在存儲在傳感器電子裝置50中的設定的時間或時間間隔)，並且收集有關在與該傳感器30相關聯的空間內的貨物的數據。可選地，傳感器電子裝置50可以對兩個或多個數據集做平均或比較。該數據(原始的或經處理的)經通信網絡被傳送到計算機24，這在前面已經詳細說明。傳感器裝置29然後又返回到「休眠」模式。可以通過計算機24中的軟體來設置用於傳感器裝置29的輪詢間隔。通過用於處理響應的時間來確定最小的輪詢時間。一個合適輪詢時間或時間間隔的例子是每5至10分鐘。
優選地，傳感器30和傳感器電子裝置50具有低功率需求，並且都可以由電池、輸電線路或光伏裝置來供電，光伏裝置收集環境中的能量(如光)並轉換成電能供應給傳感器30和傳感器電子裝置50。光伏傳感器30c可用作電源和傳感器，即，一個光伏組件可以用作兩種用途(檢測和供電)。使用這樣的電池和光伏電源還幫助消除因在每個傳感器30連接電線而造成的線路中斷、花費高和不美觀。當傳感器30的功耗要求很低時，維持費用，如更換電池的開銷，可以達到很小。另外，使數據採樣、數據傳送和數據處理的量達到最小也有助於把整體功耗要求降到最小。
可以購買到的合適傳感器裝置組件的例子包括位於亞裡桑那州Chandler市的Microchip公司的微控制器，產品號16LF88；明尼蘇達州Plymouth市的Honeywell公司的射頻收發信機，產品號HRF-ROCO9325；以及新澤西州Secaucus市的松下電器美國公司的分部松下工業(Panasonic Industrial)公司的電池，產品號CR3032。用於傳感器電子裝置的合適電路可以在若干參考手冊中找到，例如，合適的振蕩器諧振電路可以在A.S.Seddra和K.C.Smith編寫的《Microelectronic Circuits》(第四版，1998，牛津大學出版社Oxford/New York)第973-1031頁找到，其內容通過引用併入此處用於參考。合適的監測器電路可以在Floyd M.Gardner博士編寫的《Phaselock Techniques》(第二版，1979，John Wiley Sons，Inc.，NewYork，NY)第106-125頁找到，其內容通過引用併入此處用作參考。
貨物監視系統10的一個優點是可以在SKU的級別向用戶(如店主、商店管理者或消費商品製造商)提供有關商店貨架上商品數量的信息。這通過擁有對由具有相同SKU的貨物或商品佔據的大致相同的三維空間敏感的至少一個傳感器30並將來自傳感器30的數據與該空間相關聯來實現。對於圖1所示的實施例，每個傳感器30對相同SKU範圍內的一組貨物敏感。可以周期性輪詢這些傳感器以得到有關它們各自SKU空間的測量值。在第一測量之後但在由該傳感器進行第二測量之前，可能會從與該傳感器30相關聯的空間中移除特定數量的貨物。這樣，在由該傳感器30進行的第一測量和第二測量之間會有差異，該差異與該傳感器所關聯的空間在第一時間和第二時間的貨物數量的差異有關。例如，第一貨架板12a上的傳感器30c將提供在某些貨物33從貨架板12a上移除之前和之後的兩個不同的測量值。作為另外的例子，貨架板12b上的傳感器30a將提供在某些貨物39從第二貨架板12b上移除之前和之後的兩個不同的測量值。作為另外的例子，貨架板12d上的傳感器30b將提供在某些貨物47從第四貨架板12d上移除之前和之後的兩個不同的測量值，等等。與該傳感器所關聯的空間中貨物數量有關的兩個測量值之間差異的量依賴於傳感器的類型、傳感器的設計、該空間中貨物的類型以及諸如幹擾或噪聲等其他因素。例子1-5提供對利用不同的傳感器和貨物得到的結果的特定數據。每個傳感器30可選地相對於同一SKU範圍的貨物校準，這樣貨物監視系統10可以更精確地確定從該傳感器的空間移走了多少貨物(校準過程在下面詳細描述)。安排每個傳感器30來監視具有相同SKU的貨物，這樣它們可以提供有關該商店儲備的每個SKU的信息，並且因此用戶可以確定哪些SKU貨物需要再上貨。由一個傳感器感應或檢測多個貨物也是有益的，因為可因此降低裝配和安裝的成本和人工。為了監視一個SKU空間，安裝一個傳感器30比安裝多個傳感器要容易。另外，本發明的每種設備都不限於特定的尺寸，因此每個傳感器30可以容易地做成不同尺寸以便只檢測一個SKU空間。
優選地，該貨物監視系統可以頻繁監視大量的SKU。本領域技術人員能夠理解，該貨物監視系統10的數據速率，這包括圖1所示的通信網絡的數據速率和計算機24的數據速率，會限制每SKU的數據量、SKU的數目和/或採集數據的頻度。具體說，SKU的數量乘以每SKU的數據量再乘以數據採集頻度應該不超過該貨物監視系統的任何一個組件的數據速率。在大商店中有大量的SKU。另外，零售商希望經常監視貨物，這樣所得到的信息儘可能接近實時的，這樣就要求數據採集是頻繁的。因此，保持貨物監視系統的數據速率在系統組件所限制範圍的優選方法是在每次數據採集時使每SKU所需要的數據率數據量最小。為了使貨物監視系統10處理的每SKU的數據量最小化，優選每個傳感器30的輸出是提供有關其所檢測貨物的信息的簡單變量值。為了簡明起見，這意味著單變量值可以提供量化信息，而沒有大量的數據操作、大量的計算、大量的查找表或大量數據或值的比較。傳感器30的輸出信號可以是模擬輸出，如電壓、電流、電阻或頻率測量。例如，作為光伏裝置的光敏傳感器30c根據貨物覆蓋(因此屏蔽或阻斷入射的光)的傳感器30的區域提供電壓響應或電流響應。這樣，來自該光伏裝置30c的單個電壓測量值就足以提供現存貨物數量的測量，優選當裝置30c如上述進行校準時。有關與該傳感器相關聯的空間中現存貨物數量的線性或幾乎線性的響應可優選用於最小化數據處理。
貨物監視系統10可包括本領域公知的任何類型的傳感器30，可檢測與該傳感器30相關聯的空間中的多個貨物。圖3可方便詳細討論至少三個不同的傳感器的優選實施例。這三個不同的優選的傳感器30的實施例，在前面已經簡要討論過，是電容傳感器30a、包含波導的傳感器30b和光伏傳感器30c。每種這類傳感器在下面詳細討論。
圖3示出了在第二貨架板12b和第三貨架板12c上的電容傳感器30a的一個實施例。圖3a示出電容傳感器30a的一部分的截面視圖。電容傳感器30a優選是平面的電容傳感器，便於連接到諸如貨架板12的表面。更優選地，電容傳感器30a是相互交插的平面電容傳感器。優選地，該平面電容傳感器30a包括非金屬基片96，如電介質基片，以及連接於該電介質基片的導電材料。更優選地，該平面電容傳感器包括圖形化金屬形式的兩個導電材料的電極92、94，如銅或鋁。這種金屬電極92、94的優選圖形在圖3中示出，但是，其他的圖形也是合適的。
圖3中示出的平面電容器可通過把電極92、94定位在非金屬基片上來製作。在一個實施例中，電極92、94由安裝在薄塑料片上的背面具有膠貼的銅箔的薄帶構成。這種類型的結構耐用並且易於通過簡單的轉換過程來製造。其他合適的產生電容結構的方法包括金屬箔/聚合體膜層壓，以及在柔性聚合體基片上金屬圖形的電鍍，可選地使用光致抗蝕劑或印刷抗蝕劑來控制金屬蝕刻或沉積的區域。這種添加、減除以及半添加的金屬圖形製作方法是該領域中公知的技術。替換地，導電油墨的印刷可形成導電圖形92、94。一種用於非金屬基片的合適材料是位於麻薩諸塞州的Pittsfield市的GE Plastics公司的商標為LEXAN的出售的聚碳酸酯材料。製作圖形金屬的這些方法可以在連續製造工序中使用。優選採用卷式(roll to roll)製造工藝，因可以提供高效、大批量、低成本的製造。
圖3a示出了平面電容傳感器30a的一個實施例的截面視圖。圖形化的導電材料92、94貼在電介質基片96上，可選地通過膠貼層來連接。諸如銅或鋁的可選金屬層98被貼在該電介質96與圖形化電極92、94相反的一面。金屬層98優選覆蓋電介質基片96的大部分。該金屬層98用作傳感器30a接地屏蔽。當用作導體的圖形化電極92、94利用相對電勢(opposite potential)來驅動，相對的電流建立導電電極92、94的上下之間的電場。該電場所佔據體積的介電常數的任何變化將引起傳感器30a的容抗的變化。另外，由諸如金屬物體引起的電場結構的任何變化將引起傳感器38的容抗變化。電極92、94電連接至傳感器電子裝置50內的電容表。合適電容表的例子是位於華盛頓州Auburn市的Almost All Digital Electrics公司的型號為L/C meter IIB的產品。這種特定類型的表測量振蕩器的輸出。該表的振蕩器電路按照依賴電容傳感器30a所提供電容的頻率工作。另外的細節，以及合適振蕩器電路的例子可以在下面的例1中找到。振蕩器頻率的測量對於檢測引起對應於所述電場的體積中介電常數很小變化的貨物是有益的，例如，不含有金屬的貨物以及鬆散包裝因此實際上大部分包含的是空氣的貨物。
在圖1中，在與電容傳感器30a相關聯的空間中貨物組中的每個貨物具有介電常數值。作為組，這些貨物在與電容傳感器30a相關聯的空間中產生電場變化，這最終影響測量的振蕩器頻率。當特定數量的貨物在電容傳感器30a所監視的空間內時，這在該空間內產生特定的電場分布，這樣就有在該振蕩器上測量的特定頻率。如果電容傳感器30a是校準的，如下面詳細說明的，貨物即使系統10可通過所測量的頻率確定與該傳感器30a相關聯的空間中的貨物數量。當與該傳感器30a相關聯的組中的所有貨物是相關的同樣貨物時，如具有相同SKU的貨物，則這種方式特別有益，因這樣的貨物都引起大致相同的電場分布的變化。
在下面的例1和例3中說明貨物監視系統的一個實施例的例子包括平面電容傳感器30a，其中根據頻率變化來確定貨物的數量。導電材料92具有由圖3a中距離a指示的寬度。導電材料94具有由圖3a中距離b指示的寬度。距離a優選在5至50毫米之間，更優選在20至30毫米之間。距離b優選在5至50毫米之間，更優選在20至30毫米之間。
平面電容傳感器30a結合傳感器電子裝置50可用於測量信號的相位變化，以確定該傳感器空間中的貨物的數量。傳感器電子裝置50可以把信號注入傳感器30a，並且由於貨物的存在該信號的一部分反射回該傳感器電子裝置。傳感器電子裝置50測量兩個信號之間的相位變化，例如，通過把注入的信號與反射的信號混合在一起。混合輸出信號的DC電壓電平與所反射信號的相位變化有關，因此通過測量該混合輸出信號的DC電壓電平來確定相位變化。與測量頻率一樣，相位測量依賴於在與該傳感器相關聯的空間中的貨物所產生的電容。如果電容傳感器30a被校準，如下面詳細討論的，貨物監視系統10可以通過信號相位的變化來確定在該傳感器所監視的空間中放置或移走的貨物數量。當與該傳感器30a相關聯的組中的所有貨物是相關的同樣貨物時，如具有相同SKU的貨物，則這種方式特別有益，因這樣的貨物有大致相同的產生電容的效應。
在下面的例2中說明包含平面電容傳感器30a的貨物監視系統的例子，其中根據相位測量值來確定貨物數量。
作為替換，在與傳感器30a相關聯的空間中的貨物組中可能有兩種不同類型的貨物。如果兩種類型貨物的電特性差異足夠大而可在傳感器電子裝置50中引起兩個明顯不同的頻率變化或相位變化，貨物監視系統10則可以確定哪一種貨物從貨架板上移走。因此，在傳感器30a所監視的區域可放置任何數量的不同類型的貨物，只要每種類型的貨物引起明顯的頻率變化或相位變化，並且因此系統可以確定顧客從貨架上移走了多少以及哪一種貨物。這種貨物監視系統實施例的一個例子在例1中說明。
應該注意，某些現有技術的電容傳感器要求機械偏轉以產生電容或電阻的變化。但是，放置在這種現有技術的傳感器上的物體的恆定重量可能造成該傳感器材料的永久變形，因此產生長期使用的可靠性問題。本發明的傳感器和方法與重量和壓力無關，因此不會有因機械故障或疲勞引起的問題。
圖3示出了在第一貨架板12a和第四貨架板12d上的波導傳感器30b的實施例。圖3b示出了傳感器30b之一的截面圖。傳感器30b包括導電材料的第一波導部分80，諸如銅或鋁。第一波導部分80例如通過膠貼連接在電介質材料的第二波導部分82。傳感器30b包括第三波導部分84，這是連接在第二波導部分82與第一波導部分相反的一面的導電材料。作為替換，波導部分80、84可以是導電油墨或本領域公知的其他導電材料。
波導可以通過類似於上述的製作電容傳感器的方法來製作。優選使用合適寬度的卷狀的銅或其他金屬帶(金屬箔加膠貼)卷。利用這樣的帶卷易於現場製作，產生定製的傳感器尺寸。
波導傳感器30b和相關聯的傳感器電子裝置50通過使用時域反射儀技術檢測其對應空間中貨物的狀況。時域反射儀(TDR)傳統上用於檢測傳輸線路或電源線上的中斷或故障位置。但是，這種技術還沒有被用於確定指定區域(如商店中貨架上)的貨物數量。特別是，在本發明的波導設計中，當電磁信號經波導發送時，有向該波導的上方和側部延伸的邊緣電場。傳感器電子裝置50內的信號發生器連接到第一波導部分80和第三波導部分84，第三波導部分84可選地經該傳感器電子裝置接地。該信號發生器沿著該波導的長度發送出簡訊號或脈衝，並且在傳感器電子裝置50內的並連接至該波導的檢測器檢測沿著該波導反射的信號。如果貨物在包含有圍繞該波導的邊緣電場的空間中，這些貨物將幹擾在該位置的信號傳輸並引起部分信號反射回該傳感器。沒有被貨物反射的信號的任何部分將在該波導的遠端吸收。因此，通過觀察反射的數量，貨物監視系統10可以確定在所檢測空間中的貨物的數量。應該注意，在發送信號的時刻和觀察反射的時刻之間所經過的時間與引起該反射的貨物的位置有關(即，貨物越接近信號發生器，則該時間越短)。
波導80具有在圖3b中通過距離c指示的寬度。優選地，圖3b中用於第一波導部分80的尺寸c的範圍是3至20毫米，第二波導部分82的尺寸d的範圍是1.6至9.5毫米，並且第三波導部分84的尺寸e的範圍是15至100毫米。圖3中波導部分80、82、84的尺寸f的範圍在0.05至2.0米之間。這種波導的設計原理是本該領域公知的(例如參見Pozar，David M.編寫的《Microwave Engineering》(第二版，JohnWiley Sons出版社，1998)第三章160-167頁，其內容通過引用結合於此)。在下面的例4中說明包括優選測量值的波導傳感器的實施例的例子。
圖3示出了在第一貨架板12a上的、安裝在後面板11上的、在第三貨架板12c上和在第四貨架板12d上的光敏傳感器30c的一個實施例。光敏傳感器30c包括光敏材料。優選地，該光敏傳感器30c是光伏傳感器30c。光敏材料通過產生電流、電壓或電阻變化來響應與該傳感器30c相關聯的空間中的光。例如，當在一個階段(instance)期間輪詢作為光伏傳感器的傳感器30c，電壓處於一個測量值。然後如果貨物37中的一個從貨架板12b上的貨堆36中移走，由於貨堆36中的貨物37少了一個，光伏傳感器30c可以吸收更多的光，在第二階段期間產生不同的電壓測量值。在第一階段和第二階段之間測量值的變化指示了貨堆36中貨物37數量的變化。同樣，如果貨物33從第一貨架板12a上的光伏傳感器30c頂面的組32中移走，光伏傳感器30c會在貨物移走之後登記與貨物移走之前所登記的不同測量值，因此指示貨物已經被移走。
在下面的例5中說明光敏傳感器30c的實施例的一個例子。
可以由P型和N型半導體(例如，摻雜非晶矽)來製作光伏傳感器。優選地，這些裝置通過在柔性基片上以卷式工藝來製作，例如，位於衣阿華州Boone市的Iowa Thin Films公司的產品。
其他合適的無機和有機材料也可給出光電響應，即它們根據所接收光的量表現出電特性，因此也可以用於光敏傳感器30c。例如，電阻隨著曝光量的增加而變化。許多這樣的材料是本領域公知的，例如，硒和硒化物如硒化鎘，金屬硫化物如硫化鎘，以及帶聚N乙烯咔唑的光敏劑與三硝基芴酮(trinitrofluorenone)的混合物。這些可以通過各種工藝(包括卷式工藝)沉積或塗附在基片(包括柔性基片)上。光敏材料的顆粒也可以用來做成油墨，然後印刷或沉積在柔性基片上。許多材料，如那些被開發用於如太陽能收集和電子攝影的材料，都可用於本發明的光敏傳感器。
用在環境光中的光敏傳感器優選進行校準，因貨架板高度、寬度和深度以及由此產生的入射環境光強度可以因貨物不同、因商店內位置不同、因商店不同等而變化。例如，特別是對於不是頂層貨架板的貨架板，在貨架板的前側具有較高的環境光強度，而在貨架板的後側則具有較低的環境光強度。對於這樣的貨架板光照情況，可優選定位傳感器使得它只檢測貨架板上光強度變化很小的部分，或者替換地，可以可選地校準和使用兩個傳感器來檢測在具有不同環境光強度的位置(如前部和後部)中的一個SKU中的貨物。
可選地，在安裝過程中或在最初安裝過程之後的一個或多個時候，可以校準每個傳感器30。校準可提供更精確的檢測或更精確的閾值設定，或提供其他狀態下的檢測。例如，考慮光敏傳感器30c，其對環境光敏感。由於對不同的商店或者甚至在商店內部的不同位置會具有環境光的不同的量，可以指定並設置未校準的光敏傳感器30c在很寬的條件範圍內檢測兩種狀態(「高」與「低」)。對特定的環境進行校準，可以檢測5種狀態(「滿」、「高」、「中」、「低」和「空」)或任何數量的狀態。還可能希望校準傳感器30用於特定的SKU，這種SKU可能在體積、電磁特性方面不同，等等。
用於校準傳感器30的優選過程包括步驟a)在傳感器30安裝在SKU空間之後但在貨物放置在該SKU空間之前，測量來自該傳感器30的第一信號；b)由系統軟體把該第一信號設置為「空」；c)用該SKU貨物充滿該SKU空間以使得該整個傳感器區域都放滿該種SKU貨物；c)測量來自該傳感器30的第二信號；以及d)由系統軟體把該第二信號設置成「滿」。在不需要進一步校準測量的情況下，可以通過在空和滿狀態之間進行插補來確定與其他狀態相關聯的信號。可選地，對在用於「空」和「滿」的信號之間的更多狀態可以取另外的測量值。
可以利用在「空」至「滿」的範圍內提供線性或非線性響應的傳感器30來完成校準，或者可以利用不同數量的SKU貨物(例如只有一個)來完成，或者只利用一個現場信號測量來完成，或者利用不同於該傳感器的其他裝置(如可利用測光儀器來檢測環境光強度)來完成，或者可以在安裝之前完成，如在工廠設置的預校準。其他的各種校準對本領域的技術人員也是顯而易見的。
可以按周期性間隔從每個傳感器30收集信息(即，有關每種類型的SKU)。可以幾乎是不斷地收集信息或者不太頻繁地收集信息。優選地，按照1分鐘至1天的時間間隔範圍內的時間間隔來收集信息。可能希望按規範的間隔來收集信息，或者可能希望在由諸如商店管理者的個人所設置的時間收集信息，或者當其他系統或事件觸發信息收集需求時才收集信息。例如，可以在貨物監視系統10中使用軟體在每小時檢驗銷售點數據，這可以檢測觸發立刻收集貨架板上庫存數據的命令的趨勢和狀態。在另外的例子中，在發生隨機事件後，商店管理者可能想發送命令來立刻收集貨架板庫存數據，例如，在當地報紙上出現了吹捧某種商品的報導。或者在計劃的事件期間，商店管理者想收集特定的信息，如有關用於作為銷售或促銷部分的特定SKU的多個商店位置的信息。
如果傳感器30預先校準和/或製造成有足夠的精密公差，則該可選校準過程中步驟的數量和複雜性可以降低，或者可以消除校準的需求，因此降低數據處理的量。對後一種情況，可以在把系統安裝到特定商店之前，在計算機資料庫中包含與特定SKU的特定數量的貨物有關的關於檢測響應的信息。在安裝期間或安裝之後，可以容易地按每個SKU號存儲和檢索該信息，因此可避免現場校準步驟。
貨物監視系統10提供與數量有關的信息，至少足以區分兩種庫存狀態，如「高」和「低」。對「高」和「低」設置不同的閾值也在本發明的範圍之內，但是，作為例子，「高」可以定義成超過整個SKU空間容量的40％的任意貨物量，並且「低」定義成低於整個SKU空間容量的40％的任意貨物量。優選地，該系統可向用戶提供從5％至95％的閾值範圍中進行選擇的能力。如前所述，僅僅檢測「空」(以及可推理出的「非空」)會對零售商來說沒什麼用處，因為當產生「空」信號時，貨物已經脫銷並且還將繼續缺貨一個時期(至少是把庫存搬至貨架板所需要的時間)。因此，貨物檢視系統10應該能夠檢測每個SKU空間的不同庫存水平，包括非零或非空的「低」狀態。量化信息可以精確到每個傳感器30的空間中貨物數量的實際數目。
優選地，SKU空間至少部分由傳感器30監視。即，傳感器30優選大於待檢測的SKU各物體的尺寸，並且響應在與該傳感器30相關聯的空間中的某些部分中的物體。某些零售商樂意把貨物擺放在貨架板的前半部。作為替換，貨架可為裝有彈簧或者是重力進給的貨架或櫥窗，其中當貨物從該貨架板的前部移走時，則立刻通過彈簧或重力把其他貨物移至該貨架板的前部。這樣，把傳感器安置在SKU空間中選擇的部分(如前部)是有益的。
圖4a和圖4b分別示出在顧客取走貨物之前和之後第三貨架板12c的頂面。在圖4a中，在朝著貨架板12c前部最靠近顧客的組40中擺放貨物41。在這種擺放的情況下，可以校準貨物監視系統10的傳感器30a以讀出「滿」。在圖4b中，取走了貨物41中的6個。由於傳感器30a被校準在該空間中有28個貨物的情況讀出「滿」，該系統可以確定大約79％滿的讀數，或者該確定可以捨入到最近的四分位數75％滿。當足夠多的貨物41從貨架板12c被取走時，例如，總共14個貨物41，則貨物監視系統10可以讀出該SKU空間現在大約50％滿。如果選擇50％作為發送再上貨消息的閾值等級，則一旦該SKU空間低於50％滿，該貨物監視系統可以向用戶發送信號告知需要對貨架板12c再上貨。
可以按一定尺寸製作單個的傳感器30並對其定位，以使得可檢測單個SKU所佔據空間的全部或某些部分。例如，圖4a所示，相同SKU的貨物43被擺放在組2中，該組由兩個傳感器30c監視。貨物43中的4個位於兩個傳感器30c的空間，即沿著該兩個傳感器30c相會的區域。合適的校準和數據處理可用於校正來自兩個傳感器的數據以給出該庫存的數量指示。例如，這些傳感器的組合輸出被一起校準，在圖4a所示的情況下讀出「滿」。在圖4b，顧客從貨架板12c取走貨物43中的5個。由於當有12個貨物43時該兩個傳感器30c的組合輸出被校準讀出「滿」，當7個貨物時這些傳感器30c的組合輸出一起被解釋成是指大約58％滿，或者該結果可以被捨入以讀出大約60％滿。當從貨架板12c移走足夠的貨物43，例如，總共9個貨物43，這些傳感器30的組合輸出將被解釋成25％滿，並向用戶發送消息告知需要在貨架板12c上對貨物43再上貨(如果用戶選擇25％作為發送再上貨消息的閾值)。作為替換，可以分別校準傳感器43，使得當每個傳感器30c包括總共4個完整貨物43以及4個另外貨物43的一半時讀出「滿」，對此整個傳感器響應被校準為是指6個貨物43。在這種安排下，在圖4b左側的傳感器30c將檢測到4個貨物(3個完整的和2個半個的貨物43)並讀出「66％滿」。在圖4b右側的傳感器30c將檢測出總共3個貨物(2個完整的和2個半個的貨物43)並讀出「50％滿」。
圖5a和圖5b分別示出在顧客取走貨物之前和之後第四貨架板12d的頂面。在圖5a中，傳感器30c只監視貨架板12d的前半部。通常，顧客會從展貨區或貨架板的前部取走貨物，當貨架板前部區域空了時才進一步向後面選擇貨物。當貨架板的前部區域完全充滿時，如圖5a所示，可以校準傳感器30c來表示該傳感器相關聯的區域是「100％滿」。在圖5b中，取走了貨物49中的5個。由於校準傳感器30c在當12個貨物在器相關檢測區域時讀出「滿」，傳感器30c將提供被解釋為表示與該傳感器相關聯的空間現在大約是58％滿的輸出，或者該解釋可以捨入成表示大約60％滿。當從貨架板12d取走足夠的貨物49，例如，總共12個貨物，傳感器的輸出可以被解釋為是指與該傳感器相關聯的空間現在是100％空。該貨物監視系統然後可以向該用戶發送消息告知貨物49需要在貨架板12d上再上貨。當對應於該空的傳感器空間的庫存水平大致與所希望的再上貨閾值水平相同時，使用傳感器只覆蓋SKU空間的一部分尤其有益。作為替換，該貨物監視系統向用戶發送消息告知應該向貨架板前部移動貨物，並且可能對那些想使貨架「體面」(即，讓SKU空間中的所有貨物儘可能靠近貨架板前部擺放，以建立整潔的外觀並方便顧客拿取貨物)的店主或管理者有用。注意，在這個特別的例子中，即使當與該傳感器相關聯的空間被系統解釋為是空的，也可能在貨架板12d上存在可供顧客購買的貨物49。
在圖5a中，貨物47在朝向貨架板12d的前部靠近顧客的地方擺放在組46中。在這種擺放中，可以校準貨物監視系統10的傳感器30b來讀出「滿」。在圖5b中，貨物47中的8個被取走。由於校準傳感器30b在20個貨物47在該空間時讀出「滿」，傳感器30b將讀出大約71％滿或可以捨入成讀出70％滿。當足夠的貨物47從貨架板12d取走，例如，總共14個貨物47，傳感器30b或者貨物監視系統10可以讀出該SKU空間現在是大約50％滿。一旦該SKU空間低於50％滿，該貨物監視系統向用戶發送信號告知貨物47需要在貨架板12d上再上貨。
在圖5a和圖5b中，傳感器30b跨該SKU區域沿對角線布置。傳感器30b將只檢測在臨近第一波導部分80的邊緣場範圍內的貨物。因此，在該SKU空間中的大多數貨物不能被直接檢測。但是，顧客通常首先從貨架板的前部取走貨物，並且即使取走模式不是每次都完全一樣但也足夠一致，所以可以只測量靠近第一波導部分80的那些貨物，假定每一排貨物在開始拿取其後面一排貨物之前已經被完全取走，並且把該SKU空間中的貨物近似數量確定到有用的精度水平。
在這些圖中示出的每個SKU空間佔據大約貨架板的一半，但是應該理解，一般來說，單個SKU在貨架板上佔據的寬度在從大約1cm寬直到該貨架的整個寬度的範圍。本發明的傳感器尺寸可以變化以適合SKU尺寸和形狀的不同。即使只在單個SKU所佔據空間的一部分含有傳感器，也能夠提供有關需要再上貨的有用信息。
優選地，貨物監視系統10在SKU的水平上提供有關與每個傳感器30相關聯的實際物體的數量的當前和實時信息。實時信息被定義成是精確反映在收集和處理數據的期間或在收集和處理數據時間的小時間量範圍內的真實狀態的信息。換言之，該信息是當前的或者是非常接近當前的。「小時間量」的定義依賴於實際應用，但通常小於零售商為了改正脫銷或低存貨量情況而採取行動時所需要的反應時間的一半，優選小於其十分之一。例如，如果把貨物從商店的後屋移動到貨架板需要20分鐘，知道在10分鐘範圍內的貨架板的狀態就可以認為是實時信息。在實際使用中，零售商可以確定不太頻繁地收集實時信息，如每天一次，但儘管如此該信息也是實時的，因其準確反映了在收集該信息時的SKU的狀態。本領域的技術人員能夠理解，該系統的確切性能依賴於所監視的SKU的數量以及每個SKU的數據量。優選在兩個或多個接近的間隔開的時間收集數據以改進有關庫存在長時間段內的信息準確性。例如，為了克服顧客在光敏傳感器30c上產生的陰影，可以在第一時間和該第一時間20秒之後的第二時間採集數據，並且比較結果以提供反映包括該第一時間和第二時間的時間間隔內狀態的庫存信息。
本發明的貨物監視系統10可以容易地在商店內的幾個位置安裝，例如，在貨架板上，在端蓋上，在檢驗臺。優選監視特定的位置，因為這些位置突出和/或經常產生較高的銷售量。另外，對商店中在幾個位置陳列銷售的貨物進行監視也是有益的。當貨物在銷售或者在利用優惠券或廣告等進行促銷時，如這些貨物通常在商店的幾個位置陳列(包括用於SKU的通常位置，但通常在某些附加的突出的位置)。優選使用本發明的貨物監視系統不僅確定再上貨是必要的，而且還確定那些將要首先脫銷的位置(即那些銷售貨物最快的位置)。
本領域的技術人員能夠理解，特定零售商品的耐用性、敏感性、商店的外觀、安裝的困難等因素會導致不同類型的傳感器30a、30b、30c優選用於特定的貨物或商店。某些零售商可能需要使用兩種或更多類型的傳感器30a、30b、30c以覆蓋相同SKU範圍內的貨物的特定組。
為了簡化製造和安裝，可以提供一種或多種標準尺寸的一組傳感器30。例如一個例子，標準傳感器30可以是10cm寬30cm長，並且多個這種傳感器按照以10cm邊緣與貨架板的前邊緣齊平並且各傳感器之間間隔2cm的方式來定位。另外的例子對本領域人員也是顯而易見的，使用不同寬度和長度的傳感器，有間隔或無間隔地定位。優選確定傳感器之間的間隔以降低傳感器之間的相互作用、減少傳感器的數量或減少在安裝期間對精確定位傳感器的需要。
利用標準尺寸的傳感器，特定的零售商可能會發現少量的SKU空間需要兩個或更多傳感器，或者單個傳感器可能包括兩個或多個SKU空間的部分(特別對那些很小的貨物，商店中維持的數量貨物導致很小的SKU容積)。即使這樣，也在SKU水平上使用標準尺寸的傳感器提供有關大多數SKU貨物的庫存水平的信息。在很少的情況中，由於標準尺寸的傳感器或其他因素，幾個傳感器被定位在接近單個的貨物，冗餘的傳感器容易被系統忽略或關閉。
本發明的傳感器可以按卷式工藝來製造，並且按卷的方式提供現場安裝。這是有益的，因卷式工藝通常很有效並適合於大容積、低成本的製造操作。另外，傳感器的卷很容易在現場處理和裁製。但是，本發明的傳感器也可以按片來製造和提供，包括標準尺寸的預先切割的片，或適於快速安裝的預先切割的板或其他形式。
為了提供不突兀的外觀或者為了使SKU貨物更顯眼(例如，為了推銷和顧客的方便)，另外的材料、組件或裝置，如薄膜或紙張、展示物、箱子、盒子、燈之類，可以和傳感器30一起使用。
在本發明的貨物監視系統的範圍之內還進一步包括具有不同特徵或使用不同技術的特殊檢測裝置，以提供有關特殊貨物的庫存信息，如貴重的消費類電子產品。這種特殊的檢測裝置可以結合一個或多個傳感器以檢測單個貨物，或者可能需要特殊的貨物標籤，如在每個貨物上的RFID標籤。向系統添加這種特殊的檢測裝置是有益的，例如，可利用通信網絡的優勢。
儘管本發明的貨物監視系統特別適合於其中有大量的、在物理特性、數量值方面變化很大的各種貨物和SKU的零售店，本發明的貨物監視系統還可以用於工業、製造業和商業環境，如零件倉庫、工具存儲區、設備存儲區等，諸如醫院的機構內的倉庫或存儲區，用於供應辦公室和藥房的存儲區。本發明的貨物監視系統還可用於零售店的後屋存儲區，以及可用於倉庫和配送中心。
可用各種方法使用貨物監視系統10。一種方法包括步驟a)提供傳感器30；b)在與所述傳感器30相關聯的第一空間容量中安置多個貨物；c)利用所述傳感器在第一階段檢測該第一空間容量中的所述多個貨物；以及d)確定與這些步驟相關聯的所述第一空間容量範圍內的貨物數量。所述傳感器可以在第二階段檢測與該傳感器相關聯的所述第一空間容量中的所述多個貨物，例如，比所述第一階段晚幾分鐘或幾小時，並確定在該第二階段期間在所述第一空間容量中的貨物數量，並且把它與在所述第一階段期間的所述第一空間容量中的貨物數量做比較，看貨物的數量是否改變。在第一階段和第二階段從傳感器30收集的信息可由傳感器電子裝置50經由通信網絡發送至計算機24。
計算機24可以處理從第一階段和第二階段接收的信息以確定與該傳感器相關的貨架板上的當前貨物數量。該計算機可以設置閾值，如果貨物數量低於該閾值，則向用戶發送報警。例如，計算機可向用戶發信號告知第一空間區域中貨物數量是大於第一數量(如50％)，還是小於該第一數量。作為替換，計算機可向用戶發信號告知第一空間區域中貨物數量是大於第一數量(如75％)，是小於該第一數量並且大於第二數量(如50％)，還是小於該第二數量。
本發明的操作可進一步通過下述的詳細例子來描述。提供這些例子用於進一步說明各種特定的和優選的實施例和技術。應該理解，可以做很多的變化和改型，並且依然在本發明的範圍之內。
例1在該例子中，使用如圖3和3a所示的相互交插的電容器「IDC」電容傳感器30a。該電容器由安裝在電介質基片96上的兩組相互交織的導體92、94構成，在該基片的相反側具有接地屏蔽98。利用相對電勢驅動，這產生在該導體之間建立電場的相對電流。
該例子的傳感器的構造是這樣的，對導體92、94使用2.54cm寬(圖3a中的尺寸a)的銅箔，以及60.96cm×121.92cm×0.159cm的透明聚碳酸酯材料的片作為電介質基片96，所述材料可以購買位於麻薩諸塞州的Pittsfield市的GE Plastics公司的商標為LEXAN的產品。導體的間隔是2.54cm(圖3a中的尺寸b)。這種IDC結構電連接至電感/電容表的振蕩電路，該儀表為位於華盛頓州Auburn市的Almost AllDigital Electrics公司的型號為L/C meter IIB的產品。下面的電路圖表示了該儀表的振蕩電路。
該儀表的振蕩電路按照由電路組件C1和L1確定的頻率工作。當傳感器電連接至該儀表時，該儀表的振蕩電路按照由該電路的組件C1、L1加上由該傳感器提供的另外電容確定的頻率來工作。當物體被放置在該傳感器的表面或從該表面移走時監視振蕩器頻率的變化。對於該電路，0.01pF的電容變化產生近似5Hz的頻率變化。
通過把相互交織的電容傳感器集成到金屬貨架單元和強化板材上，由明尼蘇達州Minneapolis市的Target公司供銷的以商標名MARVELOUS MARSHMALLOW MYSTERIES銷售的盒裝方便粥(drycereal)，規格14盎司(396克)，以及由俄亥俄州Cincinnati市Proctorand Gamble生產的DEEP CLEAN TIDE瓶裝液態洗衣劑，規格100液體盎司(2.95升)，當這些商品放置在傳感器上，則被檢測。該傳感器檢測所有的貨物，不論每個貨物的體積、形狀或材料如何。所檢測的各類型和不同數量貨物的輸出頻率值在表1和2中給出。在表2中給出的頻率輸出數據表明移走一瓶洗衣劑平均產生2896Hz的頻率變化。
表1隨方便粥盒子數量變化的頻率測量值

表2隨液態洗衣劑瓶子數量變化的頻率測量值

利用該例中的相互交織電容傳感器，確定兩種不同類型貨物的庫存狀態。新澤西州Princeton市Dwight Clark公司的Arm HammerFABRICARE盒裝洗衣粉，規格4.89Ib(2.22kg)，以及Arm HammerHEAVY DUTY瓶裝液態洗衣劑，規格1加侖(3.78l)，放置在同樣的傳感器上，從該傳感器的一個邊緣至相對的邊緣按行來擺放，即從傳感器的前(位置號1)向後(位置號5用於粉，位置號4用於液體)。洗衣粉盒子擺放在一行，洗衣液擺放在第二行。按移走的貨物類型和移走的貨物位置的頻率輸出數據在表3中給出。
表3在單個相互交織電容傳感器上按移走的貨物類型和移走的貨物位置的頻率變化測量值

例2在該例子中，使用例1中所使用的相同的IDC傳感器，把信號注入所述傳感器，並且確定反射信號的相位變化。這通過確定注入該傳感器的參考信號和反射信號這兩個信號之間的相位差來完成。測量通過把參考信號和從傳感器的反射信號混合在一起得到的混合輸出信號的DC(直流)項。由於DC項與反射信號的相位變化成比例，因此這就提供了相位變化差異。合適的相位檢測電路是本領域所公知的，可以參閱Floyd M.Gardner博士編著的《Phaselock Techniques》(第二版，1979，John Wiley Sons出版社，紐約)中106至125頁，其內容通過引用併入此處。
本例的相位檢測電路的期望工作頻率範圍是5-15MHz。期望工作頻率範圍是這樣的，其中貨架板傳感器的阻抗在電容和電感區域頻率範圍之間，這依賴於傳感器的結構和該傳感器上或靠近該傳感器的貨物類型。當在傳感器所檢測的空間添加和移走貨物，傳感器的阻抗在電容性和電感性之間交換，則發生相位的最大變化。
當由俄亥俄州Cincinnati市Proctor and Gamble生產的規格100液體盎司(2.95升)DEEP CLEAN TIDE液態洗衣劑的瓶子從貨架板上被移走時，對應於混合輸出信號的DC電壓電平的反射信號中的相位變化在表4中示出。通過測量該混合信號的DC電壓輸出來測量所述相位變化。
表4按液體洗衣劑瓶子數量的對應於DC電壓輸出的相位變化值

例3在本例中，使用例1中使用的相同的IDC傳感器，除了在LEXAN片的底側沒有銅箔98。該IDC傳感器安置在金屬貨架板上。所使用的電感/電容表與例1相同。
24個罐裝、商標為CAMPBELL』S的濃縮西紅柿汁，規格103/4盎司(305克)，由新澤西州Camden市的Campbell Soup公司生產，放置在拆開的波紋包裝箱，即原始的包裝箱被拆開並改造以使湯罐由底面和三個側面支撐，而去掉包裝箱的頂面和前面。這樣改造的包裝箱和24個湯罐然後被安置在傳感器的頂部，使得包裝箱的底面在湯罐和傳感器之間。
測量滿貨架板(24個湯罐在貨架板上)的頻率值。從各種位置一次取走兩個湯罐，測量從滿貨架板頻率值的頻率變化值。所測量的頻率變化值在表5中示出。還示出了24罐和0罐之間的平均頻率變化值。
表5包裝箱中湯罐的相位變化測量值

例4在本例中，使用如圖3和3b示出的微帶波導傳感器30b。微帶波導按下述方式形成。寬1.6cm(尺寸c)長1.219m(尺寸f)的銅箔片80施加在LEXAN聚碳酸酯材料片82的上面一側形成電介質基片，該LEXAN聚碳酸酯材料可以從麻薩諸塞州的Pittsfield市的GE Plastics公司購買。LEXAN聚碳酸酯材料的尺寸是1.219m×0.305m×6.4mm(尺寸d)。安置銅箔80使得沿其長度對分銅箔80的假想線正好位於沿其長度對分LEXAN聚碳酸酯材料82的假想線之上，即銅箔80在LEXAN材料片82之上沿長度居中。另一層72mm(尺寸e)乘1.219m(尺寸f)的銅箔84施加在該電介質材料的下面一側作為接地平面。該銅箔也在LEXAN聚碳酸酯材料片的下面沿長度居中。
微帶波導的一端連接至惠普公司製造的Hewlett-Packard Model8720C網絡分析儀。該網絡分析儀產生從波導的一端通過該波導80的上部發送(注入)的寬頻帶信號。在該波導上部的另一端連接50歐姆的負載終端(50歐姆的負載終端與該波導的特徵阻抗相匹配。因此當在該波導上沒有放置貨物時，注入的信號被50歐姆的負載吸收並且不發生反射信號)。
明尼蘇達州Minneapolis市的Target公司供銷的以商標名MARVELOUS MARSHMALLOW MYSTERIES銷售的規格14盎司(396克)的4盒方便粥在4個位置沿該波導放置。沿該波導放置的方便粥盒在每個方便粥盒的位置引起沿該波導的場擾亂，導致在每個不同位置所注入的信號的一部分反射。然後網絡分析儀檢測沿該波導的這些信號擾亂。網絡分析儀通過計算每個反射信號的逆傅立葉變換來確定每個反射信號的時間序列信息。在該例中各個表示沿該波導的方便粥盒位置的所計算的每個反射波的時間序列信息在表6中示出。
表6.通過波導中的反射波形觀察的貨物

注意，接收從貨物反射的每個信號的時間與貨物離注入信號點的距離有關。
例5在本例中，使用圖3所示的光伏傳感器30c。衣阿華州Boone市的Iowa Thin Films公司生產的產品名為POWERFILM產品號為MP7.2-150的三個光伏太陽能板和產品名為POWERFILM產品號為MP7.2-75的一個光伏太陽能板平行地連接。根據Iowa Thin Films公司的光伏太陽能板的產品說明書，在完全太陽光照下，這些結合在一起的四個太陽能板可產生在7.2伏的525mA的電流。
使用20英寸(50.8cm)寬乘10英寸(25.4cm)深區域的貨架板部分。太陽能板和該貨架板部分整合在一起(放在該貨架板部分之上)並用1/8英寸(0.32cm)厚的LEXAN材料片來覆蓋。伏特計連接至該太陽能板。該伏特計是新澤西州Avenel市的R.S.R.電子技術公司的產品，型號926數字萬用表(digital multimeter)。
光源通常是室內的螢光燈。
貨架板部分與覆蓋有LEXAN材料片的光伏板(即傳感器)的合成物被安置在貨架單元的頂部，以使得傳感器可被周圍的室內光所照射，並且該傳感器不會經受遮擋周圍光對該傳感器直接照射的其他結構的陰影。定位該傳感器以使得它不位於固定在房頂的螢光燈的直接下方。在這種光照安排下，傳感器產生0.30V的信號。伊利諾州Northfield市Kraft Foods公司生產的產品名為EASYMAC規格12.9盎司(366克)的通心粉和乳酪產品的6個盒子每次一個放置在該傳感器上。6個盒子大致完全覆蓋了該傳感器。根據放置在傳感器上的盒子數量而測量的傳感器輸出電壓在表6中示出。
表6.按EASYMAC盒子數量的電壓輸出測量值

在定位傳感器直接位於固定螢光燈下面的情況下，所測量的空置傳感器裝置的輸出電壓是3.85V。明尼蘇達州St.Paul市3M公司生產的產品名為ULTRATHON規格為6盎司的金屬汽霧劑罐(170克)的驅蚊蟲劑，24個這樣的罐按4行、每行6個放置在該光伏板上。根據在傳感器上存在的汽霧劑罐數量的傳感器輸出電壓的測量值在表7中示出。
表7.按ULTRATHON汽霧劑罐數量的電壓輸出測量值

上述的測試和測試結果只是用於說明，而不是預測，並且不同的測試過程可能產生不同的測試結果。
通過參照幾個實施例說明了本發明。上述詳細的說明和例子只是為了給出清晰的理解。不要因此給出不必要的限制。所有這裡引用的專利和專利申請都併入這裡作為參考。在不脫離本發明範圍的前提下，可以對所述的實施例做各種修改，這對本領域的技術人員是顯而易見的。因此，本發明的範圍並不限於這裡所述的具體細節和結構，而是由權利要求書所述的結構以及這些結構的等價物來限定。
權利要求
1.一種貨物監視系統，包括傳感器，其中該傳感器檢測與該傳感器相關聯的第一空間容量中的多個貨物，其中該傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡；以及計算機，其中該計算機通過所述通信網絡從所述傳感器接收信息。
2.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述傳感器檢測在所述第一空間容量中的多個貨物並把有關信息通過所述通信網絡發送給所述計算機。
3.如權利要求2所述的貨物監視系統，其中所述計算機確定在所述第一空間容量中的貨物數量。
4.如權利要求3所述的貨物監視系統，其中所述傳感器在第一階段檢測所述第一空間容量中的多個貨物，其中所述傳感器在第二階段檢測在所述第一空間容量中的多個貨物，並且所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
5.如權利要求2所述的貨物監視系統，其中所述傳感器確定所述第一空間容量內的貨物數量。
6.如權利要求5所述的貨物監視系統，其中所述傳感器在第一階段檢測所述第一空間容量內的多個貨物，其中所述傳感器在第二階段檢測所述第一空間容量內的多個貨物，並且所述傳感器比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
7.如權利要求1所述的貨物監視系統，還包括貨架板，其中所述傳感器連接到所述貨架板。
8.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中定位所述傳感器以使得所述第一空間容量在所述傳感器之上。
9.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中定位所述傳感器以使得所述第一空間容量在所述傳感器之下。
10.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中定位所述傳感器以使得所述第一空間容量在所述傳感器的側部。
11.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述傳感器的響應與所述第一空間容量中的貨物重量無關。
12.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述貨物監視系統的計算機向用戶發信號通知在第一空間區域中的貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
13.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述貨物監視系統向用戶發信號通知在第一空間區域中的貨物數量是大於或等於第一數量、是小於所述第一數量並且大於或等於第二數量、還是小於所述第二數量。
14.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述計算機通過所述通信網絡向所述傳感器發送信息。
15.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述傳感器包括平面電容傳感器。
16.如權利要求15所述的貨物監視系統，其中所述平面電容傳感器響應所述第一空間容量中電場結構的變化並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關的信息，並且所述貨物監視系統確定所述第一空間容量中貨物的數量。
17.如權利要求15所述的貨物監視系統，其中所述電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極。
18.如權利要求17所述的貨物監視系統，其中所述電極包括圖形化的導體。
19.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述傳感器包括波導。
20.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述傳感器包括光敏傳感器。
21.如權利要求20所述的貨物監視系統，其中所述光敏傳感器響應所述第一空間容量內光量的改變並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關的信息，並且其中所述貨物監視系統確定所述第一空間容量內的貨物數量。
22.如權利要求21所述的貨物監視系統，其中當貨物從所述第一空間容量中移走時，所述第一空間容量的光量增加並且在所述光敏傳感器中產生電流、電壓或電阻變化。
23.如權利要求21所述的貨物監視系統，其中所述光敏傳感器在第一階段響應所述第一空間容量中的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述光敏傳感器在第二階段響應所述第一空間容量中的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，並且其中所述貨物監視系統比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量中的貨物數量變化。
24.如權利要求20所述的貨物監視系統，其中所述光敏傳感器是光伏傳感器。
25.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述通信網絡的一部分是無線的。
26.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中在所述第一空間容量內的多個貨物都是相同的最小存貨單位。
27.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中在所述第一空間容量內的多個貨物是多個不同的最小存貨單位。
28.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述系統包括第二傳感器，所述第二傳感器檢測與所述第二傳感器相關聯的第二空間容量內的多個貨物。
29.如權利要求1所述的貨物監視系統，其中所述傳感器產生與所述第一空間容量中的貨物數量有關的變量值輸出。
30.如權利要求29所述的貨物監視系統，其中所述變量值輸出可包括頻率、相位、電流、電壓、電阻、時間、振幅或這些的組合。
31.一種貨物監視系統，包括貨架板；連接至所述貨架板的平面電容傳感器，其中所述電容傳感器通過在所述電容傳感器中產生頻率變化來響應所述平面電容傳感器之上的第一空間容量內電場結構的變化，其中所述電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中所述電極包括圖形化的導體，以及其中所述平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中，該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過所述通信網絡從所述平面電容傳感器接收信息；其中所述平面電容傳感器在第一階段測量頻率並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述平面電容傳感器在第二階段測量頻率並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的頻率以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
32.一種貨物監視系統，包括貨架板；連接至所述貨架板的平面電容傳感器，其中所述電容傳感器通過在所述電容傳感器中產生相位變化來響應所述平面電容傳感器之上的第一空間容量內電場結構的變化，其中所述電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中所述電極包括圖形層導體，以及其中所述平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過所述通信網絡從所述平面電容傳感器接收信息；其中所述平面電容傳感器在第一階段檢測相位並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述平面電容傳感器在第二階段檢測相位並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的相位以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
33.一種貨物監視系統，包括貨架板；連接至所述貨架板的傳感器，其中所述傳感器包括波導，並且所述傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中，該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過所述通信網絡從所述傳感器接收信息；其中所述傳感器在第一階段通過所述波導發送第一電磁波信號，監視所述第一電磁波信號的反射，並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述傳感器在第二階段通過所述波導發送第二電磁波信號，監視所述第二電磁波信號的反射，並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
34.一種貨物監視系統，包括貨架板；連接至所述貨架板的光伏傳感器，其中所述光伏傳感器響應該光伏傳感器之上的第一空間容量內光量的變化，並且其中所述光伏傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡，其中，該通信網絡的一部分是無線的；以及計算機，其中該計算機通過所述所述通信網絡從所述光伏傳感器接收信息；其中所述光伏傳感器在第一階段響應所述第一空間容量內的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述光伏傳感器在第二階段響應所述第一空間容量內的光量並通過所述通信網絡向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化，並且其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
35.一種監視貨物的方法，包括步驟提供傳感器，其中所述傳感器檢測與所述傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；把多個貨物放置在所述第一空間容量內；在第一階段利用所述傳感器檢測所述第一空間容量內的多個貨物；以及確定所述第一空間容量內的貨物數量。
36.如權利要求35所述的方法，進一步包括步驟提供表面、通信網絡以及計算機，其中所述傳感器連接至所述表面，並且其中所述計算機通過所述通信網絡從所述傳感器接收信息；在所述檢測步驟之後，通過所述通信網絡把有關所述檢測步驟的信息發送給所述計算機；以及利用所述計算機確定所述第一空間容量內的貨物數量。
37.如權利要求36所述的方法，進一步包括步驟在第二階段檢測所述第一空間容量內的多個貨物並通過所述通信網絡把有關信息發送給所述計算機；並且其中的確定步驟包括比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量內貨物數量的變化。
38.如權利要求37所述的方法，其中在所述第一階段的檢測步驟期間，所述第一空間容量包括第一數量的貨物，並且其中在所述第二階段的檢測步驟之前，所述第一空間容量包括第二數量的貨物，並且其中所述方法進一步包括根據來自所述第一階段的檢測步驟和所述第二階段的檢測步驟的信息來校準所述傳感器的步驟。
39.如權利要求37所述的方法，其中在所述第一階段期間，所述第一空間容量擺滿貨物，並且其中在所述第二階段的檢測步驟之前，從所述第一空間容量移走所有貨物，並且其中所述方法進一步包括步驟通過插入來自所述第一階段期間的檢測步驟和所述第二階段期間的檢測步驟的信息來校準所述傳感器以確定所述第一空間容量內的各種貨物數量。
40.如權利要求35所述的方法，其中所述傳感器與所述第一空間容量內的貨物重量無關。
41.如權利要求36所述的方法，其中在所述確定步驟之後，所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於第一數量還是小於所述第一數量。
42.如權利要求36所述的方法，其中在所述確定步驟之後，所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於第一數量、是小於所述第一數量並大於第二數量、還是小於所述第二數量。
43.如權利要求35所述的方法，其中所述傳感器是平面電容傳感器。
44.如權利要求43所述的方法，其中所述檢測步驟包括響應所述第一空間容量內電場結構的變化並在所述平面電容傳感器內產生頻率改變。
45.如權利要求44所述的方法，其中所述方法進一步包括步驟在第二階段檢測所述第一空間容量內的多個貨物；並且其中所述確定步驟包括比較來自所述第一階段和所述第二階段的頻率測量值以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
46.如權利要求43所述的方法，其中所述檢測步驟包括響應所述第一空間容量內電場結構變化並且在所述平面電容傳感器中產生相位變化。
47.如權利要求46所述的方法，其中所述方法進一步包括步驟在第二階段檢測所述第一空間容量內的多個貨物；並且其中所述確定步驟包括比較來自所述第一階段和所述第二階段的相位測量值以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
48.如權利要求35所述的方法，其中所述傳感器包括波導。
49.如權利要求48所述的方法，其中所述檢測步驟包括通過所述波導發送第一信號。
50.如權利要求49所述的方法，其中所述方法進一步包括步驟在第二階段通過所述波導發送第二信號來檢測所述第一空間容量內的多個貨物；並且其中所述確定步驟包括比較來自所述第一階段和所述第二階段的信號測量值以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
51.如權利要求35所述的方法，其中所述傳感器包括光敏傳感器。
52.如權利要求51所述的方法，其中所述檢測步驟包括所述光敏傳感器響應所述第一空間容量內光量的變化。
53.如權利要求52所述的方法，在所述的放置步驟之後，從所述第一空間容量移走多個貨物之一，並且其中所述檢測步驟包括在所述光敏傳感器中產生電流、電壓或電阻變化。
54.如權利要求52所述的方法，其中所述方法進一步包括步驟通過所述光敏傳感器在第二階段響應所述第一空間容量內的光量在第二階段檢測所述第一空間容量內的多個貨物；並且其中所述確定步驟包括比較來自所述第一階段和所述第二階段的測量值來確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
55.如權利要求51所述的方法，其中所述傳感器是光伏傳感器。
56.如權利要求35所述的方法，其中在所述第一空間容量內的所述多個貨物都是相同的最小存貨單位。
57.如權利要求35所述的方法，其中在所述第一空間容量內的所述多個貨物是多個不同的最小存貨單位。
58.一種用於監視貨物的電容傳感器，包括平面電容傳感器，用於檢測與該平面電容傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述電容傳感器通過在所述電容傳感器中產生頻率變化來響應與所述平面電容傳感器相關聯的所述第一空間容量內的電場結構變化，以確定所述第一空間容量內的貨物數量，並且其中所述平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。
59.如權利要求58所述的電容傳感器，其中所述平面電容傳感器在第一階段測量頻率，其中所述平面電容傳感器在第二階段測量頻率，並且其中所述平面電容傳感器比較來自所述第一階段和所述第二階段的頻率以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
60.如權利要求58所述的電容傳感器，其中所述平面電容傳感器連接至計算機，並且其中所述平面電容傳感器在第一階段測量頻率並發送有關信息至所述計算機，其中所述平面電容傳感器在第二階段測量頻率並發送有關信息至所述計算機，並且其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的頻率以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
61.如權利要求60所述的電容傳感器，其中所述計算機向用戶發信號來通知第一空間區域內的貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
62.如權利要求58所述的電容傳感器，其中所述電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中所述電極包括圖形化的導體。
63.一種用於監視貨物的電容傳感器，包括平面電容傳感器，用於檢測與該平面電容傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述電容傳感器通過在所述電容傳感器中產生相位變化來響應與所述平面電容傳感器相關聯的所述第一空間容量內的電場結構變化，以確定所述第一空間容量內的貨物數量，並且其中所述平面電容傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。
64.如權利要求63所述的電容傳感器，其中所述平面電容傳感器在第一階段測量相位，所述平面電容傳感器在第二階段測量相位，並且所述平面電容傳感器比較來自所述第一階段和所述第二階段的相位以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
65.如權利要求64所述的電容傳感器，其中所述平面電容傳感器連接至計算機，並且其中所述平面電容傳感器在第一階段測量相位並發送有關信息至所述計算機，其中所述平面電容傳感器在第二階段測量相位並發送有關信息至所述計算機，並且其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的相位以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
66.如權利要求65所述的電容傳感器，其中所述計算機向用戶發信號來通知第一空間區域內的貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
67.如權利要求58所述的電容傳感器，其中所述電容傳感器包括連接至非金屬基片的電極，其中所述電極包括圖形化的導體。
68.一種用於監視貨物的波導傳感器，包括包含波導的波導傳感器，用於檢測與該波導傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述波導傳感器通過所述波導發送信號並監視所述信號的反射以確定所述第一空間容量內的貨物數量，其中所述傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。
69.如權利要求68所述的波導傳感器，其中所述波導傳感器在第一階段通過所述波導發送第一信號並監視所述第一信號的反射，其中所述波導傳感器在第二階段通過所述波導發送第二信號並監視所述第二信號的反射，其中所述波導傳感器比較來自所述第一階段的第一信號的反射和來自所述第二階段的第二信號的反射以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
70.如權利要求68所述的波導傳感器，其中所述波導傳感器連接至計算機，其中所述波導傳感器在第一階段通過所述波導發送第一信號，監視該第一電磁波信號的反射並向所述計算機發送有關信息，其中所述波導傳感器在第二階段通過所述波導發送第二信號，監視所述第二信號的反射並向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量內的貨物數量變化。
71.如權利要求70所述的波導傳感器，其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
72.一種用於監視貨物的光敏傳感器，包括光敏傳感器，用於檢測與該光敏傳感器相關聯的第一空間容量內的多個貨物，其中所述光敏傳感器響應所述第一空間容量中光量的變化，並且其中所述光敏傳感器能夠檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物。
73.如權利要求72所述的光敏傳感器，其中所述光敏傳感器在第一階段響應所述第一空間容量中的光量，其中所述光敏傳感器在第二階段響應所述第一空間容量中的光量，並且所述光敏傳感器比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量中的貨物數量變化。
74.如權利要求73所述的光敏傳感器，其中所述光敏傳感器連接至計算機，所述光敏傳感器在第一階段響應所述第一空間容量中的光量並向所述計算機發送有關信息，其中所述光敏傳感器在第二階段響應所述第一空間容量中的光量並向所述計算機發送有關信息，其中所述計算機比較來自所述第一階段和所述第二階段的信息以確定所述第一空間容量中的貨物數量的變化。
75.如權利要求74所述的光敏傳感器，其中所述計算機向用戶發信號通知第一空間區域中貨物數量是大於或等於第一數量還是小於所述第一數量。
76.如權利要求72所述的光敏傳感器，其中所述光敏傳感器是光伏傳感器。
全文摘要
一種貨物監視系統和使用貨物監視系統的方法。本發明特別涉及這樣的貨物監視系統，其包括傳感器，用於檢測與該傳感器相關聯的第一空間容量中的多個貨物，並用於檢測包含金屬的貨物和不包含金屬的貨物；通信網絡；以及計算機，用於通過所述通信網絡從所述傳感器接收信息。本發明還特別涉及監視貨物以確定在與傳感器相關聯的第一空間容量中貨物的數量的方法。
文檔編號G01V8/00GK1947142SQ200580013207
公開日2007年4月11日 申請日期2005年1月24日 優先權日2004年2月26日
發明者凱薩琳·A·布朗, 凱薩琳·H·別胡恩, 陳凱玲, 戴維·P·埃裡克森, 羅納德·D·葉斯梅, 歐林·B·克努森, 羅伯特·D·洛倫茲, 詹姆斯·P·麥吉, 羅伯特·A·薩伊納蒂, 盧西恩·B·索萊法克, 賈斯廷·通俊亞泰姆, 克里斯多福·R·雲格斯 申請人:3M創新有限公司