使用無線媒體來監視人的方法和系統的製作方法

2023-10-11 20:38:04 2

專利名稱：使用無線媒體來監視人的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於監視人的系統和方法，例如監視特定地區中的兒 童。具體地，本發明涉及使用無線可攜式設備來監視由地區所限定的分散位置中的其它人。在無線可攜式設備中配置有地區數據。
技術背景人跟蹤和監視系統變得越來越普及，且對於企業和個人來說經濟 上可以接受。多數定位器系統使用地面定位系統(GPS)技術。希望 了解子女的行蹤和健康的父母使用能夠監視人的GPS跟蹤和監視系 統。這些系統也可以由人們用來監視老人或精神上有殘疾的人。同樣， 寵物的主人可以從這種GPS跟蹤設備中獲益。在工人工作地點不固定 的分布式企業中，也存在對個人監視系統的強烈需求和適用性
發明內容
這裡提供的PDA是一種具有高計算能力的可攜式無線設備。PDA 可以由個人便攜地攜帶，而且可以和其它PDA無線地進行通信。因此， PDA的所有者可以監視攜帶相關PDA的其它個人。因此，可以向被監 視的人提供可攜式設備，其中該可攜式設備配置有事件，這些事件可 以關於地區或被監視的人周圍的其它參數而發生。與先前缺乏客戶端水平和基礎結構的處理能力而不能提供基於 異常事件的信息的系統不同，PDA僅報告有關的信息。此外，PDA可 以根據地區而計算其位置。PDA不僅能夠監視與攜帶可攜式設備的人 的運動或停頓有關的位置和事件，而且還能夠監視攜帶可攜式設備的 人周圍的環境參數和情況。PDA被設計為事件驅動的，僅當滿足異常 事件時才會發送數據，因此不再需要恆定的跟蹤。僅將重要的事件發 送和報告給監視人。此外，監視人(例如父母)還可以具有與被監視人(例如子女) 的可攜式設備網絡連接的可攜式設備。例如，父母可能希望經常地監 視其子女所處之地的空氣品質。管理員可能希望監視與其公司內任意 給定運輸卡車相關的任意火災。保險公司可能希望遠程地監視被保交 通工具行進的速度。這裡公開的可攜式設備不限於關於PDA處於靜態信標傳輸範圍 之內還是之外而對PDA的運動進行識別。相反，PDA可以通過簡單地 使用GPS數據來計算其關於地區的位置。一方面，提供了一種有選擇地與預定地區內的第一可攜式設備進 行通信的方法。使用預定屬性來定義地區。將代表地區的數據加載到 第一可攜式設備上。第一可攜式設備設置有地面定位單元接收機，該 地面定位單元接收機允許第一可攜式設備獲得其位置的地理坐標。第 一可攜式設備被配置用於確定其關於地區的位置。第一可攜式設備中 的微處理器被編制用於確定關於地區、與可攜式設備的狀態有關的 事件的發生。最後，第一可攜式設備中的微處理器被配置用於向第二 可攜式設備發送指示事件發生的事件消息。所述方法還可以包括允許多個設備向第一可攜式設備發送指示
事件發生的信號；以及在第一可攜式設備中的微處理器確定所發生的 事件觸發了預先配置的操作的執行的情況下，允許第一可攜式設備中 的微處理器執行預先配置的操作。所發生的事件可以是超過速度閾值水平、進入地區、離開地區、 與攜帶第一可攜式設備的個人相關的裝備發生故障、或是由與攜帶第 一可攜式設備的人相關的儀器測量到的這個人的健康情況變差。另一方面，所述方法還可以包括第二可攜式設備中的微處理器 被配置用於如果第二可攜式設備中的微處理器確定所發生的事件觸發 了預先配置的操作的執行，則執行操作。第一和第二可攜式設備可以是蜂窩電話、智慧型電話或個人數字助 理。地區可以是家庭環境、工作環境、州、城市、商業區、住宅區或 校區。另一方面，代表每一個地區的數據是多個坐標，其中可攜式設備 通過使用多個坐標並執行一系列步驟而創建了地區的進一步表示。這 些步驟包括將坐標映射到像素圖像上，以便向多個坐標中的每一個 坐標分配一個像素，其中每一個被分配像素之間的距離是可配置的； 將多個已分配的像素和形成圍繞像素圖像中某個區域的連續且連接的 線的多條線相連；以及激活位於多條線上的像素，以形成圍繞像素圖 像中某個形狀的連續像素陣列。代表每一個地區的數據可以是多個路點(waypoint)，多個路點中 每一個路點由地理坐標和半徑定義。此外，地理坐標可以由諱度和經 度來表示，而半徑可以由距離大小來表示。另一方面，代表每一個地區的數據是像素圖像。像素圖像可以通過如下步驟來創建允許用戶使用兩個坐標屬性在計算機地圖中標識 地區；將被標識的區域劃分為柵格；允許用戶從柵格中選擇至少一個 部分以定義地區；以及將所述至少一個部分與像素計算機圖像中的像 素進行關聯，從而將用戶在被標識地區中選擇的像素標識為在地區中。 柵格可以被劃分為多個部分，以實現足夠高的解析度，從而能夠正確 地描述地區。另一方面，所述方法還包括執行預先編制的操作，例如進行電
話呼叫；向控制中心報告；啟動警報。第一可攜式設備可以被編制用 於確定地區中是否出現特定情況，當出現情況時，可攜式設備向控 制中心報告該出現。另外，所述方法還包括給與至少一個設備通信 地連接的模塊配置地區，該模塊用作在至少一個設備與第一可攜式設 備之間進行通信的集線器。另一方面，所述方法還示範性地說明了第一可攜式設備與多個設 備之間的通信信號是藍牙信號、紅外信號、短距離無線電信號、無線 通用串行總線、或WiFi。多個設備是對一氧化碳、氯氣、煙塵、煙霧、 空氣中的氧氣或溫度的等級進行測量的測量儀器。一方面，提供了一種有選擇地與遠程環境中的可攜式設備進行通 信的方法。所述方法包括提供與環境相關的被監視可攜式設備；啟 用被監視可攜式設備與位於環境中的多個儀器之間的通信；通過通信 網絡而啟用被監視可攜式設備與監視可攜式設備之間的無線通信，監 視設備遠離該環境；對被監視可攜式設備中的微處理器進行編制，以 確定與從多個儀器之一所獲得的數據有關的事件的發生；以及允許被 監視可攜式設備中的微處理器向監視可攜式設備發送指示事件發生的 事件消息。一方面，提供了一種有選擇地與遠程環境中的可攜式設備進行通 信的系統。所述系統包括與地區相關的第一可攜式設備；以及通過 通信網絡與第一可攜式設備進行無線通信的第二可攜式設備，其中第 二可攜式設備遠離該地區。第一可攜式設備包括微處理器，它確定與 可攜式設備的狀態有關的關於地區的事件的發生，並向第二可攜式設 備發送指示事件發生的事件消息。


作為示例，對附圖進行參考。圖1示出了用於監視個人並與個人進行通信的計算機系統和PDA的高級體系結構。圖2A示出了一種通信鏈路配置，其中具有PDA的個人能夠監視具 有第二PDA的另一個人並與其進行通信。圖2B示出了一種通信鏈路配置，其中具有PDA的個人能夠監視具 有第二PDA的另一個人並與其進行通信。圖3示出了監視個人並與個人進行通信的系統中所使用的PDA的 組件布局。圖4示出了PDA配置應用程式的窗口，其中用戶可以選擇參數來 配置多個事件。圖5A示出了被劃分為柵格的地區地圖。圖5B示出了表示地區的像素圖像。圖5C示出了表示地區和多個PDA的位置的地圖。圖6示出了後端控制系統的組件示意圖。圖7示出了系統的邏輯組件分層。圖8A示出了當使用無規律邊界軟體時多個PDA所使用的通信網絡的高級設計。圖8B示出了多個PDA操作所處的地區。圖9示出了管理員使用PDA與多個工作地點環境處的不同工人的 PDA進行交互。圖10示出了工作地點環境，其中PDA取決於其它PDA與工作地點 環境的鄰近性而執行操作。
具體實施方式
下文描述的方法和系統使用個人數據獲取和報告系統，個人數據 獲取和報告系統系統能夠對與用戶活動相關的參數和事件進行測量、 添加時間標籤、記入日誌、分析並控制。所述系統可以包括PDA， PDA 通過蜂窩和衛星通信網絡，結合能夠在全球範圍內提供位置和狀態信 息的GPS定位衛星而進行通信。個人的PDA能夠與多個他人的PDA互相連接，並接收並發送關於 每一個人的環境的信息。PDA可以在多個環境中操作，並與每一個環 境中的設備進行交互。PDA使用與預存儲的地區信息相結合的GPS信 息，關於環境的變化而改變配置。這些預存儲的區域可以被配置用於 按照用戶期望，使地理邊界形成多種形狀。
因此，可以給家庭成員提供如這裡所公開的PDA，該PDA允許每 一個成員知曉其它成員的位置。此外，每一個成員能夠知曉從每一個 PDA所處環境中的本地設備所獲得的信息。因此，如果PDA位於車輛 中，那麼PDA能夠通過本地通信鏈路(由藍牙、短距離無線電等來實 現)與例如燃油閥的車輛設備進行通信。這樣，其它PDA可以接收與 車輛設備的狀態有關的信息。PDA允許和大量的外圍設備進行交互並對其進行控制，包括根據 預配置的地區和事件而操作。PDA可以監視並分析健康參數心率、溫 度、血壓、血糖含量、身體移植傳感器和醫療設備，而且能夠監視急 診通知。此外，PDA可以檢測地理邊界相交、個人或主車輛的路線和 對調度的遵守，報告PDA或者個人或主車輛的位置、速度、裡程、行 進方向、加速度和高度。PDA還能夠監視並分析危險環境情況，包括 檢測氧氣、 一氧化碳、氯氣、天然氣、煙霧和煙塵的濃度。此外，PDA 可以監視並遠程控制家用電器。可攜式設備具有強大的計算能力，從而根據從與每一個環境相關 的設備獲得的數據而執行預先編制的操作。因此，PDA具有智能設備 的特徵、靈活性和能力。PDA包含能夠與至少一個數據機(蜂 窩、衛星和其它)進行接口連接的至少是32位的處理器；至少一個全 球定位系統(GPS)接收機；至少一個存儲模塊；以及其它外圍設備。 所述處理器允許PDA將邏輯分析和決策做出能力置於PDA中，而不是 置於遠程的、基於伺服器的控制中心中。PDA中的其它組件可以包括 但不限於至少一個GPS天線；至少一個數據機天線；至少一個 用於通信和配置的串口。在其眾多能力中，PDA的中央處理單元可以被配置用於管理可 配置操作，該操作包括報告、觀察、識別、處理和分析多個可配置操 作；發出並響應多個命令；在其本地裝置中實現多個事件，並且該中 央處理單元包含歷史記錄組件。PDA可配置為包括與用戶期望的數目相同的可配置邏輯事件。事 件可以基於使用GPS位置和一個其它因素(例如時間或速度)的組合 的規則。
可配置的操作是指PDA中的CPU響應事件而執行的動作。例如， 接收家用電器的故障事件信號的PDA可以被配置用於立即撥打服務公司的電話。其它的可配置操作包括但不限於打開或關閉車輛的點火 裝置；車輛的溫度等級或其變化；燃料箱水平高度或其變化；等。可 以對可配置操作或其組合進行處理，以便發送特定消息、響應特定查 詢或命令、啟用或禁用特定機制、或識別特定事件。可配置的操作在 多種情況下發生。這些情況包括但不限於可配置操作響應命令而發 生；可配置操作響應查詢而發生；可配置操作在識別出預先選擇的情 況時發生。在第一PDA監視安裝在或位於車輛上的第二PDA的環境和位置的 情況下，第一PDA能夠接收與和車輛有關的事件的發生有關的事件信 息。例如，打開或關閉車輛的點火裝置；車輛的溫度等級或其變化； 燃料箱水平高度或其變化；按下按鈕或車輛內的高度，其中該按鈕與 緊急事件有關；對門或閂鎖進行鎖定或解鎖；打開或關閉窗戶；打開 或關閉LED信號燈；打開或關閉多個繼電器；打開互關閉警報器；電 池功率電平的變化；相連的掃描器所掃描的條形碼；加載或卸載乘客； 加載或卸載貨物；車輛部分故障；接收到車輛診斷碼；檢測到碰撞； 展開安全氣袋；鎖定/解鎖安全帶；輪胎氣壓高/低；以及車輛或對象 中的其它機制。也可以使用可配置的邊界或地區，並且可以將其配置為用戶期望 的任意形狀。例如，所述邊界或區域可以沿著州界的邊界或沿著所選 公路或小路的路線。所述邊界或區域可以沿著校區、無飛行區、城市 等的地基(premise)邊界線。所述邊界或區域還可以是幾何形狀或非 幾何形狀。本發明的另一個益處是，可以在本地或以無線的方式對PDA進行更新和配置。PDA被設計為事件驅動的，僅當滿足異常事件時才發送數據。在 PDA中將異常事件配置為事件。事件驅動方法限制了以無線方式發送 的數據量並節約了帶寬。這一點是通過使用能夠針對內部和外部數據 源的任意組合而配置的規則和閾值而實現的。當違反規則或超過閾值 時，可以產生用戶定義的事件。這些事件的傳輸受到設備的傳輸規則
和操作配置的控制。儀器模塊可以被安裝、附加、製造或以其它方式包括在多個物件 或電器之上/之中，或包括在PDA自身之中。這些物件或電器可以包括 娛樂設備、計算機系統、環境情況檢測器、健康監視器和對其操作進 行監視和控制是有益的任意其它項目。在監視系統的環境中，所述儀 器模塊對和與儀器模塊相連的物件或電器有關的信息進行收集、處理 和通信。圖1示出了監視個人並與個人進行通信的計算機系統和PDA的高 級體系結構。PDA 105、 106和107通過多個通信網絡和控制中心，被 網絡連接在一起。在一個實施例中，PDA 105、 106和107以類似於局 域網的方式而進行網絡連接，其中每一個PDA是一個節點。PDA 105、 106和107從GPS群131接收無線電信號，該信號允許PDA 105識別其地 理位置，並在需要時識別其地理代碼。PDA 105、 106和107可以通過 集成在PDA硬體中的多個無線設備與多個網絡進行無線通信。在一個 實施例中，該通信網絡是包括多個蜂窩基站120和服務提供商135的蜂 窩網絡。在另一個實施例中，該通信網絡是包括多個具有SMS接收機 的蜂窩基站125和服務提供商140的蜂窩網絡。在另一個實施例中，該 通信網絡是包括多個衛星接收機和發射機130以及衛星地面站145的衛 星網絡。在另一個實施例中，該通信網絡是短距離無線電通信網絡。通信網絡允許PDA 105、 106和107與後端控制系統150進行通信。 PDA 105、 106和107通過通信網絡向後端控制系統150發送事件信息， 並響應後端控制系統150發送至每一個PDA的命令。後端控制系統150 包括與編解碼器155進行交互的多個網關151、 152、 153和154。編解 碼器155是後端控制系統150的中央編碼器和解碼器，而且允許後端控 制系統進行調整並與任意通信網絡進行通信。模塊化設計使得能夠引 入新的硬體和網絡協議，而不需要改變監視和報告軟體。後端控制系 統150還包括異步路由系統159，它允許異步且有效地對輸入和輸出通 信進行處理。在一個實施例中，異步路由系統159包括多個路由服務 156、至少一個資料庫157和網絡伺服器158。由路由服務156路由的消 息被直接傳送至客戶端控制臺176。客戶端控制臺176向操作員呈現儀
器和PDA 105的信息。客戶端控制臺176通過後端控制系統150和通信 網絡向PDA105發送命令。多個應用程式可以連接至中央資料庫157以提供其它系統功能。管 理員控制臺175允許操作員對PDA信息、儀器模塊信息、儀器信息、用 戶信息等進行添加、編輯或刪除。歷史處理器控制臺174允許操作員查 看報告和重放事件數據。操作數據處理器173允許操作員為PDA 105的 操作定義地區和路點(waypoint)。配置工具172允許操作員容易地對 PDA 105的特徵和功能進行配置。可以通過PDA 105之外的備選媒體向操作員呈現環境設備的信 息。在一個實施例中，通過將環境設備的信息從網絡伺服器158發送到 網絡客戶端171，可以通過網站或電子郵件將該信息呈現給操作員。在 另一個實施例中，可以通過向另一個預定的無線設備177發送文本或語 音消息，將環境設備的消息呈現給操作員。在另一個實施例中，PDA105能夠通過儀器模塊195與多個儀器或 設備進行通信。儀器模塊195可以和用戶希望監視或交互的多個儀器或 環境設備相連。取決於PDA 105的配置，PDA 105能夠執行用於打開/ 關閉儀器、查詢來自儀器的測量等的操作。在一個實施例中，儀器模塊195包括允許其通過蜂窩網絡與PDA 105進行通信的蜂窩數據機。這樣，儀器模塊195能夠向PDA 105 發送事件信號、異常事件和應答。在另一個實施例中，儀器模塊195 通過網際網路160與PDA105進行通信。儀器模塊可以包括乙太網卡，該 卡允許PDA105連接至網際網路160，並經過網關、通過蜂窩網絡將信息 發送至PDA105。在另一個實施例中，如果PDA105具有最佳鄰近度， 則儀器模塊通過WiFi、 Bluetooth、無線USB等連接至PDA105。儀器模塊195還能夠連接至網際網路160，以具有與網絡伺服器158 和後端控制系統150的連接。儀器模塊195可以被配置用於報告與和 儀器模塊195相關的任意環境設備有關的特定事件或發生。儀器模塊 195通過網際網路160向後端控制系統150和PDA 105報告該信息。如果 PDA105在附近，則儀器模塊195可以直接向PDA105進行發送。此夕卜， 後端控制系統150接收到的所有事件信息可以被中繼至連網的PDA106和107。圖2A示出了一種通信鏈路配置，其中具有PDA的個人能夠監視具 有第二PDA的另一個人並與其進行通信。在一個實施例中，通過使用 PDA 106，父母可以監視攜帶PDA105的其子女的位置、移動和車輛情 況。PDA105與多個基站120之一進行通信，該基站又與服務提供商135 進行通信。後端控制系統150從服務提供商135接收通信信號，並映射 到所存在的正確目的地。如果PDA 106被列出為被監視PDA，貝l」PDA 106可以接收與PDA 105有關的信息。後端控制系統150將事件消息、 文本消息或源自PDA105的任意其它信息重新路由至PDA106。通過與 PDA 105相連的蜂窩通信網絡或任意其它通信網絡，可以中繼返回該 消息。在另一個實施例中，使用SMS網絡代替蜂窩網絡。例如，PDA 105 可以被配置用於如果PDA 105檢測到行進速度大於預定的速度界限， 則觸發文本消息的發送。這樣，監視PDA 106可以接收指示PDA 105 正在快速行駛的文本消息。圖2B示出了一種通信鏈路配置，其中具有PDA的個人能夠監視具 有第二PDA的另一個人並與其進行通信。在一個實施例中，用戶可以 是醫生，該醫生使用PDA 106監視使用PDA 105的病人的情況。PDA 105與儀器模塊195無線相連。儀器模塊195可以被安裝在醫院的房間 中、家中或集成到PDA105的同一外殼中。PDA105通過已知協議(例 如藍牙、短距離無線電等)的無線鏈路與儀器模塊進行交互。儀器模塊195又與和病人相關的不同儀器相連。在一個實施例中， 這些不同的儀器可以是心臟監視器、胰島素水平讀取器、血壓監視器 等。儀器模塊195可以和區域網相連，或與特定環境中的任意其它的網 絡裝置相連。在一個實施例中，如果儀器模塊195從任意相連的儀器接收到信 號，那麼儀器模塊195將會確定是否已經在該儀器處發生了預先配置的 事件。例如，如果病人的心率開始加速並超過閾值水平，則儀器模塊 可以被配置用於在心臟監視器檢測到信號時執行操作。因此，通過因 特網連接160，儀器模塊195可以自動地通知PDA 105和/或PDA 106心 195可以通過網際網路向監視PDA106發送電子 郵件消息。如果PDA105和/或PDA106在儀器模塊195附近，則可以通 過與PDA105或PDA106的直接無線鏈路來做出該通知。由此，儀器模 塊195可以被配置為在通知PDA 105或106之前，與任意配置的儀器進行交互並執行操作。在另一個實施例中，儀器模塊195可以被配置用於檢測PDA105 和PDA106的存在；接收PDA105或PDA106的消息；或計算測量所佔 用的時間。如果儀器模塊195接收到能夠向PDA進行報告的任意信息， 那麼儀器模塊195立即發送該信息。一旦PDA 105或PDA 106接收到事 件消息，則能夠執行預先編制的操作。在一個實施例中，PDA 105可以被編制用於當PDA處於儀器模 塊195的範圍內時，向儀器模塊發射信號。通過獲得GPS位置數據並確 定該數據是否處於預先配置的邊界內，PDA 105可以識別出它是否處 於家庭環境190中。可以使用預先配置的無規律邊界，例如鄰近區域或 校區、工作地點等。在另一個實施例中，儀器模塊195簡單地假定PDA 105—直存在。PDA 105還可以被配置用於當已配置的事件發生時執行操作。 該操作可以是向儀器模塊195請求信息、命令儀器模塊195的操作等。因此，PDA 106不僅能夠監視與攜帶PDA 105的人的運動有關的位 置和事件，而且還能監視攜帶PDA 105的人周圍的環境參數和情況。 例如，父母可能希望經常地監視其子女所處位置處的空氣品質。管理 員可能會監視與其公司內任意給定的運輸卡車相關的任意火災。硬體配置圖3示出了監視個人並與個人進行通信的系統中所使用的PDA的 組件布局。在一個實施例中，PDA105具有蜂窩電話模塊240和數據獲 取模塊242。蜂窩電話模塊240包含至少一個蜂窩數據機220、至 少一個CPU210、以及至少一個音頻處理單元214。在另一個實施例中， 衛星通信數據機可以被包括在蜂窩電話模塊240中，以提供最大可 提供的且完整的全球覆蓋。
CPU 210是具有足夠計算能力以快速執行複雜計算的高性能處理 器。在一個實施例中，處理器210是至少32位的處理器。處理器210包 括至少為32千字節的RAM。例如，可以設想具有兩個內建UART的 Motorola MMC2114 32-Bit RISC處理器。然而，還可以設想類似的或 更高級的處理器。數據獲取模塊242可以包括全球定位系統(GPS)接收機215、 數據系統微處理器212、存儲模塊280和通信鏈路244。 GPS接收機215 能夠在幾英尺或更小的精度上進行定位。例如，可以設想12-Channel Trimble SQ、 Lapaic UV40或小範圍精確接收機。存儲模塊280包括至 少兩個額外的存儲晶片，其中每一個額外的存儲晶片至少為128Kb。在一個實施例中，蜂窩數據機220是用於和後端控制系統150 進行通信的首要裝置。蜂窩數據機220可以是GSM、 CDMA或類 似的數據機。衛星數據機或收發機230可以位於PDA 105的外 部，並通過串口340與PDA 105相連。可選擇地，衛星數據機230 可以位於PDA105的內部。僅當蜂窩覆蓋範圍很小或不存在時、或用戶指定使用衛星調製解 調器230時，才會首選使用衛星數據機230。衛星數據機230的有效使用能夠降低跟蹤系統對於用戶的成本。 一個實施例設設想衛 星數據機230，例如Sky WaveDMR-200衛星數據機。類似設 想的衛星數據機包括例如內建全向天線的特徵，提供了全球範圍 的覆蓋，並有效地與PDA的處理器210進行接口連接。在一個實施例中，通信鏈路244是具有至少20米範圍的藍牙收發機 215。例如，在一個實施例中，設想National Semiconductor Simply Blue LMX9820 Class 2藍牙模塊。然而，可以設想類似的或更高級的藍牙接 收機，例如任意其它的無線電。可以安裝藍牙收發機以使用不同的能 力，例如對多個無線外設進行集成和支持，用作短距離無線電以下載 數據，或用作本地行進的無線"熱點"。電源235可以是裝有熔絲的主功率輸入源，其工作電壓範圍在12 和24伏特之間。 一個實施例設想了正常操作期間的低功耗(65mA或更 少)。此外，PDA105包括用於對可選的備用電池進行充電的電路。如
果首要的電源235提供的電壓到達最小可接受電壓，那麼PDA105將會 自動切換到備用電源，並發出標識電源235處於臨界電平的消息。儀器模塊195可以與PDA105分開封裝，或可選擇地，儀器模塊195 可以與PDA 105在相同的外殼中。儀器模塊和PDA 105通過PDA的通信 鏈路244和儀器模塊的通信鏈路260進行通信。通信鏈路244和260通過 無線通信協議而連接，無線通信協議是例如無線USB、 WiFi、藍牙等， 它們允許PDA 105和儀器模塊195以超過300英尺的距離進行通信。儀 器模塊195還可以具有至例如葡萄糖傳感器272的設備的通信鏈路。儀 器模塊195中提供的通信鏈路可以和其它設備相連，例如該設備可以測量環境情況、調節儀器的開/關狀態、以及監視汽車的功能。儀器模塊195可以進一步裝配有微處理器和存儲模塊。微處理器可以被配置為對事件的發生、操作的執行和電腦程式進行分析和計算。 PDA 105和PDA 106可以通過蜂窩通信網絡與儀器模塊195進行通 信。儀器模塊195可以安裝在蜂窩網絡上，而且可以進一步裝配有允許 儀器模塊與蜂窩網絡進行接口連接的蜂窩數據機。事件配置這個系統中公開的任意一個PDA具有下文描述的多個特徵、功能 和能力。每一個PDA 105是能夠被配置為對多個邏輯事件進行報告、 觀察和分析的智能設備。每一個PDA 105還可以被配置為發出或響應 多個命令，而且包含可配置的歷史記錄組件。為了執行期望的功能， 通過加載基於事件的出現而執行期望的操作的軟體，對PDA 105進行 配置。因此，操作的執行基於異常事件。可以在本地或以空中下載(over the air)的方式完成PDA的所有配 置。因此，用戶能夠通過空中下載的方式對包括PDA 105的完整操作 系統的任意特徵進行配置。這個空中下載配置可以通過使用蜂窩調製 解調器220或任意其它無線裝置來實現。在一個實施例中，在空中下載 或本地配置期間，PDA繼續正常工作。這意味著能夠在很小或沒有操 作性損失的情況下對PDA 105進行配置。空中下載配置命令迅速地(on the fly)改變用於處理物理和邏輯事件的參數。在一個方法中，使用
兩個可執行代碼空間以及一個用於加載新代碼的臨時代碼空間來實現空中下載作業系統更新。一旦完成將新代碼上載到臨時代碼空間，PDA 105重啟，將新代碼複製到第二可執行代碼空間中，並利用最新更新來 恢復執行。圖4示出了PDA配置應用程式的窗口，其中用戶可以選擇參數來配 置多個事件。具體地，示出了用於配置PDA上已配置事件的用戶接口 的典型屏幕截圖(screen shot)。該屏幕截圖僅作為用戶進行交互以配 置PDA的一般界面的示例。用戶接口允許對PDA進行配置，而且不需 要用戶懂得腳本或硬編碼參數。取而代之的是，公開了一種軟體應用 程序，用戶可以容易地與邏輯窗口、表格、欄位、檢驗框和單選按鈕 進行接口連接以配置PDA。窗口400示出了可以在PDA105上進行配置的事件的典型列表。本 系統和方法設想出多個沒有在屏幕截圖中描述的可配置邏輯事件。每 一個事件具有相應的欄位框，用戶可以在欄位框中填入適當的值。用戶能夠通過在所提供的每一個檢驗框中指示偏好來配置每一個 事件436-445。例如，PDA中的事件配置可以在檢驗框424中選中輸入 或特徵、在檢驗框425中將事件分配為優先事件、在檢驗框426中為事 件分配一個或更多個輸出、或通過在多個檢驗框427上選中適合的框而將事件的出現與通過蜂窩網絡發送的消息進行關聯。用戶接口可以是 駐留在配置工具172 (圖l)中的應用程式的一部分。可以對典型事件 進行配置，例如區域邊界進入435、區域邊界離開436以及智能時間報 告437或預定時間報告438。在一個實施例中，事件基於使用PDA的GPS位置和一個其它因素 (例如時間或速度)的組合的規則。在另一個實施例中，事件基於到 達PDA中預先編制的特定時間點、或被編制用於觸發PDA的操作的^f壬 意其它異常事件。發送事件消息是事件出現所觸發的操作的示例，而 且可以包括發送事件自身已發生的消息和能夠從儀器模塊195接收到 的信息，該消息例如包括緯度、經度、速度、方向、時間、健康情況、 家用電器的測量、環境情況或任意其它測量。PDA可配置為包括與用戶所期望的一樣多的邏輯事件。在一個實
施例中，事件能夠以指定的時間間隔向後端控制系統150報告最後獲知的PDA的位置。在另一個實施例中，已配置的事件是到達測量等級閾值。例如， 該測量可以是對一氧化碳、胰島素及任意其它的血液濃度水平、心率、 呼吸速率、室溫、每天在裝配線上生產的包裹個數等進行的測量。為了進行說明，可以使用PDA105 (圖l)。可以通過儀器模塊195 周期性地進行測量，然後報告給PDA 105。在一個實施例中，儀器模 塊195發送從儀器接收到的每個測量。在另一個實施例中，儀器模塊195 裝配有用於確定已進行的測量是否超過預定閾值的邏輯程序，如果結 果是肯定的，那麼儀器模塊195向PDA105發送事件消息。儀器模塊195還可以被配置為在預定時間對所連接的儀器或設備 進行測量。例如，儀器模塊195可以被編制為在每個早晨6點時測量室 內空氣品質。然後，儀器模塊向PDA105報告測量結果，PDA105確定 是否已經發生事件。例如，已配置的事件可以是空氣品質較差。PDA 105上預先編制的操作可以包括在PDA 105的顯示器上顯示消息，該消息指示必須更換室內的空氣過濾器。在另一個示例中，儀器模塊195可以被配置為在每隔一夜的晚上9 點時對與老人相連的儀器測量葡萄糖水平。儀器模塊195可以確定葡萄 糖水平是否超過閾值水平而變得過高或過低，然後，儀器模塊195向 PDA 105發送警報消息。可選擇地，每個測量結果都被發送至PDA 105， 而PDA 105僅向用戶報告已經超過預先編制的閾值水平的警報。另一個測量可以是位於車輛中的、與儀器模塊195相連的測速計所 測量的車輛速度。PDA 105可以被配置為基於己測量的車輛速度而發 送報告。因此，每當超過速度閾值時，儀器模塊195檢測到變化，立即 向PDA105發送速度等級。用戶可以針對關於速度的至少兩個不同設置來配置PDA 105。具 體地，用戶可以選擇超速和速度過濾器時間。超速可配置用於由用戶 選擇車輛或物件的最大速度閾值。因此，每當超過速度閾值時，產生 事件，記錄超過閾值的時間，記錄高於閾值時所達到的最大速度，並 記錄該單元回到閾值以下的時間。當PDA 105回到閾值以下時，發送
指示這個發生的事件消息，並發送指示在PDA 105高於速度閾值期間 所達到的最大速度的第三消息。速度時間過濾器賦予用戶以秒的形式 設置時間周期的選項，以允許車輛或物件穿過速度閾值而不發送消息。 這個過濾器還用於使數據傳輸變得有效。例如，用戶可以將速度時間 過濾器設置為15秒，這將允許車輛快速行進15秒而不會發送報告。例如，該場景在車輛快速行駛超過另一個車輛或加速以消失在來往車輛 中時是有益的。與其它邏輯事件類似，事件消息還包括例如緯度、經 度、速度、方向和時間的信息。另一個測量可以是例如車輛引擎、計算機監視器等的儀器的空閒。 儀器模塊195可以被配置為基於儀器的空閒時間而發送報告。另外， PDA105還可以被配置為向後端控制系統150發送過度空閒事件消息， 從而後端控制系統150可以向例如另一個PDA或蜂窩電話的預加載和 已配置的接收機進行發送。從儀器模塊195中繼到PDA 105的信息可以 包括空閒時間長度。在另一個實施例中，事件到達必須執行所安排的報告的時間。這 個特徵對PDA 105進行設置，使其具有以根據日期和時間參考的某個 間隔進行報告的特徵。因此，用戶可以配置PDA 105以在一周中預先 選擇的日期或小時處報告任意參數或數據。例如，用戶可能使用所安 排的報告特徵對PDA105進行配置，使其僅在工作日的上午8點、下午 12點和下午4點處進行報告，且每個周末僅報告一次。因此，即使當 PDA 105從儀器模塊195接收到多個消息時，PDA 105也僅會在用戶指 定的時間報告事件。在另一個實施例中，已配置的事件是儀器的打開或關閉。例如， 由於空調單元自動打開，儀器模塊195可以被配置為檢測空調單元已經 打開。然後，儀器模塊195向PDA 105發送指示AC已經打開的消息。 PDA105可以進一步被配置為立即向儀器模塊195查詢室溫，而儀器模 塊195又使用與其相連的溫度計來測量溫度。儀器模塊195向PDA 140 發送具有當前室溫的信號，然後，PDA 140計算是否應當產生警報。 如果空調單元打開且該溫度沒有批准打開空調單元，那麼PDA可以在 其顯示器上顯示警告消息，並向後端控制系統150發送事件消息。儀器模塊195可以從多個儀器和外圍設備接收打開和關閉信號，例如廚房和家用電器、室內的燈、水池系統、加熱單元等。在另一個實施例中，已配置的事件可以是通信設備處的消息接收 或發送。通信設備包括傳真機、與網際網路相連的計算機系統、電話等。雖然上文討論的事件配置主要用於PDA 105，然而用於檢測事件發生的邏輯程序以及用於在事件發生後執行特定操作的邏輯程序可以 在儀器模塊195以及具有與這裡所描述的相同特性的任意其它的PDA 或可攜式設備處實現。因此，事件配置可以僅在PDA 105上實現、僅 在儀器模塊195上實現、或同時在儀器模塊195和PDA 105中實現。地理範圍指定(Geofencing)可以基於"地理範圍指定"事件來配置多個事件。地理範圍指定必 須創建可配置的邊界或地區，PDA 105在該邊界或地區中操作並與儀 器模塊195有關。此外，進入或離開已經範圍指定的地區可以是事件自 身，而且可以在PDA 105中預先編制。在另一個實施例中， 一旦PDA 105 進入某個區域，PDA 105可以切換通信模式並適應新的區域，從而PDA 105僅與所進入區域中的外圍設備進行交互。此外，PDA105可以通過 加載區域特定的配置來適應該新區域，從而PDA 105通過在該區域中 工作的儀器模塊195與區域特定的儀器進行交互。與地區有關的事件可以觸發從一個PDA至另一個PDA的通信。例 如，如上文所述，行進到地區內、或行進到地區外可以是預先編制在 PDA105上的事件。如果PDA106正在監視PDA105的移動、位置和環 境，那麼PDA 105可以發送警告通知、信號、警報或指示事件發生的 告警。PDA 106可以接收這些消息，並分析是否應當將這些消息報告 給用戶。可以通過路點和/或區域的組合來構建可配置的邊界或地區。由於 這個組合，能夠以非常特別的形狀和特定輪廓的邊界或路線來構建可 配置的邊界或地區。路點是由地理中心點和半徑所定義的圓形區域。 可以通過改變半徑和地理中心點的位置而配置由路點限定的區域。因 此，由路點和區域所創建的邊界是可配置的。
在一個實施例中，PDA 105被加載有多個路點，每一個路點由坐標和半徑來限定。區域可以由多個路點來限定。因此，例如一個城市可以由兩個路點來限定。使用GPS數據，PDA 105將會計算它是否處 於限定該城市的兩個路點中的任意路點中。如果PDA 105確定其處於 兩個路點之一中，那麼PDA 105假定其處於該城市的界限內。更多數 量的路點將會增加區域限定方式的解析度。因此，如果使用兩個路點， 則可以通過增加進一步限定該城市邊界輪廓的10個額外的路點來增加解析度。區域可以是由圍繞一定區域的一系列線段所定義的無規律地區。 在一個實施例中，每一個區域包含3至256個或更多個拐點，用於創建 限定這個無規律區域的線段。然而，拐點的數目僅受PDA 105的存儲 器的限制。因此，拐點的數目可以是對於高解析度區域足夠大的數目。 在一個實施例中，這個無規律區域可以創建可配置的邊界或地區。區 域的屬性包括名稱、描述以及確定該區域是否是禁止入內區域或是 閉合區域的標記。在一個實施例中，可以通過選擇多個坐標並將這些坐標下載到 PDA105而創建地區。多個坐標可以位於墨卡託(Mercator)系中。接 下來，PDA 105將每一個坐標分配給位於PDA 105中的像素圖像的像 素。為了執行這個分配，PDA 105使用邏輯程序來限定多個坐標周圍 的"邊界"方塊或框。然後，對邊界框進行像素化，並且將坐標所在處 的像素標記為已激活。 一旦為每一個坐標分配了像素，那麼線路從一 個像素延伸至下一個像素，從而在像素圖像中形成了閉合區域。位於 已激活像素之間的線路路徑中的像素也被激活。由此形成了閉合且連 續的像素線路。路點和區域由操作數據處理器173建立。 一旦路點已經建立，則它 可以用在PDA的載荷中。在一個實施例中，PDA的載荷是被安排加載 到PDA 105上的區域和路點的集合。利用配置工具172將這些載荷加載 到PDA上。圖5A示出了被劃分為柵格的地區地圖。像素地圖502首先作為與 計算設備相連的屏幕上的地理地圖，被呈現給用戶。在一個實施例中，
計算設備是操作數據處理器173 (圖l)，而用戶是系統操作員，該操作 員輸入可以由具有PDA 105的任意用戶進行選擇的一般地區(例如城 市界限)。在另一個實施例中，計算設備是家用計算機且用戶是PDA 105的用戶，該用戶在其計算機上配置不同的地區。家用計算機通過安 裝在其上的應用程式、經過直接安全連接而連接至配置工具。可選擇 地，可以使用網絡瀏覽器將家用計算機連接至網際網路。計算機應用程式或界面允許用戶通過與地圖進行交互而定製邊 界，並允許用戶查看所創建的區域或邊界。配置應用程式顯示地圖， 用戶在該地圖上圍繞著用戶希望限定的地區504而選擇矩形503。在另一個實施例中，用戶可以定義定製的形狀。然後將矩形劃分為更小的 矩形，從而將矩形面積分為柵格。柵格中的每一個像素可以被激活作 為地區的一部分。在一個實施例中，用戶可以通過雙擊每一個像素而激活每一個像 素。在另一個實施例中，用戶可以選擇更小的矩形區域並將這個更小 的矩形區標記為地區504的一部分，從而這個更小的地區中所包含的像 素被激活。在另一個實施例中，用戶可以選擇圓形區域作為地區504 的一部分，該圓形區域中的所有像素將被激活。在另一個實施例中， 用戶可以定義任意定製的幾何或非幾何形狀。用戶還可以選擇區域定義的解析度。換句話說，當所選的區域被 細分為矩形柵格時，該柵格包括更多數目的垂直和水平線，因此增加 了從細分獲得的柵格矩形的數目。數目或矩形的增加使解析度增大， 這是因為每一個矩形覆蓋了更少的地區。希望獲得定義區域中的大量 細節的用戶可以減小柵格矩形的大小，從而增加區域的解析度。例如，增加的區域解析度可以允許用戶定義房子的地區，其所覆 蓋的地區遠小於州所覆蓋的地區。房子的地區周圍可以具有僅能夠通 過很高解析度而識別的細節。另一方面，僅關心所進入的州的用戶不 需要很大的州區域解析度。因此，可以將用於定義州區域的解析度配 置得較低。然後，將每一個所選擇的矩形映射到像素。這樣， 一旦用戶選擇 了所有期望的像素作為地區504的一部分時，矩形503被映射到像素計
算機圖像。在一個實施例中，像素計算機圖像包含與柵格中的部分數目相同數目的像素。然後可以將像素計算機圖像加載到PDA 105。 PDA 105可以被編制為利用對PDA位置所在的像素是否被激活或去激活的 簡單計算，來確定實體的位置。在另一個實施例中，通過選擇矩形區 域和圓形區域來限定地區。圓形區域可以由路點來限定。無規律區域或地區可以由路點和像素圖像的集合來限定。此外， 每一個無規律區域可以具有附加參數，例如實體的速度閾值、被標記 為"無飛行區"、按照危險或安全威脅的等級進行彩色編碼、啟用或禁 用通信等。當DPA105進入或離開路點和區域時，可以發送指示進入或離開的 參考點或區域的事件消息。該事件消息可以包括緯度、經度、速度、 方向、時間、輸入狀態、裡程表、事件原因或來源以及任意其它有關 的信息。因此，區域邊界和路點允許用戶進入多個區域並與該區域中 的儀器進行交互。另外，區域和邊界允許具有PDA 105的用戶接收具 有第二PDA的另一個用戶的位置信息。因此，PDA用戶能夠監視經過 可配置邊界或地區(例如州邊界或指定的路線)的另一個PDA用戶的 位置。在一個實施例中，路點和區域事件可配置用於採取一個或更多個 動作。例如，在進入區域時，PDA 105可以被配置用於指示新區域的 名稱，這通過在集成的屏幕上顯示、發出聲音、或預先記錄歌名而完 成。另外，由於進入區域的事件，可以執行另一個操作。例如，PDA105 可以被配置用於計算所進入的區域是否是新的時區，如果結果是肯定 的，則指示新的時區和當前時間。圖5B示出了表示地區的像素圖像。在一個實施例中，在對給定區 域的所有拐點進行上載後，該區域以像素地圖500的形式被保存在PDA 105的存儲模塊280中。通過首先繪製地區的整個區域周圍的方塊來創 建像素地圖500。然後將該方塊劃分為80/80像素的地圖。每一個像素 505是方塊。然後使用這些方塊繪製出區域515的輪廓形狀510。然後將 地區映射到像素地圖500中的每一個像素505。在另一個實施例中，如果在配置計算機時創建了像素圖像，則將該圖像簡單地加載到PDA105上，而PDA105不需要由其本身來建立或 構建該圖像。像素地圖500中的位置坐標520是從PDA 105的當前地理位置映射 而來的。可以針對每一個地區、針對每一個位置坐標520而執行測試， 以確定PDA 105是處於地區515之內還是處於地區515之外。這樣，對 於每一個地區515，開始進行測試，簡單地檢査位置坐標520處於像素 地圖500之內還是之外。如果當前位置坐標520處於像素地圖500之內， 則通過將位置坐標520繪製在邊界框內並從位置坐標520至像素地圖 500的邊界在四個方向(北、南、東和西)上繪製四條線來完成更為詳 盡的測試。隨後，針對四條線525中的每一條線來計算地區邊界交叉530 的數目。為了精確性，執行多邊界交叉測試。如果給定的線525與奇數個地 區邊界510相交，則將位置坐標520看作處於地區515之內。如果給定的 線525與偶數個地區邊界相交，則將位置坐標520看作處於地區515之 外。如果四個邊界交叉測試中至少三個一致，則使用地區邊界交叉530 來確定位置坐標520是處於該地區之內還是處於該地區之外。如果四個 邊界交叉測試中的三個測試不一致，則將位置坐標520看作處於地區 515之外。像素地圖500中特殊位置上的位置坐標520可以產生特定的位置結 果。在一個實施例中，地區邊界510上的位置坐標520被確定為處於地 區邊界510之外。在另一個實施例中，地區邊界510上的位置坐標520 被確定為處於地區邊界510之內。在一個實施例中，僅有一個像素寬的 "長且窄的凸起"上的位置坐標520可以被看作總是處於地區515之內。 在另一個實施例中，僅有一個像素寬的"長且窄的凸起"上的位置坐標 520可以被看作總是處於地區515之外。圖5C示出了表示多個PDA的地區和位置的地圖。地像可以顯 示在網際網路或內部網際網路上發布的網站上、顯示在安裝在後端控制系 統150的客戶端計算機上的應用程式上、或顯示在PDA上。在一個實施 例中，由提供實時PDA位置映射、位置跟蹤、PDA控制和PDA消息/ 事件處理的客戶端控制臺176來產生並顯示地圖。
在一個實施例中，通過配置多個參數將客戶端控制臺176連接至地 圖資料庫和PDA資料庫。客戶端控制臺176可以具有對其所使用的映射 參數進行配置的能力。客戶端控制臺176還具有如下能力當顯示多個 由程序產生的地圖時，定義控制臺位置和預設縮放等級；當對位置進 行映射時，定義所使用的地圖集和是否顯示街道位置。在一種方法中，客戶端控制臺176在一個主地圖上顯示所有可用的 PDA。在另一個實施例中，客戶端控制臺176允許用戶以組的形式或單 獨地查看PDA。在另一個實施例中，客戶端控制臺允許用戶査看進入 地圖所顯示區域內的所有PDA。在另一個實施例中，客戶端控制臺176 允許用戶查看路點內的所有PDA。在另一個實施例中，客戶端控制臺 176允許用戶查看地區內的所有PDA。客戶端控制臺176允許用戶採用多種映射工具來幫助管理PDA位 置處理。客戶端控制臺176中提供的工具包括地圖放大/縮小、地圖搖 攝(pan)、地圖特徵標籤、地圖標尺、選定點處的地圖位置、地 例、以選定點為地圖中心、尋找地圖特徵和以其為地圖中心、針對選 定的定製數據集元件而顯示信息、針對選定的PDA而顯示信息、針對 標準地圖特徵而顯示信息、以及列印所顯示的地圖。此外，所顯示的 地圖可以使用針對位置符號和位置標識的彩色編碼，以指示與PDA或 與地區中多個PDA的區別有關的特殊情況。採用彩色編碼的特殊情況 包括PDA移動、PDA停止、PDA未報告、PDA位置是陳舊的、以及PDA 具有有效的優先消息。對PDA的命令PDA105還可以配置為響應多個查詢並設置由後端控制系統150、 客戶端控制臺176或另一個PDA以無線的方式發送的命令。例如，查詢 命令請求PDA105返回最後的有效GPS位置、速度、行進方向、時間、 以及從儀器模塊195接收到的或由PDA 105的計算而產生的任意其它 數據。在另一個示例中，PDA 106可以命令PDA 105阻止顯示"回家" 消息。在另一個示例中，PDA 106可以命令PDA 105與儀器模塊195進 行交互，以便對使用PDA105的病人的治療進行管理。 PDA 105還可以配置為響應衛星數據機上發送的多個査詢命 令。在接收到査詢命令時，PDA 105返回其數據的狀態，將儀器和最 後的測量結果以及來自連接儀器的狀態信號相連。發送至PDA 105的 其它形式的查詢命令的示例是來自儀器模塊的輸入、至儀器模塊的 輸出、接收到的測量結果、GPS信息、固件版本査詢、衛星狀態查詢 等。另一個可選的命令是警報應答。這個命令被發送至PDA 105以終 止優先事件(恐慌、醫療或路旁援助是優先事件的示例)的發送。當 接收到警報應答時，不會發送當前事件的其它優先消息。在另一個實施例中，命令可以是發送文本消息，該文本消息從PDA 105經過通信網絡被發送至另一個PDA或被配置用於接收並解釋文本消息的任意其它設備，例如尋呼機、蜂窩電話或另一種無線設備。在抗擊GPS漂移的努力中，包括兩個參數以對從GPS接收機接收 到的GPS位置進行過濾。這兩個過濾器基於最大允許速度和最大允許 加速度。可以將這些參數定製為安裝類型。如果從GPS接收機接收到 分組，且超過了這兩個參數中的任意一個，那麼丟棄該位置分組。PDA 105還可以包括歷史報告組件，作為響應命令的部件。 一旦 PDA105由於覆蓋範圍的缺乏而不能通過主(principle)通信網絡發送 數據分組時，該分組被存儲在PDA 105的板上閃速存儲器件上的至少 兩個歷史日誌之一中。當PDA 105確定其處於傳輸範圍內時，或如果 PDA 105確定已經重建通信鏈路時，依次傳輸存儲在存儲器中的任意 分組，首先傳輸被標識為優先消息的那些消息。對儀器模塊的命令與PDA能夠從多個來源接收命令非常相似，儀器模塊195也能夠配置為響應多個查詢並設置以無線方式或通過網際網路而發送的命令。儀 器模塊195接收到的多數命令可以源自PDA105。在一個實施例中，命令是用於按照上文討論對儀器模塊195的功能 進行配置的配置命令。配置命令的示例包括配置定時報告、上載新 的固件、設置血液樣本中的物質的過量/最高閾值水平、啟用短距離無 線電通信、配置過度空閒事件、設置臨界功率電平、配置智能定時報 告、配置所安排的報告、查詢儀器狀態、查詢儀器測量結果、打開儀 器、關閉儀器等。儀器模塊195還可以包括歷史報告組件，作為響應命令的部件。一 旦儀器模塊195由於覆蓋範圍的缺乏而不能通過主(principle)通信鏈 路發送數據分組時，該分組被存儲在板上閃速存儲器件上的至少兩個 歷史日誌之一中。當儀器模塊195確定PDA105處於傳輸範圍內時，或 如果PDA 105對儀器模塊I95進行查詢，而儀器模塊195確定通信鏈路 己經得到重建時，依次傳輸存儲在存儲器中的任意分組，首先傳輸被 標識為優先消息的那些消息。例如，來自儀器140的測量結果的緊急情 況可以是優先消息，在連接得到重建時，這個優先消息是首先傳輸的 消息。儀器模塊195還可以通過網際網路從後端控制系統150接收命令。這 些消息可以是請求特定信息的命令，例如在儀器模塊195與包裝機相連 的情況下的織物生產率。在另一個實施例中，儀器模塊195可以被配置 為連接至網際網路，並在非常緊急時向後端控制系統150報告測量結果。 例如，如果儀器模塊195從儀器或設備接收到指示室內存在高煙塵等級 的測量結果,那麼儀器模塊195可以使用網際網路連接或任意其它網絡連 接(例如直接網關)以連接至後端控制系統150。後端控制系統則接收 事件消息，並將該消息中繼至PDA105。後端控制系統後端控制系統使得該系統更具有綜合性且具有大範圍的與其它計 算系統的連接性。然而，後端控制系統對於實現環境內的儀器或外設 的監視和控制來說不是必需的。這是因為所有的監視和控制功能可以 駐留在PDA中。圖6示出了後端控制系統的組件示意圖。這包括多個網關系統 151-153、編解碼器155和異步路由系統159。相應地，異步路由系統 159包括網絡伺服器156、多個路由器系統620和622、實時資料庫630、 歷史資料庫642以及資源資料庫670。
在一個實施例中，實時資料庫630可以保存來自PDA的最近信息的 記錄，例如位置、速度、方向、相關儀器、相關地區等。歷史資料庫 642保存從異步路由系統159接收到的和異步路由系統159所發送的所 有事件和事務處理的記錄。最後，資源資料庫670保存作為系統一部分 的所有儀器模塊和PDA的記錄。後端控制系統150可以被配置為在計算機伺服器的任意組合上運 行。在一個實施例中，多個通信網關系統151-153在獨立的計算機系統 上運行。在另一個實施例中，通信網關151-153在公共計算機系統上運 行。通信網關系統151-153把數據流從每一個PDA 105定向到後端控制 系統150。網關系統151-153還把命令和查詢定向到適當的PDA 105。 每一個網關建立並維護與通信網絡651-653的通信鏈路。在一個實施例 中，網關是通用數據報協議/網際網路協議(UDP/IP)分組接收機和發送 機151，它連接至網際網路/蜂窩網絡651。可能存在多於一個的用於發送 和接收數據的UDP/IP網關151。 UDP/IP網關151允許後端控制系統150 在GSM/GPRS 、 CDMA/1 xRTT和CDPD網絡上使用UDP分組來與PDA 105進行通信。在另一個實施例中，網關系統是與短消息服務(SMS)網絡652 相連的短消息對等(SMPP)網關152。多個SMPP網關系統152使用 SMPP協議為通過SMS網絡進行通信的PDA發送和接收數據。針對輸 入數據，每一個SMPP網關系統152打開並維持與服務提供商的短消息 服務中心(SMSC)的持續連接，從而能夠保證從SMSC接收PDA105 的數據。在另一個實施例中，網關系統是與衛星網絡653相連的衛星網關 153。如圖1A所示，衛星網絡653可以包括一個或多個衛星130以及至 少一個地面站145。衛星網關153為通過衛星通信進行通信的PDA發送 和接收數據。在一個實施例中，衛星通信協議可以是使用8位元組數據分 組的Inmarsat衛星的通信協議。衛星網關153打開並維持與衛星網絡 653的持續連接。異步路由系統與PDA 105之間的通信由適當的網關系統151 — 154
來引導。基於PDA製造商、通信協議和服務提供商的獨特組合而選擇適當的網關系統151-154。例如，使用CDPD通信的PDA105和使用SMS 通信協議的PDA105可以由不同的網關系統151-154進行路由。同樣， 使用例如CDPD的相同通信協議、但具有不同的服務提供商的PDA 105 可以具有單獨的網關。當網關系統151-153接收每一個入站數據分組時，網關系統 151-153為每一個分組標記到達日期和時間、PDA105製造商信息、PDA 105地址信息，並且對分組重新進行封裝以便發送至編解碼器155。然 後，網關151-153將重新封裝後的數據寫入由編解碼器155進行讀取的 隊列665。當網關系統151-153從出站隊列661-664接收出站分組時，網關係 統151-153使用地址信息來向目標PDA105發送分組。如果需要，網關 系統151-153在發送前驗證網關系統151-153已經打開與相應網絡 651-653的連接且該連接有效。每一個網關系統151-153具有至少一個 相應的出站隊列661-663。例如，每一個UDP/IP網關151具有至少一個 出站UDP/IP隊列661。每一個SMPP網關152具有至少一個出站SMS隊 列662。每一個衛星網關153具有至少一個出站衛星663。每一個SMTP 郵件網關154具有至少一個出站SMTP隊列664。在將分組置於入站隊列665中後，來自不同網絡的數據被解碼為標 準數據格式。同樣，在將分組置於出站隊列661-664中之前，前往不同 通信網絡的數據從標準數據格式被編碼為網絡特定格式。數據的編碼 和解碼由編解碼器(編碼器-解碼器)155來執行。編解碼器155允許 更好的靈活性，因為引入新的通信網絡協議對於異步路由系統159是透 明的。因此，如果新的PDA模型使用新的通信網絡協議，那麼不需要 對後端控制系統進行更新。所需的系統更新是編解碼器155的更新以 及需要時的新網關。當分組進入異步路由系統159時，首先檢査編解碼器155所接收的 每一個入站分組，以確定PDA模型。如果編解碼器155支持指定的PDA 模型，則將數據從PDA 105私有格式轉換為標準系統格式。 一旦編解
列610。如果編解碼器155不能識別該PDA模型，那麼編解碼器155 將不支持的數據記入日誌，並將該數據通過電子郵件發送至指定的系 統或網絡技術員。當從異步路由系統159發送分組時，編解碼器155確定分組所發送 至的PDA模型。如果編解碼器155支持指定的PDA模型，則將數據從 標準系統格式轉換為PDA105私有格式。同樣，如果分組發送至非PDA 105的另一個設備，則編解碼器確定它是否支持該設備，如果支持，則 將數據轉換為適當的格式。 一旦編解碼器155完成對數據的翻譯和編 碼，則編解碼器155將分組置於與適當類型的網絡通信協議相對應的 隊列中。SMS分組數據將被置於出站SMS隊列662中。如果編解碼器 155不支持PDA 105模型，那麼編解碼器155將不支持的數據記入日 志，並將該數據通過電子郵件發送至指定的系統或網絡技術員。一旦編解碼器155對分組進行處理，則取決於該分組是出站分組 還是入站分組而對其進行處理。將出站分組置於適當的出站隊列 661-664中。異步路由系統159將入站分組接收到響應隊列610中。響應 隊列610將分組饋送至響應路由器620。響應路由器620確定客戶端控制 臺176是否正在跟蹤PDA 105或與輸入消息相關的儀器模塊195。如果 結果是，則響應路由器620將輸入消息路由至適當的客戶端控制臺176。 因此，客戶端控制臺176在異步路由系統159的任意其它處理之前接收 消息。如果不存在正在跟蹤PDA105或與輸入消息相關的儀器模塊195 的客戶端控制臺176，那麼響應路由器620將輸入消息置於新事件隊列 621中。新事件隊列620對新事件路由器622進行饋送。新事件路由器622 分析每一個輸入消息，並確定輸入消息是否與PDA 105的新的優先事 件相關。通過在實時資料庫630中搜索與PDA 105或儀器模塊195相關 的類似事件，新事件路由器622確定輸入消息是否與新事件相關。如果 不存在針對PDA 105記錄的事件，或事件具有高優先級，那麼新事件 路由器622向獲許查看輸入消息的所有客戶端控制臺176發送路由請 求。間歇地發送該請求，直到至少一個客戶端控制臺176接受該路由請 求為止。 一旦接受該路由請求，則客戶端控制臺176將PDA105加入客 戶端控制臺176的目錄中，從而能夠對輸入消息進行處理。
歷史隊列640以異步的方式接收所有PDA 105的入站和出站消息 以及來自儀器模塊195的所有消息。入站消息從歷史隊列640饋送至歷 史記錄器641。歷史記錄器641對具有有效緯度和經度的所有分組進行 地理編碼。地理編碼後的信息被保存在歷史資料庫641中，以便之後用 於報告和統計分析。此外，歷史記錄器641為所有輸入消息添加時間戳， 並將它們標記為來自PDA 105或儀器模塊195。在一種方法中，還可以將來自PDA105或儀器模塊195的輸入消息轉發到某個電子郵件地址或任意其它通信設備。為了實現這個功能， 歷史記錄器641還通過將地理編碼後的位置置於遠程通知隊列680中， 將地理編碼後的位置和事件消息信息發送至遠程通知路由器681。接收 地理編碼後的位置和事件信息的遠程通知路由器681對資源資料庫670 進行査詢，以査明是否需要向PDA 105、儀器模塊195或通信設備177 通知所接收的配置信息或事件信息。如果需要通知，則遠程通知路由 器681檢索適當的PDA105、儀器模塊195或通信設備177的聯繫信息。 然後，遠程通知路由器681對發送至PDA 105、儀器模塊195或通信設 備177的消息進行格式化和編碼。該消息被置於出站SMTP隊列664中， 以通過SMTP網關154而發送。該消息可以置於出站SMS隊列662中， 以通過SMPP網關152而發送。還利用與輸入消息相關的新事件信息對實時資料庫630進行更新。 因此，實時資料庫630包含關於給定PDA105而報告的最新信息。實時 資料庫630與網絡伺服器158相連。網絡伺服器158與網際網路160直接相 連，並允許網絡跟蹤應用程式171的用戶做出定位請求、命令請求632 和報告請求633。當網絡伺服器158從網絡跟蹤應用程式171接收到定位 請求631時，網絡伺服器158對歷史資料庫642進行查詢。歷史資料庫642 包含按時間順序排序的所有事件。網絡伺服器158檢索與網絡跟蹤應用 程序171查詢有關的所有事務處理，並將數據轉發到網絡跟蹤應用程式 171，以便在網絡瀏覽器中顯示。當網絡伺服器158從網絡跟蹤應用程式171接收到定位請求631時， 網絡伺服器158在實時資料庫630中查詢相應的PDA 105信息。實時數 據庫630提供與當前PDA 105的最新輸入消息有關的PDA信息。網絡跟
蹤應用程式171還可以發送命令請求632，例如査詢PDA 105的位置。 命令請求632被發送至命令接收機690，而命令接收機690通過標記適當 的PDA 105信息而處理定位請求命令。該消息由編解碼器155進行編 碼，被置於適當的出站隊列661-663中，並通過相應的網關系統151-154 發送至PDA105。然後，PDA105發迴響應，且後端控制系統150對響 應進行處理，對實時資料庫630進行更新。在完成對實時資料庫630的 更新後，網絡伺服器631可以刷新網絡跟蹤應用程式171的內容，顯示 PDA105的新位置。在另一個實施例中，網絡跟蹤應用程式171可以監視儀器模塊140 的位置。實時資料庫630可以和資源資料庫670相連以查詢儀器模塊的 位置。在另一個實施例中，位置信息是儀器模塊195僅位於資源資料庫 670中，這是因為假定儀器模塊的位置是靜止的。這樣，網絡跟蹤應用 程序171直接與資源資料庫670相連並查詢儀器模塊195的位置，該位置 可以被看作是每一個儀器模塊195的恆定屬性。網絡跟蹤應用程式171可以監視多個PDA的位置，而且可以顯示與 單一帳戶有關的每一個成員PDA的位置。換句話說，可以按照家庭或 網絡對PDA進行關聯，其中每一個PDA是一個成員，而且在客戶端控 制臺176中或在網絡跟蹤應用程式171中跟蹤一個PDA,從而允許跟蹤 任意相關的PDA成員。資源資料庫670存儲有PDA和儀器模塊的關係信息。如上文所述， PDA 105可以和包括PDA的網絡中的PDA 106和107有關。類似地，與 一個PDA相關的所有關係信息允許資料庫搜索並查找所有其它有關的 PDA、偏好、權限等。命令接收機690對屬於發送至PDA和儀器模塊的所有出站消息的 所有命令進行處理。命令接收機可以從客戶端控制臺176、管理員控制 臺175或網絡伺服器158接收命令消息。當命令接收機690接收到命令消 息時，命令接收機690為每一個出站消息標記上正確的PDA 105地址。 同樣，通過搜索資源資料庫670並檢索地址信息，命令接收機690可以 為消息標記上正確的儀器模塊195地址。命令接收機690將每一個消息 發送至編解碼器155進行編碼。
在一個實施例中，由命令接收機690處理的所有命令最終遠程地被 發送至PDA105或儀器模塊195。 一種典型的命令是位置查詢。在接收 到這個査詢命令時，PDA 105返回最後有效的位置、速度、方向、時 間和輸入狀態。在另一個實施例中，該命令被定向到PDA105或儀器模塊195，以 請求測量結果查詢。在接收到這個査詢命令時，PDA 105或儀器模塊 195可以返回特定儀器或所連設備的最後更新的測量結果。在另一個實 施例中，測量結果査詢命令觸發儀器模塊195進行另一個測量，並將測 量結果中繼返回後端控制系統150。在一種方法中，對於任意給定的測 量，響應可以是"高"、"低"或實際大小。命令還可以是從PDA至PDA的，並在後端控制系統150的篩選 (screening)過程後進行發送和接收。就是說，後端控制系統150在資 源資料庫670中檢查發送和接收該命令的PDA的正確權限、偏好、設置、 網絡模式。在另一個實施例中，命令是警報應答。這個命令可以被發送至PDA 105或儀器模塊195，以向PDA105或儀器模塊195指出緊急情況信號已 經接收到並得到應答。緊急情況信號可以和任意恐慌事件、路旁援助 或醫療援助有關。當接收到警報應答時，不會從PDA 105或儀器模塊 195發送針對當前事件的其它緊急情況消息。發送至PDA 105或儀器模 塊195的其它典型命令是設置報告時間間隔、設置IP位址、以及上載 新固件。異步路由系統159與多個控制臺進行交互。報告控制臺174與資源 資料庫670連接以顯示儀器模塊信息。管理員控制臺175還可以與資源 資料庫670相連，以檢索儀器模塊195、 PDA 105和用戶信息。管理員 控制臺175還連接至命令接收機691，以向PDA 105發送命令。操作數 據處理器173連接至資源資料庫670，以檢索特定用戶、PDA 105或儀 器模塊195的配置信息。最後，客戶端控制臺176還可以從響應路由器 620或新事件路由器621接收PDA105的信息，然後從資源資料庫670中 檢索與PDA 105或儀器模塊195相關的信息。客戶端控制臺還通過向命 令接收機691發送命令而向PDA 105發送命令。
邏輯分層圖7示出了系統的邏輯組件分層。邏輯組件分層示出了不同邏輯組 件之間的關係以及它們相對於彼此的功能。例如，邏輯組件塊702表示 與成員有關的帳戶。成員由邏輯組件塊704來表示。可以利用後端控制 系統150、或利用允許將所有邏輯組件集成到單一資料庫中的入口 (portal)主機來建立帳戶。在一種方法中，入口主機可以駐留在服務 器計算機中。在另一個實施例中，入口主機可以是儀器模塊195。在另 一個實施例中，入口主機可以是另一個PDA。邏輯組件702與邏輯組件704之間的關係是多對多的關係。因此， 一個帳戶可以和多個成員有關，從而屬於一個帳戶的成員可以訪問信 息並保存屬於該帳戶的配置。在另一個實施例中， 一個成員可以具有 多個帳戶。例如，如果成員使用兩個PDA且針對每一個PDA 105具有 一個帳戶，那麼該成員可以定製不同的帳戶。為了監視成員而創建的多個帳戶允許允許該成員為每個帳戶定製 一個PDA，並將這些PDA分發到其監視成員希望監視的每一個人。在 另一種方法中，多個成員可以籤約以具有聯合帳戶，而且PDA和任意 相關的儀器模塊195的所有信息可以位於單一帳戶之下。無論選擇哪一種方案，與成員和帳戶相關的PDA可以被組網到一 起，而且將有關信息存儲在關係資料庫中。例如，後端控制系統150 可以訪問資源資料庫670，以訪問成員和帳戶的關係信息，以確定哪個 PDA與哪個PDA相關。結果，當後端控制系統150處理一個PDA接收到 的消息時，後端控制系統150可以將消息中的數據中繼至正確的PDA。在另一個實施例中，根據邏輯分層方案將PDA組網到一起，而且 較小的聯繫資料庫能夠以本地的方式存儲在PDA中。因此，不需要包 括後端控制系統150。相反，每一個PDA將會具有聯繫列表，而且可以 通過蜂窩網絡將消息直接發送至其它PDA，而不需要使用網關和後端 控制系統150對消息進行路由或處理。因此，PDA105可以配置有監視 PDA 106的呼叫號碼，從而當事件發生時，PDA 105自動地撥打監視 PDA 106。 PDA還可以發送文本消息，或發送例如蜂窩網絡或另一種 網絡的通信網絡所支持的任意其它消息。成員對帳戶的訪問受權限(permission)的控制。每一個成員具有 分配的權限。邏輯組件塊706示出了成員與分配的權限之間的關係。具 有管理員特權的成員可以授予其它成員特權。可以為PDA 105的所有 者分配管理員特權。所有者可以向醫生授予權限，以使醫生使用其PDA 與和所有者的PDA 105相連的健康監視器進行接口連接。在另一個示例中，所有者可以向保險公司授予權限，使保險公司使用網絡跟蹤程 序，通過監視PDA 105來觀察PDA 105的所有者的駕駛習慣。權限允許成員獲得對設備的配置能力以及對帳戶內從設備接收到 的信息的訪問。例如，邏輯組件塊710與遠程通知相對應，該通知可以 由具有接收該通知的權限的成員來接收。可選擇地，具有正確的權限 的成員可以對遠程通知的發送和接收進行配置。這些通知由PDA 105 的網絡內的PDA 105或另一個PDA來接收。在一種方法中，通知涉及 事件的發生。通知可以是電子郵件、SMS消息、即時消息、語音消息、 網絡彈出和字母數字頁等。邏輯組件塊712與實時跟蹤功能相對應。如果成員具有正確的權 限，則成員可以在其PDA105上跟蹤並監視財產、接收工藝流程更新、 更新交貨時間。同樣，在邏輯組件塊714中，具有正確的權限的成員可 以監視財產並管理與使用PDA 105的其它成員的通信。最後，邏輯組 件塊712的權限可以允許用戶訪問如邏輯組件塊716中所示的歷史數 據。典型的歷史數據是邏輯組件塊720中所示的核算數據。僅有具有正 確的權限的成員才具有詳細的核算數據，這些核算數據與入站和出站 通信量以及哪個設備產生該通信量相對應。具有先前授予的權限的網 絡伺服器(如邏輯組件塊718中所示)也可以訪問歷史數據。邏輯組件塊720與屬於給定成員的設備相對應。儘管這些設備大體 上與PDA105設備相同，然而入口不限於對PDA105設備的支持。在後 端控制系統150或任意其它入口主機中輸入設備的配置，然後通過串行 的方式或無線的方式將設備的配置下載到設備。設備被配置為與未受 限制數目的內部和外部數據源進行接口連接，並從這些數據源收集信 息。這些接口可以直接與PDA 105有線相連，或通過藍牙或蜂窩傳輸
而無線地傳輸數據。PDA 105設備被設計為事件驅動的，僅當滿足異常事件時才會傳輸數據。這個方法限制了以空中下載的方式發送的數據量並節約了帶 寬。這通過使用可以針對內部和外部數據源的任意組合而配置的規則 和閾值來完成。當違反規則或超過閾值時，可以產生用戶定義的事件。 這些事件的傳輸受到設備的傳輸規則和操作配置的控制。關於與其它設備的交互來配置事件，所述其它設備是例如與邏輯組件塊722對應的外設、與邏輯組件塊724對應的GPS設備、與邏輯組 件塊726對應的環境、與邏輯組件塊728對應的地理範圍指定、以及與 邏輯組件塊730對應的操作配置。外圍設備可以包括任意外部監視設備，例如能夠將信息傳遞至主 設備的測量儀器，例如儀器模塊195。外圍設備包括健康監視設備、環 境情況檢測器、工藝流程系統、車輛和車輛上的設備等。被監視的地區用戶可以關於地區而監視攜帶PDA 105的個人。該用戶可以使用 PDA 106、網站、應用程式或允許接收並向被監視的PDA105發送信息 的任意其它用戶接口。該信息可以涉及與PDA 105所處環境有關的多 個方面，具體地，該信息與PDA 105所處的地區有關。在一個實施例 中，PDA 105可以包括允許PDA105計算其處於地區內還是地區外的地 區資料庫。地區可以限定某種環境，例如家庭環境、辦公室環境、車 輛、餐廳等。地理範圍指定可以建立並被配置為描繪任意環境的周邊， 或描述例如城市、縣、行政區等的地理政治學細分的周邊。地理範圍 指定可以是路點、地區、路線或路點集合、地區集合、路線集合，或 是其任意組合。圖8A示出了當使用地理範圍指定軟體時多個PDA所使用的通信 網絡的高級設計。加載到PDA 105、 106和107之上的地理範圍指定軟 件840可以被配置為確定PDA處於一個或多個地區之內還是之外。地理 範圍指定軟體使用GPS數據、PDA上加載的地區以及預先配置的事件 數據來分析進入或離開地區自身是否是事件。在一個實施例中，每一個PDA通過通信網絡和伺服器間接地進行 通信。例如，PDA105可以通過如下方式和PDA106傳送消息首先向 蜂窩網絡842發送消息，然後經過網際網路160將該消息路由到網關846， 網關846允許將該消息中繼至控制中心844。在控制中心，對該消息進行處理和分析，以找出最終的接收方。然後，該消息被反向路由經過 網關846到達網際網路160，並經過蜂窩網絡842到達PDA 106。一旦消息到達網關846，則對該消息進行解碼並轉移到控制中心 844，而地理範圍指定軟體也存在於控制中心844處。控制中心844可以 被編制有事件軟體，從而如果事件出現消息到達控制中心844，那麼控 制中心將會在資源資料庫670中查找與之進行聯繫的正確的PDA，並査 找必須與之進行聯繫的其它方，例如警察或911。控制中心844裝配有 軟體840。在另一個實施例中，PDA105裝配有足夠的智能和信息，以使PDA 105對目的地信息進行分析並向PDA 106發送不需要被路由至控制中 心844的消息。例如，PDA105可以發送語音消息，如果PDA106和105 處於相同的蜂窩網絡842內，則該消息經過蜂窩網絡被路由回PDA 106。圖8B示出了多個PDA操作時所處的地區。在一個實施例中，其中 具有多個成員(例如父親、母親、兒子和女兒)的家庭中每人都擁有 PDA，父母可以擁有用於監視所有其它PDA的PDA 106。每一個家庭 成員擁有並攜帶PDA，每一個PDA都安裝了地理範圍指定軟體840和預 定區域的製圖，其中家庭成員白天將會在預定區域內活動。攜帶PDA 108的女兒已經配置了她的校區周圍的地區820。地區820是工作日被許 可行進地區。PDA具有可以計算周末的日程安排和日曆邏輯程序。因 此，在周末，PDA 108可以具有所配置的另一個被許可行進地區，例 如父母和女兒居住的城市的邊界。此外，父母可以對從家至學校或相 反方向上的常規行進路徑進行配置。可以在PDA 108中編制事件，從 而如果女兒的PDA 108偏離該預定路徑時，PDA 108向PDA 106發送信 號以指示路徑偏離的警報。在另一個實施例中，該警報可以包括向父 母二人發出的、指示女兒可能處於危險之中的電子郵件。這樣，父母
可以立即呼叫其女兒以査明意外事件。取決於監視人為了配置被監視PDA所選擇的警示等級，事件可以採取不同的優先級。例如，PDA可以將某些事件配置為必須進行報告 的事件(例如PDA行進超過一千英裡)。其它事件是有條件地進行報告 的，而餘下的事件可以被忽略，且僅當監視PDA請求該信息(例如今 天行進的英裡數)時才進行記錄和報告。在另一個實施例中，兒子可能擁有摩託車，而且在騎摩託車出行 時攜帶PDA107。 PDA107還可以安裝有地理範圍指定軟體840。因此， 父母可以監視與兒子的PDA 107中編制的地區有關的、與PDA 107關聯 地發生的多個事件。因此，父母的PDA 106可以接收與位置、速度、 行進方向和加速度的檢測和報告有關的數據。父母可以使用配置軟體 來描繪兒子可以行進的特定區域以及兒子不能行進的區域。例如，未 許可的行進區域可以是城市邊界之外或是已知的歹徒活動的具體區 域。此外，PDA107可以和摩託車內的設備進行無線連接，這允許PDA 107對摩託車的功能和操作進行監視。當超過城市的速度限制時，會出 現可報告的事件。DPA 107可以被預先編制有當前城市的速度限制， 而且取決於位置，PDA能夠動態地識別和設置速度閾值等級。PDA 107 還可以檢測是否以過大的速度轉過拐角，並向監視PDA 106觸發文本 消息。預定時間、區域邊界、速度限制和加速度參數由父母確定，而 且可以通過網際網路/蜂窩系統在任意時間進行改變。另外，如果期望的 話，可以在網際網路上連續地監視每一個子女的位置。在另一個實施例中，攜帶監視PDA106的個人還可以監視攜帶PDA 105的年老的父母的健康情況。作為演示，年老的父母單獨居住並表現 出Alzheimer疾病的初期症狀。PDA 105可以被配置有圍繞著有效地對 房子190進行地理範圍指定的房子周邊的地區810。如果PDA 105離開 該區域，則立即向PDA 106發送事件，報告年老的父母大概已經離開 了房子的周邊，並迷失在附近。PDA106可以立即在PDA106的屏幕上 對PDA105的下落繪製出地圖，並接回走丟的年老父母。每一個PDA可以通過使用GPS信息和存儲器中預先存儲的地區而 檢測其關於地理邊界的位置。因此，PDA不需要發信號通知每一個環 境中的儀器模塊195或任意其它設備以確定PDA的存在。相反，PDA 基於GPS數據來計算其位置，並"知曉"其是否處於新的位置。使用從 GPS接收機215獲得的數據來對PDA的位置進行地理編碼。可以周期性 地對每一個PDA的位置進行地理編碼，並計算是否處於地區內。每一 個地區具有相關的坐標數據，將這些數據與從GPS接收機215獲得的數 據進行比較，以確定PDA是否處於地區內。當每一個PDA從一個位置移到另一個位置時(例如從家庭環境移 到車輛環境)，PDA識別出新的位置，並切換至與該位置有關的操作模 式。例如，如果PDA離開家庭環境190的周邊，並進入車輛周邊，那麼 PDA將停止與家用電器的交互，而開始與車輛部件進行交互。實際上， PDA具有位置特定行為。因此，例如，如果PDA 105確定其處於地區810中，貝l」PDA 105加 載與家庭環境190相對應的配置。g卩， 一旦確定PDA105處於家庭環境 190中，那麼PDA 105假定能夠與儀器模塊812進行通信，並開始與健 康監視和測量設備進行信息的發送和接收。在多個成員(例如父親、母親、兒子和女兒)中每一個成員都具 有PDA的家庭中，每一個PDA的配置可以不同。例如，每一個PDA可 以被配置有與用戶特定位置相對應的多個地區，例如對於兒子來說是 家和學校，而對於女兒來說是家、學校和附近。女兒的PDA 108可以 包括不安全附近的地區，而且己經輸入了指示不安全附近的事件警報 以及關於怎樣離開這個危險附近的指令。當屬於女兒的PDA 108處於 不安全的地區中時，可攜式設備可以將其報告給父母的PDA 105之一。類似地，PDA 105與之進行通信的外圍設備可以根據家庭成員而 有所不同。這樣，父母可以對其所擁有的PDA進行配置，以識別其家庭環境 和工作環境。父母可以選擇限定其希望進行操作和控制的環境的邊界。 例如，父母的PDA 106可以被配置為與警報系統、廚房用具和火災檢 測器進行交互。子女的可攜式設備可以被配置為僅與火災檢測器和電 視進行交互。這樣，子女的設備將不會與廚房用具進行交互。'然而， 父母的可攜式設備和子女的可攜式設備都能接收到來自火災檢測器的
警報。此外，每一個家庭成員的PDA與之進行通信的儀器模塊195也可 以不同。工作區在另一個實施例中，管理員可以對需要將代表布置在不同工作地 點的企業進行管理(例如建築和家庭改建/修復企業)。圖9示出了管理員使用PDA與多個工作地點環境中的不同工人的 PDA進行交互。管理員914攜帶監視PDA 106，監視PDA 106允許管理 員914監視一天中指定工作地點處的活動。使用PDA 106，管理員9M 能夠與不同工作地點處的若干人員進行遠程交互，監視他們的位置、 他們所處的地區、它們的卡車或車輛的情況、卡車中的物資、職員， 如果希望的話，還可以監視動作地點的具體方面的情況。管理員914能夠監視並控制三個人員的活動，其中每一個監督員具 有PDA 105、 106和108。如上文所述， 一種可能的通信媒體是蜂窩網 絡910。 PDA可以關於發生在其地點處的每一個事件而進行通信，並向 管理員的PDA 106報告重要的事件。每一個人員的PDA可以裝配有實 時工藝流程和預定更新軟體，該軟體可以將特定任務的完成當作事件， 並將該完成通知給管理員的PDA 106。 PDA 106還可以為關鍵商人配置 緊急物資交付和工作分配。隨著工作日的前進，在PDA上更新每一個 監督員的任務計劃。可以通過監督員的輸入、或通過來自臨時安裝在 工作地點處的儀器模塊195的通知而進行更新。地理範圍指定軟體840被加載到每一個監督員的PDA中，從而將它 們關於每一個工作地點的位置進行地理編碼並通知給PDA 106。例如， 如果攜帶PDA 108的監督員與人員在工作地點處，而攜帶PDA 107的監 督員正在接近用於遞送物資的工作地點，那麼PDA 108可以接收指示 物資遞送的消息。在一個實施例中，PDA 107具有編制的事件， 一旦 越過給定的地區邊界，該事件觸發將事件消息發送至PDA108。因此， PDA 107可以和PDA 108進行直接的移動-移動通信。在另一個實施例 中，PDA108通知後端控制系統150，而後端控制系統150又會通知PDA 107。
圖10示出了工作地點環境，其中PDA取決於其它PDA與工作地點 環境的鄰近性而執行操作。在一個實施例中，轉移中心1010的管理員 1008擁有PDA106， PDA106與轉移中心1010中的儀器模塊(未示出) 和設備進行通信。儀器模塊可以和允許與PDA連接的蜂窩網絡1012相 連。在另一個實施例中，儀器模塊通過網際網路與PDA 106相連。在另 一個實施例中，PDA 106可以根據移動-移動通信方案與PDA 105進行 通信。在一個示例中，轉移中心1010從多個州和鄉村接收貨物。進入的 卡車1002的司機也可以裝備有與轉移中心1010進行通信的PDA 105。 司機的PDA 105將日常時間表和多個遞送區加載到存儲器中。遞送區可以是與卡車接近並行進到的區域相對應的邊界。例如，卡車1002進入地區1030。當它進入地區1030時，PDA 105 可以被配置為向監視PDA 106或向轉移中心1010發送事件消息，指示 PDA 105已經進入第一地區1030。在轉移中心1010，儀器模塊或另一 個計算設備接收到卡車1002已經進入地區1030的事件消息。儀器模塊 可以被配置為當卡車1002進入地區1030時觸發操作。例如，該操作可 以是向PDA 106發送消息以指示卡車1002已經進入地區1030。在另一 個實施例中，可以在儀器模塊上配置另一個操作，即啟動某個過程以 便為卡車1002的到達做準備。這個準備可以包括為接收貨物而準備裝 備和人員。在另一個實施例中，由儀器模塊執行的該操作可以向網絡 伺服器發送通知，以便在網頁上發布卡車1002及其貨物的估計到達時 間。當卡車距離轉移中心1010更近時，可以執行進一步的準備。多個 觸發器允許針對卡車1002的到達進行及時和有序的準備，按照卡車 1002的需要對卸貨碼頭的分配、特殊工具和裝備以及人員進行準備。 當其它卡車到達轉移中心1010時，取決於卡車的信息，可以配置發生 其它事件。接近轉移中心1010可以連續地創建觸發預先配置的操作使其發生 的事件。例如， 一旦卡車進入地區1020， PDA105發送具有貨物情況、 更加精確的估計到達時間、交通情況等的消息。轉移中心1010處的儀器模塊195從PDA 105接收消息，並取決於儀器模塊上配置的事件而執 行相應操作。當卡車進入地區1012時，PDA 105向儀器模塊發送另一 個事件消息，指示己經進入地區1012。儀器模塊命令大門打開，使卡 車1002進入轉移中心。發送到移動中心1010處的儀器模塊的每一個事件消息可以和發送 到監視PDA 106的事件消息同時發出，提供了PDA 105與移動中心1010處的儀器模塊之間的活動的更新信息。PDA 105中配置的每一個地區可以是路點、無規律地區或多個路 點的組合、無規律邊界等。因此，在一個實施例中，該地區可以是州 邊界、縣邊界、城市邊界和商業用地邊界。當卡車進入州時，可以配 置發生特定事件。同樣，當卡車1002進入縣邊界時，可以發生其它事 件並作為結果而執行操作。例如，在進入縣邊界後，PDA 105可以關 閉冷凍機並開始對產品解凍。當卡車1002進入城市或目的地附近時， 可以發生其它事件。在另一個實施例中，管理員1008可以通過蜂窩網絡1012與該位置 進行通信，並遠程地觸發準備裝備以接收該到達。管理員的PDA 106 可以和轉移中心1010位置處的儀器模塊進行通信，並觸發裝備的部署、 向人員通知到達等。雖然上文描述包含多個特殊情況，然而這些特殊情況不應被解釋 為對公開內容的範圍的限制，而是應當被解釋為公開內容的一個實施 例的範例。例如，PDA是任意的無線或手持設備，它可以裝配有足夠 的計算能力、存儲器和通信機制，以便能夠執行這裡描述的操作。由 此，PDA可以是蜂窩電話、尋呼機、Blackberry設備、個人數字助理、膝上計算機、筆記本電腦、數位音樂播放器以及任意其它可攜式設備。 上文描述的方法和系統設想出本發明的多個應用。本發明包括一 種監視系統，它能夠監視給定地理位置或環境中的多個PDA或設備。 地理位置可以是家庭環境、商業環境、領土、國家、陸地、區域、省、 地形、建築物，以及大廈、房子、商店、帳篷和任意其它位置。PDA 在其中可以操作的可移動環境包括車輛、飛機、空中物、動物、人、 貨物、專用和/或易爆貨物，例如化學品、武器或危險原料。 在被監視的PDA的環境內，可以用於產生事件消息的對象或設備可以包括但不限於毒性檢測設備、健康監視設備、環境控制和監視 設備、軍用裝備、車輛可操作設備、家用電器、電子設備、計算機設 備等。被監視的參數可以是溫度、壓力、溼度、血壓、EKG、大氣壓、 自動跟蹤控制等。PDA被設想具有多種不同的大小，包括極小(nano) 和/或極微小(micro)規模的PDA。此外，本發明包括來自這裡公開的不同種類和/或實施例的元件的 任意組合或子組合。本領域的技術人員可以理解，這些特徵以及本發 明的範圍應當按照所附權利要求及其任意等同物來解釋。
權利要求
1.一種有選擇地與預定地區內的第一可攜式設備進行通信的方法，包括使用緯度和經度屬性來定義地區；將代表地區的數據加載到第一可攜式設備上；為第一可攜式設備提供地面定位單元接收機，該地面定位單元接收機允許第一可攜式設備獲得第一可攜式設備的位置的地理坐標；將第一可攜式設備配置用於確定第一可攜式設備關於地區的位置；將第一可攜式設備中的微處理器編制用於確定與可攜式設備的狀態有關的關於地區的事件的發生；以及允許第一可攜式設備中的微處理器向第二可攜式設備發送指示事件發生的事件消息。
2. 根據權利要求l所述的方法，還包括允許多個設備向第一可攜式設備發送指示事件發生的信號；以及 如果第一可攜式設備中的微處理器確定所發生的事件觸發了預先配置的操作的執行，則允許第一可攜式設備中的微處理器執行預先配置的操作。
3. 根據權利要求l所述的方法，其中所發生的事件是超過速度 閾值水平、進入地區、離開地區、與攜帶第一可攜式設備的個人相關 的裝備發生故障、或者由與攜帶第一可攜式設備的人相關的儀器測量 到的這個人的健康情況糟糕。
4. 根據權利要求l所述的方法，還包括如果第二可攜式設備中的微處理器確定所發生的事件觸發了預先配置的操作的執行，則配置 第二可攜式設備中的微處理器執行操作。
5. 根據權利要求l所述的方法，其中第一可攜式設備是蜂窩電話、智慧型電話或個人數字助理。
6. 根據權利要求l所述的方法，其中第二可攜式設備是蜂窩電話、智慧型電話或個人數字助理。
7. 根據權利要求l所述的方法，其中地區是家庭環境、工作環境、 州、城市、商業區、住宅區或校區。
8. 根據權利要求l所述的方法，其中代表每一個地區的數據是多個坐標，其中可攜式設備通過使用多個坐標並執行如下步驟而創建了地區的進一步表示將坐標映射到像素圖像上，以便為多個坐標中的每一個坐標分配一個像素，其中每一個被分配像素之間的距離是可配置的；將多個己分配的像素和線相連，所述線形成圍繞像素圖像中某個區域的連續且連接的線；以及激活位於線上的像素，以形成圍繞像素圖像中某個形狀的連續像 素陣列。
9. 根據權利要求l所述的方法，其中代表每一個地區的數據是多 個路點，多個路點中每一個路點由地理坐標和半徑而定義；其中地理 坐標由緯度和經度來表示，而半徑由距離大小來表示。
10. 根據權利要求l所述的方法，其中代表每一個地區的數據是 執行如下步驟而創建的像素圖像-允許用戶使用兩個坐標屬性在計算機地圖中標識地區； 將被標識的區域劃分為柵格；允許用戶從柵格中選擇至少一個部分以定義地區；以及 將所述至少一個部分與像素計算機圖像中的像素進行關聯，從而 將用戶在被標識地區中選擇的像素標識在地區中。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中柵格被劃分為多個部分， 以實現足夠高的解析度，從而能夠正確地描述地區。
12. 根據權利要求l所述的方法，還包括執行預先配置的操作， 例如進行電話呼叫、向控制中心報告、啟動警報。
13. 根據權利要求l所述的方法，其中將第一可攜式設備編制為 確定地區中是否出現特定情況，而且當出現情況時，可攜式設備向控 制中心報告這個出現。
14. 根據權利要求l所述的方法，還包括將地區提供給與多個 設備通信地連接的模塊，該模塊用作在多個設備與第一可攜式設備之 間進行通信的集線器。
15. 根據權利要求14所述的方法，其中第一可攜式設備與多個設 備之間的通信信號是藍牙信號、紅外信號、短距離無線電信號、無線 通用串行總線、或WiFi。
16. 根據權利要求l所述的方法，其中所述設備是對一氧化碳、 氯氣、煙塵、煙霧、空氣中的氧氣或溫度的等級進行測量的測量儀器。
17. —種有選擇地與遠程環境中的可攜式設備進行通信的方法，包括提供與環境相關的被監視可攜式設備；啟用被監視可攜式設備與位於環境中的多個儀器之間的通信；通過通信網絡而啟用被監視可攜式設備與監視可攜式設備之間 的無線通信，監視設備位於遠離該環境；編制被監視可攜式設備中的微處理器，以確定與從多個儀器之一 所獲得的數據有關的事件的發生；以及允許被監視可攜式設備中的微處理器向監視可攜式設備發送指 示事件發生的事件消息。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中通信網絡是網際網路。
19. 根據權利要求17所述的方法，其中通信網絡是蜂窩網絡。
20. 根據權利要求17所述的方法，還包括如果第一可攜式設備 中的微處理器確定所發生的事件觸發了預先配置的操作的執行，允許 第一可攜式設備中的微處理器執行預先配置的操作。
21. —種有選擇地與遠程環境中的可攜式設備進行通信的系統， 包括與地區相關的第一可攜式設備；通過通信網絡與第一可攜式設備進行無線通信的第二可攜式設 備，其中第二可攜式設備位於遠離該地區；以及其中第一可攜式設備包括微處理器，該微處理器確定與可攜式設 備的狀態有關的關於地區的事件的發生，並向第二可攜式設備發送指 示事件發生的事件消息。
22. 根據權利要求21所述的方法，其中通信網絡是網際網路。
23. 根據權利要求21所述的方法，其中通信網絡是蜂窩網絡。
24. 根據權利要求21所述的方法，其中，如果第一可攜式設備中 的微處理器確定所發生的事件觸發了預先配置的操作的執行，第一便 攜式設備中的微處理器執行預先配置的操作。
全文摘要
一種有選擇地與預定地區內的第一可攜式設備進行通信的方法和系統。第一可攜式設備與使用緯度和經度屬性而定義的地區相關。將代表地區的數據加載到第一可攜式設備上。第一可攜式設備包括地面定位單元接收機，它允許第一可攜式設備接收定位數據，並確定其關於地區的位置。當第一可攜式設備確定其處於地區內時，第一可攜式設備啟用其與第二可攜式設備之間的通信。
文檔編號H04M1/725GK101112077SQ200580046033
公開日2008年1月23日 申請日期2005年10月20日 優先權日2004年11月5日
發明者休斯頓·斯塔通, 小詹姆斯·阿什利, 派屈克·穆尼, 老詹姆斯·阿什利 申請人:韋爾裡斯沃克斯國際有限公司