监控使用无线媒体的设备的方法和系统的制作方法

专利名称：监控使用无线媒体的设备的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及监控象家用电器或任何其它指定位置的设备。特别是，涉 及利用无线便携设备监控地理区域定义的分离位置内的多个设备。无线便 携设备中配置了地理区域数据。
背景技术：
监控个人设备的系统和方法被广泛使用。 一些系统采用通常没有计算 能力的单用途无线设备。现代商务和生活方式需要高带宽来承载由基于曰 益增长的服务器的基础设施的来分析的大数据流。当前的监视设备缺乏计 算能力或适合个人在各种环境中操作的所需配置。

发明内容
在此提供的PDA是具有强计算能力的便携式无线设备。PDA由个人携 带，并与其它设备无线通信。此外，PDA具有存储用于控制和监视多种环 境的多种配置。每种环境也可包含能够由PM监视和分析的大量设备。PDA 是一种在满足例外，超过阈值，和辨别出异常时只需要发送数据的智能设 备。该系统需要最小的带宽以及最适度的基础设施来支持如上所述的商业
情况。
在一个方面中，提供一种有选择地与预定义地理区域内的设备通信的 方法。定义多个地理区域，提供预定属性定义每个区域。每个地理区域内 的至少一个设备与能够与之通信的便携设备相关联。所述便携设备设置有 地面定位单元接收机。将所述多个地理区域的数据表示加载到所述便携设 备。从所述地面定位单元接收机获得所述便携设备的地理坐标。针对所述 多个地理区域中的至少一个确定所述便携设备的位置。当所述便携设备确 定它处在所述至少一个地理区域内时，建立与所述至少一个地理区域相关 联的所述至少一个设备的通信。所述预定属性可以是纬度和经度属性。
所述便携设备可以是小区移动电话，智能电话，或个人数据助理中的 任何一种。地理区域是家庭环境，工作环境，州，市，商业区，居住区， 或学校区中的至少一种。
在另一个方面中，该方法还包括通信地耦合到与所述至少一个地理区 域相关联的至少一个设备的模块；所述模块作为在所述至少一个设备和所 述便携设备之间通信的网络集线器。所述便携设备与所述多个设备之间的 通信信号可以是蓝牙信号，红外信号，短范围无线电信号，无线通用串行 总线，和Wi-Fi。所述至少一个设备可以是测量空气中的一氧化碳、氯、 烟尘、烟雾、氧气中的至少一种的等级，或温度的测量仪器。
在另一个方面中，该方法还包括步骤允许所述至少一个识别向所述 便携设备发送指示事件发生的信号，和如果便携设备中的微处理器确定发 生的事件触发执行预先配置的操作，允许便携设备中的微处理器执行预先 配置的操作。
在一个方面中，每个地理区域的数据表示是多个坐标，其中所述便携 设备通过执行下列步骤利用多个坐标生成地理区域的进一步的表示将坐 标映射到像素化图像中，以便把一个像素分配给所述多个坐标中的每个坐 标，其中可配置每个分配的像素之间的距离，将所述多个分配的像素与形 成包围所述像素化图像中区域的毗邻且连接的线的线相连，激活位于线上 的像素，以便形成包围所述像素化图像中形状的像素的毗邻阵列。
在另一个方面中，每个地理区域的数据表示是多个路线点，所述多个 路线点中的每个路线点由地理坐标和半径定义；其中用纬度和经度表示所
述地理坐标，用距离大小表示所述半径。
在另一个方面中，每个地理区域的数据表示是执行下列步骤生成的像 素化图像允许用户使用两种坐标属性识别计算机地图中的几何区域，将 识别的几何区域划分成网格，允许用户从所述网格中选择至少一个部分， 以便定义地理区域，将所述至少一个部分与像素化计算机图像中的像素相 关联，以致把用户在识别的几何区域中选择的像素识别为在地理区域中。 当通过划分几何区域构筑或构成网格时，得到多个部分，以致能够实现以 足够高的分辨率正确地描绘所述地理区域。
在另一个方面中，对便携式设备编程以确定是否已经在所述地理区域 中发生特定情形，在一种情形发生时，便携设备向控制中心或第二便携设 备报告情形的发生。执行诸如进行电话呼叫，向控制中心报告，启动报警 之类的预编程操作。
在一个方面中，提供一种有选择地与远程环境中的设备通信的方法。 该方法包括提供与地理位置相关联的仪器模块，在所述仪器模块与位于 所述地理位置的多个仪器之间进行通信，通过通信网络在所述仪器模块与 所述便携设备之间进行'无线通信，向所述便携设备加载识别与每个地理位 置相关联的所述多个仪器的数据，和识别对应的仪器模块的数据，对仪器 模块中的微处理器进行编程，以确定与从所述多个仪器之一获得的数据有 关的事件的发生，和允许所述仪器模块中的微处理器向所述便携设备发送 指示所述事件发生的事件消息。如果所述便携设备中的所述微处理器确定 发生的事件触发了预配置操作的执行，所述便携设备中的所述微处理器能 够执行所述预配置操作。
在一个方面中，提供一种有选择地与远程环境中的设备通信的系统。 所述系统包括与地理位置相关联的仪器模块，至少一个仪器通信地与所 述仪器模块相连，所述至少一个仪器位于所述地理位置，和通过通信网络 与所述仪器模块无线相连的便携设备，其中所述便携设备被加载识别所述 至少一个仪器和所述对应的仪器模块的数据。所述仪器模块包括微处理 器，用于确定与从所述至少一个仪器获得的数据有关的事件的发生，和向 所述便携设备发送指示所述事件发生的事件消息。


参考作为示例的附图进行说明。
图1示出了用来控制和监视设备的计算机系统和PDA的高层结构。
图2示出了 PDA能够监控设备的示例环境。
图3示出了在用来控制和监视设备的系统中使用的PDA的部件布置。 图4示出了用户可以选择参数来配置多种事件的PDA配置应用的窗□。
图5A示出了被划分为网格的地理区域的地图。 图5B示出了表示地理区域的像素化图像。 图6示出了后端控制系统的部件图。 图7示出了系统逻辑部件的等级结构。 图8示出了 PDA可以操作的多种环境。
图9示出了使用PDA的管理者与PDA内配置的远端的不同进程进行交互。
图10示出了 PDA根据邻近其它PDA的工地环境进行操作的工地环境
具体实施例方式
下面描述的方法和系统利用了个人数据采集和具有测量、延时、事件 记录、分析和控制与多个电子设备关联的参数和事件功能的报告系统。系 统可以包括一个通过蜂窝和结合能在全球标尺上提供位置和状态信息的 GPS定位卫星的卫星通信网络上通信的PDA。 PDA可以交互并控制大范 围的外围设备，包括根据预先配置的地理区域和事件进行操作。PDA可以 监视和分析健康参数，如心率、体温、血压、血糖含量、体内植入的传感 器和药物装置，并且能够监视紧急通知。另外，PDA可以检测穿过地理边 境、个人或机主车辆的行程、报告PDA、个人或机主车辆的位置、速度、 里程、旅行方向、加速度和讳度。PDA还可以监视和分析危险的环境状况， 包括检测氧气、 一氧化碳、氯气、天然气、烟雾浓度。此外，PDA可以监 视和远程控制家用电器。
PDA可以在多种环境中操作并且与每种环境中的设备交互。PDA使 用结合了预存地理区域信息的GPS信息，预存地理区域信息针对环境变化 来改变配置。这些预存区域可以进行配置来形成用户需要的多种形状的地 理边界。PDA适应并与每个环境的设备进行个别交互。
因此，如果在车辆上安装了 PDA，那么PDA可以通过本地通信链路 (通过蓝牙、短程无线电等实施)与如燃料阀这样的车辆装置进行通信。
便携设备具有强大的计算能力，从而能够根据从每个环境关联的装置 获得的数据执行预定程序的操作。因此，PDA具有智能设备的特点、灵活 性和能力。PDA包括至少32比特的处理器，能够与至少一个调制解调器(蜂 窝，卫星，和其它)接口；至少一个全球定位系统(GPS)接收机；至少 一个存储器模块,和其它外围设备。处理器允许PDA在PDA中，而不是在 远程，基于服务器的空中中心，放置逻辑分析和做出决定的能力。PDA的 其它部件可以包括至少一个GPS天线，至少一个调制解调器天线，至少一 个用于通信和配置的串口，但不限于此。
在其许多能力中，可以配置PDA的中央处理单元管理可配置操作。管 可配置操作包括下列操作报告、观察、辨别、处理、和分析许多可配置 事件和可配置操作，给出和响应各种命令，在其本地安装中实行许多事件， 和包含历史记录部件。
PDA可配置成根据用户需要包括很多或很少可配置的逻辑事件。事件 可以基于利用GPS定位和其它一种如时间或速度因素的组合作为规则。
可配置的操作指PDA中的CPU将要执行的动作。例如，从家用电器 接收到故障事件信号的PDA可以配置成立即拨打服务公司的电话。其它 的可配置事件或可配置操作包括，但不局限于此，车辆的点火、熄火；调 节温度、调节燃料箱等。为了发送特定消息、响应特定查询或命令、启动 或停止特定的机械装置、或识别特定事件，可以执行可配置的操作或它们 的组合。可配置事件和可配置操作可以在许多情况下发生。这些情况包括， 但不局限于此，当响应命令时发生可配置事件或可配置操作；当响应查询 时发生可配置事件或可配置操作；或当识别预选条件时发生可配置事件或 可配置操作。还可以使用可配置边界或地理区域并按照用户需要配置成任何形状。 例如，边界或区域可以沿州界或沿所选高速公路的路线。边界或区域可以 沿学校区域、禁飞区、城市周边等。边界和区域还可以是几何形状或非几
何形状。本发明的其它优势是可以通过无线电在本地更新和配置PDA。
PDA被设计成由事件驱动，仅当遇到异常情况才发送数据。异常情况
在PDA中被配置成事件。事件驱动方式限制了通过无线电发送的数据量
并且保持了带宽。这是利用为内部和外部数据源的任意组合配置规则和门 限实现的。当规则被打破或超出门限，可以创建用户定义的事件。由设备 的发送规则和操作配置控制这些事件的发送。
仪器模块可以安装、附加、制造或包含在各种物品或电子设备之上或 之内。这些物品或电子设备可以包括娱乐设备、计算机系统、环境状况感 应器、健康监视器等任何有利于监控其操作的任何东西。在监视系统的背 景中，仪器模块用于收集、处理和与仪器模块连接的物品或电子设备交流
f曰息。
图1示出了用来控制和监视设备的通信链路的高层结构。PDA 105从 允许PDA 105在需要时识别它的地理位置和地理代码的GPS卫星131接收 无线电信号。PDA 105通过PDA 105硬件中集成的多种无线装置与各种网 络进行无线通信。在一个实施例中，该通信网络是包括多个小区基站120 和业务提供商135的蜂窝网络。在另一个实施例中，该通信网络是包括具 有SMS接收机125和业务提供商140的蜂窝网络。在另一个实施例中，该 通信网络是包括多个卫星接收机和发射机130和卫星地面站145的卫星网 络。在再一个实施例中，该通信网络是短距离无线电通信网络。
通信网络允许PDA 105与后端控制系统150通信。PDA 105向后端控 制系统150发送事件信息，并通过通信网络响应由后端控制系统150发送 到PDA 105的命令。后端控制系统150包括与编解码器155交互的多个网 关151, 152， 153，和154。编解码器155是后端控制系统150的中央编 码器和解码器，并允许后端控制系统150适应和与任何通信网络通信。模 块设计能够引入新硬件和网络协议，而不必改变监视和报告软件。后端控 制系统150还包括异步路由系统159，允许异步并有效地处理入站和出站 通信。在一个实施例中，异步路由系统159包括多个路由业务156，至少
一个数据库157，和网络服务器158。由路由业务156路由的消息直接传 送到客户控制台176。客户控制台176向操作者给出仪器和PDA 105的信 息。客户控制台176提供后端控制系统150和通信网络把命令发送到PDA 105。
可以把多个应用设备连接到中央数据库157，以提供进一步的系统功 能。管理员控制台175允许操作者添加、编辑或删除PDA105的信息，仪 器信息，用户信息等。历史处理器控制台174允许用户观看报告重播事件 数据。操作数据处理器173允许操作者定义PDA 105的操作的地理区域和 路线点。配置设备172允许操作者方便地配置PM 105的特性和功能。
除了 PDA 105,还可以通过其它媒体将仪器信息提供给操作者。在一 个实施例中，可以通过从网络服务器158向网络客户171发送仪器信息而 经由网站或电子邮件将该信息提供给操作者。在另一个实施例中，可以提 供向预定的无线设备177发送文本或话音消息而向操作者提供仪器信息。
PDA 105可以通过仪器模块195与多种仪器或装置通信。在一个实施 例中，仪器模块195连接到多个用户想监视或交互的仪器或装置。例如， 仪器模块195可以连接到电视机192、车库门开关194、和传真机196。根 据PDA 105的配置，PDA 105可以执行操作来打开/关闭仪器，从仪器查 询测量等。为了与web服务器158和后端控制系统150连通，仪器模块 195还可以连接到互联网160。仪器模块195可以配置成报告涉及与仪器 模块195关联的任何仪器的特定事件或事故。仪器模块195通过互联网160 向后端控制系统150和PDA 105报告这些信息。如果PDA 105在附近， 那么仪器模块195可以向PDA 105直接发送。
图2示出了PDA105可以监控设备的示例环境。在一个实施例中，环 境可以是家的环境190。为了向PDA105提供监控能力，仪器模块195可 以安装在家的环境190。 PDA 105通过己知的协议，如蓝牙、短程无线电 等无线链路与仪器模块195交互。
仪器模块195依次连接到家里的各种仪器上。在一个实施例中，这些 仪器可以是电视机192、车库门开关194、和传真机196。仪器模块195 可以通过局域网或特定环境内的任何网络装置连接。
在一个实施例中，如果仪器模块195从任何一个相连的仪器接收到信
号，那么仪器模块195确定仪器是否有预配置的事件发生。例如，如果在
连接的传真机196上接收到一份传真，那么仪器模块195可以配置成在接 收到传真后执行操作。例如，仪器模块195可以通过互联网连接160通知 PDA 105传真已收到。如果PDA 105在仪器模块195附近，那么通知可以 通过无线链路直接发送到PDA 105。
在另一个实施例中，仪器模块195可以和事件配置在一起，这些事件 可以是检测到PDA 105的出现、由PDA 105接收消息、或计算测量所花 时间。 一旦事件发生，PDA 105可以执行预编程序的操作。例如，当从PDA 接收到表示在仪器模块195附近出现PDA105的消息时，仪器模块195向 车库门开关194发送信号打开车库门。为了操作打开车库门，车库门开关 194从仪器模块195接收适当的电子信号。
同样地，仪器模块195可以配置成与任何已配置仪器交互并执行操作。 家的环境190中其它能与仪器模块195交互的仪器的实例可以是报警系 统、供热系统、空调系统、洗碗机、衣物烘干机、保险库等。
在一个实施例中，PDA 105可以编程为当PDA在仪器模块195附近 向仪器模块发送信号。PDA 105通过获得的GPS定位数据并确定它是否在 与配置边界内来识别它在家的环境190内。可以使用预配置的不规则边界， 如邻居、或校区、工地等。在另一个实施例中，仪器模块195简单地假设 PDA 105永远存在。
PDA105还可以配置事件发生时要执行的操作。这些操作可以是从仪 器模块195请求信息，在仪器模块195发操作命令等。
硬件配置
图3示出了在用来控制和监视设备的系统中使用的PDA的部件布置。 在一个实施例中，PDA 105具有蜂窝电话模块240和数据采集模块242。 蜂窝电话模块240包括至少一个蜂窝调制解调器220、至少一个CPU 210、 和至少一个音频处理单元214。在另一个实施例中，蜂窝电话模块240可 以包括一个卫星通信调制解调器来提供最普及和完全的全球覆盖。
CPU 210是具有足够计算能力能快速执行复杂计算的高性能处理器。
在一个实施例中，处理器210至少是32位的处理器。处理器210包括至 少32K字节的内存。例如，可以关注带两个内置UART's的Motorola2114 32位RISC处理器。但是，也可以关注类似或更高级的处理器。
数据采集模块242可以包括全球定位系统(GPS)接收机215、数据 系统微处理器212、存储器模块280、和通信链路244。 GPS接收机215 的定位精度在几英尺左右。例如，可以关注12-Channel Trimble SQ、 Lapaic UV40或小范围精度接收机。存储器模块280包括至少两个附加的存储芯 片，其中每个附加的存储芯片至少128Kb。
在一个实施例中，蜂窝调制解调器220是与后端控制系统150通信的 主要装置。蜂窝调制解调器220可以是GSM、 CDMA或类似的调制解调 器。卫星调制解调器或收发机230可以在PDA 105的外部并且通过串口 340与PDA105连接。另夕卜，卫星调制解调器230也可以在PDA105的内 部。
仅当蜂窝网络覆盖不好或用户指定用卫星调制解调器230时才以卫星 调制解调器230为主。有效使用卫星调制解调器230能降低用户跟踪系统 的成本。 一个实施例关注用象Sky Wave DMR-200卫星调制解调器这样的 卫星调制解调器230。类似关注的卫星调制解调器包括象内置的全向天线， 提供全世界覆盖并且与PDA的处理器210有效交互这些特征。
在一个实施例中通信链路244是具有至少20米范围的蓝牙收发机 215。例如，在一个实施例中，关注National Semiconductor Simply Blue LMX9820 Class 2 Bluetooth模块。然而，可以关注任何其它不需要视线无 线连接的类似或更先进的蓝牙接收机。可以安装蓝牙收发机利用它的不同 功能，如集成和支持多种无线外围设备，用作短程无线电下载数据，或作 为本地的无线"热点"。
电源235可以是熔断的主电源，工作功率在12伏到24伏之间。 一个 实施例关注在正常操作期间的低功率消耗(65mA或更低)。此外，PDA 105 包括用来为可选备份电池充电的电路。如果主电源235的供给达到了可接 受的最低电压，那么PDA105将自动切换到备用电源并发送识别出电源达 到临界水平的消息。
仪器模块195可以和PDA105分别打包，也可以在同一个机壳内。仪 器模块和PDA 105通过PDA的通信链路244和仪器模块通信链路260通 信。通信链路244和260通过象无线USB、 Wi—Fi、蓝牙等这样的无线通 信协议耦合，这些协议允许PDA 105和仪器模块195在300英尺范围内通 信。仪器模块195还可以有通信链路272、 274和276。这些链路272、 274 和276允许仪器模块连接到例如，测量环境状况、规范电器开/关状态、和 监视汽车功能的各种设备。
仪器模块195还可以配备微处理器和存储器模块。微处理器的配置能
分析和计算事件的发生、执行操作和计算机程序。
PDA 105可以通过蜂窝通信网络与仪器模块195通信。仪器模块195
可以安装在蜂窝网络上并且还可以配备能允许仪器模块与蜂窝网络交互 的蜂窝调制解调器。
事件配置
下面描述PDA105具有的许多特点、功能和能力。PDA105是被配置 成能报告、观察和分析许多逻辑事件的智能设备。PDA105还被配置成能 发出和响应各种命令，并且包含一个可配置的历史记录部件。为了执行所 需功能，通过加载在发生事件时执行所需操作的软件来配置PDA105。因
此，执行基于异常的操作。
可以在本地或通过空中接口进行PDA105的所有配置。因此，用户可 以通过无线电配置包括PDA整个操作系统的任何特征。这个通过空中接 口的配置可以通过使用蜂窝调制解调器220完成，或其它任何无线装置。 在一个实施例中，在通过空中接口的本地配置中，PDA 105继续正常操作。 这意味着PDA105可以在不影响操作时配置。在不工作时，通过空中接口 配置命令改变用于处理物理和逻辑事件的参数。在一种方式中，利用两个 可执行的代码空间实现通过空中接口的操作系统更新， 一个临时的代码空 间用来加载新代码。 一旦在临时代码空间内完成新代码的加载，重新启动 PDA，向第二个可执行代码空间拷贝新的代码然后恢复执行最近的更新。
图4示出了用户可以选择参数来配置多个事件的PDA配置应用的窗
口。特别显示了在PDA105上配置可配置事件的用户接口的截屏示例。截 屏只是用户与配置PDA 105时交互的通用接口的示例。用户接口允许配置 PDA但是不需要用户知道脚本或硬编码参数。反而这里揭示了用户可以易 于通过逻辑窗口、标签、字段、检验栏、单选按钮的接口配置PDA的软 件应用程序。
窗口 400显示了可以配置在PDA 105上的事件列表示例。本系统和方 法关注截屏未描述的各种可配置的逻辑事件。每个事件对应一个字段框， 用户可以在其中填入适当的值。
用户可以通过在提供的每个检验栏指示首选项来配置每个事件 436-445。例如，在PDA 105上配置事件可以在检验栏424限定启动输入 或特征，在检验栏425设置事件为优先事件，在检验栏426向事件分配一 个或多个输出，或通过从多个检验栏427选择适当的栏将事件的发生链接 到从蜂窝网络发送的一个消息。用户接口可以是配置实用程序172中驻留 的应用程序的一部分(图1)。可以配置的事件示例包括区域边界进入435、 区域边界退出436、和智能时间报告437或计划时间报告438。
在一个实施例中，利用PDA 105的GPS定位和另一个如时间或速度 的因素组合规则定义事件。在另一个实施例中，事件是基于在PDA105中 预编程的时间到达某点，或由PDA105编程触发操作的任何其它异常。发 送事件消息是由事件发生触发的操作示例并且可以包括发送已经发生的 事件本身结合像经纬度、速度、方向、时间、健康状况、家用电器测量、 环境状况、或可以从仪器模块195接收到的任何其它测量的消息。
PDA 105的配置可以根据用户需要包括很少或很多的逻辑事件。在一 个实施例中， 一个事件可以向后端控制系统150按指定的时间间隔报告 PDA上次的已知位置。
在另一个实施例中，配置的事件是到达测量水平门限。例如，测量可 以是一氧化碳、胰岛素、任何其它血含量水平、心率、呼吸率、室内温度、 每天装配线生产的包装数量等。
测量可以由仪器模块195周期性执行然后向PDA 105报告。在一个实 施例中，仪器模块195发送从仪器接收到的每个测量。在另一个实施例中，
仪器模块195配备了逻辑，可以确定测量是否超过预定义门限，如果是，
那么仪器模块195向PDA 105发送事件消息。
仪器模块195还可以配置成从相连的仪器或设备在预定义时间接收测 量。例如，可以对仪器模块195编程测量每天清晨6点的室内空气质量。 然后，仪器模块向PDA105报告测量结果，PDA105确定是否发生事件。 可配置的事件可以是，例如，空气质量很差。PDA105上的可编程操作可 以包括在PDA 105的显示器上显示室内的空气过滤器必须更换的消息。
在另一个实施例中，仪器模块195可以配置成从与老年人相连的仪器 测量每隔一天的晚上9点的葡萄糖水平。仪器模块195可以确定葡萄糖水 平是否超过门限值太高或太低，然后仪器模块195向PDA 105发送告警消 息。也可以将每个测量发送到PDA105，只向用户报告已超出预编程的门 限值。
另一个测量可以是由与车内放置的仪器模块195相连的里程表测量车 辆的速度。PDA105可以配置成根据测量到的车速发送报告。这样，每次 一超过速度门限，仪器模块195检测到变化后立即向PDA 105发送速度水 平。另一个测量可以是仪器如汽车引擎、计算机监视器等的空闲。仪器模 块195可以配置成根据仪器已经空闲的时间量发送报告。另外，PDA 105 还可以配置成向后端控制系统150发送过度空闲的事件消息，使得后端控 制系统150可以转移到预负荷和己配置的接收机，如另一个PDA或蜂窝 电话。从仪器模块195到PDA 105的中继信息可以包括空闲的时长。
在另一个实施例中，事件是到达必须执行计划报告的时间。这个特征 用根据日期和时间参照报告时间间隔来设置PDA105。这样，用户可以将 PDA105配置成按一周中预选的天和小时报告任何参数或数据。例如，用 户可以利用计划报告特征配置PDA 105只在工作日的早上8点、中午12 点和下午4点报告和每个周末报告一次。这样，即使当PDA 105从仪器模 块195接收到多条消息，PDA 105也只报告用户所指定时间发生的事件。
在另一个实施例中，配置事件是仪器的开或关。例如，当空调自动打 开时，仪器模块195可以配置成能检测到空调已打开。然后仪器模块195 向PDA 105发送消息指示空调已经打开。PDA 105可以进一步配置成立即
向仪器模块195査询室内温度，仪器模块195利用与其相连的温度计测量 温度。仪器模块195向PDA 140发送带当前室温的信号，然后PDA 140 计算是否应该产生告警。如果空调打开后温度不能保证空调打开，那么 PDA可以在显示器上显示告警信息并且向后端控制系统150发送事件消 息。仪器模块195可以从各种仪器和外设，如厨房和家用电器，室内照明、 游泳池系统、供热单元等接收打开和关闭信号。
在另一个实施例中，配置的事件可以是在通信设备接收或发送消息。 通信设备包括传真机、与互联网相连的计算机系统、电话等。
当主要在PDA 105应用上述事件配置时，可以在仪器模块195实现检 测事件发生的逻辑，和由于事件发生要执行特定操作的逻辑。因此，事件 配置可以只在PDA 105上实现，只在仪器模块195上实现，或在仪器模块 195和PDA 105的组合上实现。
地理围栏
各种事件可以基于"地理围栏"事件来配置。地理围栏承担当PDA 105 操作和涉及仪器模块195时创建可配置边界或地理区域。此外，进入或离 开管制区的地理区域本身也是事件，可以在PDA105中编程。在另一个实 施例中， 一旦PDA105进入区域，PDA105可以切换通信模式并且适应新 的区域使得PDA105只与所进入区域内的外围设备交互。此外，PDA 105 可以通过加载用于那个区域的特定配置适应新的区域使得它通过在那个 区域操作的仪器模块195与区域特定的仪器交互。
可以通过组合路线点和/或区域来构建可配置边界或地理区域。因为这 个组合，可配置边界或地理区域可以被构建成非常特定的形状和轮廓特定 的边界或路线。 一个路线点是由一个地理中心点和半径定义的圆形区域。 由路线点定义的区域可以通过改变半径和地理中心点的位置来配置。因 此，由路线点和区域创建的边界是可配置的。
在一个实施例中，向PDA105装载多个路线点，由坐标和半径定义每 个路线点。可以由多个路线点定义一个区域。于是，例如可以用两个路线 点定义一个城市。PDA利用GPS数据计算其是否在定义该城市的两个路线
点中的任何一个。如果PDA确定它在两个路线点之一的内部，PDA 105则 假设它在该城市的界限内。更多数量的路线点将提高如何定义区域的分辨 率。因此，如果使用两个路线点，通过增加进一步定义城市边界的描绘的 额外路线点，能够提高分辨率。
区域是由包围一个区域的一系列线段定义的不规则区域。在一个实施 例中，每个区域包含3至256个，或更多的用于生成定义该不规则区域的 线段的偏差点。在一个实施例中，该不规则区域可以生成可配置的边界或 地理区域。区域的特性包括名称，描述，和确定该区域是禁入区域还是包 围区域的标记。
在一个实施例中，选择多个坐标或向PDA 105下载坐标来生成地理区 域。该多个坐标可以在Mercator系统中。接下来，PDA 105向被装载在 PDA105中的像素化图像中的像素分配每个坐标。为了进行分配，PDA 105 利用逻辑来定义"限制"方形或围绕多个坐标的框。然后，对限制框进行 像素化，并将坐标落入的像素标记为激活。 一旦分配了每个坐标的像素， 从一个像素向下一个像素延伸线段，以便在像素化图像中形成包围区域。 位于激活像素之间线段的路径中的像素也是被激活的。于是形成了像素的 包围和毗邻线。
由操作数据处理器173构筑路线点和区域。 一旦构筑了路线点，可以 在PDA负载中使用。PDA负载是预定要装载到PDA 105上的区域和路线点 的集合。这些负载被装载到具有配置用具172的PDA上。
图5A示出了划分成网格的地理区域的地图。像素地图502作为与计 算机设备相连的屏幕上的地理地图首先展现给用户。在一个实施例中，计 算机设备是操作数据处理器173 (图l)，用户是系统操作员，可以输入任 何有PDA 105的用户可以选择的通用地理区域(如城市界限)。在另一个 实施例中，计算设备是家用计算机，用户是在他的计算机上配置各种地理 区域的PDA 105的用户。家用计算机通过直接的安全连接经过家用计算机 上安装的应用程序连接到配置实用程序。另外，家用计算机也可以利用 web浏览器通过因特网连接。
计算机应用程序或接口通过与地图交互并具体化所创建的区域或边 界允许用户客户化边界。当用户选择他希望定义的地理区域504周围的长
方形503时，配置应用程序显示地图。在另一个实施例中，用户可以定义 客户化的形状。长方形被分割成小的长方形使得长方形区域被划分成网 格。网格中的每个像素都可以被激活成地理区域的一部分。
在一个实施例中，用户可以通过双击每个像素来激活每个像素。在另 一个实施例中，用户可以选择小长方形区域并标注小长方形区域作为地理
区域504的一部分使得小地理区域中包含的像素被激活。在另一个实施例 中，用户可以选择作为地理区域504—部分的圆形区域，并且这个圆形区 域内的所有像素将被激活。在另一个实施例中，用户可以定义任何客户化 的几何或非几何形状。
用户还可以选择所定义区域的分辨率。换句话说，当所选区域被再次 分割成长方形小网格后，网格包括更多条横纵线，这样就增加了再次分割 获得的长方形网格的数量。由于每个长方形覆盖更小的地理区域，因此增 加长方形的数量就增加了分辨率。想更详细定义区域的用户可以减小网格 长方形的大小这样可以增加区域的分辨率。
增加的区域分辨率可以允许用户定义，例如地理区域覆盖面积比一个 州小得多的房屋的地理区域。房屋的地理区域周边只能通过高分辨率识 别。相反，只关心大概知道已经进入了一个州的用户不需要州所在区域很 高的分辨率。因此，定义州所在区域需要的分辨率可以配置得很低。
然后每个所选长方形被映射到一个像素。这样， 一旦用户选择了所有 想要的像素作为地理区域504的一部分，长方形503就被映射到像素计算 机图像。在一个实施例中，像素计算机图像包括与网格中区域数量相同的 像素。像素计算机图像然后被加载到PDA 105。可以对PDA 105编程利用 PDA的位置落在的像素是否被激活这样的简单计算来确定实体的位置。在 另一个实施例中，通过选择长方形区域和圆形区域来定义地理区域。圆形 区域可以由路线点定义。
由路线点和像素化图像的集合来定义不规则区域和地理区域。此外， 每个不规则区域可以具有诸如实体的速度阈值之类的附加参数，标记为 "禁飞区"按危险或安全威胁的顺序编码的颜色，使能或禁用通信等。
当PDA 105进入或离开路线点和区域后，可以发送表示已经进入或退
出那个参考点或区域的事件消息。事件消息可以包括经纬度、速度、方向、 时间、输入状态，里程表、事件原因或起源、和任何其它相关信息。这样， 区域边界和路线点允许用户进入多个区域并与那个区域的仪器交互。另
外，区域和边界允许有PDA 105的用户接收另一个携带第二个PDA的用 户的位置信息。因此，PDA用户可以监视穿过可配置边界或地理区域，如 州边界或特定路线的另一个PDA用户的位置。
在一个实施例中，将路线点和区域事件配置成执行一个或多个动作。 另外，在进入一个地区后，将PDA105配置成通过在集成的屏幕上显示或 发出声音或预先录制的歌名告知新地区的名字。另外，因为进入区域的事 件还可以执行另一个操作。例如，将PDA105配置成计算所进入的地区是 否是新区域，如果是，表示新时区和当前时间。
图5B示出了代表地理区域的像素化图像象500。在一个实施例中，当 上载完给定区域的所有方向点后，在PDA105的存储器模块280以像素化 图像象500的形式保存该区域。通过首先在整个区域周围画正方形来创建 像素化图像象500。每个像素505是正方形。这些正方形然后被用来画区 域515的轮廓形状510。然后地理区域被映射到像素地图500的每个像素 505。
在另一个实施例中，如果在配置计算机中创建像素化图像象，那么图 像只加载到PDA 105，并且PDA 105不需要由它自己构造或建造图像。
像素地图500中的位置坐标520是从PDA 105的当前地理位置映射过 来的。为了确定PDA是在区域515内还是区域515夕卜，可以为每个位置 坐标520在每个区域执行测试。这样，对于每个区域515，测试从检测位 置坐标520在像素化图像象500之内还是之外开始。如果当前位置坐标520 在像素化图像象500内，那么通过在边界框内绘制位置坐标520并且从位 置坐标520向像素地图500的边界沿四个方向(东、西、南、北)画四条 线来完成更大范围的测试。因此，为四条线525的每一条计算穿过区域边 界的次数。
为了精确起见进行多个边界交叉点测试。如果给定的线525与区域边 界510交叉奇数次，则认为位置固定520在区域515之内。如果给定的线
525与区域边界510交叉偶数次，则认为位置固定520在区域515之外。 如果四次边界交叉点测试中的至少三次相一致，则利用区域边界交叉点 530确定位置固定520是在该区域之内还是之外。如果四次边界交叉点测 试中的三次不一致，则认为位置固定520在区域515之外。
处在像素地图500中指定位置的位置固定520能够产生指定的位置结 果。在一个实施例中，确定落在区域边界510的位置固定520在区域边界 510之外。在另一个实施例中，确定落在区域边界510的位置固定520在 区域边界510之内。在一个实施例中，落在只有一个像素宽度的"长且窄 的伸出上的位置固定520可以被认为总是在区域515之内。在另一个实施 例中，落在只有一个像素宽度的"长且窄的伸出上的位置固定520可以被 认为总是在区域515之外。
向PDA发命令
PDA 105还可配置成能响应各种查询并通过空中接口发送命令。位置 查询命令PDA 105返回上一次的有效GPS位置、速度、和旅行方向、时 间、和从仪器模块195接收或PDA105计算出的任何其它数据。PDA 105 还可配置成响应通过卫星调制解调器发送的各种查询命令。
当接收到查询命令后，PDA105返回它的数据状态，连接的仪器和上 一次测量以及来自相连仪器的状态信号。发送到PDA 105的查询命令的其 它形式示例是从仪器模块输入、输出到仪器模块、测量接收、GPS信息、 固件版本查询、卫星状态査询等。
另一个任选命令是报警确认。该命令被发送PM 105，以终止优先事 件(恐慌，医疗，或路旁帮助为优先事件的实例)的发送。接收到报警确 认时，不发送当前消息进一步的优先消息。
在另一个实施例中，该命令可以是从PDA 105通过通信网络向配置的 设备发送的文本消息，以接收和解释文本消息，例如，寻呼机，蜂窝电话 和另一个无线设备。
为了对付GPS漂流，包括两个参数来过滤从GPS接收机接收到的GPS 位置。两个过滤器基于最大允许速度和最大允许加速度。参数可以根据安 装类型客户化。如果从GPS接收机接收到一个包并且超出了两个参数，那
么位置包被扔掉。 发给仪器模块的命令
与PDA 105很类似，仪器模块195也可以配置成能响应各种査询并通 过无线电或因特网发送命令。通过仪器模块195接收到的大多数命令都来 自PDA 105。
在另一个实施例中，如前所述，配置命令是配置仪器模块195功能的 命令。配置命令的示例包括配置时间报告、上载新固件、设置血样中物质 的超标/最高门限值、启动短程无线电通信、配置过度空闲事件、设置临界 功率水平、配置智能时间报告、配置计划报告、查询仪器状态、查询仪器 测量、打开仪器、关闭仪器等。
仪器模块195可以包括一个历史报告部件。任何时候当由于主要的通 信网络缺乏覆盖导致仪器模块195不能发送数据包时，这些包都保存在主 板闪存存储装置上至少两个历史日志的其中一个中。当仪器模块195确定 PDA105在发送范围内，或如果PDA105查询仪器模块195，那么仪器模 块195确定通信链路已重新建立，存储器中保存的包从优先级高的那些包 开始依次发送。例如，从仪器140测量的紧急消息是高优先级的消息，在 连接重新建立后将第一个被发送。
仪器模块195还可以通过因特网从后端控制系统150接收命令。这些 消息是请求特定信息的命令，如仪器模块195被连接到打包机的工厂生产 率的信息。在另一个实施例中，仪器模块195可以配置成连接到因特网并 且当发生极端紧急情况时向后端控制系统150报告测量。例如，如果仪器 模块195从仪器或装置接收到表示室内烟雾浓度高的测量后，为了能连接 到后端控制系统，仪器模块195可以利用互联网连接或其它任何网络连接， 如直接网关。后端控制系统依次接收事件消息并且将消息中继到PDA105。
后端控制系统
后端控制系统允许系统更全面并且具有与其它计算机系统的大规模 连接。后端控制系统不需要实现对环境内的仪器或外围的监控。这是因为
所有的监控功能驻留在PDA105内。
图6示出了后端控制系统150的部件示意图。后端控制系统150包括 多个网关系统151 — 153，编解码器155，和异步路由系统159。异步路由 系统159包括网络服务器156，多个路由器系统620， 622，实时数据库630， 历史数据库642，和资源数据库670。
在一个实施例中，实时数据库630维护来自PDA的最近的信息记录， 例如，位置，速度，方向，相关仪器，相关地理区域等。历史数据库642 维护接收的以及从异步路由系统159发送的所有事件和事务的记录。最后， 资源数据库670保持作为系统一部分的仪器模块的记录。
配置后端控制系统150在计算机服务器的任何组合上运行。在一个实 施例中，多个组合网关系统151 — 153在独立的计算机系统上运行。在另 一个实施例中，通信网关151 — 153在公共计算机系统上运行。
通信网关系统151 — 153把来自每个PDA 105的数据流引导到后端控 制系统150。网关系统151 — 153还把命令和查询引导到适当的PDA 105。 每个网关建立和维护与通信网络651—653的通信链路。在一个实施例中， 该网关是连接到因特网/蜂窝网651的通用数据报协议/网际协议(UDP/IP) 数据包接收机和发送机151。可以有一个以上用于发送和接收数据的 UDP/IP网关151。 UDP/IP网关151允许后端控制系统150通过使用UDP 数据包的GSM/GPRS， CDMA/lxRTT，和CDPD网络与PDA 105通信。
在另一个实施例中，网关系统是与短消息业务(SMS)网络652相连 的短消息对等(SMPP)网关152。多个SMPP网关系统152通过使用SMPP 协议的SMS网络152向与之通信的PDA发送和接收数据。每个SMPP网关 系统152开放和维护对业务提供商的短消息业务中心(SMSC)的持续连接 以输入数据，以便PDA 105能够保证从SMSC接收数据。
在另一个实施例中，网关系统是与卫星网络653相连的卫星网关153。 如图1A所示，卫星网络653可以包括一个或多个卫星130，和至少一个地 面站145。卫星网关153针对通过卫星通信与之通信的PDA发送和接收数 据。在一个实施例中，卫星通信协议可以可以是使用8字节数据包的 Inmarsat卫星。卫星网关153开放和维护到卫星网络653的持续连接。
通过适当的网关系统151 — 154引导异步路由系统和PDA之间的通信。
根据PDA制造商，通信协议和业务提供商的特有组合选择适当的网关系统
151 — 154。例如，使用CDPD通信的PM 105通过除使用SMS通信协议的 PDA 105之外的不同网关系统151 — 154路由。同样，使用诸如CDPD之类 的相同通信，但具有不同业务提供商的PDA 105具有分开的网关。
在网关系统151 — 153接收每个入站数据包时，网关系统151 — 153用 到达的日期和时间，PDA 105的制造商信息，PDA 105的地址信息来标记 每个数据包，和对发送到编解码器155的数据包重新打包，网关151 — 153 把重新打包的数据写入由编解码器155读取的队列665。
当网关系统151 — 153从出站队列661—664接收到出站数据包时，关 系统151 — 153使用地址信息向目标PDA 105发送数据包。如果需要，网 关系统151 — 153在发送之前验证关系统151 — 153具有到对应网络651 — 653的开放和有效的连接。每个关系统151 — 153具有至少一个对应的出站 队列661—663。例如，每个UDP/IP网关151具有至少一个出站UDP/IP 队列661。每个SMPP网关152具有至少一个出站SMS队列662。每个卫星 网关153具有至少一个出站卫星663。每个SMTP邮件网关154具有至少一 个出站SMTP队列664。
把数据包放置在入站队列665中之后，将来自各种网络的数据解码成 标准数据格式。同样，在把数据包放置在出站队列661—664中之前，把 去到不同通信网络的数据从标准格式编码成网络指定格式。由编解码器 (编码器一解码器)155对数据进行编码和解码。由于新通信网络协议的 引入对异步路由系统159是透明的，编解码器155允许更大的灵活性。于 是，如果新PDA模型使用新通信网络协议，不需要对后端控制系统升级。 需要升级的系统是编解码器155更新，以及如果需要的话加入新网关。
当数据包进入异步路由系统159时，首先检验编解码器155接收的每 个入站数据包，以确定PM模型。如果编解码器155支持指定的PDA模型， 将数据从PDA 105拥有的格式翻译成标准系统格式。 一旦编解码器155解 释了该数据，编解码器155将该数据写入响应队列610。如果编解码器155 不识别PDA模型，编解码器155则标记不支持的数据，并把该数据用邮件 发送到指定系统或网络技术员。
当从异步路由系统159发送数据包时，编解码器155确定数据包要被
发送到的PDA模型。如果编解码器155支持指定的PDA模型，则把该数据 从标准系统格式翻译成PDA 105拥有的格式。同样，如果数据包被发送到 不是PDA 105的另一个设备，编解码器确定它是否支持该设备，如果支持， 则把数据翻译成适当的格式。一旦编解码器155解释并对数据进行了编码， 编解码器155则把数据包放置在与网络通信协议的适当类型对应的队列 中。将SMS数据包数据放置在出站SMS队列662中。如果编解码器155不 支持PDA模型，编解码器155则标记不支持的数据，并用邮件把该数据发 送到指定的系统或网络技术员。
一旦编解码器155处理了该数据包，它将得到该数据包是出站数据包 还是入站数据包的处理依据。将出站数据包放置在适当的出站队列661 — 664中。异步路由系统159接收入站数据包，放到响应队列610中。响应 队列610把数据包送到响应路由器620。响应路由器620确定客户控制台 176是否在跟踪与输入的消息关联的PDA 105。如果是这样，响应路由器 620把输入消息路由到适当的客户控制台。于是，客户控制台在异步路由 系统159中的任何其它处理之前接收该消息。如果客户控制台176未跟踪 与输入的消息关联的PDA 105，响应路由器620则把输入消息放在新事件 队列621中。新事件队列620馈送到新事件路由器622。新事件路由器622 分析每个输入消息，并确定输入消息是否与PDA 105的新优先事件相关联。 新事件路由器622通过在实时数据库630中搜索与和PDA 105关联的类似 世界来确定输入消息是否与新事件关联。如果没有记录针对PDA 105的记 录，或该事件是高优先事件，新事件路由器622则向允许观看输入消息的 所有客户控制台176发送路由请求。间断地发送该请求，直到至少一个客 户控制台176接受该路由请求。 一旦接受该路由请求，客户控制台176把 PDA 105添加到客户控制台176中的目录中，以便能够处理输入消息。
历史队列640异步地从所有PDA 105接收入站和出站消息和来自仪器 模块195的所有消息。入站消息从历史队列640送到历史记录器641。历 史记录器641对具有有效经纬度的所有包做地理编码。经地理编码后的信 息保存在历史数据库641中用作以后的报告和统计分析。此外，历史记录 器641对所有的输入消息加时间戳并且标注它们是来自PDA 105还是仪器
模块195。
在一种方式中，从PDA 105或仪器模块195输入的消息也可以转发到 电子邮件地址、或蜂窝电话、或其它任何通信设备。为了获得这种功能， 历史记录器641还通过在远程通知队列680中放置经地理编码后的位置向 远程通知路由器681发送经地理编码后的位置和事件消息信息。接收经地 理编码后的位置和事件信息的远程通知路由器681査询资源数据库670找 出所接收的配置信息或事件信息是否向PDA 105、仪器模块195或通信设 备177请求一个通知。如果请求了通知，那么远程通知路由器681检索对 应PDA 105、仪器模块195或通信设备177的联络信息。然后远程通知路 由器681对发送到PDA 105、仪器模块195或通信设备177的消息格式化 并编码。消息放在通过SMTP网关154发送的出站SMTP队列664中。消 息也可以放在通过SMPP网关152发送的出站SMS队列662中。
还用与输入消息相关联的新事件信息更新实时数据库630。于是，实 时数据库630包含在给定的PDA 105上报告的最新信息。实时数据库630 与网络服务器158相连。网络服务器158直接连接到互联网160，并允许 网络跟踪应用171的用户发出位置请求，命令请求632和报告请求633。 当网络服务器158从网络跟踪应用171接收到位置请求631时，网络服务 器158査询历史数据库642。历史数据库642按时间发生顺序包含所有事 件。网络服务器158检索与为了跟踪应用171有关的所有事务，查询和向 网络跟踪应用171转送数据，以便在网络浏览器上显示。
当网络服务器158从网络跟踪应用171接收到位置请求631时，网络 服务器158向实时数据库630查询对应的PDA 105的信息。实时数据库630 提供与来自现任的PDA 105的最新的输入消息有关的PDA消息。网络跟踪 应用171也可以发送诸如査询PDA的位置之类的命令请求632。命令请求 632被发送到命令接收机690，命令接收机690通过标记适当的PDA 105 信息来处理该位置请求。由编解码器155对该消息进行编码，放置在适当 的出站队列661—663中，并通过对应的系统151 —154发送到PDA 105。 然后，PDA 105发回响应，后端控制系统150对其进行处理，并更新实时 数据库630。更新了实时数据库630之后，网络服务器631可以刷新示出
了 PDA 105的新位置的网络跟踪应用171的内容。
在另一个实施例中，web跟踪应用程序171可以监视仪器模块140的 位置。实时数据库630可以连接到资源数据库670来査询仪器模块的位置。 在另一个实施例中，由于假设仪器模块的位置是静止的，因此仪器模块195 的位置信息只在资源数据库670中。然后，web跟踪应用程序171直接连 接到资源数据库670并且查询可被视作每个仪器模块195常量属性的仪器 模块195的位置。
命令接收机690处理与要发送到PDA和仪器模块的所有出站消息有关 的所有命令。命令接收机可以从客户控制台176管理员控制台，或从网络 服务器158接收命令消息。当命令接收机690接收到命令消息时，命令接 收机690通过搜索车队数据库679，并检索地址信息，来用正确的PDA105 的地址标记每个出站消息。由命令接收机690将每个消息发送到编解码器 155进行编码。
在一个实施例中，由命令接收机690处理的所有命令最终都被远程发 送到PDA105或仪器模块195。 一个命令示例是位置査询。当接收到该査 询命令后，PDA105返回上一次的有效位置、速度、方向、时间和输入状 态。
在另一个实施例中，命令直接发送到PDA 105或仪器模块195请求测 量查询。当接收到查询命令后，PDA105或仪器模块195可以返回上次更 新的特定仪器或所连接设备的测量。在另一个实施例中，测量查询命令触 发仪器模块195接受另一个测量并且将它中继回后端控制系统150。在一 种方式中，对于任何给定的测量，响应可以是"高"、"低"、或任何给定 值。
在另一个实施例中，命令是告警确认。该命令可以被发送到PDA105 或仪器模块195表示PDA 105或仪器模块195已经接收并确认了紧急信 号。紧急信号可以是任何应急事件、路边支援、或医疗援助。当接收到告 警确认后，不再从PDA 105或仪器模块195发送当前事件的进一步紧急消 息。其它发送到PDA 105或仪器模块195的示例命令是设置报告时间间隔、 设置IP地址、和上载新固件。
异步路由系统159与各种控制台接口。报告控制台174连接到资源数 据库670以显示仪器模块信息。管理员控制台175也连接到资源数据库 670，以检索仪器模块195， PDA，和用户信息。管理员控制台175还连接 到命令接收机691，以向PDA 105发送命令。操作数据处理器173连接到 资源数据库670，以便检索对特定用户，PDA 105，或仪器模块195的配置 信息。最后，客户控制台176从响应路由器620或从新事件路由器接收针 对PDA 105的信息，和从资源数据库670检索与PM 105或仪器模块195 关联的信息。客户控制台还通过向命令接收机691发送命令，来向PDA 105 发送命令。
逻辑层次
图7示出了系统的逻辑部件层次。逻辑部件层次示出了不同逻辑部件 之间的关系和彼此之间的作用。例如，逻辑部件块702表示成员帐号。成 员由逻辑部件块704表示。帐号可以建立在后端控制系统150中，或允许 在一个数据库中集成所有逻辑部件的门户主机。在一种方式中，门户主机 可以驻留在服务器。在另一个实施例中，门户主机可以是仪器模块195。
逻辑部件块702和逻辑部件块704之间的关系是多对多的关系。因此， 一个帐号可以对应多个成员，这样属于同一个帐号的成员可以访问属于该 帐号的信息并维护其配置。在另一个实施例中， 一个成员可以有多个帐号。 例如，如果一个成员使用两部PDA，那么他可以为每个PDA注册不同的帐号。
成员访问帐号由权限控制。权限分配给每个成员。逻辑部件块706显 示了成员和所分配权限之间的关系。具有管理员优先级的成员可以授权其 他成员的优先级。PDA105的所有者可以被分配管理员优先级。机主可以 授权医生与机主PDA 105相连的健康监视器的接口权限。在另一个例子 中，机主可以授权保险公司通过监视PDA 105查看PDA 105机主的驾驶 习惯。
权限允许成员访问设备的配置能力，以及设备用该帐号接收的信息。 例如，逻辑部件块710对应由具有能接收通知权限的成员接收的远程通知。
另外，具有正确权限的成员可以配置远程通知的发送和接收。通知被PDA 105或另一个无线设备接收。在一种方式中，通知涉及发生的事件。通知 可以是电子邮件、短信、即时消息、语音消息、网络弹出、和字符页等。
逻辑部件块712对应实时跟踪功能。如果成员具有正确的权限，那么 成员可以在他的PDA105上跟踪并监视资产、接收过程流更新、更新交付 时间。同样地，在逻辑部件块714中，具有正确权限的成员可以监视资产 并管理与其它使用PDA 105的成员的通信。最后，逻辑部件块712的权限 可以允许用户访问逻辑部件块716中所示的历史数据。历史数据的例子是 逻辑部件块720中所示的帐号数据。只有权限正确的成员才有入站和出站 流量的详细帐户数据以及哪台设备产生的这些流量。如逻辑部件块718所 示，之前授权过的web服务器也可以访问历史数据。
逻辑部件块720对应属于给定成员的设备。虽然这些设备最通常是 PDA 105，但是门户不仅限于支持PDA 105。在后端控制系统150或其它 门户主机进行设备配置，然后通过串口或无线方式下载到设备上。设备的 配置可以与无数的内部和外部数据源接口并且从中收集信息。这些接口可 以通过有线直连到PDA 105，或者通过蓝牙或蜂窝传输用无线方式发送数 据。
PDA105被设计成由事件驱动，只有当发生异常时才发送数据。这种 方式限制了通过无线电发送的数据量并且能够保持带宽。这是利用为内部 和外部数据资源的任何组合配置的规则和门限实现的。当规则被打破或超 出门限，创建用户定义的事件。设备的发送规则和操作配置控制这些事件 的发送。
将事件配置成与其他设备相关，如外围设备对应逻辑部件块722、 GPS 设备对应逻辑部件块724、环境对应逻辑部件块726、管制区对应逻辑部 件块728、并且操作配置对应逻辑部件块730。
外围设备可以包括任何象测量仪那样能将信息传递给主机设备，如仪 器模块195的外部监视设备。外围设备包括健康监视设备、环境状况传感 器、过程流系统、车辆和车辆上的设备等。
多种环境
与设备关联的环境可以是家里、办公室、车辆、饭馆等。可以构建和 配置管制区来绘制任何环境或象城市、县、区等的地理细分。管制区可以 是路线点、区域、路线、或路线点集合、区域集合、路线集合、或它们的 任何组合。
图8示出了 PDA可以操作的多种环境。在一个实施例中，个人可以
拥有一部PDA 105并且将它配置成能识别他家里的环境190和他的工作环 境804。用户可以选择定义他或她想操作和控制的环境的边界。家的环境 190可以由地理区域810定义，而工作环境可以由地理区域820定义。如 上所述，地理区域可以配置成绘制不规则边界并在PDA105中保存它们。
在一个实施例中，PDA 105利用GPS信息结合预先存储的地理区域 810和820确定它是否在家的环境190或工作环境804。因此，PDA 105 不需要向每个环境中的仪器模块195或任何其它设备发送信号显示PDA 105的存在。PDA 105根据GPS数据计算它的位置并且"知道"它是否在 新位置。从PDA 105的GPS接收机获得的数据用来对PDA 105的位置作 地理编码。可以周期性地对PDA 105的位置进行地理编码然后在地理区域 内计算。每个地理区域都有关联的坐标数据，这些数据与从GPS接收机 215获得的数据比较来确定PDA105是否在地理区域内。
由于PDA105从一个位置移动到另一个位置(例如，从家的环境移动 到车辆环境)，因此便携设备识别新的位置并切换到与那个位置相关的操 作模式。例如，如果便携设备离开家的环境190的周边，进入车辆的周边， 那么PDA105将停止与家用电器的接口，并开始与车辆部分的接口。实际 上，便携设备具有特定位置的行为。
这样，如果PDA 105确定它在地理区域810内，那么PDA 105加载符 合家的环境190的配置。g卩，只要一确定PDA105在家的环境190， PDA 105就假设可以与仪器模块812通信并且开始向或从传真机196、电视机 192、和车库门开关194和告警系统802发送和接收信息。
将PDA 105配置成与车库门开关194或家里车库内任何其它锁装置通 信，使得携带PDA105的人进入地理区域810后，车库门锁打开，车库门
打开。类似地，PDA105可以与告警系统802通信表示它可以被关闭，与 电视机192通信打开电视机。如果传真机196被关上， 一旦人进入到地理 区域810， PDA 105可以向仪器模块812发送信号打开传真机。在另一个 实施例中如果仪器模块812与一氧化碳检测器相连，并且一氧化碳的含量 很高，那么在人进入到地理区域812时仪器模块812会与人通信警告他有 危险。
在另一个实施例中，家庭中有多个成员(例如，父亲、母亲、儿子和 女儿)，每人都有一部PDA 105，每人的PDA 105的配置可以不一样。例 如，可以将每个PDA都配置成具有对应用户特定位置的多个地理区域， 如对于儿子是家里和学校，对于女儿是家里、学校和邻近。女儿的PDA 105 可以包括不安全的邻近的地理区域和表示一旦进入不安全的邻近如何按 照指示离开危险邻近的事件告警。当属于女儿的PDA 105进入到不安全的 地理区域后，便携设备会向家长的一台PDA105报告。
类似地，与PDA 105通信的外围设备可以因人而异。例如，父母的 PDA105可以配置成与告警系统、厨房家用电器和火警探测器交互。孩子 的便携设备可以配置成只和火警探测器和电视机交互。这样，孩子的设备 不能与厨房的电器通信。然而，父母的便携设备和孩子的便携设备都能从 火警探测器接收告警。此外，与家庭成员PDA 105通信的仪器模块195也 可以不同。
图9示出了利用PDA与PDA内配置的远程位置上的不同加工过程交 互的管理者。在一个实施例中，制造厂厂主拥有一台与制造厂内设备通信 的PDA 105。制造厂还包括由这些设备监控的各种加工。这些设备通过仪 器模块195与厂主的PDA 105通信。仪器模块195通过蜂窝网络910与 PDA 105通信。
在一个实施例中，仪器模块195包括允许通过蜂窝网络910与PDA 105 通信的蜂窝调制解调器。仪器模块195可以向PDA 105发送事件信号、异 常和确认。在另一个实施例中，仪器模块195通过因特网与PDA 105通信。 仪器模块可以包括允许PDA105连接到因特网并通过蜂窝网络910从网关 向PDA 105发送信息的以太网卡。在另一个实施例中，如果PDA 105在
最佳邻近点，那么仪器模块通过WiFi、蓝牙、无线USB等连接到PDA 105。 工厂厂主可以控制各种加工过程。例如，厂主还可以扮演管理者914 的角色并且利用PDA 105遥控和接收有关工厂各种加工过程的信息。因 此，管理者914可以实时监控自动生产过程902、卯4、 906、和908。在 每个加工过程完成后，通过局域网更新包含当前所有正在进行的活动状态 的主计划。主计划916可以驻留在PDA140内，并且可以包括象每个进程 完成时间这样的属性。如果一个进程没有及时完成，那么仪器模块195配 置一个事件通知管理者914进程没有完成。
在另一个实施例中，立即发送主计划916的每个变化来更新与管理者 914关联的PDA上加载的相同计划。
图10示出了 PDA根据邻近其它PDA的工地环境进行操作的工地环 境。在一个实施例中，传送中心1010的管理者拥有一部能与仪器模块(未 示出)和传送中心1010通信的PDA 105。仪器模块可以连接到允许PDA 105连接的蜂窝网络1012。在另一个实施例中，仪器模块通过因特网连接 PDA 105。
在一个实施例中，传送中心1010从各州和县接收货物。也可以向进 入卡车1002的司机提供一部与传送中心1010通信的PDA 1005。司机的 PDA 1005中有每日计划并且在存储器中加载了多个送货区。送货区可以 是对应卡车进入和通过区域的边界。
例如，卡车1002进入区域1030。当它进入区域1030后，PDA 1005 可以配置成向传送中心1010发送事件消息表示它已经进入到第一个区域 1030。在传送中心1010，仪器模块或其它计算机设备接收到卡车1002已 经进入区域1030的事件消息。仪器模块可以配置成当卡车1002进入区域 1030后触发操作。这种操作可以是，例如，向PDA 105发送卡车已经进 入区域1030的消息。在另一个实施例中，可以在仪器模块上配置的另一 种操作是开始一个为卡车1002的到达做准备的进程。这些准备可以包括 准备接货的设备和人员。在另一个实施例中，仪器模块的操作可以向web 服务器发送一个通知来发布一个显示卡车1002预计到达时间和货物的 web页面。
当卡车移动到接近传送中心1010时，可以进行下一步准备。多个触
发允许及时并有序地准备卡车1002的到达，分配卸货码头、卡车1002所 需的特殊工具和设备，以及人员。当其它卡车到达传送中心1010时，根 据卡车的信息可以配置其它事件的发生。
接近传送中心IOIO可以不断产生发生触发预配置操作的事件。例如， 一旦卡车进入区域1020， PDA 1005发送具有货物状态、更精确的预计到 达时间、交通状况等消息。传送中心1010的仪器模块从PDA 1005接收信 息并且根据仪器模块上配置的事件执行相应的操作。当卡车进入区域1012 后，PDA 1005向仪器模块发送另一条事件消息表示它已经进入到区域 1012。仪器模块命令打开门让卡车进入传送中心。
PDA 1005中配置的每个区可以是路线点、不规则区域、或多个路线 点、不规则边界等的组合。因此，在一个实施例中，区域可以是州边界、 县边界、城市边界、和商业区边界。当卡车进入州后，可以配置发生特定 事件。同样地，当卡车1002进入到县边界，可以发生另一个事件并且执 行操作。例如，在进入县边界后，PDA 1005可以关闭冷藏库开始解冻货 物。当卡车1002进入城市或目的地附近时，可以发生其它事件。
在另一个实施例中，管理者1008可以通过蜂窝网络1012与那个位置 通信并且远程触发为达到所做的设备准备。管理者的PDA 105可以和传送 中心IOIO位置上的仪器模块通信并触发设备的部署、通知人员到达等。
虽然上面的描述包括许多特定情况，这些不构成对本发明范围的的限 制，而是作为一个实施例的示例。
上述方法和系统关注本发明的许多应用。本发明包括能够监控给定地 理区域或环境下的多个仪器或设备的系统。地理位置可以是家的环境、商 业环境、领土、国家、陆地、区域、省、地带、建筑、大厦、房屋、商店、 帐篷和任何其它位置。PDA能够操作的可移动环境包括车辆、飞机、航空 器、动物、人物、货物、特殊和/或易挥发的货物，如化学、武器或危险材 料。
可以被监控的目标和设备包括，但不限于，毒气检测设备、健康监视 设备、环境控制和监视设备、军用装备、车辆操作设备、家用电器、电子
设备、计算机设备等。
被监视的参数可以是温度、压力、湿度、血压、心电图、气压、锁控
制等。关注的PDA可以是很多不同大小包括纳米和/或微米级的PDA。
此外，本发明包括不同种类和/或所揭示实施例的元素组合或变形。
本领域的技术人员会识别出这些特征，根据下面的权利要求或任何等同可 以解释本发明的范围。
权利要求
1.一种有选择地与预定义地理区域内的设备通信的方法，所述方法包括定义多个地理区域，每个区域由预定属性定义；将每个地理区域内的至少一个设备与能够与之通信的便携设备相关联；所述便携设备设置有地面定位单元接收机；将所述多个地理区域的数据表示加载到所述便携设备；从所述地面定位单元接收机获得所述便携设备的地理坐标；针对所述多个地理区域中的至少一个确定所述便携设备的位置；和当所述便携设备确定它处在所述至少一个地理区域内时，启动与所述至少一个地理区域相关联的所述至少一个设备的通信。
2. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括设置通信地耦合到与所述 至少一个地理区域相关联的至少一个设备的模块，所述模块作为所述至少 一个设备和所述便携设备之间通信的网络集线器。
3. 根据权利要求l所述的方法，其中所述预定属性是纬度和经度属性。
4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括允许所述至少一个设备向所述便携设备发送指示事件发生的信号；和 如果所述便携设备中的微处理器确定发生的事件触发执行预先配置 的操作，则允许所述便携设备中的微处理器执行预先配置的操作。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述便携设备是小区移动电话，智 能电话，或个人数据助理。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述地理区域是家庭环境，工作环 境，州，市，商业区，居住区，或学校区中的至少一种。
7. 根据权利要求l所述的方法，其中每个地理区域的数据表示是多个 坐标，其中所述便携设备通过执行下列步骤利用所述多个坐标生成所述地 理区域的进一步的表示将坐标映射到像素化图像中，以便把一个像素分配给所述多个坐标中 的每个坐标，其中可配置每个分配的像素之间的距离；将所述多个分配的像素与形成包围所述像素化图像中区域的毗邻且连接的线的线相连；和激活位于线上的像素，以便形成包围所述像素化图像中形状的像素的 毗邻阵列。
8. 根据权利要求l所述的方法，其中每个地理区域的数据表示是多个 路线点，所述多个路线点中的每个路线点由地理坐标和半径定义；其中用 纬度和经度表示所述地理坐标，用距离大小表示所述半径。
9. 根据权利要求l所述的方法，其中每个地理区域的数据表示是执行 下列步骤生成的像素化图像允许用户使用两种坐标属性识别计算机地图中的几何区域； 将识别的几何区域划分成网格；允许用户从所述网格中选择至少一个部分，以便定义地理区域；和 将所述至少一个部分与像素化计算机图像中的像素相关联，以致把用 户在识别的几何区域中选择的像素识别为在地理区域中。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述网格被划分成许多部分，以 致能够实现以足够高的分辨率正确地描绘所述地理区域。
11. 根据权利要求l所述的方法，其中所述便携设备与所述至少一个设 备之间的通信信号是蓝牙信号，红外信号，短范围无线电信号，无线通用 串行总线，或Wi-Fi。
12. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括执行预编程操作，其中所 述预编程操作可以是电话呼叫，向控制中心报告，启动报警。
13. 根据权利要求l所述的方法，其中所述至少一个设备是测量空气中 的一氧化碳、氯、烟尘、烟雾、氧气中的至少一种的等级，或温度的测量 仪器。
14. 根据权利要求l所述的方法，其中对便携式设备编程以确定是否已 经在所述地理区域中发生特定情形，在一种情形发生时，便携设备向控制 中心或第二便携设备报告情形的发生。
15. —种有选择地与远程环境中的设备通信的方法，所述方法包括 提供与地理位置相关联的仪器模块； 启动所述仪器模块与位于所述地理位置的多个仪器之间的通信；通过通信网络启动所述仪器模块与所述便携设备之间的无线通信；向所述便携设备加载识别与每个地理位置相关联的所述多个仪器的数据，和识别对应的仪器模块的数据；对仪器模块中的微处理器进行编程，以确定与从所述多个仪器之一获得的数据有关的事件的发生；和允许所述仪器模块中的微处理器向所述便携设备发送指示所述事件发生的事件消息。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述通信网络是因特网。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中所述通信网络是蜂窝网络。
18. 根据权利要求15所述的方法，进一步包括如果便携设备中的微处 理器确定发生的事件触发执行预先配置的操作，则允许便携设备中的微处 理器执行预先配置的操作。
19. 一种有选择地与远程环境中的设备通信的系统，所述系统包括 与地理位置相关联的仪器模块；至少一个仪器通信地与所述仪器模块相连，所述至少一个仪器位于所 述地理位置，通过通信网络与所述仪器模块无线相连的便携设备，其中所述便携设 备被加载识别所述至少一个仪器和对应的仪器模块的数据；和其中所述仪器模块包括微处理器，用于确定与从所述至少一个仪器获 得的数据有关的事件的发生，并向所述便携设备发送指示所述事件发生的 事件消息。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述通信网络是因特网。
21. 根据权利要求19所述的方法，其中所述通信网络是蜂窝网络。
22. 根据权利要求19所述的方法，其中如果便携设备中的微处理器确 定发生的事件触发执行预先配置的操作，便携设备中的微处理器则执行预 先配置的操作。
23. —种有选择地与预定义地理区域内的设备通信的方法，所述方法 包括定义多个地理区域，每个区域由预定属性定义； 将每个地理区域内的多个设备与能够与之通信的便携设备相关联； 所述便携设备设置有地面定位单元接收机； 将所述多个地理区域的数据表示加载到所述便携设备； 从所述地面定位单元接收机获得所述便携设备的地理坐标； 针对所述多个地理区域中的至少一个确定所述便携设备的位置；和 当所述便携设备确定它处在所述至少一个地理区域内时，启动与所述 至少一个地理区域相关联的所述多个设备中的至少一个设备的通信。
全文摘要
本发明揭示了与预定义地理带内的一个或多个设备有选择通信的方法和系统。定义多个地理带，每个带由经纬度属性定义。多个设备与便携设备可以在其中通信的每个地理带关联，便携设备具有代表多个地理带的数据。便携设备还具有地面位置单元接收机来获得便携设备的地理坐标。如果便携设备确定它的位置在其中一个地理带内，那么便携设备与地理带关联的设备进行通信。
文档编号G01D4/00GK101103619SQ200580045996
公开日2008年1月9日 申请日期2005年10月20日 优先权日2004年11月5日
发明者休斯顿·斯塔通, 小詹姆斯·阿什利, 帕特里克·穆尼, 老詹姆斯·阿什利 申请人:韦尔里斯沃克斯国际有限公司