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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-28
(45)【発行日】2022-04-05
(54)【発明の名称】小電力高分解能自動計測、集中型データ収集および解析学
(51)【国際特許分類】
G08C 15/00 20060101AFI20220329BHJP
G08C 17/00 20060101ALI20220329BHJP
G08C 19/00 20060101ALI20220329BHJP
H04Q 9/00 20060101ALI20220329BHJP
【ＦＩ】
G08C15/00 E
G08C17/00 Z
G08C19/00 G
H04Q9/00 311H
H04Q9/00 301Z
H04Q9/00 341B
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2018540699
(86)(22)【出願日】2017-02-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-04-11
(86)【国際出願番号】 US2017016411
(87)【国際公開番号】W WO2017136661
(87)【国際公開日】2017-08-10
【審査請求日】2020-02-03
(31)【優先権主張番号】62/292,147
(32)【優先日】2016-02-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/432,431
(32)【優先日】2016-12-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/423,512
(32)【優先日】2017-02-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/423,500
(32)【優先日】2017-02-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】517151305
【氏名又は名称】アパナ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】マシュー ダブリュ．ローズ
(72)【発明者】
【氏名】フランク バーンズ
(72)【発明者】
【氏名】マシュー マヘル ピーターソン
(72)【発明者】
【氏名】キャニオン ダニエル ペッカム
(72)【発明者】
【氏名】バレンティン シデルスキー
(72)【発明者】
【氏名】デイビッド ロイス ハンフリー
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ルマース
【審査官】菅藤 政明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－２０４５１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２７７３７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－１２８８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５１６３３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００５－５１３８９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８９７９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３５４１６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６－２１３６９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－２２５３２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０８Ｃ １５／００－１５／１２
Ｇ０８Ｃ １７／００－１７／０６
Ｇ０８Ｃ １９／００－１９／４８
Ｈ０４Ｑ ９／００－ ９／１６
Ｇ０１Ｆ １／００－ １／９０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
メトロロジデータを収集するためのコンピューティングデバイスであって、ハウジングと、
アンテナと、
前記１つまたは複数の水量センサから前記メトロロジデータを受け取るための１つまたは複数の入力ポートであって、前記１つまたは複数の水量センサは、第１の電圧に関連付けられた第１のセンサタイプ又は第２の電圧に関連付けられた第２のセンサタイプを含み、前記第１のセンサタイプは、リードスイッチセンサ、ホール効果センサ、又は磁気抵抗センサのうちの少なくとも１つを備え、前記第１の電圧が印加され、又は、前記第２のセンサタイプは、パルスセンサ又はＡＭＲセンサのうちの少なくとも１つを備え、前記第２の電圧が印加され、前記第１の電圧又は前記第２の電圧のいずれかが、前記センサタイプの少なくとも一部に基づいて前記１つまたは複数の水量センサに印加される、該入力ポートと、
外部電源または内部電源のうちの少なくとも１つを使用して、１つ又は複数のスーパーコンデンサに電力を供給するように構成された電源モジュールであって、前記内部電源は、１つまたは複数のバッテリを含む、該電源モジュールと、
当該コンピューティングデバイスの動作を制御するための１つまたは複数のプロセッサを含むマイクロコントローラと、
小電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ）規格を使用して信号を通信するように前記アンテナに結合されたトランシーバと、
コンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されるとき、当該コンピューティングデバイスに、
前記トランシーバを介して、情報を含む信号を受信することと、
前記情報の少なくとも一部に基づいて、第１の時間期間を決定することと、
前記決定された第１の時間期間の間、小電力モードに切り換えることと、
前記決定された第１の時間期間の終わりを検出したことに応答して、第２の時間期間の間、前記小電力モードから通信モードに切り換えることと、
前記通信モードにある間、前記トランシーバを介して、前記メトロロジデータの一部を表す信号を送信することと、
前記信号を送信することに応答して、前記決定された第１の時間期間の間、前記コンピューティングデバイスを前記小電力モードに切り換えることと、
を含む動作を実行させる、該コンピュータ可読媒体と
を備えたことを特徴とするコンピューティングデバイス。
【請求項2】
前記１つまたは複数のバッテリは、前記小電力モードの間じゅう、前記１つ又は複数のスーパーコンデンサを少なくとも部分的に充電することを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項3】
前記小電力モードの前記第１の時間期間は、前記通信モードの前記第２の時間期間より少なくとも１００倍長いことを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項4】
前記電源モジュールは、前記１つまたは複数のバッテリと前記１つ又は複数のスーパーコンデンサとの間に配置された、クーロンカウンタおよび統合された降圧－昇圧コンバータを含むガスゲージをさらに備え、前記ガスゲージは、前記１つまたは複数のバッテリから少なくとも前記１つ又は複数のスーパーコンデンサに提供される電荷のクーロン量を監視し、および電荷のクーロン量のデータを、前記通信モードの間じゅう、送信のためにメモリに記憶し、又は、
前記１つまたは複数のバッテリから前記少なくとも前記１つまたは複数のスーパーコンデンサに提供される前記電荷の前記クーロン量を制限する、
ように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項5】
前記１つまたは複数のスーパーコンデンサは、前記１つまたは複数のバッテリから受け取られる電流から充電される第１のコンデンサと、
前記１つまたは複数のバッテリから受け取られる前記電流から充電される前記第１のコンデンサと並列の第２のコンデンサと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項6】
前記１つまたは複数のバッテリは、前記コンピューティングデバイスの外部ヒートシンクに熱的に結合されるように構成されたヒートシンクに熱的に結合された請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項7】
前記動作は、前記第２の時間期間を決定すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項8】
前記信号を通信するように構成された前記トランシーバについての前記ＬＰＷＡＮ規格は、ＳＥＭＴＥＣＨトランシーバに準拠する規格
ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）規格
ＺｉｇＢｅｅ規格
ヘイスタック規格
機械タイプ通信のためのＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ規格
ＭｙＳｅｎｓｏｒｓ規格
ＮａｒｒｏｗＢａｎｄモノのインターネット（ＩｏＴ）規格
ＮＢ－Ｆｉ規格
ＮＷａｖｅ規格
無作為位相多重アクセス（ＲＰＭＡ）規格
Ｓｅｎｅｔ規格
Ｓｉｇｆｏｘ規格
シンフォニリンク規格
ＴｈｉｎｇＰａｒｋ無線規格
超狭帯域（ＵＮＢ）規格、または
ウェイトレス規格
のうちの少なくとも１つを備えたことを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項9】
１つまたは複数のセンサによって収集された資源消費データを第２のコンピューティングデバイスへ通信するための第１のコンピューティングデバイスであって、ハウジングと、
１つまたは複数のアンテナと、
第１の入力ポートおよび第２の入力ポートであって、前記第１の入力ポートは、前記１つまたは複数のセンサの第１のセンサタイプから第１のセンサデータを受け取るように構成され、および、前記第２の入力ポートは、前記１つまたは複数のセンサの第２のセンサタイプに電力又はクロック信号を供給しおよび前記第２のセンサタイプから第２のセンサデータを受け取るように構成された、該第１の入力ポートおよび第２の入力ポートと、
前記第１のコンピューティングデバイスの動作を制御する１つまたは複数のプロセッサを含むマイクロコントローラと、
外部電源または内部電源のうちの少なくとも１つを使用して、前記第１のコンピューティングデバイスに電力を供給するように構成された電源モジュールと、
前記１つまたは複数のアンテナに結合され、小電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ）規格を使用して信号を通信するように構成された無線周波数（ＲＦ）トランシーバと、
コンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されるとき、当該第１のコンピューティングデバイスに、
前記１つまたは複数のセンサのセンサタイプを決定することと、
前記センサタイプの少なくとも一部に基づいて、第１の電圧を前記第１の入力ポートを介して第１のセンサに提供すること、または、第２の電圧を、前記電力若しくは前記クロック信号の少なくとも１つを第２のセンサに提供する前記第２の入力ポートを介して前記第２のセンサに提供すること、の少なくとも一部を選択的にすることと、
前記第１のセンサ又は前記第２のセンサからメトロロジデータを受け取ることと、
前記メモリに前記メトロロジデータを記憶することと、
を含む動作を実行させる、該コンピュータ可読媒体と
を備えたことを特徴とする第１のコンピューティングデバイス。
【請求項10】
前記センサタイプは前記第１のセンサタイプであり、前記第１のセンサは、リードスイッチセンサ、ホール効果センサ、または磁気抵抗センサのうちの少なくとも１つを備え、前記第１の電圧が印加され、または前記センサタイプは前記第２のセンサタイプであり、前記第２のセンサは、パルスセンサまたはＡＭＲセンサのうちの少なくとも１つを備え、前記第２の電圧が印加されることを特徴とする請求項９に記載の第１のコンピューティングデバイス。
【請求項11】
当該第１のコンピューティングデバイスは、前記第１の入力ポートを介して前記複数のタイプのセンサからデータを受け取り、前記データを記憶するように構成され、前記複数のタイプのセンサは、ホール効果センサまたは磁気抵抗センサ、パルスセンサ、およびＡＭＲセンサを含むことを特徴とする請求項９に記載の第１のコンピューティングデバイス。
【請求項12】
前記第１のコンピューティングデバイスはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートをさらに含み、前記動作は、前記第１の入力ポートに結合された入力ケーブルと関連付けられた前記センサの前記センサタイプの決定することをさらに含み、該決定することは、
前記ＵＳＢポートに差し込まれたＵＳＢケーブルを介して、前記センサタイプのインジケーションを受け取ること、または
前記ＲＦトランシーバを介して、１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスから、前記センサタイプの前記インジケーションを含む信号を受け取ること
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の第１のコンピューティングデバイス。
【請求項13】
１つまたは複数の水量センサによって収集されたメトロロジデータをコンピューティングデバイスへ通信するためのエンドポイントコンピューティングデバイスであって、ハウジングと、
１つまたは複数のアンテナと、
１つまたは複数の入力ポートと、
当該エンドポイントコンピューティングデバイスの動作を制御する１つまたは複数のプロセッサを含むマイクロコントローラと、
外部電源または内部電源のうちの少なくとも１つを使用して、当該エンドポイントコンピューティングデバイスに電力を供給するように構成された電源モジュールと、
前記１つまたは複数のアンテナに結合され、小電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ）規格を使用して信号を通信するように構成された無線周波数（ＲＦ）トランシーバと、
コンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されるとき、当該エンドポイントコンピューティングデバイスに、
前記１つまたは複数の水量センサの１つまたは複数の入力ケーブルを受ける前記１つまたは複数の入力ポートを介して、前記１つまたは複数の水量センサの回転速度を決定することと、
前記回転速度の少なくとも一部に基づいて第１の時間期間を計算することと、
前記計算された第１の時間期間の間、電力休止モードに切り換えることと、
第２の時間期間の間、前記電力休止モードから小電力モードに切り換えることと、
第２の時間期間の間じゅう、水量センサからパルスを受け取らせ、および記憶させることであって、前記第２の時間期間は前記計算された第１の時間期間より短い、ことと、
前記第２の時間期間の終わりを検出したことに応答して、前記小電力モードから前記電力休止モードに切り換えることと、
を含む動作を実行させる、該コンピュータ可読媒体と
を備えたことを特徴とするエンドポイントコンピューティングデバイス。
【請求項14】
前記水量センサは前記第１のタイプのセンサを備え、前記第１のタイプのセンサは、リードスイッチセンサ、ホール効果センサ、または磁気抵抗センサのうちの少なくとも１つを備え、または前記水量センサは前記第２のタイプのセンサを備え、前記第２のタイプのセンサは、パルスセンサまたはＡＭＲセンサのうちの少なくとも１つを備えたことを特徴とする請求項１３に記載のエンドポイントコンピューティングデバイス。
【請求項15】
前記動作は、前記水量センサがパルスを出力する速度の少なくとも一部に基づいて前記第２の時間期間を計算すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のエンドポイントコンピューティングデバイス。
【請求項16】
前記動作は、前記水量センサと関連付けられた履歴回転速度データを解析することと、
前記水量センサの調整回転速度を決定することと、および
前記調整回転速度に少なくとも部分的に基づいて前記第１の時間期間を調整することと
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のエンドポイントコンピューティングデバイス。
【請求項17】
前記動作は、前記水量センサと関連付けられた履歴回転速度データを、１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスへ送ることと、
前記１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスから、第３の時間期間のインジケーションを受け取ることと、および
前記第３の時間期間の少なくとも一部に基づいて前記第１の時間期間を調整することと
をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のエンドポイントコンピューティングデバイス。
【請求項18】
前記ハウジングの外部を形成する水密シールと、前記ハウジングの内側に配置され、電気的接続を提供するための接続部であって、前記アンテナは、前記ハウジングの内側の前記接続部に結合されおよび前記ハウジングの外部を通して延びている、該接続部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【請求項19】
当該第１のコンピューティングデバイスの輸送中、当該第１のコンピューティングデバイスの１つまたは複数のコンポーネントから前記電源モジュールを隔離するためのトグルスイッチをさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の第１のコンピューティングデバイス。
【請求項20】
前記コンピュータ実行可能命令は、実行されるとき、当該第１のコンピューティングデバイスに、さらに、前記センサまたは前記第１のコンピューティングデバイスに関連した状態変化を検出させ、
前記状態変化の検出の少なくとも一部に基づいて、前記トランシーバに電力を供給させることを特徴とする請求項９に記載の第１のコンピューティングデバイス。
【請求項21】
前記１つまたは複数のスーパーコンデンサは、前記通信モードの間じゅう、部分的に放電されることを特徴とする請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本特許出願は、それぞれ参照によりそれらのすべてが本明細書に組み込まれている、２０１６年２月５日に出願した米国特許仮出願第６２／２９２１４７号明細書、および２０１６年１２月９日に出願した米国特許仮出願第６２／４３２４３１号明細書の優先権を主張する、それぞれ２０１７年２月２日に出願した米国特許出願第１５／４２３５１２号明細書および第１５／４２３５００号明細書の優先権を主張するものである。
本特許出願は、それぞれ参照によりそれらのすべてが本明細書に組み込まれている、２０１６年２月５日に出願した米国特許仮出願第６２／２９２１４７号明細書、および２０１６年１２月９日に出願した米国特許仮出願第６２／４３２４３１号明細書の優先権を主張する、それぞれ２０１７年２月２日に出願した米国特許出願第１５／４２３５１２号明細書および第１５／４２３５００号明細書の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【0002】
資源監視システムは、様々なタイプのセンサを使用して資源測定データを集め、それにより産業用途、商業用途および住宅用途のための資源消費を監視する。資源消費を監視するための技法は常に進化しているため、単純なセンサに追加機能性を提供するためのエンドコンピューティングデバイスの使用は、より陳腐なものになっている。例えば資源消費を決定するために、地理的に異なる位置に置かれたセンサからの、手動による人間に基づく資源測定データの収集を要求する代わりに、エンドコンピューティングデバイスは、有線および／または無線通信を使用して集中型位置に資源測定データを報告することができる。監視される資源のタイプの性質のため、これらのエンドデバイスおよび関連するセンサは遠隔に置かれることがあり、または位置へのアクセスが困難であり得る。したがってこれらのエンドコンピューティングデバイスは、より長い距離に渡って資源測定データを送信することが有利である。
【0003】
遠隔、または別の方法でアクセス不可能なエンドデバイスは、外部電源を容易に利用することができず、したがってバッテリ電力などの内部電源の使用を必要とする位置におけるセンサに結合され得る。エンドデバイスが資源測定データを送信する距離が長くなると、これらの内部電源に対するドレンが増加し、時間およびコスト集約的であるより頻繁な内部電源の手動交換が必要になる。したがって資源監視システムにおけるエンドコンピューティングデバイスのユーザは、送信距離と内部電源の寿命の間のトレードオフに遭遇している。
【図面の簡単な説明】
【0004】
発明を実施するための形態は添付の図を参照して説明される。図においては、参照番号の最も左側の桁は、参照番号が最初に出現する図を識別している。異なる図における同じ参照番号の使用は、同様または全く同じ項目または特徴を示す。
【図1】資源測定データを収集する１つまたは複数のセンサに結合されたエンドデバイス、および１つまたは複数のネットワークを介してエンドデバイスから資源測定データを受け取るゲートウェイデバイスを含む例示的環境を例証する図である。
【図2】資源データを収集し、かつ、資源を監視するための、エンドデバイス、ゲートウェイデバイス、サービスプロバイダおよびコンピューティングデバイスを含む例示的環境を例証する図である。
【図3】センサからセンサデータを受け取り、かつ、ゲートウェイデバイスにセンサデータを送信するエンドデバイスの図形表現を例証する図である。
【図4A】例示的エンドデバイスの構成要素の図形表現を例証する図である。
【図4B】別の例示的エンドデバイスの図形表現を例証する図である。
【図5】エンドデバイスのトランシーバの例示的構成要素を例証する図である。
【図6】エンドデバイス中に実現され得る例示的電源を例証する図である。
【図7】コンピューティングデバイスのデューティサイクルによる、コンピューティングデバイスのＲＦトランシーバによる信号送信のための例示的プロセスを例証する図である。
【図8】様々なセンサと通信するように構成されたエンドデバイスの例示的センサインタフェースを例証する図である。
【図9】第１の入力ポートに結合された入力ケーブルと関連付けられたセンサのセンサタイプを決定し、かつ、入力ポートに電圧を供給してセンサのタイプに基づいてセンサからデータを受け取るための例示的プロセスを例証する図である。
【図10】デューティサイクルによる、比較器回路によるデータの受取りおよびデータの記憶のための例示的プロセスを例証する図である。
【図11】エンドデバイスのための例示的ハウジングを描写した図である。
【図12】例示的集信装置の図形表現を例証する図である。
【図13】例示的集信装置の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、例示的集信装置の構成要素レイアウトを例証する図である。
【図14】集信装置の寸法を例証する、集信装置の例示的外観を例証する図である。
【図15】集信装置の小さいサイズに関する基準を与えるために、２５セントに対する集信装置の小さいフォームファクタを例証する図である。
【図16】疑わしいイベントレポートおよび／または警報を例証する例示的グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）である。サービスプロバイダは、エンドデバイスまたはゲートウェイデバイスから受け取ったデータに基づいてＧＵＩを生成することができる。
【図17】監視位置に対する水使用を例証する例示的ＧＵＩである。サービスプロバイダは、エンドデバイスまたはゲートウェイデバイスから受け取ったデータに基づいてＧＵＩを生成することができる。
【図18】監視位置に対する水使用を例証する別のＧＵＩである。サービスプロバイダは、エンドデバイスまたはゲートウェイデバイスから受け取ったデータに基づいてＧＵＩを生成することができる。
【図19A】自動化された浪費イベント追跡システムを例証するＧＵＩである。ＧＵＩは、サービスプロバイダが１つまたは複数の顧客のためのレポートを作成し、かつ、１つまたは複数の顧客に推奨を提供するためのインタフェースを提供する。
【図19B】自動化された浪費イベント追跡システムを例証するＧＵＩである。ＧＵＩは、サービスプロバイダが１つまたは複数の顧客のためのレポートを作成し、かつ、１つまたは複数の顧客に推奨を提供するためのインタフェースを提供する。
【図19C】自動化された浪費イベント追跡システムを例証するＧＵＩである。ＧＵＩは、サービスプロバイダが１つまたは複数の顧客のためのレポートを作成し、かつ、１つまたは複数の顧客に推奨を提供するためのインタフェースを提供する。
【図19D】自動化された浪費イベント追跡システムを例証するＧＵＩである。ＧＵＩは、サービスプロバイダが１つまたは複数の顧客のためのレポートを作成し、かつ、１つまたは複数の顧客に推奨を提供するためのインタフェースを提供する。
【図20】検出された浪費イベントのための解析学ログを例証するＧＵＩである。サービスプロバイダは、エンドデバイスまたはゲートウェイデバイスから受け取ったデータに基づいてＧＵＩを生成することができる。
【図21】サービスプロバイダによって提供される警報を追跡する能力をユーザに提供するための自動化された警報追跡ページを例証するＧＵＩである。
【図22】監視される位置のための警報をサービスプロバイダが生成し、かつ、管理するためのインタフェースを例証するＧＵＩである。
【図23A】監視されるサイトのための資源消費情報に関する情報および特異性を例証するＧＵＩである。
【図23B】監視されるサイトのための資源消費情報に関する情報および特異性を例証するＧＵＩである。
【発明を実施するための形態】
【0005】
本開示の実施形態は、小電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ）技術を使用してデータを送信する資源監視システムにおけるエンドデバイスのバッテリ寿命性能を改善するための技法に向けられている。さらに、本明細書において記述される実施形態は、複数のタイプのセンサとインタフェースし、それによりエンドデバイスの機能性、汎用性および互換性を増すように構成されたエンドデバイスを提供するための技法を含む。その上、記述される実施形態は、エンドデバイスから資源測定データを受け取る資源監視システムのゲートウェイデバイスの集信装置のサイズを低減するための技法を企図している。ゲートウェイデバイスの集信装置のサイズを低減することにより、より大きい集信装置を有するゲートウェイデバイス中で遭遇される熱散逸が低減され、それにより、より少ないエネルギーを消費する、より小型でよりコンパクトなゲートウェイデバイスをもたらし得る。その上、集信装置のサイズの低減は、モバイルアプリケーション（例えば無人航空機に取り付けられた）における使用をも可能にする。さらに、集信装置サイズの低減は、増加した機能性のためにオープンハードウェアソケットに差し込まれる集信装置を可能にする既存のフォームファクタ中に実現される集信装置を可能にし得る。
【0006】
資源監視システムは、監視位置で資源を監視し、かつ、１つまたは複数のゲートウェイデバイスに資源測定データを送信するためにセンサに結合された１つまたは複数のエンドデバイスなどのデバイスのネットワークを含むことができる。様々な例では、エンドデバイスは、ＬＰＷＡＮ技術（例えばＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）、ＧＲＥＥＮＷＡＶＥ（登録商標）など）を使用して資源測定データを送信し、短距離無線通信技術（例えばＺＩＧＢＥＥ（登録商標）、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）など）を使用して提供される通信より長い距離に渡る小電力通信を提供することができる。
【0007】
いくつかの例では、エンドデバイスは、外部電源を利用できないように、また、内部電源（例えばバッテリ、バッテリバンクなど）を使用して電力が供給され得るように配置され得る。距離に応じてエンドデバイスは資源測定データを送信しなければならず、データを運ぶ信号は、比較的大きい電力信号（例えば１／２ワット、１ワットなど）であってもよい。しかしながら様々な例では、内部バッテリによって提供されるピーク電流は、エンドデバイスが大電力信号を送信するためには不十分であることがあり得る。本明細書において記述される技法は、これらの比較的大きい電力通信のための十分な電力を提供するためのスーパーコンデンサの使用を企図している。いくつかの例では、エンドデバイスのバッテリは、システム構成要素（例えばマイクロプロセッサ、電圧コンバータなど）に電力を提供することができ、一方、スーパーコンデンサは、比較的大きい電力送信のためのトランシーバに電力を提供することができる。いくつかの例では、エンドデバイスは、資源測定データを周期的に送信することができる。このような例では、スーパーコンデンサは、通信モードにある間、短い時間期間（例えば１０ミリ秒、１００ミリ秒など）に渡ってトランシーバおよび／またはトランシーバ構成要素にのみ電力を供給することができ、また、より長い時間期間の間（例えば３０秒、１分、５分など）、小電力モードを維持する。いくつかの例では、スーパーコンデンサは、通信モードでトランシーバに電力を提供する際に、少なくとも部分的に放電することができる。スーパーコンデンサが信号を送信するためのトランシーバへの電力の供給を終了すると、バッテリは、より小さい電力モードの間、より長い時間期間に渡ってスーパーコンデンサを再充電し、次の送信のためにスーパーコンデンサを充電することができる。この方法によればエンドデバイスは、より小さい電力モードにある間、バッテリ電力を使用してセンサから資源測定データを受け取り、かつ、記憶することができ、また、スーパーコンデンサによって電力が供給される比較的大きい電力信号を使用して資源消費データを周期的に送信することができる。
【0008】
いくつかの例では、エンドデバイスは、クーロンカウンタを有するガスゲージを含むことができる。クーロンカウンタは、小電力モードの間、スーパーコンデンサを充電するためにバッテリから放出されるクーロン（例えばアンペア秒）をカウントし、バッテリから放出されるエネルギーの量、および／またはバッテリ中に残留するエネルギーの量を決定することができる。いくつかの例では、ガスゲージは、閾値クーロンカウントを超えてバッテリから流れる電流の量を制限し、スーパーコンデンサを充電する際に、バッテリが過度に速く放電するのを防止することができる。いくつかの例では、これは、バッテリの寿命を延長することができる。
【0009】
様々な例では、エンドデバイスは、複数のタイプのセンサとインタフェースするように構成されたセンサインタフェースを含むことができる。例えばセンサインタフェースは、３線式自動計測（ＡＭＲ）センサ、ホール効果センサ、リードスイッチセンサ、パルスセンサおよび磁気抵抗器センサを含む複数のタイプのセンサからのデータのエンドデバイスによる受取りを許容することができる。様々な例では、センサインタフェースは、すべての上記センサからの入力を受け入れる（例えば複数のポートを使用して）ように構成される単一接続を含むことができ、また、単一接続を使用してセンサからデータを収集する。この方法によればエンドデバイスは、追加機能性、汎用性、および複数のセンサタイプの間の完全な互換性を提供することができる。
【0010】
いくつかの例では、エンドデバイスはデューティサイクルを有することができ、それによりセンサから資源測定データを受け取るためにデータ収集回路またはモジュールがパワーオンされ、また、バッテリ電力を節約するためにパワーダウンされる。いくつかの実例では、デューティサイクルは、製造時および／または設置時に、エンドデバイスに対して固定されるか、または予め定義され得る。様々な例では、エンドデバイスは、１つまたは複数のモジュール、回路、および／またはエンドデバイスがセンサインタフェースのポートを介してセンサデータを受け取るデューティサイクルを動的に修正するように構成されたアルゴリズムを含むことができる。例として、エンドデバイスは、センサインタフェースを介してエンドデバイスにデータを提供しているセンサのタイプを決定することができる。いくつかの例では、エンドデバイスは、様々な方法でセンサのタイプのインジケーションを受け取ることができる。例えばエンドデバイスは、１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスから、またはエンドデバイスの別の入力ポート（例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ユニバーサル非同期受信機／送信機（ＵＡＲＴ）ポートなど）に接続されたケーブルを介して別のコンピューティングデバイスから、ネットワークを介してセンサタイプのインジケーションを受け取ることができる。いくつかの例では、エンドデバイスは、センサタイプを通して循環して、センサインタフェースを介してデータを提供しているセンサのタイプを決定し、またはセンサから受け取ったデータのフォーマットまたはタイプに基づいてセンサタイプを推定することができる。
【0011】
上で言及したように、データ収集および記憶回路、またはエンドデバイスのモジュールがセンサから資源測定データを受け取るためにパワーオンされ、また、バッテリ電力を節約するためにパワーダウンされるデューティサイクルは、センサのタイプに基づいて動的に修正され得る。例えばエンドデバイスは、更新されたデューティサイクルを計算することができるか、またはサーバコンピューティングデバイスからネットワークを介して受け取ることができる。更新されるデューティサイクルは、センサの回転速度、センサがパルスを出力する速度などのセンサのタイプの様々なパラメータに基づくことができる。様々な例では、デューティサイクルを動的に変化させることにより、デューティサイクルの電力休止時間期間が延長され、それによりバッテリ電力を節約することができ、その一方でデータ収集および記憶構成要素ならびに回路が適切な時間にパワーオンされ、有効なデータ収集および記憶を維持することを保証することができる（例えば測定の「欠落」を防止するために）。
【0012】
いくつかの例では、ゲートウェイデバイスは、小さいフォームファクタを有する集信装置を含むことができる。例えば集信装置は、約１．３インチ（３．３０ｃｍ）×０．９６インチ（２．４４ｃｍ）×０．１９インチ（０．４８ｃｍ）の寸法を有することができ、約０．２４立方インチ（３．９立方ｃｍ）の総体積をもたらす。いくつかの例では、集信装置の小さいサイズは、電力の有効な使用を要求し、その結果、損失によって集信装置から散逸される熱がより少なくなり得る。いくつかの例では、集信装置はＸＢｅｅ（登録商標）インタフェース規格に準拠することができる。さらに、集信装置は、同時二重チャネルすなわちダイバシティ動作を可能にするアンテナを有する２つの無線を含むことができ、両方のアンテナは同じチャネルをリスニングする。いくつかの例では、両方の無線は、１ワットの電力で、異なる周波数で同時に信号を送信するように構成される。
【0013】
様々な実施形態では、本明細書において記述される技法および／またはシステムは、エンドデバイスおよび／またはゲートウェイ収集デバイスによって消費されるバッテリ電力の量を低減することによってエンドデバイスの働きを改善することができる。さらに、電力消費が低減され、また、バッテリ寿命が長くなるにもかかわらず、本明細書において記述される技法および／またはシステムは、資源データの高分解能送信を可能にする（例えば１秒おき、１分おきなど）。したがってシステムおよび方法は、様々な利点の中でもとりわけ機器動作を改善し、バッテリ寿命を節約し、信号の大電力送信を提供し、また、エンドデバイスおよびゲートウェイ収集デバイスのための機能性を維持する。
【0014】
例示的アーキテクチャ
図１は、本開示の実施形態による、監視位置１０８で資源を監視するために１つまたは複数のエンドデバイス１０４および１０６から資源測定データを受け取るための１つまたは複数のゲートウェイデバイス１０２を含む例示的環境１００を例証したものである。
図１は、本開示の実施形態による、監視位置１０８で資源を監視するために１つまたは複数のエンドデバイス１０４および１０６から資源測定データを受け取るための１つまたは複数のゲートウェイデバイス１０２を含む例示的環境１００を例証したものである。
【0015】
いくつかの実施形態では、監視位置１０８は、卸売店、食料雑貨店、レストラン、洗車機、オフィスビルディング、住宅、石油精製所、農業設備（例えば農場）、船積み位置、または資源１１０などの１つまたは複数の資源を使用する任意の位置を表すことができる。本開示の文脈で理解され得るように、資源１１０は、水、電気、空気、燃料（ガソリン、ディーゼル、灯油など）などの１つまたは複数の資源を含むことができ、また、いくつかの実施形態では、監視位置１０８への、および監視位置１０８からの入力および／または出力を含むことができる。例えば資源１１０は、浄水または飲用水および／または汚水を表すことができる。
【0016】
監視位置１０８は、１つまたは複数のゲートウェイデバイス１０２ならびに１つまたは複数のエンドデバイス１０４および１０６を含むことができ、これらはそれぞれ１つまたは複数のセンサ１１２、１１４および１１６と動作結合される。図１に例証されているように、センサ１１２はゲートウェイデバイス１０２に入力を提供し、センサ１１４はエンドデバイス１０４に入力を提供し、また、センサ１１６はエンドデバイス１０６に入力を提供している。いくつかの実施形態では、個々の機器（ノードとも呼ばれる）は、個々のそれぞれのノードに対する資源を監視するためのセンサを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンサは、それぞれのゲートウェイデバイスまたはそれぞれのエンドデバイスと結合され得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス１０４および１０６は、ゲートウェイデバイス１０２と無線で通信することができ、そのゲートウェイデバイス１０２は、ネットワーク１１８と無線で通信することができる。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス１０２は、ネットワーク１１８と直接通信することができる。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス１０２ならびにエンドデバイス１０４および１０６は、メッシュネットワークの形態であってもよく、ゲートウェイデバイス１０２は、ネットワーク１１８との通信インタフェースを提供する。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス１０２ならびにエンドデバイス１０４および１０６は、ネットワーク上には提供されないチャネル、または監視位置１０８によって提供される通信手段を介してネットワーク１１８と通信することができる。すなわちゲートウェイデバイス１０２ならびにエンドデバイス１０４および１０６は、監視位置１０８とは独立してネットワーク１１８と通信し、ネットワーク輻輳を低減し、また、ネットワーク安全保護を改善することができる。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス１０２ならびにエンドデバイス１０４および１０６は、任意の有線または無線接続を介してネットワーク１１８と通信することができる。ゲートウェイデバイス１０２ならびにエンドデバイス１０４および１０６については、以下で本開示の様々な図に関連しても考察される。
【0017】
監視位置１０８は、それには限定されないが、冷却塔１２０（例えば蒸発冷却プロセスおよび／またはシステム）、洗車機１２２、水質調整剤１２４、シンク１２６、洗面所１２８、および／またはヒータ、コンピュータ、テレビジョン、移動電話、照明、ポンプ、ビルディング、灌漑、電気、ガス、ＨＶＡＣ、プログラマブルロジックコントローラ、センサなどの機器１３０および１３２などの１つまたは複数の機器（すなわちノード）を含むことができる。本開示の文脈で理解され得るように、監視位置１０８は、任意のタイプの実業、統治機関、産業、学術協会、学校、病院、風景、農業および／または住宅の設備を表すことができ、また、任意の関連する機器１３０および１３２を含むことができる。さらに、監視位置１０８は、監視位置１０８の占有を監視または測定するための追加センサ、温度、湿度、圧力、資源の導電率、資源の化学的組成（例えばｐＨ）、または監視位置１０８における気象、および／または監視位置における安全保護システムを監視または測定するための環境センサを含むことができる。
【0018】
いくつかの実施形態では、機器１３２は、監視位置１０８の外側に配置されることが可能であり、また、別のビルディングの中、地面の上、または地中に配置され得る。いくつかの実施形態では、機器１３２は、資源１１０と同じまたは別の資源を監視することができる。本開示の様々な図に関連して記述されているように、機器１３２は、ハードワイヤード電力を利用することができないサイト、またはそれが電力を提供するのに実際的または経済的ではないサイト（例えば野原、地下、井戸の中など）に配置され得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス１０６は、バッテリ電力ならびに小電力送信機および受信機を使用してゲートウェイデバイス１０２と通信することができる。このような事例では、この実施態様は、監視位置１０８における設置コストを低減することができる。
【0019】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンサ１１２、１１４および１１６を使用して、監視位置１０８において消費された資源が監視され得る。例えば個々の機器は独自のセンサと関連付けられ、一方、いくつかの実施形態では、例えば給水本管または電気本線を監視するために１個のセンサのみが使用され得る。いくつかの実施形態では、水消費および電気消費などの複数のタイプの資源が監視位置で監視され得る。いくつかの実施形態では、複数のセンサからのデータがまとめて結合され、および／または解析されて、関連する資源消費を有する仮想ノードを生成することができる。例えばセンサ１１４によって提供される冷却塔１２０からの遠隔測定データを使用して、センサ１１２によって監視される資源消費に対する冷却塔１２０の影響が除去され得る。いくつかの実施形態では、複数のセンサを使用して、本明細書において記述されるシステムおよび方法によって提供されるデータの分解能が改善され得る。いくつかの実施形態では、複数のセンサからのデータが決定され、かつ、相関されて、監視位置１０８における動作に洞察を提供することができる。例えば監視位置１０８の占有が水および／または電気使用と共に決定され、それにより動作および／または機械的浪費が決定され、および／または資源消費がいつ動作手順の範囲内であるかが決定され得る。別の例では、蒸発冷却システム中の水の導電率またはｐＨが水および／または電気使用と共に監視され、それにより動作および／または機械的浪費が決定され、および／または資源消費がいつ動作手順の範囲内であるかが決定され得る。別の例では水温が監視され、適切な手洗いのためのリミット内であることが検証される（例えば食料取扱者、病院などのために）。別の例では空気温度が監視され、冷凍機および冷蔵庫が食料安全のためのリミット内であることが保証され、また、保存時間が最長化され、かつ、廃棄が最少化される。
【0020】
いくつかの実施形態では、資源消費は、位置サイズ、位置容量、位置生産性、人の数、生産される対象の数などの様々な要因を使用して正規化され得る。例えばこれらの正規化要因は、ゲートウェイデバイス１０２、エンドデバイス１０４および１０６、または監視位置１０８における追加機器によって監視されることが可能であり、および／または正規化要因は第三者から獲得され得る。例えば位置における顧客トラフィックを監視するために、監視位置１０８および／またはゲートウェイデバイス１０２は、監視位置１０８における多数の独自の顔をカウントするビデオカメラを含むことができ、それにより監視位置における個人の数の正確なカウント（または１分当たり、１時間当たりなどの個人の数）を提供することができる。別の例として気象情報は、インターネットなどの公共または私用気象源から獲得され得る。
【0021】
図２は、資源データを収集し、かつ、資源を監視するための、１つまたは複数のゲートウェイデバイス２０２、１つまたは複数のエンドデバイス２０４、１つまたは複数のサービスプロバイダ２０６、および１つまたは複数のコンピューティングデバイス２０８を含む例示的環境２００を例証したものである。
【0022】
例示的環境２００は、本明細書において記述されている技法およびシステムを実現するために使用することができる。環境２００は、本明細書において記述されているデータを集め、かつ、処理するように構成されたゲートウェイデバイス２０２およびエンドデバイス２０４などの複数のデバイスを含む。環境２００は、処理および解析学をさらに提供することができる１つまたは複数のサービスプロバイダ２０６をも含む。サービスプロバイダ２０６は、警報、レポート、解析学、グラフィカルユーザインタフェースなどを例えばコンピューティングデバイス２０８および／またはゲートウェイデバイス２０２へ通信するように構成される。様々な例では、ゲートウェイデバイス２０２、エンドデバイス２０４、サービスプロバイダ２０６およびコンピューティングデバイス２０８は、１つまたは複数のネットワーク２１０を介して通信することができる。
【0023】
ゲートウェイデバイス２０２は、それらに限定されないが、携帯型デバイスまたは固定デバイスを含む様々なデバイスのうちの任意の１つを個々に含むことができる。例えばデバイスは、データロガー、埋設システム、監視デバイス、スマートフォン、移動電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯型コンピュータ、サーバコンピュータまたは任意の他の電子デバイスを備えることができる。
【0024】
ゲートウェイデバイス２０２は、１つまたは複数のプロセッサ２１２およびメモリ２１４を含むことができる。プロセッサ２１２は、単一の処理装置または多数の装置であってもよく、これらの各々は、複数の異なる処理装置を含み得る。プロセッサ２１２は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、図形処理装置（ＧＰＵ）、安全保護プロセッサなどを含むことができる。あるいは、または追加で、本明細書において記述されている技法のうちのいくつかまたはすべては、１つまたは複数のハードウェア論理構成要素によって少なくとも部分的に実施され得る。例えば、また、非制限で、使用され得るハードウェア論理構成の例証的タイプは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け標準品（ＡＳＳＰ）、状態マシン、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）、他の論理回路機構、システムオンチップ（ＳｏＣ）、および／または命令に基づいて動作を実施する任意の他のデバイスを含む。様々な能力の中でも、とりわけプロセッサ２１２は、メモリに記憶されているコンピュータ可読命令を呼び出し、かつ、実行するように構成され得る。
【0025】
メモリ２１４は、コンピュータ可読媒体のうちの１つまたは組合せを含むことができる。本明細書において使用されているように、「コンピュータ可読媒体」は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を含む。
【0026】
コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータなどの情報を記憶するために任意の方法または技術で実現される、揮発性および不揮発性、取外し可能および非取外し可能媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、それには限定されないが、位相変化メモリ（ＰＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、他のタイプのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）または他の光記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、またはコンピューティングデバイスによるアクセスのために情報を記憶するために使用され得る任意の他の媒体を含む。
【0027】
一方、通信媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波などの変調されたデータ信号中の他のデータを含む。本明細書において定義されているように、コンピュータ記憶媒体は通信媒体を含まない。
【0028】
メモリ２１４は、内部のハードウェアおよびサービス、ならびに他のモジュール、構成要素およびデバイスの便宜のためのデバイスに結合されたハードウェアおよびサービスを管理するように構成されたオペレーティングシステムを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のゲートウェイデバイス２０２は、１つまたは複数のサーバ、またはネットワークサービス（例えばクラウドサービス）内で動作する他のコンピューティングデバイスを含むことができ、または、メッシュネットワークなどを形成することができる。ネットワーク２１０は、インターネット、移動電話ネットワーク（ＭＴＮ）、Ｗｉ－Ｆｉ、セルラーネットワーク、メッシュネットワークおよび／または他の様々な通信技術を含むことができる。
【0029】
上で考察した技法は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合せの中で実現され得る。ソフトウェアの文脈では、動作は、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能命令を表し、コンピュータ実行可能命令は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、記載されている動作を実施するためのデバイスを構成する。一般に、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実施し、または特定の抽象データタイプを実現する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネントデータ構造などを含む。
【0030】
ゲートウェイデバイス２０２は、最も単純にはセンサを含まなくてもよい。あるいはゲートウェイデバイス２０２は、それらに限定されないが、水量計、電気計、ガス量計、加熱、換気および空気調和（ＨＶＡＣ）センサ／監視、および／または任意の汎用または専用センサ入力を含む１つまたは複数のセンサ２１６を含むことができる。センサ２１６は、連続的に、もしくは任意のインターバルで周期的に、または要求に応じてデータを監視することができる。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス２０２は、追加センサを受け取るための、または追加センサデータを受け取るための１つまたは複数の拡張ポートを含むことができる。いくつかの実施形態では、センサ２１６は、１つまたは複数のパルス、またはビルディング内の給水本管に沿った水センサなどのプラントユーティリティと共に統合されたセンサからのデータを受け取る。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の入力および／またはセンサ２１６は光学的に隔離され、入力の損傷からゲートウェイデバイス２０２を保護することができる。
【0031】
ゲートウェイデバイス２０２は、電力格子などのネットワークから電力を受け取る電力モジュール２１８をも含むことができ、また、電力格子が遮断された場合にゲートウェイデバイス２０２に電力を供給するための１つまたは複数の無停電電源（ＵＰＳ）をも含むことができる。例えば電力モジュール２１８は、過度に長い期間に渡って電力が停止した場合の状態を決定するタイマを含むことができ、また、ゲートウェイデバイス２０２のデータ破損、データ損傷またはデータ紛失を伴うことなくゲートウェイデバイス２０２を停止させることができる。いくつかの実施形態では、電力モジュールは、１つまたは複数の電力フィルタを含む。いくつかの実施形態では、電力モジュール２１８は、ゲートウェイデバイス２０２がパワーダウン状態にある間、電源を監視することができ、また、電力が回復されるとデバイスを再始動させることができる。いくつかの実施形態では、電力モジュール２１８は、停電が検出されるとエラーメッセージを送ることができる。いくつかの実施形態では、電力モジュール２１８は、電力損失の後、センサ２１６データの連続送信および／またはエンドデバイス２０４との連続通信またはネットワーク２１０を介した連続通信を許容するために十分な電力を提供することができる。
【0032】
ゲートウェイデバイス２０２は、他のゲートウェイデバイスまたはエンドデバイス（例えばメッシュネットワーク内の）と通信するための、および／またはネットワーク２１０を介して通信するための通信モジュール２２０を含むことができる。例えば通信モジュール２２０は、任意の小電力、長距離広域ネットワークを介したエンドデバイス２０４との通信のためのアンテナを含むことができる。いくつかの実施形態では、通信モジュール２２０は、エンドデバイス２０４と交渉して、例えばエンドデバイス２０４のバッテリ寿命を最長化するための最適無線リンクを決定することができる。通信モジュール２２０のこれらおよびさらなる態様は、本開示の様々な図に関連して記述される。いくつかの例では、ゲートウェイデバイス２０２は、それぞれ送信および受信能力を有する２つの独立した無線周波数経路を含む集信装置２６２をさらに含むことができる。いくつかの例では、集信装置２６２は、ＸＢｅｅ（登録商標）インタフェース規格などの様々な規格に準拠することができ、また、ＩＳＭ、セルラーおよびＷｉ－Ｆｉを含む他の無線との共存を許容することができる。集信装置２６２の詳細についてのさらなる考察は、図１２～１５の説明の中で見出され得る。
【0033】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス２０２は、本明細書において考察される警報および／またはレポートをゲートウェイデバイス２０２に配置されるユーザに提示するために、視覚または音声インタフェース（例えばテキスト－スピーチ能力を有する）を提供するための１つまたは複数のディスプレイ、ＬＥＤ、ブザーおよび／またはスピーカを含むことができる。例えばユーザは、警報、レポート、推奨などを精査するためにゲートウェイデバイス２０２と対話し、かつ、対策を実現して、サイトにおける浪費を低減することができる。問題に対処し、または問題を解決すると、ユーザは、直接（例えばタッチパッドディスプレイ、オンボードボタン、キーボード、マイクロホンなどを介して）、またはクラウド（例えばスマートフォンアプリケーション、ウェブサーバなど）を介してゲートウェイデバイス２０２と対話し、問題の状態、例えば問題が解決されたかどうか、推奨が有用であったかどうか、問題が解決されなかったかどうかなどを示すことができる。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス２０２においてインジケーションを受け取ると、インジケーションは、精査のため、および解析学、レポート、推奨などへの組込みのためにサービスプロバイダ２０６へ送信され得る。
【0034】
エンドデバイス２０４は、１つまたは複数のプロセッサ２２２、メモリ２２４、センサ２２６、電力モジュール２２８および通信モジュール２３０を含むことができ、これらの各々は、ゲートウェイデバイス２０２のプロセッサ２１２、メモリ２１４、センサ２１６、電力モジュール２１８および／または通信モジュール２２０と同様に実現され得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス２０４は、ゲートウェイデバイス２０２から遠隔で動作することができ、例えば井戸の底で動作することができる。このような例では、エンドデバイス２０４は、ポンプなどを監視することができる。いくつかの実施形態では、センサ２２６は、３線式自動計測（ＡＭＲ）ユニット（センサまたは例えばＳＥＮＳＵＳ、ＮＥＰＴＵＮＥおよび／またはＫ－ＦＲＡＭＥによって提供されるプロトコルと結合された）、ホール効果／磁気抵抗器センサを有するインタフェース、誘導性－容量性（ＬＣ）センサ、および／またはパルスセンサインタフェースを含むことができる。いくつかの実施形態では、電力モジュール２２８は、塩化チオニルリチウム（Ｌｉ－ＳＯＣｌ2）バッテリなどのリチウムバッテリを含むことができる。いくつかの実施形態では、通信モジュール２３０は、特定のプロトコルおよび／または特定の実施態様位置に従って、例えば米国における９１５ＭＨｚ、欧州における８６８ＭＨｚ／４３３ＭＨｚ、オーストラリア連邦における４３０ＭＨｚ、日本における９２３ＭＨｚなどの１つまたは複数の産業、科学および医療（ＩＳＭ）バンド内で通信する１つまたは複数のアンテナを介してゲートウェイデバイス２０２と通信することができる。いくつかの実施形態では、通信モジュール２３０は、様々な動作領域要求事項に従って構成され得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス２０４は、ＳＥＭＴＥＣＨによって提供されるＬｏＲａ変調プロトコルに従って、またはＬｏＲａ Ａｌｌｉａｎｃｅによって提供されるＬｏＲａＷＡＮ仕様に従って、例えば長距離広域ネットワークを介してデータを送信し、かつ、受信することができる。いくつかの実施形態では、通信モジュール２３０は、ＧＦＳＫ（ガウス周波数シフトキーイング）またはＦＳＫ（周波数シフトキーイング）リンク能力を含む。いくつかの実施形態では、通信モジュール２３０は、ＩＥＥＥ ８０２．１１、Ｗｉ－Ｆｉ、セルラー、３Ｇまたは４Ｇ ＬＴＥネットワーク、ＬＡＮ、ＷＡＮ、有線または無線ネットワークなどのうちの任意の１つを介して通信することができる。エンドデバイス２０４およびゲートウェイデバイス２０２のさらなる詳細は、図３～１５に関連して提供される。
【0035】
サービスプロバイダ２０６は、１つまたは複数のプロセッサ２３２、メモリ２３４および通信モジュール２３６を含むことができ、これらの各々は、ゲートウェイデバイス２０２のプロセッサ２１２、メモリ２１４および／または通信モジュール２２０と同様に実現され得る。
【0036】
いくつかの実施形態では、サービスプロバイダ２０６は、履歴データ２４０モジュール、資源シグネチャ２４２モジュール、レポート／警報モジュール２４４、自動解析２４６モジュール、グラフィカルユーザインタフェース２４８モジュールおよび／またはデバイス管理モジュール２５０などの１つまたはモジュールを含む解析学モジュール２３８を含むことができる。
【0037】
いくつかの実施形態では、解析学モジュール２３８は、ゲートウェイデバイス２０２および／またはエンドデバイス２０４から資源使用に関する入力を受け取ることができ、また、データを解析して履歴データを生成することができる。さらに、解析学モジュール２３８は、データを受け取り、かつ、データを履歴データと比較して疑わしいイベントを決定することができる。いくつかの実施形態では、解析学モジュール２３８は、現在および／または履歴データを複数の位置の間で比較することができる。いくつかの実施形態では、解析学モジュール２３８は、監視位置におけるセンサから集められた、および／または第三者源から集められたデータを使用して、サイト使用、サイト生産、温度、気象などの要因によって現在および／または履歴データを正規化することができる。いくつかの実施形態では、解析学モジュール２３８は、機械的および／または動作的浪費を決定することができる。いくつかの実施形態では、解析学モジュール２３８は、適切な、または不適切な資源使用などの資源使用を示す１つまたは複数のシグネチャを生成することができる。いくつかの実施形態では、解析学モジュール２３８は、１つまたは複数のレポート、警報、推奨および／またはグラフィカルユーザインタフェースを生成することができる。
【0038】
いくつかの実施形態では、サービスプロバイダは、解析学を実施して、実時間および履歴資源使用ならびに識別された特定のイベントを、１）特定の警報の対象、テキスト、イメージ、マニュアル、受信機リスト、閾値類別化など、および／または２）管理のために履歴レポートに含めるために、管理者、経営陣、持続可能性レポート、コンプライアンス報告、動機付けプログラム、ゲーミフィケーション特徴などにマップする。
【0039】
いくつかの実施形態では、資源消費データは、メタデータ（例えばサイト特化またはノード特化動作知識など）と結合され、最良管理実践、標準動作手順、および浪費制御における管理者の成功、資源使用を最適化することなどとのコンプライアンスなどの管理者の実践および動作上の実践に対する透明性を創出する。この同じデータは、管理者の報告、持続可能性プログラムコンプライアンス報告、機器較正、実際対予測消費レポート、ベンダー責任能力、価値工学、セクターに対する資源依存性、コンプライアンス報告の目的のため、およびサイト間の競合、所与のサイト、サイト間、会社、セクターなどにおける有効な資源使用のゲーミフィケーションなどのスタッフ動機付けイニシアチブのために複数の位置に渡っても比較され得る。
【0040】
例えば洗車動作においては、高分解能報告および解析学は、多くの位置に渡る標準車両に対する洗車トレインの異なる部分における水使用、特定のサイトの過去の試験、製造者クレーム、同様の洗車ユニット、産業規格などを自動的に比較することができる。
【0041】
この例では、洗車資源使用情報における特異性が、警報の特定のサブパートをテキスト、図形、マニュアル、顧客特化またはノード特化最良管理実践および／または標準動作手順にマッピングすることによって形成されるイベント特化応答をトリガする。使用情報および特定のイベントを詳述するために適合され得る例示的警報、テキスト、図形およびレポートは、本開示の図１６～２３Ｂに関連して記述される。
【0042】
いくつかの実施形態では、イベントおよびレポートは実時間で追跡され、また、データを使用してスタッフ動機付けイニシアチブが駆動され、それによりゲーミングおよびまたは管理者の認識プラットフォームにおける最適資源使用のためのサイトおよび個人による比較および競争を許容する方法でポイントが蓄積され、かつ、報告される認識モードまたはゲーミフィケーションモードにおける浪費イベントの速やかな解決に対して位置が報奨され得る。洗車される自動車当たりの水の最少ガロン、電気のｋｗｈなどのメトリックスは、他の法人の持続可能性入力がしているようにゲーミング環境においてポイントを獲得し、スタッフおよび出資者がゲーミングおよび認識技法によって動機付けられる対話環境を創出して、資源消費、法人の持続可能性イニシアチブを最適化する。
【0043】
冷却塔および／または蒸発冷却システムに関連する別の例では、高分解能報告および解析学は、異なるローディング温度、異なる水状態（例えば導電率、ｐＨ、温度、圧力、流量など）、気象条件、サイトにおけるその前の動作条件における水使用、同様の、または変化するローディングおよび気象条件の下で動作する同様の容量の他の冷却塔、ならびに他のメタデータを自動的に比較し、特定の浪費イベントおよび資源使用最適化のための機会を識別することができる。
【0044】
この冷却塔例では、上記情報における特異性が、警報の特定のサブパートをテキスト、図形、マニュアル、顧客特化またはノード特化最良管理実践および／または標準動作手順にマッピングすることによって形成されるイベント特化応答をトリガする。使用情報および特定のイベントを詳述するために適合され得る例示的警報、テキスト、図形およびレポートは、本開示の図１６～２３Ｂに関連して記述される。
【0045】
実時間および履歴データを使用してスタッフ動機付けイニシアチブが駆動され、それによりゲーミングおよび／または管理者の認識環境における最適資源使用のためのサイトおよび個人による比較および競争を許容する方法でポイントが蓄積され、かつ、報告される認識モードまたはゲーミフィケーションモードにおける浪費イベント（または提出される最適化革新）の速やかな解決に対して位置が報奨され得る。
【0046】
いくつかの実施形態では、デバイス管理モジュール２５０は、ゲートウェイデバイス２０２および／またはエンドデバイス２０４の状態を監視して、デバイスが公称範囲内で動作しているかどうかを決定することができる。デバイス２０２および／または２０４が問題を示している（またはデバイス２０２および／または２０４からの他のフィードバックに応答中である）場合、デバイス管理モジュール２５０は、警報を生成してデバイスを調査することができる。いくつかの実施形態では、デバイス管理モジュール２５０は、ゲートウェイデバイス２０２およびエンドデバイス２０４の通信および報告特性を監視し、かつ、変更して、電力使用を最少化することができる。例えばデバイス管理モジュール２５０は、データ（例えば１秒おき、１分おき、時間単位、週単位、月単位などで記録されるデータ）の分解能を制御することができる。いくつかの実施形態では、デバイス管理モジュール２５０は、デバイス２０２および２０４がプッシュデバイスであるか（例えばデータが送信されるべきである場合、デバイスはそれら自体の上で通信を開始する）、またはプルデバイスであるか（例えばデバイスは、ゲートウェイデバイス２０２またはサービスプロバイダ２０６によって要求されるべきデータを待機する）どうかを設定することができる。いくつかの実施形態では、デバイス管理モジュール２５０は、デバイス２０２および／または２０４の送信電力を制御することができる。
【0047】
コンピューティングデバイス２０８は、１つまたは複数のプロセッサ２５２、メモリ２５４および通信モジュール２５６を含むことができ、これらの各々は、ゲートウェイデバイス２０２のプロセッサ２１２、メモリ２１４および／または通信モジュール２２０と同様に実現され得る。さらに、コンピューティングデバイス２０８は、図１６～２３Ｂに関連して記述されるように、コンピューティングデバイス２０８におけるグラフィカルユーザインタフェースを表示するか、または別の方法で提示するためのグラフィカルユーザインタフェース２５８を含むことができる。
【0048】
環境２００は、コンピューティングデバイス２０８を使用するための１つまたは複数のユーザ２６０をも含む。１つまたは複数のユーザ２６０は、コンピューティングデバイス２０８と対話して様々な動作を実施することができる。
【0049】
図３は、例えばセンサ３０２、エンドデバイス３０４およびゲートウェイデバイス３０６を含むシステム３００の図形表現を例証したものである。図３における（および本開示全体を通した）構成要素は例示的目的にすぎず、また、本明細書において記述されるシステム、デバイスおよび技法は、本明細書において考察または例証される特定の例、実施態様、構成要素および／またはアーキテクチャに限定されない。
【0050】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４は、センサ３０２などのその接続されているセンサからデータを捕獲する機能を実施する。例えばエンドデバイス３０４は、水流計に接続されることが可能であり、また、水センサを通過した水流体積（例えば総流量、瞬時流量、時間期間に渡る流れなど）を捕獲および／または読み出すことができる。このデータはタイムスタンプされることが可能であり（例えばエンドデバイス３０４において）、また、ゲートウェイデバイス３０６へ送信され得る（例えば報告され得る）。水の文脈における例示的センサデータは、それには限定されないが、温度、湿度、圧力、流量、導電率、ｐＨ、光学的透明度、濁りなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４は、１つまたは複数の有線または無線接続を介して１つまたは複数のセンサ３０２に接続され得る。例えば接続は、それらに限定されないが、Ｍｏｄｂｕｓプロトコル、Ｍ－Ｂｕｓプロトコル、無線Ｍ－Ｂｕｓプロトコル、Ｌ－Ｂｕｓプロトコル、ＲＴＨプロトコル、ＨＡＲＴプロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコル、ＺｉｇＢｅｅ、Ｓｅｎｓｕｓ ＵＩ－１２０３プロトコル、Ｎｅｐｔｕｎｅ ＡＲＢ Ｖプロトコル、Ｎｅｐｔｕｎｅ ＰｒｏＲｅａｄプロトコル、レガシー２線式ＴｏｕｃｈＲｅａｄプロトコル、Ｋ－Ｆｒａｍｅプロトコルなどのうちの１つまたは複数、および本明細書において考察される任意のプロトコルまたは規格を含むことができる。いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４は、センサ３０２からデータをプルすることができ、また、いくつかの実施形態では、センサ３０２は、エンドデバイス３０４へデータをプッシュすることができる。例えばエンドデバイス３０４は、センサ３０２に照会し、センサ３０２と関連付けられた１つまたは複数のレジスタを読み出し、またはエンドデバイス３０４は、センサ３０２によってエンドデバイス３０４へ送信されたデータを受け取ることができる。
【0051】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４は、追加エンドデバイスのためのリピータとして機能することができる。すなわちいくつかの実例では、エンドデバイスは、エンドデバイス３０４へデータを送信することができ、エンドデバイス３０４は、引き続いてゲートウェイデバイス３０６へデータを送信することができる。いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４は、追加エンドデバイスのためのコンバータとして機能することができ、または会社特化、または別の方法で所有権を主張できるプロトコルを使用して通信するセンサは、エンドデバイス３０４へデータを送信することができ、エンドデバイス３０４は、引き続いて非標準または所有権を主張できるデータを標準または所有権を主張できないプロトコルに変換することができ、エンドデバイス３０４は、引き続いてゲートウェイデバイス３０６へデータを送信することができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４とゲートウェイデバイス３０６の間の通信は、ＳＥＭＴＥＣＨ ＬｏＲａ変調技法および／またはトランシーバに従う変調技法および／またはトランシーバを使用した無線リンクであってもよい。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６と１つまたは複数のエンドデバイス３０４の間の通信は、ＬｏＲａ変調技法を使用したＳＥＭＴＥＣＨトランシーバによって、または他の変調技法を使用したＳＥＭＴＥＣＨトランシーバによって容易にされ得る。一般に、ゲートウェイデバイス３０６と１つまたは複数のエンドデバイス３０４の間の通信は、任意の小電力長距離広域ネットワーク通信プロトコルを含むことができる。
【0053】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、１つまたは多くのエンドデバイス３０４の間にデータ集信装置を含むことができる。ゲートウェイデバイス３０６の機能のうちの１つは、個々のエンドデバイスからデータを収集し、データをフォーマット化し、かつ、１つまたは複数のサービスプロバイダへデータを送信することであってもよい。例えばゲートウェイデバイス３０６は、サービスプロバイダ（サービスプロバイダ２０６など）へデータをプッシュすることができ、またはデータはゲートウェイデバイス３０６からプルされ得る。
【0054】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６とサービスプロバイダ２０６の間の通信はセルラー接続であってもよく、また、４Ｇ ＬＴＥ ＣＡＴ １、ＣＡＴ ３またはＣＡＴ－Ｍ１モデムを使用することができる。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６とサービスプロバイダ２０６の間の通信は、Ｗｉ－Ｆｉまたは他の無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．１１）、有線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．３）、衛星電話（ＩＲＩＤＩＵＭ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）（ＩＥＥＥ ８０２．１５）であってもよい。当然、任意の有線または無線接続を使用して、ゲートウェイデバイス３０６とサービスプロバイダ２０６の間の通信が提供され得る。
【0055】
いくつかの実施形態では、システム３００は、１つまたは複数の国際電気通信連合（ＩＴＵ）地域に従って動作することができる。いくつかの実施形態では、システム３００は、ＩＴＵ地域１（例えば、欧州、アフリカ、中東および以前のＵＳＳＲを含むＥＵ８６８ＭＨｚ ＩＳＭバンド（８６３から８７０ＭＨｚ））で動作することができ、いくつかの実施形態では、システム３００は、ＩＴＵ地域２（北および南アメリカを含むＵＳ９１５ＭＨｚ ＩＳＭバンド（９０２から９２８ＭＨｚ））で動作することができ、また、いくつかの実施形態では、システム３００は、ＩＴＵ地域３（アジア、インドネシア、インドおよびオーストラリア連邦の大部分における動作を許容する中華人民共和国７７９から７８７ＭＨｚ ＩＳＭバンド、日本、香港、台湾、シンガポール共和国、タイ王国、その他における動作を許容するＡＳ９２３ ９１５～９２８ＭＨｚ ＩＳＭバンド）で動作することができる。本明細書において開示されているシステム３００を国際的に異なる地域（ＩＴＵ地域１、２または３）に適合させるために、いくつかの実施形態は、ＲＦ（無線周波数）構成要素（例えば表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、集中定数整合、アンテナなど）、およびソフトウェア再構成の変更を含む。一般的に言えば、システム３００は、４００ＭＨｚから９６０ＭＨｚの間の任意の周波数に適合されることが可能であり、また、ＬｏＲａ（ＬｏＲａ Ａｌｌｉａｎｃｅに従うような長距離広域ネットワーク）、ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）、ＧＦＳＫ（ガウス周波数シフトキーイング）、ＯＯＫ（オン－オフキーイング）変調または任意の小電力広域ネットワーク変調技法のいずれかのために構成され得る。
【0056】
いくつかの実施形態では、図３でエンドデバイス３０４に結合されているアンテナは、ＧＦＳＫリンク能力および／または９１５ＭＨｚ ＩＳＭリンク３０８を含むことができる１つまたは複数の９１５ＭＨｚ ＩＳＭアンテナであってもよい。いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４は、ＧＦＳＫモードのために再構成可能なソフトウェアを含む１つまたは複数のＬｏＲａトランシーバを含むことができ、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４ｇ（ＷＰＡＮ）および無線計器－バス（Ｍ－Ｂｕｓ）プロトコル（「ＷＭＢｕｓ」）とのコンプライアンスを許容する。通信リンク３０８と関連して、ＬｏＲａ ＰＨＹ（物理的）リンクＲＦ送信電力帯域幅（ＢＷ）および拡散因子（ＳＦ）は、エンドデバイス３０４上のソフトウェアの中で動的に制御され得る。いくつかの実施形態では、動的制御は、受け取った信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）、またはハードウェア構成の変更を必要とすることなく電力消費を最少化し、かつ、範囲能力を最大化するためのチャネルアクティビティ検出（ＣＡＤ）に基づくことができる。いくつかの実例では、通信プロトコルは、ゲートウェイデバイス３０６と通信するエンドデバイスの数、送信されるべきデータの量、通信の頻度、要求されるデータフォーマットなどに基づいて、エンドデバイス３０４とゲートウェイデバイス３０６の間で交渉され得る。例えば通信プロトコルは、それらに限定されないが、ＳＥＭＴＥＣＨトランシーバに準拠する規格、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）規格、ＺｉｇＢｅｅ規格、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ小エネルギー規格、ヘイスタック（ｈａｙｓｔａｃｋ）規格、機械タイプ通信のためのＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ規格、ＭｙＳｅｎｓｏｒｓ規格、ＮａｒｒｏｗＢａｎｄモノのインターネット（ＩｏＴ）規格、ＮＢ－Ｆｉ規格、ＮＷａｖｅ規格、無作為位相多重アクセス（ＲＰＭＡ）規格、Ｓｅｎｅｔ規格、Ｓｉｇｆｏｘ規格、シンフォニリンク規格、ＴｈｉｎｇＰａｒｋ無線規格、超狭帯域（ＵＮＢ）規格およびウェイトレス規格のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【0057】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス３０４は、流量計インタフェース（例えばセンサ３０２とインタフェースするための）を含むことができる。いくつかの実施形態では、流量計インタフェースは、外部センサ（センサ３０２など）を動的に使用可能にし、および／または使用不可能にするためのソフトウェアアルゴリズムおよび／またはハードウェア制御回路機構、および電力消費を最少化するための流量計インタフェースを含む。いくつかの実例では、流量計インタフェースは、任意の有線または無線プロトコルを含むことができる。さらに、いくつかの実例では、エンドデバイス３０４は、例えば他のエンドデバイスと通信し、メッシュネットワーク、スターネットワークを形成することができ、および／またはエンドデバイス３０４がゲートウェイデバイス３０６の範囲外である場合、通信の範囲を拡張することができる。
【0058】
ゲートウェイデバイス３０６は、図３に例証されているように１つまたは複数のアンテナを含むことができる。例えばゲートウェイデバイス３０６は、１つまたは複数の９１５ＭＨｚ ＩＳＭアンテナ、１つまたは複数のＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）アンテナ、およびセルアンテナ＃１およびセルアンテナ＃２などの１つまたは複数のセルアンテナを含むことができる。ＧＮＳＳアンテナは、ＲＨＣＰ（右回り円偏波）アンテナとして例証されているが、それは、本開示の文脈では、直線偏波アンテナも使用され得ることが理解され得る。
【0059】
いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳアンテナは、ＧＰＳ（大域測位システム）、ＧＬＯＮＡＳＳ（全球測位衛星システム）、Ｇａｌｉｌｅｏ、および／またはＢｅｉＤｏｕを含む１つまたは複数の全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）からの通信を受け取ることができる。精度を改善するために、いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、ＷＡＡＳ（広域補強システム）、ＥＧＮＯＳ（欧州静止航法オーバレイシステム）および／またはＭＳＡＳ（ＭＴＳＡＴ衛星補強システム）などのＳＢＡＳ（衛星ベース補強システム）からの通信を受け取ることができる。この方法によれば、ゲートウェイデバイス３０６は、正確な位置情報が提供され得る。さらに、これは「開ループ設置」を許容することができ、それにより最終顧客は、特定の位置のサービスプロバイダ（サービスプロバイダ２０６など）への通知を必要とすることなくゲートウェイ３０６をどこにでも設置することができる。
【0060】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、Ａ－ＧＰＳ（補助ＧＰＳ）またはＡ－ＧＮＳＳ（補助ＧＮＳＳ）をサポートすることができる。例えばこれは、弱い信号性能を著しく高くすることができる補助ＧＰＳ（Ａ－ＧＰＳ）システムを使用した衛星信号の地上（セルラー）塔補強を含むことができる。いくつかの実施形態では、この実施態様は、ビルディング浸透のために理想的であり、また、開始固定時間（例えばセル塔から（例えばネットワーク２１０から）ダウンロードされる天体暦、暦データおよび／または位置情報）を少なくすることができ、また、衛星故障のイベント中であっても大まかな位置予測を提供することができる。
【0061】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、ＳＢＡＳ（衛星ベース補強システム）をサポートすることができる。例えばＳＢＡＳは修正データをゲートウェイデバイス３０６に提供することができ、それは、２．５メートル（９９％円形誤差確率（ＣＥＰ））の静止位置精度を許容することができる。
【0062】
いくつかの実施形態では、Ａ－ＧＰＳ、Ａ－ＧＮＳＳおよび／またはＳＢＡＳの使用は、正確な時間情報および位置情報をゲートウェイデバイス３０６に提供することができる。いくつかの実施形態では、これは、ＧＰＳ ＰＰＳ（１秒当たりのパルス）信号を使用して１００ｎｓ（ナノ秒）未満まで正確なデータパケットタイムスタンプを許容することができ、それは、信頼性の高い時間正確性を有するシステム全体の整合を許容することができる。さらに、いくつかの実施形態では、エンドポイント（エンドデバイス３０４など）の三辺測量が、エンドデバイス範囲内に設置された２つ以上のＧＰＳイネーブルゲートウェイデバイス（ゲートウェイデバイス３０６など）を使用して可能であり得る。例えば２つ以上のＧＮＳＳイネーブルまたはＧＰＳイネーブルゲートウェイデバイスの使用は、ゲートウェイデバイス３０６によるエンドデバイス３０４の位置の近似を許容する。
【0063】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、ＰｏＥ（イーサネットを介した電力）および／またはＰｏＥ＋を介して電力および／または通信を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、ΡｏΕ／ΡｏΕ＋電力インジェクタは、ゲートウェイデバイス３０６の内部または外部であってもよい。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、ＤＣバレル電力ジャックコネクタを使用して、外部ＡＤ－ＤＣコンバータ（「ウォールウォート（ｗａｌｌ ｗｏｒｔ）」）を介して電力を受け取ることができる。さらに、本開示の文脈で理解されるように、ゲートウェイデバイス３０６は、任意の規格、非規格、および／または異なる電圧および／または電力能力を使用した所有権を主張できる接続を介して電力を受け取ることができる。
【0064】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６のセルアンテナ＃１およびセルアンテナ＃２は、アンテナダイバシティを提供してビルディング浸透を最大化することができる。例えばアンテナは、互いから最大９０度までの角度で置かれ、ビルディングなどの無作為に偏波された環境中での受信を最大化することができる。例えばアンテナは、送信波長の少なくとも２倍の間隔を隔てて配置され得る。例えばアンテナ間隔を広くすると、アンテナ受信ダイバシティを導入して、アンテナ位置およびアンテナ－アンテナ間隔／相対配向の修正を許容する設置柔軟性を提供することができ、それはダイバシティの利点を最大化する。十分な信号強度を有するサイトでは、アンテナは、送信波長の距離の２倍より近くすることができる。本開示の文脈で理解され得るように、送信波長は実施態様に応じて変化し得る。送信周波数（それは波長に比例する）の非制限例は、ＬＴＥ ＦＤＤバンド４および１３である。いくつかの実施形態では、アンテナ間隔は２フィート（６１ｃｍ）程度である。
【0065】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６と結合されたセルアンテナ＃１およびセルアンテナ＃２は、計器読値をサービスプロバイダに送信するためのセルラー接続を提供し、Ａ－ＧＰＳまたはＡ－ＧＮＳＳのための通信を提供することができ、および／またはソフトウェアおよび／またはファームウェア更新をゲートウェイデバイス３０６および／またはエンドデバイス３０４に提供することができる。例えばソフトウェアおよび／またはファームウェア更新は、デバイスのサンプリング周波数、報告頻度、スリープ期間などを決定し、データ分解能および／またはバッテリ電力などのデバイス資源を最適化することができる。さらに、ソフトウェアおよび／またはファームウェア更新は、例えば安全保護更新または更新された暗号化アルゴリズムのために実現され得る。
【0066】
例示的エンドデバイスおよび方法
図４Ａは、例えば図３のエンドデバイス３０４などのエンドデバイスの詳細を例証するデバイス４００を示したものである。いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、エンドデバイス４００の動作を制御するマイクロコントローラ４０２を含む。例えばマイクロコントローラ４０２は、それらに限定されないが、実時間クロック（ＲＴＣ）、１６ビットタイマセンサ／流量計タイミング、ＲＦトランシーバの動的制御、バッテリ電圧のためのＡＤＣ１２、ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴＧ）、供給電圧スーパバイザ（ＳＶＳ）、不揮発性メモリのために使用される内部フラッシュ、超小電力磁気センサインタフェースを許容する拡張スキャンＩＦ（ＥＳＩＦ）、ポート３上の外部センサのエッジトリガリング（Ｐ３ＩＶ）、ポート１上の電源のエッジトリガリング（Ｐ１ＩＶ）、ポート３上の外部電力検出（Ｐ３ＩＶ）のため、およびポート４上のトランシーバからの割込み要求（ＩＲＱ）信号（Ｐ４ＩＶ）のために使用されるポート割込み（ＰｘＩＶ）、および／または湿度および温度センサを含む機能を実施またはサポートするためのハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアを含むことができる。
図４Ａは、例えば図３のエンドデバイス３０４などのエンドデバイスの詳細を例証するデバイス４００を示したものである。いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、エンドデバイス４００の動作を制御するマイクロコントローラ４０２を含む。例えばマイクロコントローラ４０２は、それらに限定されないが、実時間クロック（ＲＴＣ）、１６ビットタイマセンサ／流量計タイミング、ＲＦトランシーバの動的制御、バッテリ電圧のためのＡＤＣ１２、ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴＧ）、供給電圧スーパバイザ（ＳＶＳ）、不揮発性メモリのために使用される内部フラッシュ、超小電力磁気センサインタフェースを許容する拡張スキャンＩＦ（ＥＳＩＦ）、ポート３上の外部センサのエッジトリガリング（Ｐ３ＩＶ）、ポート１上の電源のエッジトリガリング（Ｐ１ＩＶ）、ポート３上の外部電力検出（Ｐ３ＩＶ）のため、およびポート４上のトランシーバからの割込み要求（ＩＲＱ）信号（Ｐ４ＩＶ）のために使用されるポート割込み（ＰｘＩＶ）、および／または湿度および温度センサを含む機能を実施またはサポートするためのハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアを含むことができる。
【0067】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス（例えばゲートウェイデバイス３０６）とエンドデバイス（例えばエンドデバイス３０４、４００）の間の通信は、ＬｏＲａ変調技法または他の変調技法に準拠する無線メッシュネットワークなどのネットワークを介して容易にされ得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、ＳＥＭＴＥＣＨトランシーバなどのトランシーバ４０４を含むことができる。いくつかの実施形態では、トランシーバ４０４は、－１３６ｄＢｍまでの感度、１ＭＨｚオフセットにおける７０ｄＢ ＣＷ混信除去、負のＳＮＲ（信号対雑音比）、１９．５ｄＢまでのＣＣＲ（共チャネル除去）で動作することができる、４９ｘ ＬｏＲａ復調器およびｌｘ（Ｇ）ＦＳＫ復調器をエミュレートする、二重デジタルＴＸ（送信）およびＲＸ（受信）無線フロントエンドインタフェース、プログラマブル復調経路、動的データ転送速度（ＤＤＲ）適合、およびアンテナダイバシティすなわち同時二重バンド動作などの能力を有することができる。
【0068】
いくつかの実施形態では、トランシーバ４０４は、送信電力を１Ｗに大きくすることができるＲＦ増幅器を含み、これはマイクロコントローラ４０２によって使用可能および／または使用不可能にされ得る。いくつかの実施形態では、トランシーバ４０４は、受信機の帯域幅を制限することができるＳＡＷ（表面弾性波）帯域通過フィルタを含むことができ、これは、いくつかの実施形態では熱（ｋＴＢ）雑音を改善することができ、また、トランシーバ４０４におけるバンド外混信を防止することができる。
【0069】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、バッテリからの入力電力を調整するためのクーロンカウンタおよび／またはバッテリ電圧レギュレータ４０６を含む。いくつかの実施形態では、バッテリは、Ｌｉ－ＳＯＣｌ2バッテリなどのリチウムバッテリである。いくつかの実施形態では、バッテリは、一定の出力電圧を提供し、および／または過渡電流スパイクの間、電力を提供するためにスーパーコンデンサと結合されることが可能であり、これはバッテリの寿命を延長する。いくつかの実施形態では、レギュレータ４０６は、クーロンカウンタとして機能し、および／または電流制御を提供するためのＩ2Ｃインタフェースを含む。いくつかの実施形態では、レギュレータ４０６は、エンドデバイス４００の動作全体を通してバッテリから引き出される総クーロンを追跡することができる。いくつかの実施形態では、この情報はゲートウェイデバイス３０６へ送信され、バッテリの状態などのエンドデバイス４００の健全性の監視に使用され得る。いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、エンドデバイス４００のバッテリの期待される寿命を決定することができ、および／またはエンドデバイス４００の動作を調整してエンドデバイス４００の動作寿命を最適化することができる。
【0070】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、断続信号を生成して、デバイスが適切に機能していることを示すためのＬＥＤ（発光ダイオード）などのインジケータを含む。いくつかの実施形態では、ＬＥＤは、周期的に（例えば１０秒おきに）起動されることが可能であり、一方、いくつかの実施形態では、ＬＥＤは、エンドデバイス４００の状態をチェックするためにユーザによって起動され得る。いくつかの実施形態では、インジケータは、小電力ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）および／または音声フィードバックを提供するためのブザー、ビーパまたはスピーカを含むことができる。
【0071】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、１つまたは複数のセンサから入力を受け取るためのカウンタ／トータライザ、および／またはインタフェース４０８を介した流量計を含むことができる。例えばマイクロコントローラ４０２は、パルス出力型計器からの計器出力パルスをカウントすることができる。いくつかの実施形態では、パルス出力型計器は、リードスイッチ（例えばドライコンタクトのための）および／またはオープンコレクタ（例えばウェットコンタクトのための）を含むことができる。
【0072】
いくつかの実施形態では、センサインタフェース４０８は、マイクロコントローラ４０２における割込みに対して結合されることが可能であり、これはトータライザを増分することができる。いくつかの実施形態では、トータライザは、マイクロコントローラ４０２内のハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアとして実現され得る。いくつかの実施形態では、トータライザは、ゲートウェイデバイス３０６からリセット可能であり得る。いくつかの実施形態では、最後に観察されたパルス（またはすべての観察されたパルス）の時間がマイクロコントローラ４０２におけるメモリ内に保存されることが可能であり、また、計器カウントと共にゲートウェイデバイス３０６へ送信され得る。いくつかの実施形態では、インタフェース４０８は、エッジトリガポート割込みを含む。
【0073】
いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ４０２は、ＳＥＮＳＵＳプロトコルに従って構成されたＡＳＣＩＩリーダを含む。いくつかの実施形態では、これは、センサによるエンドデバイス４００との通信のための別の実施態様を提供することができる。いくつかの実施形態では、通信は、ＳＥＮＳＵＳプロトコルによる３線式インタフェースを介して生じ得る。いくつかの実施形態では、センサデータは、インタフェース４０８を介してＳＥＮＳＵＳレジスタから読み出される（ＡＳＣＩＩ文字）。個々の最後の読出しの時間は、メモリに保存され、かつ、計器カウントと共にゲートウェイデバイス３０６へ折り返し通信され得る。
【0074】
いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ４０２は、インターバルでデータを自動的に送ることができる送りデータ機能を含み、データインターバル時間は、ゲートウェイデバイス３０６またはサービスプロバイダ２０６によるプログラムが可能であり得る。一例では、報告インターバルは、１秒おき、１分または数分おき、時間単位、日単位、週単位、月単位などの程度であり得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、ゲートウェイデバイス３０６によって照会されると情報を送信することができる。したがってエンドデバイス４００は、プッシュモードまたはプルモードの両方で動作してゲートウェイデバイス３０６へデータを送信することができる。
【0075】
いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ４０２は、トランシーバ４０４などのＲＦトランシーバの動的制御を含むことができる。いくつかの実施形態では、これは、マイクロコントローラ４０２による、エンドデバイス４００とゲートウェイデバイス３０６の間のリンクを解析することによってトランシーバ４０４の動作構成を決定するための無線リンク機能の最適化を許容する。いくつかの実施形態では、最適化は、無線動作をバッテリ寿命と平衡させることになる。例えば無線リンク最適化の少なくとも２つの一般モードが選択可能であり得る。いくつかの実施形態では、これらの無線リンクモードは、例えばゲートウェイデバイス３０６によって、および／またはサービスプロバイダ２０６によって選択され得る。
【0076】
例として、第１のモードは、エンドデバイス４００のバッテリを節約するために提供され得る。例えばＬｏＲａ ＰＨＹリンクＲＦ送信電力、帯域幅（ＢＷ）および拡散因子（ＳＦ）は、ハードウェア構成の変更を必要とすることなく電力消費を最少化し、かつ、範囲能力を最大化するためにソフトウェアの中で動的に制御され得る。いくつかの実施形態では、この動的制御は、受け取った信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）、および／またはチャネルアクティビティ検出（ＣＡＤ）に基づくことができる。例えばゲートウェイデバイス３０６は、ゲートウェイデバイス３０６に信号を提供するために要求される最小電力をエンドデバイス４００に示すことができる。
【0077】
いくつかの実施形態では、より多くのバッテリ電力の使用を代償とした最強の無線リンクのために、エンドデバイス４００の中に無線を構成する第２のモードが提供され得る。
【0078】
いくつかの実施形態では、最適化されたデータ送信および／または電力節約のために様々な変調技法を利用する追加モードが提供され得る。例えばエンドデバイス４００および／またはゲートウェイデバイス３０６は、デバイスの数、利用可能な無線資源、信号強度、ソフトウェアおよび／またはハードウェアの共通性などに基づいて通信プロトコルを選択することができる。
【0079】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス３０６は、エンドデバイスの健全性を監視することができる。エンドデバイス４００の特定のパラメータ（バッテリ電力、内部供給電圧、メモリ状態、メモリ利用、温度、湿度、報告頻度、データサンプリングレート、信号強度、位置など）を監視することにより、例えばエンドデバイス４００の健全性が監視され、また、ゲートウェイデバイス３０６に折り返し報告され、引き続いてサービスプロバイダ２０６に折り返し報告され得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００健全性は、データ転送を最少化するために、１つまたは複数のパラメータの変化が存在している（または変化が閾値を超えているか、または未満である）場合にのみ、ゲートウェイデバイス３０６に折り返し報告されることが可能であり、これは、延いてはバッテリ寿命を延長することができる。
【0080】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、センサデータにタイムスタンプを施し、また、スリープ期間、送信イベントなどの時間駆動イベントを開始し、かつ、受信スロットを調整するために実時間クロック（ＲＴＣ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、実時間クロックは、時間の追跡を維持するために、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアの中で実現され得る。
【0081】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス４００は、エンドデバイス４００の構成要素に様々な電圧レベルを提供するために、分圧器、降圧コンバータおよび／または昇圧コンバータを含むことができる。
【0082】
いくつかの実施形態では、ＳＥＮＳＵＳプロトコルに従って３線式自動計測を実現する場合、センサインタフェース４０８は、共用電力およびクロックラインを含むことができる。いくつかの実施形態では、クロックラインおよび電力ラインは個別に提供され得る。
【0083】
いくつかの実施形態では、インタフェース４０８および／またはＵＳＢブリッジは、診断および／またはエンドデバイス４００に対して更新されたファームウェアまたはソフトウェアのために提供され得る。いくつかの実施形態では、インタフェース４０８および／またはＵＳＢブリッジは、エンドデバイス４００からセンサデータを転送し、また、制御データをエンドデバイス４００に転送するための主要な方法であり得る。
【0084】
図４Ｂは、エンドデバイス１０４、１０６、２０４および／または３０４などの例示的エンドデバイス４１０の構成要素の図形表現を例証したものである。いくつかの例では、エンドデバイス４１０の構成要素は、エンドデバイス４１０のハウジングの内部に配置された、またはエンドデバイス４１０のハウジングの外部に配置された１つまたは複数の印刷回路基板（ＰＣＢ）の上に置かれ得る。
【0085】
いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、エンドデバイス４１０の動作を制御するためのマイクロコントローラ４１２を含む。マイクロコントローラ４１２は、それらに限定されないが、８ＭＨｚ周波数で動作する３２ビットハードウェア掛算器を有する１６ビットＲＩＳＣプロセッサ、１２８キロバイト（ＫＢ）の強誘電性ＲＡＭ（ＦＲＡＭ）、２ＫＢのＳＲＡＭ、汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）ピン、１２８および２５６－ＡＥＳ（アドバンスト暗号化規格）を含む様々な暗号化規格のための暗号化／解読コプロセッサ（例えばクリプトアクセラレータ（ｃｒｙｐｔｏ－ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ））、５個の１６ビットタイマおよび１４個の総捕獲／比較タイマを含むタイマ、外部ポートを介した１個のＵＳＢ通信、１個のシリアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）バス、Ｉ2Ｃシリアルコンピュータバス、実時間クロック（ＲＴＣ）および／または３２．７６８ｋＨｚ ＸＴＡＬにおける実時間クロック基準を含むエンドデバイス４１０の機能を実施し、またはサポートするための様々なハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアを含むことができる。
【0086】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイデバイス（例えばゲートウェイデバイス３０６）とエンドデバイス（例えばエンドデバイス３０４、４１０）の間の通信は、ＬｏＲａ変調技法または他の小電力広域ネットワーク変調技法に準拠する無線メッシュまたはスターネットワークなどのネットワークを介して容易にされ得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス４１０は、ＳＥＭＴＥＣＨトランシーバなどのＲＦトランシーバ４１４を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ４１４は、－１３７ｄＢｍまでの感度、ソフトウェア構成可能ＬｏＲａ変調器／復調器および（Ｇ）ＦＳＫ変調器／復調器、二重ＴＸ（送信）およびＲＸ（受信）無線フロントエンドインタフェース、プログラマブル復調経路、動的データ転送速度（ＤＤＲ）適合、およびアンテナダイバシティすなわち同時二重バンド動作などの能力を有することができる。
【0087】
いくつかの例では、ＲＦトランシーバ４１４は、ゲートウェイデバイス１０２、２０２および／または３０６などのデバイスと通信することができる。いくつかの実施形態では、トランシーバ４１４は、第１の送信（ＴＸ）経路４１６、第２の送信経路４１８および受信（ＲＸ）経路４２０などの様々な通信経路を有することができる。いくつかの例では、ＲＦトランシーバ４１４は、エンドデバイス４１０が外部電力に接続されると、第１のＴＸ経路４１６を使用してデータを送信することができる。例証されているように、第１のＴＸ経路４１６は、送信電力を１Ｗに動的に調整することができる１Ｗ電力増幅器を含むことができ、これは、マイクロコントローラ４１２によって使用可能および／または使用不可能にされ得る。いくつかの例では、トランシーバは、エンドデバイス４１０が内部電力によって電力供給されると、第２のＴＸ経路４１８を使用してデータを送信することができる。いくつかの例では、ＲＦトランシーバ４１４は、ＲＸ経路４２０を使用して、アンテナを使用してデータを受信することができる。いくつかの例では、マイクロコントローラ４１２は、単極双投スイッチ４２１を制御して、エンドデバイス４１０が外部電力に接続されているか、または内部電力に接続されているかどうかに基づいて、第１のＴＸ経路４１６と第２のＴＸ経路４１８の間で選択することができる。いくつかの例では、マイクロコントローラ４１２は、単極双投スイッチ４２２を制御して、ＲＦトランシーバ４１４がデータを送信しているかまたは受信しているかどうかに基づいて、ＴＸ経路４１６および４１８のうちの一方、またはＲＸ経路４２０の間で選択することができる。様々な実施形態では、第１のＴＸ経路４１６、第２のＴＸ経路４１８および／またはＲＸ経路４２０は、受信機の帯域幅を制限することができる１つまたは複数のＳＡＷ（表面弾性波）帯域通過フィルタまたは低域通過フィルタを含むことができ、これは、いくつかの実施形態では、熱（ｋＴＢ）雑音を改善することができ、また、バンド外混信を防止し、かつ、トランシーバ４１４における高調波の送信を減衰させることができる。
【0088】
様々な例では、エンドデバイス４１０は、エンドデバイス４１０のハウジングの内側に位置している、ＲＦトランシーバ４１４のための信号をネットワーク２１０を介して送信し、かつ、受信するための内部アンテナ４２４を含むことができる。いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、エンドデバイスのハウジングの外部に位置している、ＲＦトランシーバのための信号をネットワーク２１０を介して送信し、かつ、受信するための外部アンテナ４２６をさらに含むことができる。いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、エンドデバイス４１０を１つまたは複数の外部アンテナと結合するように適合された１つまたは複数のポートを含むことができる。マイクロコントローラは、単極双投スイッチ４２８を使用して、ＲＦトランシーバ４１４が内部アンテナ４２４を使用するか、または外部アンテナ４２６を使用するかどうかを制御することができる。例えばエンドデバイス４１０が、ＲＦ信号がトラブルリーチング（例えば金属箱、ビルディングの地階など）を有する環境にある場合、受信した信号強度が閾値未満である場合、または送信が受信されないか、または肯定応答されなかった場合、マイクロコントローラ４１２は、環境の外側に配置され得る外部アンテナ４２６を選択するようにプログラムされ得る。
【0089】
様々な実施形態では、エンドデバイス４１０は、５ボルトなどの様々な電圧で電力を提供することができるＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）電力４２９などの外部電源を介して電力が供給され得る。他の例では、壁接続がエンドデバイス４１０に電力を供給することができる。いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、ＵＳＢ電力４２９を介して電力を受け取るＵＳＢ－ＵＡＲＴコンバータ４３０を含むことができる。いくつかの例では、ＵＳＢ４２９は、エンドデバイス４１０に対する診断および／またはファームウェアまたはソフトウェア更新などの様々な通信のために使用され得るＵＳＢブリッジをさらに備える。
【0090】
いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、内部電源として働く１つまたは複数のバッテリ４３２および１つまたは複数のスーパーコンデンサ４３３を含む。いくつかの例では、バッテリ４３２およびスーパーコンデンサ４３３は、エンドデバイス４１０の構成要素（例えばマイクロコントローラ４１２、ＲＦトランシーバ４１４など）に電力を供給することができる。いくつかの例では、エンドデバイス４１０はガスゲージ４３４を含むことができる。ガスゲージ４３４は、統合された降圧－昇圧コンバータを有するクーロンカウンタを含むことができる。いくつかの例では、ガスゲージ４３４は、スーパーコンデンサ４３３を充電するためにバッテリ４３２から流れる電流を制限することができる。バッテリ４３２およびスーパーコンデンサ４３３のさらなる説明は、図６Ｂに対する説明の中で見出され得る。
【0091】
いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、マイクロコントローラ４１２による制御が可能な、または外部電力（例えばＵＳＢ電力４２９）または内部電力（例えばバッテリ４３２およびスーパーコンデンサ４３３）の間で自動的に選択することができる、ＯＲダイオードなどのダイオード４３５を含むことができる。いくつかの実例では、エンドデバイス４１０は、２．１Ｖ降圧コンバータ、２．０４８Ｖ ＶＲＥＦおよび／または５Ｖ昇圧コンバータなどの様々なスイッチングサプライ４３６を含む。いくつかの例では、スイッチングサプライ４３６は、エンドデバイス４１０内の構成要素に電力を供給するために、外部電源または内部電源を介して供給される電力の電圧を電圧定格に基づいて逓昇または逓降させることができる。
【0092】
いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、エンドデバイス４１０の内側および／またはエンドデバイス４１０の環境中の状態を測定するための１つまたは複数のセンサ４３８を含むことができる。いくつかの例では、センサ４３８は、相対湿度センサ、圧力センサおよび／または温度センサを含むことができる。マイクロプロセッサ４１２はセンサ４３８を制御することができ、および／またはセンサから測値を受け取ることができる。
【0093】
いくつかの実例では、エンドデバイス４１０は、プラグオブネイル（ｐｌｕｇ－ｏｆ－ｎａｉｌｓ）コネクタを受け取るためのプラグオブネイルインタフェース４４０を含むことができる。いくつかの実例では、プラグオブネイルインタフェース４４０は、マイクロコントローラ４１２および／またはマイクロコントローラ４１２の中に含まれているプロセッサをプログラムするためのプラグオブネイルケーブルの接続を受け取ることができる。いくつかの実例では、プラグオブネイルインタフェース４４０は、１つまたは複数の貫通孔を有するコンタクト、およびプラグオブネイルコネクタを入れて接触させるための接続点を備えることができる。この方法によれば、プラグオブネイルインタフェース４４０は、機械的機器が基板上に存在しないため、回路基板上の空間を節約し、部品表（ＢＯＭ）コストを低減し、かつ、エンドデバイス４１０の在庫管理負荷を軽減することができる。
【0094】
いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）４４２を含むことができる。ＬＥＤ４４２は、外部からは見ることができない４個のＭＣＵ ＬＥＤ、外部電力が供給されるとオンになる１個の電力ＬＥＤ（例えば図１２に関連して以下で記述されるＬＥＤ１２１９など）、およびエンドデバイス４１０が図１１に関連して以下で記述されるエンクロージャ１１００の内側に配置されると外部からは見ることができない２個のＬＥＤ（ＵＳＢ送信のための１個のＬＥＤおよびＵＳＢ受信のための１個のＬＥＤ）を含むことができる。
【0095】
いくつかの例では、マイクロコントローラ４１２は、センサ１１４、１１６および／または３０２などの様々なセンサと通信するためのセンサインタフェース４４４を含む。いくつかの例では、センサインタフェース４４４は、エンドデバイス４１０を１つまたは複数のケーブルなどを介してセンサと通信結合するように構成された１つまたは複数のハードウェアポートを含むことができる。いくつかの実例では、センサインタフェースは、センサからデータを受け取り、かつ、データを記憶するための１つまたは複数の構成要素、モジュールおよび／または回路をさらに含む。いくつかの例では、センサインタフェース４４４は、それらに限定されないが、３線式自動計測（ＡＭＲ）センサ、ホール効果センサ、リードスイッチセンサ、パルスセンサおよび磁気抵抗器センサを含む複数のセンサと結合するように構成される。いくつかの実例では、センサインタフェース４４４は、任意の有線または無線インタフェースを含むことができる。センサインタフェース４４４のさらなる説明は、図６Ｂの説明の中で見出され得る。
【0096】
いくつかの実施形態では、センサインタフェース４４４は、マイクロコントローラ４１２における割込みに対して結合されることが可能であり、これはトータライザを増分することができる。いくつかの実施形態では、トータライザは、マイクロコントローラ４１２内のハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアとして実現され得る。いくつかの実施形態では、トータライザは、ゲートウェイデバイス３０６からリセット可能であり得る。いくつかの実施形態では、最後に観察されたパルス（またはすべての観察されたパルス）の時間がマイクロコントローラ４１２におけるメモリ内に保存されることが可能であり、また、計器カウントと共にゲートウェイデバイス３０６へ送信され得る。いくつかの実施形態では、インタフェース４４４は、エッジトリガポート割込みを含む。
【0097】
いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ４１２は、ＳＥＮＳＵＳプロトコルに従って構成されたＡＳＣＩＩリーダを含む。いくつかの実施形態では、これは、センサによるエンドデバイス４１０との通信のための別の実施態様を提供することができる。いくつかの実施形態では、通信は、ＳＥＮＳＵＳプロトコルによる３線式インタフェースを介して生じ得る。いくつかの実施形態では、センサデータは、センサインタフェース４４４を介してＳＥＮＳＵＳレジスタから読み出される（例えばＡＳＣＩＩ文字として）。個々の最後の読出しの時間は、メモリに保存され、かつ、計器カウントと共にゲートウェイデバイス３０６へ折り返し通信され得る。
【0098】
いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ４１２は、インターバルでデータを自動的に送ることができる送りデータ機能を含み、データインターバル時間は、ゲートウェイデバイス３０６またはサービスプロバイダ２０６によるプログラムが可能であり得る。一例では、報告インターバルは、１秒おき、１分または数分おき、時間単位、日単位、週単位、月単位などの程度であり得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス４１０は、ゲートウェイデバイス３０６によって照会されると情報を送信することができる。したがってエンドデバイス４１０は、プッシュモードまたはプルモードの両方で動作してゲートウェイデバイス３０６へデータを送信することができる。
【0099】
いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ４１２は、ＲＦトランシーバの動的制御を含むことができる。いくつかの実施形態では、これは、マイクロコントローラ４１２による、エンドデバイス４１０とゲートウェイデバイス３０６の間のリンクを解析することによってトランシーバ４１４の動作構成を決定するための無線リンク機能の最適化を許容する。いくつかの実施形態では、最適化は、無線動作をバッテリ寿命と平衡させることになる。例えば無線リンク最適化の少なくとも２つの一般モードが選択可能であり得る。いくつかの実施形態では、これらの無線リンクモードは、例えばゲートウェイデバイス３０６によって、および／またはサービスプロバイダ２０６によって選択され得る。
【0100】
例として、第１のモードは、エンドデバイス４１０のバッテリを節約するために提供され得る。例えばＬｏＲａ（または任意の小電力無線エリアネットワークプロトコル）ＰＨＹリンクＲＦ送信電力、帯域幅（ＢＷ）および拡散因子（ＳＦ）は、ハードウェア構成の変更を必要とすることなく電力消費を最少化し、かつ、範囲能力を最大化するためにソフトウェアの中で動的に制御され得る。いくつかの実施形態では、この動的制御は、受け取った信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）およびチャネルアクティビティ検出（ＣＡＤ）に基づくことができる。例えばゲートウェイデバイス３０６は、ゲートウェイデバイス３０６に信号を提供するために要求される最小電力をエンドデバイス４１０に示すことができる。
【0101】
いくつかの実施形態では、より多くのバッテリ電力の使用を代償とした最強の無線リンク（例えば１ワット）のために、エンドデバイス４１０の中に無線を構成する第２のモードが提供され得る。
【0102】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス４１０は、エンドデバイス４１０の健全性を監視することができる。エンドデバイス４１０の特定のパラメータ（バッテリ電力、供給電圧、メモリ状態、メモリ利用、温度、湿度、報告頻度、データサンプリングレート、信号強度、位置など）を監視することにより、例えばエンドデバイス４１０の健全性が監視され、また、ゲートウェイデバイス３０６に折り返し報告され、引き続いてサービスプロバイダ２０６に折り返し報告され得る。いくつかの実施形態では、エンドデバイス健全性は、データ転送を最少化するために、１つまたは複数のパラメータの変化が存在している（または変化が閾値を超えているか、または未満である）場合にのみ、ゲートウェイデバイスに折り返し報告されることが可能であり、これは、延いてはバッテリ寿命を延長することができる。
【0103】
いくつかの実施形態では、エンドデバイス４１０は、センサデータにタイムスタンプを施し、また、スリープ期間、送信イベントなどの時間駆動イベントを開始し、かつ、受信スロットを調整するために実時間クロック（ＲＴＣ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、実時間クロックは、時間の追跡を維持するために、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアの中で実現され得る。
【0104】
図５は、例えば図４Ａのトランシーバ４０４および図４ＢのＲＦトランシーバ４１４などのトランシーバの詳細を例証するデバイス５００を示したものである。いくつかの実施形態では、トランシーバ５００は、ＳＥＭＴＥＣＨトランシーバなどのＬｏＲａトランシーバである。いくつかの実施形態では、トランシーバ５００は、ＳＥＭＴＥＣＨトランシーバに従って任意の無線通信プロトコルを実現することができる。
【0105】
いくつかの実施形態では、トランシーバ５００は、ＳＰＤＴ（単極双投）スイッチの送信／受信（ＴＲ）制御を含むことができる。いくつかの実施形態では、独立した受信および送信経路が、個々の経路に対して個別化されたインピーダンス整合を許容することができる。例えばインピーダンス整合は、リンクバジェットにおける約２ｄＢ利得を提供することができる。いくつかの実施形態では、ＳＰＤＴスイッチに加えて、またはＳＰＤＴスイッチの代わりに、２つ以上のアンテナが使用され得る。
【0106】
いくつかの実施形態では、ＳＥＭＴＥＣＨモジュールは、送信のために利用することができる２個のピン、すなわち－４ｄＢｍから＋１４ｄＢｍの送信電力を有するＲＦＯ＿ＨＦ（２２）、および－２ｄＢｍから＋２０ｄＢｍの送信電力を有するＰＡ＿ＢＯＯＳＴを有している。いくつかの実施形態では、前者のピンは高い効率を提供し、一方、後者のピンは、効率はそれほど高くないことがあり得るが、より良好な送信範囲を提供することができる。いくつかの実施形態では、送信ピンは、例えばゲートウェイデバイス３０６から受け取られる１つまたは複数の命令に従って動的に選択され得る。
【0107】
【0108】
いくつかの例では、電源６０２は、外部電源６０４、および内部バッテリサプライ６０６およびスーパーコンデンサ６０８を含む内部電源を含むことができる。様々な例では、電源６０２は、外部電源６０４と、内部バッテリサプライ６０６を含む内部電源の間で選択するための電力選択６１０を含むことができ、選択された電力がスーパーコンデンサ６０８に出力される。様々な例では、外部電源６０４、または内部バッテリサプライ６０６およびスーパーコンデンサ６０８を含む内部電源のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数のスイッチングサプライ６１２に電力を提供することができ、その１つまたは複数のスイッチングサプライ６１２は、エンドデバイス４００および／またはエンドデバイス４１０の様々な構成要素に電力を提供する。
【0109】
いくつかの例では、外部電源６０４は、エンドデバイス４１０のＵＳＢポート（例えばＵＳＢ４２９）を介して供給される電力を備えることができる。いくつかの例では、供給電圧ＶＵＳＢ６１４は、ＵＳＢポートを介して供給される、４．０ボルトから５．２５ボルトに及ぶ電圧を備えることができる。外部電源６０４は、エンドデバイス４１０に電力を供給するための、４ボルトから４０ボルトの間の電圧を受け取り、かつ、電圧を３．８ボルトに逓降させるように構成された３．８ボルト降圧コンバータ６１６をさらに含むことができる。ＵＳＢ電力源として例証されているが、外部電源６０４は、追加として、または別法として、壁電力などの任意のタイプの外部電源を備える。
【0110】
電源６０２は、内部バッテリサプライ６０６およびスーパーコンデンサ６０８を備える内部電源をさらに含むことができる。いくつかの例では、内部バッテリサプライ６０６は、バッテリバンク６１８、バッテリスイッチ６２０および補助バッテリコネクタ６２２を含むことができる。いくつかの実例では、バッテリバンク６１８は、エンドデバイス４１０に電力を提供するための、直列または並列に配列された１つまたは複数のバッテリを含むことができる。いくつかの実例では、バッテリバンク６１８は、塩化チオニルリチウム（Ｌｉ－ＳＯＣｌ2）などの任意のタイプのバッテリを含むことができ、また、任意の数またはサイズのバッテリを備えることができる。バッテリスイッチ６２０は、エンドデバイス４１０の構成要素および回路機構へのバッテリバンク６１８による電力の提供を選択的に許容するように構成された、マイクロコントローラ４０２および／または４１２などのマイクロコントローラによって制御される任意のタイプのスイッチ（例えば単極単投）であってもよい。例えばバッテリスイッチ６２０は、輸送中、バッテリバンク６１８がドレンするのを防止するために、内部バッテリサプライ６０６を電源６０２から隔離するように動作することができる物理的トグルスイッチであってもよい。補助バッテリコネクタ６２２は、バッテリバンク６１８に接続するための電気的接続を有する任意のタイプのハードウェアコネクタを備えることができ、また、バッテリバンク６１８から電源６０２の回路機構まで電気的経路を提供することができる。いくつかの例では、内部バッテリサプライ６０６は、スーパーコンデンサ６０８を充電することができる。
【0111】
スーパーコンデンサ６０８は、スーパーコンデンサバランサ回路６２４、第１のコンデンサ６２６および第２のコンデンサ６２８を備えることができる。いくつかの実例では、第１のコンデンサ６２６は、単一のコンデンサもしくは２つ以上の直列コンデンサを備える。いくつかの実例では、コンデンサの数は、記憶すべきエネルギーの量、電圧要求事項、送信電力などに基づいて選択され得る。いくつかの実例では、第２のコンデンサ６２８は、第１のコンデンサ６２６と同様の任意の数のコンデンサを備えることができる。いくつかの例では、スーパーコンデンサバランサ回路６２４は、抵抗器、コンデンサおよび演算増幅器を含む様々な構成要素を含むことができる。しかしながら他のタイプのスーパーコンデンサ平衡化回路もスーパーコンデンサバランサ回路６２４として実現され得る。いくつかの例では、スーパーコンデンサバランサ回路６２４は、コンデンサ６２６および６２８に伴って生じる過電圧問題および／または過電流問題を防止するように動作し得る。例えばスーパーコンデンサバランサ回路６２４は、内部バッテリサプライ６０６から供給される過剰な電圧または電流に起因する損傷からコンデンサ６２６および６２８を保護することができる。様々な例では、スーパーコンデンサバランサ回路６２４の構成要素は、例証されているように１つまたは複数の１０メガオーム抵抗器を含むことができる。これらの比較的大きい値の抵抗器の選択は、より少ない電流損失などの利点をもたらし得る。例えばスーパーコンデンサバランサ回路６２４は、３．６ボルトの入力電圧を有することができ、最大４．２ボルトである。単純な受動抵抗は、能動スーパーコンデンサバランサ回路６２４の代わりに作動することができるが、１メガオームの範囲の近辺の抵抗器は、損失のために４マイクロアンペアの浪費電流などの浪費電流をもたらすことがあり得る。いくつかの例では、これはかなりの量の損失であり得る（例えば総消費の１５％）。したがって１０メガオームまたは別の同様に大きい抵抗の選択は、より小さい浪費電流をもたらすことが可能であり、これはバッテリバンク６１８の寿命を長くすることができる。
【0112】
いくつかの例では、第１のコンデンサ６２６および第２のコンデンサ６２８は、並列に置かれ、かつ、スーパーコンデンサバランサ回路６２４を介して電力を受け取ることが可能である。いくつかの例では、第１のコンデンサ６２６および第２のコンデンサ６２８は、並列に置かれると１ファラドキャパシタンスをもたらす、大まかに０．５ファラドコンデンサ（例えば０．４７Ｆ）を備えることができる。スーパーコンデンサバランサ回路６２４は、内部バッテリサプライ６０６から供給される電力を使用して第１のコンデンサ６２６および第２のコンデンサ６２８を充電することができる。
【0113】
いくつかの例では、電源６０２は、図４Ｂのガスゲージ４３４などのガスゲージ６３０を含むことができる。いくつかの例では、ガスゲージ６３０は、バッテリバンク６１８からの電圧を約３．６ボルトになるように調整するための３．６ボルト降圧－昇圧コンバータを含むことができる。いくつかの例では、ガスゲージ６３０はクーロンカウンタをさらに含むことができる。クーロンカウンタは、小電力モードの間、スーパーコンデンサ６０８を充電するためにバッテリバンク６１８から放出されるクーロン（例えばアンペア秒）をカウントし、バッテリバンク６１８から取り出される総エネルギーおよび／またはバッテリバンク６１８中に残留するエネルギーの量を決定することができる。いくつかの例では、ガスゲージ６３０は、閾値電流を超えてバッテリバンク６１８から流れる電流の量を制限し、スーパーコンデンサ６０８を充電する際に、バッテリバンク６１８が過度に速く放電するのを防止することができる。いくつかの例では、これは、バッテリバンク６１８の寿命を延長することができる。
【0114】
いくつかの例では、電力選択６１０は、外部電源６０４と内部バッテリサプライ６０６の間で選択することができる。いくつかの例では、電力選択６１０は、外部電源６０４と内部バッテリサプライ６０６の間で選択するためにマイクロコントローラ（例えばマイクロコントローラ４１２）によって制御される１つまたは複数のスイッチ、トランジスタまたは他の構成要素を備えることができる。いくつかの例では、電力選択６１０は、エンドデバイス４１０が外部電力に接続されると、外部電源６０４を選択して電源６０２のためのソースとして機能させることができ、また、そうでない場合、内部バッテリサプライ６０６を選択することができる。
【0115】
いくつかの例では、スイッチングサプライ６１２は、外部電源６０４、または内部バッテリサプライ６０６およびスーパーコンデンサ６０８を含む内部電源のいずれかから電力を受け取ることができる。スイッチングサプライ６１２は、電力源（内部または外部）から受け取った電圧を調整し、かつ、電圧をエンドデバイス４１０の様々な構成要素のための適切な電圧に切り換えることができる。スイッチングサプライ６１２は、２．０４８ボルトＡＤＣ基準、単極双投スイッチ４２０などの送信のための単極双投スイッチのための３．３ボルトＬＤＯ電圧レギュレータ、様々なシステム構成要素（例えばマイクロコントローラ４１２、ＲＦトランシーバ４１４、ダイオード、演算増幅器など）のための２．１ボルト降圧コンバータ、およびセンサインタフェース（例えばセンサインタフェース４４４）のための５ボルト昇圧コンバータを含むことができる。
【0116】
内部バッテリサプライ６０６が電力選択６１０によって選択されて電源６０２として働く例では、スーパーコンデンサ６０８は、放電され、次に内部バッテリサプライ６０６によって再充電され得る。いくつかの例では、スーパーコンデンサ６０８は、デューティサイクルに従って充電され、かつ、放電されることが可能であり、デューティサイクルは、マイクロコントローラ４１２および／またはＲＦトランシーバ４１４のうちの１つまたは複数によって制御される。
【0117】
いくつかの例では、エンドデバイス４１０は、様々なインターバルでセンサによって収集された資源測定データのみを送信することができる。エンドデバイス４１０がデータを送信していない場合、ＲＦトランシーバ４１４および関連する回路機構は、小電力モードにパワーダウンされ得る。この方法によれば、エンドデバイス４１０が送信していない場合、電力が節約されてバッテリバンク６１８の寿命を延長することができる。いくつかの例では、デューティサイクルは、データが記憶されているより小さい電力モード（例えば３０秒、１分、５分など）のために、データが送信されている通信モード（例えば１０ミリ秒、１００ミリ秒など）よりも長い時間期間を有することができる。いくつかの例では、マイクロコントローラ４１２は、ＲＦトランシーバ４１４を使用して比較的大きい電力信号（例えば１／２ワット、１ワットなど）を送信することができる。このような例では、内部バッテリサプライ６０６によって提供される電力は不十分であることがあり、また、スーパーコンデンサ６０８を使用してＲＦトランシーバ４１４の回路機構に電力が供給され得る。例えばスーパーコンデンサ６０８は、増幅器に１Ｗ電力を提供することができ、また、ＲＦトランシーバ４１４による大電力信号の送信を可能にするために、ＲＦトランシーバ４１４に最大１．５Ｗの電力を提供することができる。いくつかの例では、スーパーコンデンサ６０８は、通信モードでＲＦトランシーバ４１４に電力を提供する際に、少なくとも部分的に放電することができる。スーパーコンデンサ６０８が信号を送信するためのＲＦトランシーバ４１４への電力の供給を終了すると、バッテリバンク６１８は、より小さい電力モードの間、より長い時間期間に渡ってスーパーコンデンサ６０８を再充電し、次の送信のためにスーパーコンデンサ６０８を充電することができる。この方法によればエンドデバイス４１０は、小電力モードにある間、内部バッテリサプライ６０６を使用してセンサから資源測定データを受け取り、かつ、記憶することができ、また、スーパーコンデンサ６０８によって電力が供給される比較的大きい電力信号を使用して資源消費データを周期的に送信することができる。いくつかの例では、通信モードおよび小電力モードインターバルは、設定され得るか、または信号の送信電力に基づき得る。
【0118】
いくつかの例では、通信モードおよび小電力モードのためのインターバルは、バッテリバンク６１８内の残りの電荷に基づいて動的に調整されるか、または決定され得る。例えばクーロンカウンタは、バッテリバンク６１８がローで走っていることを決定し、かつ、小電力モードのインターバルを長くすることができる。
【0119】
いくつかの例では、内部バッテリサプライおよび／またはスーパーコンデンサ６０８は、外部電源６０４が接続され、かつ、停電電力を提供している場合、エンドデバイス４１０のための無停電電源（ＵＰＳ）としてさらに作用することができる。
【0120】
様々な例では、電源６０２または電源６０２の一部（例えば内部バッテリサプライ６０６、バッテリバンク６１８、スーパーコンデンサ６０８など）はヒートシンクに熱的に結合され得る。例えばエンドデバイス４１０は、設置に応じて外部ヒートシンクに結合され得るヒートシンクを含むことができる。いくつかの例では、エンドデバイス４１０の内部構成要素は、比較的安定した温度を維持するパイプなどのヒートシンクに結合されることが可能であり、また、ヒートシンクとして働き得る。さらに、ヒートシンクは、１つまたは複数のホースクレーム（ｈｏｓｅ ｃｌａｉｍｓ）を使用してパイプにクランプされ得る設置ブラケット中に統合されることが可能であり、それによりエンドデバイス４１０の動作を改善し、かつ、設置を容易にする。
【0121】
図７は、エンドデバイスのデューティサイクルに従ってエンドデバイス（例えばコンピューティングデバイス）のトランシーバによって信号を送信するための例示的プロセス７００を例証したものである。プロセス７００の動作は、エンドデバイスのソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアまたはそれらの組合せのうちの１つまたは複数によって実施され得る。
【0122】
７０２でプロセス７００は、第１の事前定義された時間期間の間、エンドデバイス（例えばエンドデバイス４００、エンドデバイス４１０など）を小電力モードに入れることができる。いくつかの例では、エンドデバイスは、小電力モードの間、電力を制限するか、またはエンドデバイスの様々な部分（例えばＲＦトランシーバ４１４、構成要素４２０、４２２、４２８など）から電力を除去することができる。いくつかの例では、エンドデバイスは、１つまたは複数のセンサからデータを受け取り、かつ、記憶する部分（例えばマイクロコントローラ４１２、センサインタフェース４４４など）などのデバイスの他の部分に依然として電力を供給することができる。例えば３線式ＡＭＲセンサがエンドデバイス４１０に結合される事例では、計器読出しの合間に（例えば５から６０秒の間の合間に）エンドデバイス４１０全体（タイマ機構は別として）が停止する。いくつかの実例では、リードスイッチ、磁気抵抗センサまたはホール効果センサとインタフェースする場合、エンドデバイス４１０上のマイクロ制御ユニットが頻繁に起動してセンサをサンプリングすることができる（例えば５ｍｓおきに５０μｓの間、または約１％デューティサイクルの間、起動するために）。
【0123】
７０４でプロセス７００は、第２の時間期間の間、エンドデバイスを小電力モードから通信モードに切り換えることができる。いくつかの例では、エンドデバイスは、第１の事前定義された時間期間の終わりの検出に少なくとも部分的に基づいて通信モードに切り変わることができる。いくつかの例では、第２の時間期間は、第１の事前定義された時間期間（例えば３０秒、１分、５分、１５分など）未満であってもよい（例えば１０ミリ秒、１００ミリ秒など）。様々な例では、エンドデバイスは、小電力モードにある間、通信モードよりも少ない電力を消費することができる。いくつかの例では、通信モードへの切り換えは、ターンオンすること、すなわちエンドデバイスの様々な構成要素（例えばＲＦトランシーバ４１４、構成要素４２０、４２２、４２８など）に電力を提供することを含み得る。
【0124】
７０６でプロセス７００は、ＲＦトランシーバ（例えばＲＦトランシーバ４１４）に、１つまたは複数の水センサによって収集されたメトロロジデータの一部を表す信号をゲートウェイデバイスへ送信させることができる。いくつかの例では、スーパーコンデンサ（例えばスーパーコンデンサ６０８）は、信号を送信するために要求されるＲＦトランシーバおよび他の構成要素に電力を供給することができる。いくつかの例では、信号は大きい電力信号（例えば１／２ワット、１ワットなど）を含むことができる。理解され得るように、水データに関連して記述されているが、本開示の態様は、任意の資源と関連付けられたデータを監視するように構成される１つまたは複数のセンサに適用され得る。
【0125】
７０８でプロセス７００は、第１の事前定義された時間期間の間、エンドデバイスを小電力モードに入れることができる。いくつかの例では、コンピューティングデバイスは、信号の送信の完了に応答して小電力モードに入ることができる。いくつかの例では、コンピューティングデバイスは、第２の時間期間の終わりを検出したことに応答して小電力モードに入ることができる。いくつかの例では、コンピューティングデバイスは、エンドデバイスからゲートウェイへの送信が受信されたことを示すＡＣＫをゲートウェイから受け取ると、それに応答して小電力モードに入ることができる。
【0126】
したがってプロセス７００は、エンドデバイスのためのデューティサイクルの例を例証しており、通信モードで生じる送信は、より大きい電力信号を送信するためにスーパーコンデンサによって電力供給される。
【0127】
図８は、エンドデバイス４００および／またはエンドデバイス４１０などのエンドデバイスをイネーブルして、センサ１１４、１１６および／または３０２などの様々なセンサと通信する例示的センサインタフェース８０２（例えばセンサインタフェース４４４）を例証したものである。センサインタフェース８０２は、３個の入力ポートを含むセンサ接続８０４を含み、個々の入力ポートは、線、ケーブル、入力ジャックまたは任意の他のコネクタを受け取る。示されているように、ポート１およびポート２の各々は、接地に接続されたツェナーダイオードの形態の静電放電（ＥＳＤ）保護８０６を有している。しかしながら他の例では、ＥＳＤ保護８０６は、別のタイプのＥＳＤまたは他の過渡電圧保護を備えることができる。ポート３は、センサ接続８０４に接続される様々なセンサのための接地入力ポートを提供している。
【0128】
ポート１は、ＡＭＲ電力クロック発生器８０８に電気的に接続されており、また、ポート２は、プルアップ抵抗器８１０およびプルアップ抵抗器イネーブル８１２に電気的に接続されている。ポート２は、データ比較器８１４および比較器電力スイッチ８１６にさらにマップしている。
【0129】
いくつかの例では、ポート２は、センサ接続８０４に接続されたセンサからデータを受け取るデータポートを備えている。センサのタイプに応じて、データを収集するためにポート２のみが利用される必要がある。例えばリードスイッチセンサが接続され、ポート２に差し込まれるかまたは接続され、かつ、ポート３を介して接地される１本のケーブルのみが、センサインタフェース８０２を介したデータ通信が要求される。
【0130】
ホール効果センサ、磁気抵抗センサまたはリードスイッチセンサが接続される例では、ホール効果センサ、磁気抵抗センサ、リードスイッチセンサ、もしくはオープンドレインまたはオープンコレクタ出力を有する任意の他のセンサとの通信のための電圧に対応する電圧をポート２に置くことにより、プルアップ抵抗器イネーブル８１２が起動されてプルアップ抵抗器８１０を「プルアップ」することができる。例えばマイクロコントローラ４１２は、プルアップ抵抗器イネーブル８１２のＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使用して、センサ出力がそれぞれオープンコレクタ／オープンドレインまたはプッシュプルであるかどうかに応じてプルアップ抵抗器をターンオンまたはオフすることができる。
【0131】
センサ接続８０４のポート２を介してホール効果センサ、磁気抵抗センサまたはリードスイッチセンサからの入力を受け入れるためにマイクロコントローラ４１２がＰチャネルＭＯＳＦＥＴをターンオンしてプルアップ抵抗器イネーブル８１２にプルアップ抵抗器８１０をターンオンさせる例では、データ比較器８１４および比較器電力スイッチ８１６は、センサからデータ入力を受け取る。いくつかの例では、ソフトウェアを備えることができる１つまたは複数のモジュールは、マイクロコントローラ４１２に、センサからの電力パルスをカウントするようにデータ比較器８１４および比較器電力スイッチ８１６を構成させることができる。
【0132】
いくつかの例では、センサ接続８０４中に入力されるセンサは、ＡＭＲセンサまたはパルスセンサのうちの１つを備えることができる。このような例では、ＡＭＲセンサまたはパルスセンサは、センサ接続８０４の３個のすべてのポートに差し込むことができる。ＡＭＲ電力およびクロック発生器８０８回路は、ポート１を介してＡＭＲセンサまたはパルスセンサに電力およびタイミングを提供することができる。しかしながらセンサがＡＭＲセンサまたはパルスセンサを備える例では、センサ出力がオープンコレクタ／オープンドレインである場合、マイクロコントローラ４１２は、プルアップ抵抗器イネーブル８１２にプルアップ抵抗器８１０をターンオンさせることになるだけにすぎず、そうでない場合、プルアップ抵抗器イネーブル８１２は、プッシュプル出力を有するセンサに対して、プルアップ抵抗器８１０をターンオフする。他のタイプのセンサと同様、比較器電力スイッチ８１６は、データ比較器８１４を使用してセンサからパルスを受け取るために、マイクロコントローラ４１２によって、ソフトウェアベースデューティサイクルに従って選択的にターンオンおよびオフされ得る。いくつかの例では、データ比較器８１４は、センサパルスデータをエンドデバイス４１０のレジスタに記憶することができる。
【0133】
センサのタイプに無関係に、ソフトウェアベースモジュールは、マイクロコントローラ４１２に比較器電力スイッチ８１６を選択的に起動させ（例えばＰチャネルＭＯＳＦＥＴを起動することによって）、その比較器電力スイッチ８１６は、データ比較器８１４に選択的に電力を供給してターンオンし、センサからパルスデータを収集し、また、データを収集した後、デューティサイクルに従ってターンオフする。いくつかの例では、データ比較器８１４にパルスを印加することにより、デューティサイクルは、センサから電力パルスをカウントするために電力消費を最少化することができる。
【0134】
いくつかの例では、デューティサイクルはセンサのタイプに応じ得る。例えば様々なセンサは、異なる回転速度および／または異なるセンサ出力を有することができ、また、デューティサイクルは、データを受け取り、かつ、記憶するためにデータ比較器８１４がターンオンされ、センサがセンサ接続８０４のポート２を介してデータを提供していない場合はターンオフされることを保証するように調整され得る。これらの技法のさらなる詳細は、図９および１０のプロセスを参照して以下で見出される。
【0135】
図９は、第１の入力ポートに結合された入力ケーブルと関連付けられたセンサのセンサタイプを決定し、かつ、入力ポートに電圧を印加して、センサのタイプに基づいてセンサからデータを受け取るための例示的プロセス９００を例証したものである。いくつかの例では、エンドデバイス４１０のマイクロコントローラ４１２は、プロセス９００の技法を実施することができる。
【0136】
９０２でプロセス９００は、第１の入力ポートに結合された入力ケーブルと関連付けられたセンサのセンサタイプを決定することができる。いくつかの例では、入力ポートはセンサ接続８０４のポート２に対応し得る。様々な例では、センサタイプは第１のセンサタイプであり、また、センサは、リードスイッチセンサ、ホール効果センサまたは磁気抵抗センサのうちの少なくとも１つを備える。他の例では、センサタイプは第２のセンサタイプであり、また、センサは、パルスセンサまたはＡＭＲセンサのうちの少なくとも１つを備える。
【0137】
いくつかの例では、センサタイプを決定するステップは、エンドデバイス４１０のＵＳＢポートに差し込まれたＵＳＢケーブルを介してセンサタイプのインジケーションを受け取るステップを含むことができる。例えばコンピューティングデバイス（例えばコンピューティングデバイス２０８）は、エンドデバイス４１０に接続してセンサタイプのインジケーションを提供することができる。いくつかの例では、センサタイプを決定するステップは、ＲＦトランシーバ４１４を介して、また、１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイス（例えばサービスプロバイダ２０６）から、センサタイプのインジケーションを含む信号を受け取るステップを含むことができる。
【0138】
９０４でプロセス９００は、センサタイプの決定に少なくとも部分的に基づいて、第１の入力ポートに第１の電圧を選択的に提供するか、または第２の入力ポートに第２の電圧を選択的に提供することができる。いくつかの例では、第１の電圧は、リードスイッチセンサ、ホール効果センサまたは磁気抵抗センサと関連付けられ、また、第１のポートは、センサ接続８０４のポート２を備える。いくつかの例では、第２の電圧は、パルスセンサまたはＡＭＲセンサと関連付けられ、また、第２のポートは、センサ接続８０４のポート１を備える。
【0139】
センサタイプが、リードスイッチセンサ、ホール効果センサまたは磁気抵抗センサと関連付けられる第１のセンサタイプを備える例では、マイクロコントローラ４１２は、プルアップ抵抗器イネーブル８１２にプルアップ抵抗器８１０をターンオンさせることができる。センサタイプが、パルスセンサまたはＡＭＲセンサのうちの１つと関連付けられる第２のセンサタイプを備える例では、マイクロコントローラ４１２は、ＡＭＲ電力およびクロック発生器８０８をターンオンさせ、かつ、センサ接続８０４のポート１の両端間に電圧を置かせることができ、そのポート１の両端間の電圧は、パルスセンサまたはＡＭＲセンサに電力を供給し、また、パルスセンサまたはＡＭＲセンサのためのタイミングを提供することができる。
【0140】
９０６でプロセス９００は、比較器回路によってセンサからメトロロジデータ（例えば資源消費データ）を受け取ることができる。いくつかの例では、マイクロコントローラ４１２は、比較器電力スイッチ８１６にデータ比較器８１４を起動させて、デューティサイクルに従ってデータを受け取ることができる。
【0141】
９０８でプロセス９００は、比較器回路によってセンサからのメトロロジデータを記憶することができる。いくつかの例では、マイクロコントローラ４１２は、比較器電力スイッチ８１６にデータ比較器８１４を起動させて、デューティサイクルに従ってデータを記憶することができる。
【0142】
図１０は、比較器回路（例えばデータ比較器８１４および／または比較器電力スイッチ８１６）によって、デューティサイクルに従ってデータを受け取るための例示的プロセス１０００を例証したものである。いくつかの例では、プロセス１０００は、マイクロコントローラ４１２を制御するソフトウェアモジュールによって実施され得る。
【0143】
１００２でプロセス１０００は、第１の時間期間の間、比較器回路、プルアップ抵抗器回路およびＡＭＲ回路を小電力モードに入れることができる。いくつかの例では、これは、ＡＭＲ電力およびクロック発生器８０８、比較器電力スイッチ８１６および／またはプルアップ抵抗器イネーブル８１２をターンオフするマイクロコントローラ４１２を備えることができる。
【0144】
１００４で、第１の時間期間の終わりを検出したことに応答して、プロセス１０００は、第２の時間期間の間、比較器回路、およびプルアップ抵抗器回路またはＡＭＲ回路のうちの少なくとも１つを小電力モードから起動モードに切り換えることができる。
【0145】
１００６でプロセス１０００は、第２の時間期間の間、比較器回路に水センサからパルスを受け取らせ、かつ、記憶させることができ、第２の時間期間は第１の時間期間未満である。いくつかの例では、水センサは第１のタイプのセンサを備え、第１のタイプのセンサは、リードスイッチセンサ、ホール効果センサまたは磁気抵抗センサのうちの少なくとも１つを備える。他の例では、水センサは第２のタイプのセンサを備え、第２のタイプのセンサは、パルスセンサまたはＡＭＲセンサのうちの少なくとも１つを備える。
【0146】
１００８で、第２の時間期間の終わりを検出したことに応答して、プロセス１０００は、第１の時間期間の間、比較器回路、およびプルアップ抵抗器回路またはＡＭＲ回路のうちの少なくとも１つを起動モードから小電力モードに切り換えることができる。
【0147】
いくつかの例では、プロセス１０００は、１つまたは複数の入力ポートに差し込まれた水センサの回転速度を決定するステップ、回転速度に少なくとも部分的に基づいて第１の時間期間を計算するステップ、および水センサがパルスを出力する速度に少なくとも部分的に基づいて第２の時間期間を計算するステップをさらに含むことができる。
【0148】
様々な例では、プロセス１０００は、１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスから第１の時間期間のインジケーションおよび第２の時間期間のインジケーションを受け取るステップをさらに含む。
【0149】
いくつかの例では、プロセス１０００は、水センサと関連付けられた履歴回転速度データを１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスへ送るステップ、および１つまたは複数のサーバコンピューティングデバイスから第３の時間期間のインジケーションを受け取るステップ、ならびに第３の時間期間に少なくとも部分的に基づいて第１の時間期間を調整するステップをさらに含むことができる。
【0150】
図１１は、エンドデバイス４１０などのエンドデバイスのための例示的ハウジング１１００を描写したものである。いくつかの例では、ハウジング１１００は、一般に、頂部キャップ１１０２および底部キャップ１１０４を有するクラムシェル形エンクロージャであってもよい。１つまたは複数のファスナ１１０６は、頂部キャップ１１０２および底部キャップ１１０４を一体に締め付けることができる。いくつかの例では、ガスケット１１０８は、頂部キャップ１１０２および底部キャップ１１０４がガスケット１１０８と組み合わせて一体に篏合される際に、エンドデバイスのためのハウジング１１００のための水密封が創出されるよう、頂部キャップ１１０２および底部キャップ１１０４のさねはぎ内部周囲の周りに挿入され得る。この方法によれば、ガスケット１１０８は、ハウジング１１００の内側のリークポイントを最少化することができる。いくつかの実例では、エンドデバイス４１０の構成要素が置かれるＰＣＢ１１１０は、ファスナ１１０６が貫通することができる開口１１１２を含むことができる。例証されているように、ハウジング１１０は、本明細書において考察されているように、１つまたは複数のセンサのための電気的接続を提供するための接続１１１４を含むことができる。
【0151】
いくつかの例では、ファスナ１１０６は、ＰＣＢ１１１０に熱的に結合され、また、ハウジング１１００のためのヒートシンクとして働く。さらに、例示的ハウジング１１００は、デバイスを取り付けるための外部取付けブラケットを含むことができる。エンドデバイスが水資源のための水消費を監視する水計器である実施態様では、ハウジング１１００は、パイプの周りに、ブラケットを貫通する１つまたは複数のパイプクランプを使用して、パイプ上のブラケットを介して設置され得る。さらに、ブラケットおよびパイプクレーム（ｐｉｐｅ ｃｌａｉｍｓ）は、ファスナ１１０６に（したがってＰＣＢに）熱的に結合され、例えばエンドデバイスからパイプへの熱伝達を容易にすることができる。
【0152】
図４Ａ～１０の一部では、様々な構成要素およびこれらの構成要素のための値は、特定の値として例証されている。描写されている構成要素および値は、特許請求される発明のいくつかの実施形態のために企図され得るが、いくつかの例では、本明細書において記述されている同じ機能または動作を実施する他の構成要素または値が選択され得ることが企図されている。特に言及されていない限り、構成要素は、追加され、除去され、または交換されることが可能であり、また、本明細書において記述されている機能を実施するために他の値が利用され得る。
【0153】
例示的集信装置
図１２は、集信装置２６２などの例示的集信装置１２００の図形表現を例証したものである。様々な例では、集信装置１２００は、単一のＰＣＢの上に配置され、また、ゲートウェイデバイス２０２などのゲートウェイデバイスの中に含まれている単一のチップを備えることができる。いくつかの例では、集信装置１２００は、アンテナダイバシティ、すなわち２つの独立したＲＦ経路を含み、それぞれ送信および受信能力を有する同時二重バンド動作を有するＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）集信装置を備えることができる。様々な例では、集信装置１２００は、ＸＢｅｅ（登録商標）インタフェース規格などの様々なインタフェース規格に準拠することができる。以下の図の中で考察されているように、集信装置１２００は、比較的小さいサイズ（例えば０．２４立方インチ（３．９立方ｃｍ））で、かつ、軽量（例えば７グラム）の集信装置であってもよい。
図１２は、集信装置２６２などの例示的集信装置１２００の図形表現を例証したものである。様々な例では、集信装置１２００は、単一のＰＣＢの上に配置され、また、ゲートウェイデバイス２０２などのゲートウェイデバイスの中に含まれている単一のチップを備えることができる。いくつかの例では、集信装置１２００は、アンテナダイバシティ、すなわち２つの独立したＲＦ経路を含み、それぞれ送信および受信能力を有する同時二重バンド動作を有するＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）集信装置を備えることができる。様々な例では、集信装置１２００は、ＸＢｅｅ（登録商標）インタフェース規格などの様々なインタフェース規格に準拠することができる。以下の図の中で考察されているように、集信装置１２００は、比較的小さいサイズ（例えば０．２４立方インチ（３．９立方ｃｍ））で、かつ、軽量（例えば７グラム）の集信装置であってもよい。
【0154】
様々な例では、集信装置１２００は、一般に３つの部分、すなわちＣＰＵ／電力／インタフェース部分１２０２、ベースバンド部分１２０４および無線部分１２０６に類別され得る。
【0155】
いくつかの例では、ＣＰＵ／電力／インタフェース部分１２０２は、電力動作（例えば電源制御、スイッチングサプライ１２２０制御など）などの集信装置１２００の動作、および様々なインタフェース化動作（例えばユーザＬＥＤ１２１０インタフェース化、１６ＭＨｚ発振器１２１４インタフェース化、３２．７６８ｋＨｚＲＴＣ基準１２１６インタフェース化など）を制御する３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８（例えばＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍプロセッサ）を含むことができる。様々な例では、３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８は、集信装置１２００の動作を制御することができ、また、それらに限定されないが、１６８ＭＨｚ ＣＰＵ周波数、１ＭＢフラッシュ、１９２ＫＢのＳＲＡＭ、外部で利用することができる最大１８個の汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）、８４ＭＨｚの最大入力／出力トグリングを有するＧＰＩＯ速度、ＡＥＳ １２８、１９２、２５６、Ｔｒｉｐｌｅ ＤＥＳ、ＨＡＳＨ（ＭＤ５、ＳＨＡ－１）およびＨＭＡＣのためのクリプトグラフィカルハードウェアアクセラレータ、１２個の１６ビットおよび２個の３２ビットを含むタイマ、２．４ＭＳＰＳのサンプリングレートおよび５個の外部で利用することができるチャネルを有する３個の独立した１２ビットアナログ－デジタル（ＡＤＣ）コンバータ、１ＭＳＰＳの更新速度および１個の外部で利用することができるチャネルを有する１個の外部で利用することができる１２ビットデジタル－アナログコンバータ（ＤＡＣ）、３２．７６８ｋＨｚのＲＴＣ基準を有する実時間クロック（ＲＴＣ）、１個のＵＳＢ２．０ポート、２個のＵＡＲＴポート、１個のシリアル周辺インタフェースバス（ＳＰＩ）、１個のインター－インテグレーテッド回路（Ｉ2Ｃ）、および／または統合された温度センサなどの機能を実施し、またはサポートするためのハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアを含むことができる。
【0156】
３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８は、ユーザ入力を受け取って４個の（または任意の数の）ユーザ構成可能ＬＥＤ１２１０を制御し、かつ、ＳＰＩバスを介して、プロセッサチップ１２０８の外部である１６Ｍｂｉｔのフラッシュメモリ１２１２にユーザデータなどのデータを記憶することができる。集信装置は、３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８のクロック速度を制御するための１６ＭＨｚ発振器１２１４、および３２．７６８ｋＨｚ実時間クロック（ＲＴＣ）基準１２１６をさらに含む。
【0157】
集信装置１２００のＣＰＵ／電力／インタフェース部分１２０２は、２０ピンＸＢｅｅ（登録商標）ヘッダ１２１８をさらに含むことができる。この方法によれば、集信装置１２００は、ＸＢｅｅ（登録商標）のための産業規格フォームファクタに準拠する。２０ピンＸＢｅｅ（登録商標）ヘッダ１２１８は、一般に、２．７ボルトから５．５ボルトの入力電圧をスイッチングサプライ１２２０に提供するフォームファクタコンパチブル無線モジュールを備えることができる。いくつかの例では、スイッチングサプライ１２２０は、３．３ボルト（０．８アンペア）の出力電圧を提供するための降圧－昇圧コンバータ、５ボルト（１アンペア）の出力電圧を提供するための別の降圧－昇圧コンバータ、１．８ボルト（１．２５アンペア）の出力電圧を提供するための降圧コンバータ、および集信装置１２００の敏感な負荷に電力を供給するための４個の低雑音低損失（ＬＤＯ）レギュレータを含むことができる。さらに、ＸＢｅｅ（登録商標）ヘッダ１２１８は、集信装置１２００がパワーオンされていることを示すために電力ＬＥＤ１２１９に電力を提供することができる。
【0158】
いくつかの例では、集信装置１２００のベースバンド部分１２０４は、一般に無線機能性に関連する集信装置１２００の機能を管理するように構成されたベースバンドプロセッサ１２２２を含む。いくつかの例では、ベースバンドプロセッサは、小電力、長距離通信技術（例えばＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）、または他の通信プロトコル）のために設計される。いくつかの例では、ベースバンドプロセッサ１２２２は、最大－１４２．５ｄＢｍの受信感度を有することができる。様々な例では、１３３ＭＨｚ発振器１２２４は、ベースバンドプロセッサ１２２２のクロック速度を決定することができる。いくつかの例では、ベースバンドプロセッサ１２２２は、ベースバンド１２０４および無線１２０６の両方の状態を示す５個のＬＥＤ１２２６を制御することができる。いくつかの例では、３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８は、集信装置１２００のユーザによるプログラムが可能であってもよい。例えば３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８は、ＵＳＢインタフェースまたはＵＡＲＴインタフェースのうちの１つなどのインタフェースを介して１つまたは複数のアテンション（ＡＴ）コマンドを受け取ることができる。ＡＴコマンドは、３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８が処理して理解するように構成されるＡＳＣＩＩ文字を含むことができる。ＡＴコマンドは、３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８をプログラムすることができ、それによりベースバンドプロセッサ１２２２は、出力電力の１ワットまたは１／２ワットへの変更、または集信装置１２００への制御コマンドの発行などの様々な機能を実施する。
【0159】
様々な例では、ベースバンドプロセッサ１２２２は、ネットワーク２１０を介して通信するためにアンテナ１２３２およびアンテナ１２３４などの２つのそれぞれのアンテナを使用して通信するために、無線１２２８および無線１２３０などの集信装置１２００の２つの無線を制御することができる。図１２に例証されているように、無線１２２８および無線１２３０は、同じまたは同様の機能を実施するために、同じまたは同様の構成要素を含むことができる。したがって無線１２２８が記述され、また、無線１２３０の構成要素は、同様の構成要素を使用して同様の機能性を実施することができる。
【0160】
無線１２２８は、特定の周波数または周波数範囲における信号を処理するように構成されたフロントエンドトランシーバ１２３６を含むことができる。いくつかの例では、フロントエンドトランシーバ１２３６は、アンテナ１２３２を介して受信された変調済み信号をベースバンドプロセッサ１２２２に入力するのに適した信号に処理するための、または別法として、ベースバンドプロセッサ１２２２から受け取ったモジュールデータをアンテナ１２３２を使用して送信するのに適した信号に処理するための構成要素を含むことができる。いくつかの例では、無線１２２８は、バラン（平衡不平衡変成器）１２３８、１ワット電力増幅器１２４０および低域通過フィルタ１２４２を含む送信経路を含むことができる。様々な例では、バラン１２３８は、フロントエンドトランシーバ１２３６から受け取られた送信差動対（例えば平衡対）などの２つの受信された信号の間で変換することができる。バラン１２３８は、平衡信号を送信のために最大１ワットの信号電力に増幅する１ワット電力増幅器１２４０に不平衡信号を出力することができる。電力が最大１ワットの信号は、低域通過フィルタ１２４２を通過することができ、低域通過フィルタ１２４２の遮断周波数より高い周波数、とりわけ高調波周波数が減衰して、ＦＣＣなどの監督機関との電磁コンプライアンス（ＥＭＣ）を保証する。いくつかの例では、無線１２２８は、無線１２２８の送信経路と受信経路の間で選択するためにベースバンドプロセッサ１２２２によって制御される単極双投スイッチ（ＳＰＤＴ）１２４４をさらに含むことができる。１ワット不平衡フィルタ済み信号は、集中定数低域通過フィルタ１２４６を通過することができ、また、次にアンテナ１２３２を介して、ネットワーク２１０を介して通信され得る。
【0161】
上で言及したように、無線１２２８は、アンテナ１２３２を介して信号を受信するための受信経路をさらに含むことができる。受信された信号は、同様に集中定数低域通過フィルタ１２４６およびＳＰＤＴスイッチ１２４４を通過することができる。受信された信号は、受信経路を通過してフロントエンドトランシーバ１２３６に到達することができ、受信経路は、第１の表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ１２４８、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２５０および第２のＳＡＷフィルタ１２５２を含むことができる。いくつかの例では、ＳＡＷフィルタ１２４８およびＳＡＷフィルタ１２５２は帯域通過フィルタを備えることができる。様々な例では、第１のｓａｗフィルタ１２４８は、アンテナからの周波数を制限してＬＮＡ１２５０が飽和するのを防止することができ、また、第２のＳＡＷフィルタ１２５２は、受信された信号に対する信号の帯域外除去を促進することができる。
【0162】
したがって集信装置は、２つの無線すなわち無線１２２８および無線１２３０、ならびに２つのアンテナ１２３２および１２３４を有しており、これはダイバシティを許容する。個々の無線は、完全な送信および完全な受信経路を含むことができ、また、完全に冗長である（例えば同じ周波数上のチャネルは、より強い信号に基づいてアンテナ１２３２またはアンテナ１２３４のいずれかを使用することができる）。いくつかの例では、２つの無線およびそれぞれのアンテナは同時二重チャネルを許容する。例えば１つのチャネルは、医療無線（ＩＳＭ）バンドの低端などの１つの周波数（例えば９０２ＭＨｚ）で動作し、また、１つのチャネルは、ＩＳＭバンドの高端などの第２の周波数（例えば９２８ＭＨｚ）で動作することができる。別の例として、欧州ＩＳＭバンドにおける動作のために、１つのチャネルは、ＬｏＲａＷＡＮデータを受け取るために１つの周波数（８６８ＭＨｚ）で動作し、また、１つのチャネルは、無線Ｍ－バスの直接受信を許容するために第２の周波数（４３３ＭＨｚ）で動作する。その上、個々の無線１２２８および１２３０は、１ワットなどの大きい信号電力で信号を送信するように構成される。したがって集信装置１２００は、大きい電力信号を使用して、長い距離を介して狭帯域幅信号を通信することができる。
【0163】
いくつかの例では、３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８は、スイッチングサプライ１２２０を制御して、送信電力に応じて無線１２２８および１２３０の１ワット電力増幅器１２４０および１２５８に様々な電圧を供給することができる。例えばスイッチングサプライ１２２０は、１ワット信号送信のために１ワット電力増幅器１２４０および１２５８に５ボルトを提供することができ、または１／２ワット信号送信のために１ワット増幅器１２４０および１２５８に３．７５ボルトを提供することができる。いくつかの例では、異なる電圧は、増幅器が飽和で動作することを保証することにより、１ワット電力増幅器１２４０および１２５８に対して６５％効率を維持することができる。様々な例では、３２ビットＲＩＳＣプロセッサ１２０８は、集信装置１２００が送信していない場合、５Ｖ降圧－昇圧コンバータをターンオフすることなど、様々な電源をターンオンまたはオフすることができる（またはより正確には、サプライを電力－有効不連続モードに入れることができ）、これは電力を節約することができる。
【0164】
様々な例では、集信装置１２００に含まれている、図１２で考察されたすべての構成要素は、単一のチップ（例えば集信装置１２００）の上に配置され得る。考察されている構成要素は、それらが小さいフォームファクタを有していることに基づいて選択され得る。例えば集信装置１２００は、２ミリメートル未満の遮蔽高さを有することができる。集信装置１２００の構成要素は、それらのフォームファクタに基づいて選択され得る。例えば集中定数低域通過フィルタ１２４６および１２６４、ならびにＳＡＷフィルタ１２４８、１２５２、１２６６および１２７０は、それらの小さいフォームファクタのために選択され得る。集信装置１２００の他の構成要素も同様に小さいフォームファクタを有し、集信装置１２００のサイズを小さくすることができる。いくつかの例では、集信装置１２００のサイズは０．２４立方インチ（３．９立方ｃｍ）であり、また、７グラムの重量を有することができる。例えば集信装置１２００は、１．３インチ（３．３０ｃｍ）×０．９６インチ（２．４４ｃｍ）×０．１９インチ（０．４８ｃｍ）の寸法を有することができ、その一方で依然としてＸＢｅｅ（登録商標）インタフェース規格に準拠する。
【0165】
図１３は、集信装置１２００などの例示的集信装置１３００の構成要素レイアウトを例証したものである。集信装置１３００の例示的構成要素レイアウトは、集信装置上の様々なＬＥＤの位置を描写している。例えば４個のユーザ構成可能ＬＥＤ１２１０が構成要素レイアウトの頂部に、また、遮蔽の外側に配置されており、したがってそれらは、無線遮蔽が所定の位置に置かれても目に見える状態を維持する。さらに、無線１２０６およびベースバンド１２０４の状態を示す５個のＬＥＤ１２２６が構成要素レイアウトの底部に、遮蔽の周囲の外側に置かれており、したがってそれらは、遮蔽が設置された後でも目に見える状態を維持する。さらに、１個の電力ＬＥＤ１２１９が５個のＬＥＤ１２２６の近くに配置されている。例示的集信装置１３００構成要素レイアウトは、遮蔽の外部で利用することができるすべての電気的接続の隣に置かれたＴＶＳおよびＥＳＤダイオードの位置をも描写しており、これはＥＳＤ安全環境の外側への例示的集信装置１３００の設置を許容する。例えば例示的集信装置１３００は、人間が取り扱うことによるデバイスの損傷を心配することなく、現場でレトロフィットされ得る。
【0166】
図１４は、集信装置１２００などの集信装置１４００の例示的外観を例証したもので、集信装置１４００の寸法を例証している。示されているように、集信装置１４００は、１．３０インチ（３．３０ｃｍ）の長さ１４０２、０．９６インチ（２．４４ｃｍ）の幅１４０４、および０．１９インチ（０．４８ｃｍ）の高さ１４０６を有することができ、ピンの高さは含んでいない。ピンの高さを含むと、集信装置の全高さ１４０８は０．３３インチ（０．８４ｃｍ）になり得る。
【0167】
図１５は、集信装置１５００の小さいサイズに関する基準を与えるために、２５セント１５０２に対する集信装置１２００などの集信装置１５００の小さいフォームファクタを例証したものである。
【0168】
例示的グラフィカルユーザインタフェース
１つまたは複数の警報、シグネチャ、レポート、解析および／または履歴データを例証する例示的グラフィカルユーザインタフェースが図１６～２３Ｂに示されている。本開示の文脈で理解され得るように、サービスプロバイダ２０６は、ゲートウェイデバイス２０２から、および／またはエンドデバイス２０４から受け取ったデータを解析することができ、また、警報、シグネチャ、レポートおよびまたはＧＵＩを生成し、かつ、ＧＵＩとして、または音声警報として表示するために、警報、シグネチャ、レポートおよび／またはＧＵＩをコンピューティングデバイス２０８へ（および／またはゲートウェイデバイス２０２へ）送信することができる。
１つまたは複数の警報、シグネチャ、レポート、解析および／または履歴データを例証する例示的グラフィカルユーザインタフェースが図１６～２３Ｂに示されている。本開示の文脈で理解され得るように、サービスプロバイダ２０６は、ゲートウェイデバイス２０２から、および／またはエンドデバイス２０４から受け取ったデータを解析することができ、また、警報、シグネチャ、レポートおよびまたはＧＵＩを生成し、かつ、ＧＵＩとして、または音声警報として表示するために、警報、シグネチャ、レポートおよび／またはＧＵＩをコンピューティングデバイス２０８へ（および／またはゲートウェイデバイス２０２へ）送信することができる。
【0169】
図１６は、疑わしいイベントレポートおよび／または警報を例証しているグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）１６００を示したものである。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ１６００は、疑わしい動作的浪費警報を示す電子メールを例証している。いくつかの実施形態では、警報／レポートは、潜在的改善を識別し、また、疑わしい動作的浪費の識別方法の説明書を提供する。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ１６００は、疑わしいイベントを識別し、かつ、修正するためにどこを、および／または何を捜すかを示す画像、写真および／または線図を含むことができる。いくつかの実施形態では、画像は、監視位置における機器の実際の設置を反映することができ、一方、いくつかの実施形態では、画像は、特定の機器のモデル数に基づく包括的な画像を反映することができる。さらに、ＧＵＩ１６００は、水使用を示すグラフおよび疑わしいイベントを示す１つまたは複数の注釈を含むことができ、および／またはＧＵＩ１６００はグラフへのリンクを含むことができる。
【0170】
図１７は、監視位置に対する水使用を例証しているグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）１７００を示したものである。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ１７００は、２日以上の間の資源使用の比較を例証している。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ１７００は、疑わしい機械的または動作的浪費を示すために注釈が付けられ得る。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ１７００は、１分おきに消費されるガロン数として瞬時水使用を例証している。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ９００は、時間単位の気象および温度、ならびに１日を通した水使用の累積総量を例証している。いくつかの実施形態では、ユーザは、同じおよび／または異なる位置における現在の水使用を任意の履歴データと比較するために、様々な日を通してトグルすることができる。
【0171】
図１８は、監視位置に対する水使用を例証しているグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）１８００を示したものである。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ１８００は解析学生成注釈を例証している。いくつかの実施形態では、注釈は、手動で、自動的に追加されることが可能であり、または自動プロセスによってフラグが立てられ、かつ、ユーザによって精査され得る。いくつかの実施形態では、ＧＵＩ１８００は、監視位置におけるノードまたは機器による資源消費の視覚表現を含むことができる。１非制限例として、監視位置が３つのノードを含んでいる場合、ＧＵＩは、総資源消費を例証しているさらなるグラフを使用してノード毎に３つの個々の瞬時資源消費グラフを例証することができる。さらに、ノードトレースは、履歴または期待資源消費値からの個々のノードの逸脱に従って注釈が付けられるか、または類別され得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、総資源消費グラフ内で選択して、追加表示に総資源消費量に対する個々のノード寄与を例証させることができる。したがってこの方法によれば、ＧＵＩは、総および／またはノードレベルにおける資源消費を理解するために、数個の層およびデータの分解能をユーザに提示することができる。
【0172】
図１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃおよび１９Ｄは、自動浪費イベント１９００追跡システムを示したものである。例えば図１９Ａ～Ｄは、ユーザが１つまたは複数の顧客へのレポートを作成し、または浪費イベントを緩和するための１つまたは複数の推奨を報告し、かつ、提供するための電子メールアドレスを作成するためのインタフェースを提供している。例えばシステム１９００は、推奨および／または資源使用を反映する画像を含むレポートの作成を許容する。
【0173】
図２０は、洗車位置のためなどの検出された浪費イベントのための解析学ログ２０００を示したものである。いくつかの実施形態では、解析学ログ２０００は、より特定の浪費イベントレポート、解析学および推奨にリンクするためのインタフェースを提供することができる、浪費イベントの高レベルインジケーションを提供する。
【0174】
図２１は、自動警報追跡ページ２１００を示したものである。いくつかの実施形態では、ページ２１００は、ユーザによる、開始日、終了日、サイト、ノード目的、状態、イベント、イベントの等級、イベントの重大性などによる検索を許容する検索能力を提供する。さらに、ページ２１００は、様々なサイトおよび資源使用データのためのより特定のレポート、統計学および／または推奨へのリンクを提供することができる。
【0175】
図２２は、警報を生成し、かつ、管理するためのＧＵＩ２２００を示したものである。例えばＧＵＩ２３００は、疑わしい浪費イベントの警報を発するために、また、疑わしい浪費を改善するための推奨を提供するために、テキストを自動的に作成することができる。
【0176】
図２３Ａおよび２３Ｂは、サイト情報および特異性を例証しているＧＵＩ２３００を示したものである。例えば図２３Ａは警報発信ページの左側部分を例証しており、一方、図２３Ｂは警報発信ページの右側部分を例証している。いくつかの実施形態では、ユーザは、１つまたは複数のテキスト、画像および／またはリンクを選択して、資源消費情報に関する特定の情報、レポート、比較および／または警報を受け取ることができる。
【0177】
結論
本開示は、構造的特徴および／または方法論的作用に特化された言語を使用することができるが、本発明は、本明細書において記述されている特定の特徴または作用に限定されない。そうではなく、特定の特徴および作用は、本発明を実現する例証的形態として開示されている。
本開示は、構造的特徴および／または方法論的作用に特化された言語を使用することができるが、本発明は、本明細書において記述されている特定の特徴または作用に限定されない。そうではなく、特定の特徴および作用は、本発明を実現する例証的形態として開示されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図19D】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23A】
【図23B】