特表2023-507137モジュラーセンサシステムに含まれるワイヤレスエネルギーハーベスタ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-21
(54)【発明の名称】モジュラーセンサシステムに含まれるワイヤレスエネルギーハーベスタ
(51)【国際特許分類】
H02S 40/38 20140101AFI20230214BHJP
【ＦＩ】
H02S40/38
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022537035
(86)(22)【出願日】2020-12-16
(85)【翻訳文提出日】2022-08-05
(86)【国際出願番号】 US2020065282
(87)【国際公開番号】W WO2021126958
(87)【国際公開日】2021-06-24
(31)【優先権主張番号】62/948,709
(32)【優先日】2019-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522151581
【氏名又は名称】ナノフレックス パワー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】フィールド，サード，リチャード
(72)【発明者】
【氏名】バリオット，アダム
(72)【発明者】
【氏名】ウォルゴスト，スティーブン
(72)【発明者】
【氏名】キング，ジェフ
(72)【発明者】
【氏名】アレン，ジェイ．ノーマン
【テーマコード（参考）】
5F151
5F251
【Ｆターム（参考）】
5F151AA02
5F151AA03
5F151AA05
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5F151JA28
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(57)【要約】
モジュラーセンサシステムは、複数のモジュールおよび１つ以上のブラインドメイトコネクタを有する。複数のモジュールは、１つ以上のセンサと、光起電セルを含む１つ以上のエネルギーハーベスタと、１つ以上のエネルギーストレージデバイスと、１つ以上のワイヤレス無線機と、１つ以上の電子デバイスとを有する。１つ以上のブラインドメイトコネクタは、複数のモジュールのそれぞれに含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに、複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１つ以上のセンサ、光起電セルを含む１つ以上のエネルギーハーベスタ、１つ以上のエネルギーストレージデバイス、１つ以上のワイヤレス無線機、および、１つ以上の電子デバイスを有する複数のモジュールと、前記複数のモジュールの各々に含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに、前記複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成された１つ以上のブラインドメイトコネクタと
を備える、モジュラーセンサシステム。
【請求項2】
前記１つ以上のエネルギーハーベスタは、光起電ハーベスタ、圧電ハーベスタ、振動ハーベスタ、熱電ハーベスタ、高周波（ＲＦ）ハーベスタ、および誘導エネルギーハーベスタから選択される、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項3】
前記光起電ハーベスタは、有機光起電（ＯＰＶ：ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）セル、ペロブスカイト、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、銅インジウムガリウムセレン化物（ＣＩＧＳ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、アモルファスシリコン、結晶シリコン、および多結晶シリコンのうちの１つ以上を含む、請求項２に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項4】
前記複数のモジュールにおける前記光起電ハーベスタは剛性である、請求項２に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項5】
前記複数のモジュールにおける前記光起電ハーベスタは可撓性である、請求項２に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項6】
前記１つ以上のエネルギーストレージデバイスは、バッテリ、キャパシタ、およびスーパーキャパシタのうちの１つ以上を含む、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項7】
前記１つ以上のブラインドメイトコネクタは、磁石、機械的クリップ、ねじ、スナッピング、バインディングポスト、接着剤、プレスフィット、摩擦嵌合、ネジ止め、トグルコネクタ、差込みコネクタ、バナナコネクタ、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの取り付けメカニズムを利用して、前記複数のモジュールを取り付ける、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項8】
前記取り付けメカニズムは、前記電気コネクタである、請求項７に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項9】
前記取り付けメカニズムは、少なくとも１つの磁石のペアを含み、前記少なくとも１つの磁石のペアの極性は、前記複数のモジュールの各モジュールが正しい向きで接続されるように逆になっている、請求項７に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項10】
前記取り付けメカニズムは、全ての磁気配向が強磁性表面に対して作用するように、リア磁気マウントとして少なくとも１つの磁石を含む、請求項７に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項11】
前記取り付けメカニズムは、少なくとも１つの磁石のペアを含み、前記少なくとも１つの磁石のペアの極性は同じであり、前記少なくとも１つの磁石のペアが、磁気分極された物体および強磁性体表面へのリア磁気マウントとして機能し得る、請求項７に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項12】
前記１つ以上のブラインドメイトコネクタは、横方向の剪断力によって複数のモジュールのうちの２つのモジュール間の接続が切断されるのを防ぐための覆い（シュラウド）を有する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項13】
前記覆いは、前記電気コネクタを有する、請求項１２に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項14】
前記複数のモジュールの１つのモジュールは、エンドキャップモジュールであり、前記エンドキャップモジュールは前記モジュラーセンサシステムの一端に配置され、水の浸入を防止する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項15】
前記エンドキャップモジュールは電子機器を含まず、適合するブラインドメイトコネクタおよび前記電気コネクタを水分および物理的損傷から保護する、請求項１４に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項16】
前記複数のモジュールの各々は、モジュール間を移動するデータ、電力、またはデータおよび電力両方のためのパススルーを有する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項17】
前記複数のモジュールの１つのモジュールは、壁電源アダプタまたは１つ以上の交換可能なバッテリによって、前記システムに電力を加える、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項18】
前記複数のモジュールのうちの１つ以上のモジュールは、耐水性または防水性である、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項19】
前記複数のモジュールのうちの１つ以上のモジュールは、周囲に開放された少なくとも１つのチャンバを有する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項20】
前記周囲に開放された前記少なくとも１つのチャンバは、１つ以上の多孔質疎水性フィルムを含む、請求項１９に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項21】
前記１つ以上のフィルムが、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステルトラックエッチング、ポリ塩化ビニル、硝酸セルロース、酢酸セルロース、および表面改質親水性材料のうちの１つ以上を含む、請求項２０に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項22】
前記複数のモジュールのうちの１つ以上のモジュールは、（１）太陽光または他の明るい光の中に置かれたときの正確な温度測定、および（２）前記モジュールを壁または他の表面に接着するときの正確な空気温度測定のうちの少なくとも１つを、温度センサをプリント回路基板のストーク（ｓｔａｌｋ）上に配置し、前記温度センサと前記モジュールのケーシングとの間、および前記温度センサと前記プリント回路基板のバルクとの間の熱伝達を最小限に抑えること、
ファンを作動させ、前記温度センサの周囲の空気の流れを促進すること、
前記１つ以上のモジュールまたは前記温度センサ上に、シールドまたはシェードを配置し、前記１つ以上のモジュールまたは前記温度センサに、直接、太陽光または他の明るい光に当たらないようにすること、および、
スタンドオフを使用して、前記１つ以上のモジュールを壁または他の表面に取り付け、前記壁または他の表面への熱接触を最小限に抑えること、
の１つ以上によって促進するように設計される、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項23】
前記電気コネクタは、ばね荷重（ポゴピン）コネクタ、オーディオコネクタ、ビデオコネクタ、バナナコネクタ、バレルコネクタ、ブレードコネクタ、直流（ＤＣ）コネクタ、ドイツ協会ノルムング（ＤＩＮ）コネクタ、ドック（Ｄｏｃｋ）コネクタ、Ｄ－ｓｕｂコネクタ、エッジコネクタ、日本圧着端子（ＪＳＴ：Ｊａｐａｎ Ｓｏｌｄｅｒｌｅｓｓ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）コネクタ、ミニダインコネクタ、光ファイバコネクタ、フォンコネクタ、ピンヘッダ、ラジオコーポレーションオブアメリカ（ＲＣＡ）コネクタ、レジスタードジャック（ＲＪ－Ｘ）コネクタ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタ、ＵＳＢ－Ｃコネクタ、マイクロＵＳＢコネクタ、円形コネクタ、矩形コネクタ、ハイブリッドコネクタ、クラウンばねコネクタ、モジュラージャックコネクタ、セキュアデジタル（ＳＤ）カードポートを使用するコネクタ、マイクロＳＤカードポートを使用するコネクタ、およびブラインドメイトコネクタの取り付けメカニズムのうちの１つ以上を有する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項24】
前記１つ以上のセンサは、湿度、ＣＯ２、ルクス（ｌｕｘ）、ＰＡＲ、飽差、熱指数、水、ｐＨ、土壌水分、体積土壌水分量、土壌ｐＨ、加速度計、温度、圧力、ガス検知、全地球測位システム（ＧＰＳ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、三辺測量、パラメトリックセンシング、ＣＯ、酸素、総揮発性有機化合物、化学物質、汚染物質、導電率、抵抗率、電流検出、電流測定、電気的活性、金属検出、蒸発散、水使用量、塩分濃度、害虫駆除、気候監視、茎径、放射線、雨、雪、風、雷、土壌養分、露点、葉濡れ、占有率、位置、状態、煙、液漏れ、停電、全溶解物、洪水、動作、ドア動作、窓動作、フォトゲート、タッチ、触覚（ハプティック）、変位、レベル、音響、音、振動、周波数、気流、ホール効果、燃料レベル、液面、レーダー、トルク、速度、タイヤ空気圧、化学物質、赤外線、オゾン、磁気、無線方向探知機、大気汚染、水分検出、地震計、対気速度、深度、高度計、自由落下、位置、角速度、衝撃、傾斜、速度、慣性、力、応力、ひずみ、重量、炎、近接、存在、伸縮、ハートビート、心拍、血糖、血中酸素、インスリン、体温、医療化学検出、血圧、睡眠監視、呼吸数、乳酸、水分補給、コレステロール、心電計、脳波、筋電計、ヘモグロビンおよび貧血のための１つ以上のセンサを有する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項25】
前記１つ以上の電子デバイスは、バッテリ、スーパーキャパシタ、熱電デバイス、発光デバイス、ＬＥＤ、電力管理チップ、論理回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、抵抗器、キャパシタ、トランジスタ、インダクタ、ダイオード、半導体、光電子デバイス、メモリスタ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、バリスタ、アンテナ、トランスデューサ、結晶、共振器、端子、光検出器、光エミッタ、ヒータ、回路遮断器、ヒューズ、中継器、スパークギャップ、ヒートシンク、モータ、ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、マイクロＬＥＤ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、アクティブマトリックス有機発光ダイオードディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、量子ドットディスプレイ（ＱＤ）、量子発光ダイオードディスプレイ（ＱＬＥＤ）、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、デジタル光処理ディスプレイ（ＤＬＰ），干渉変調器ディスプレイ（ＩＭＯＤ）、デジタルマイクロシャッターディスプレイ（ＤＭＳ）、プラズマディスプレイ、ネオンディスプレイ、フィラメントディスプレイ、表面伝導電子エミッタディスプレイ（ＳＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、レーザーテレビ、カーボンナノチューブディスプレイ、タッチスクリーン、外部コネクタ、データストレージ、圧電素子、スピーカー、マイク、セキュリティチップ、ならびにボタン、ノブ、スライダ、スイッチ、ジョイスティック、方向パッド、キーパッド、および圧力／タッチセンサを含むユーザ入力制御デバイスのうちの１つ以上を有する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項26】
前記１つ以上のワイヤレス無線機は、ブルートゥース（登録商標、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ブルートゥースローエネルギー（ＢＬＥ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）、ＢＬＥ メッシュ、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ－Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ－Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＷｉＦｉ－ａｈ、８０２．１１、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、ロングレンジ（ＬｏＲａ）、ＬｏＲａＷＡＮ、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、ゼットウェーブ（Ｚ－Ｗａｖｅ）、６ＬｏｗＰＡＮ、スレッド（Ｔｈｒｅａｄ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、赤外線（ＩＲ）、赤外線データ協会（ＩｒＤＡ）、ＮＢ－ｌｏＴ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）、近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、無線通信（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線識別（ＲＦＩＤ）、ＳｉｇＦｏｘ、アンジェヌ（Ｉｎｇｅｎｕ）、ウェイトレスエヌ（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｎ）、ウェイトレスピー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｐ）、ウェイトレスダブリュー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｗ）、アント（ＡＮＴ）、アントプラス（ＡＮＴ＋）、ディジメッシュ（ＤｉｇｉＭｅｓｈ）、ＭｉＷｉ、エンオーシャン（ＥｎＯｃｅａｎ）、ダッシュセブン（Ｄａｓｈ７）、ワイヤレスハート（ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ）、ＧＰＲＳ、Ｍバス、ＫＮＸおよびＩＳＭバンド無線機のうちの１つ以上を有する、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項27】
前記１つ以上のエネルギーハーベスタは、任意の光スペクトルに対して最適化可能な有機光起電（ＯＰＶ）モジュールである、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項28】
前記ＯＰＶモジュールは、デバイス層の厚さを増加または減少させること、それらのスペクトル吸収特性に基づいて光活性材料を選択すること、光活性材料の比率を変化させること、層および接合を追加または除去すること、個々の接合部のバンドギャップを変化させること、ならびに、反射防止コーティング、分布ブラッグ反射器、マイクロパターニング、および／または光トラップ構造のうちの１つ以上を適用することによって、光スペクトルについて最適化される、請求項２７に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項29】
前記ＯＰＶモジュールは、屋内光に最適化される、請求項２７に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項30】
前記１つ以上のエネルギーハーベスタは、シリコン光起電モジュールである、請求項１に記載のモジュラーセンサシステム。
【請求項31】
前記シリコン光起電モジュールは、アモルファスシリコン光起電モジュールおよび結晶シリコン光起電モジュールから選択される、請求項３０に記載のモジュラーセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、令和１年１２月１６日に出願された米国仮出願第６２／９４８，７０９号の利益を主張し、この全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、令和１年１２月１６日に出願された米国仮出願第６２／９４８，７０９号の利益を主張し、この全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は一般に、少なくとも１つのエネルギーハーベスティングコンポーネントを備えるモジュラーセンサシステムに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本開示は、モジュラーセンサシステムを対象とし、ユーザがカスタマイズされたセンサソリューションを提供することを可能とする。開示されたシステムは、ワイヤレスエネルギーハーベスティングおよびセンサデータのワイヤレスコミュニケーションを含むワイヤレスシステムの使用を通じて、より容易なカスタムセンサの配置を可能にする。このシステムは、センサ能力を拡張するためのモジュールを含み、潜在的に無制限の数のセンサをモジュール的に追加することを可能にする。さらに、各モジュールは、複数のセンサ、エネルギーハーベスタ、エネルギーストレージデバイス、および／またはワイヤレス無線機のいずれをも含み得る。本開示によるエネルギーハーベスタは、バッテリ、キャパシタ、および／またはスーパーキャパシタを使用するなどの他の従来技術の解決策よりも、デバイスの利用可能なエネルギーを増加させ、および／またはデバイスの寿命を延ばすことができる。これらの利点は例えば、より頻繁または一定の通信を促進し、および／またはより大量のエネルギーを使用するより多くの電子機器に電力を供給することを可能にする。
【0004】
本明細書に開示されるデバイスは、農業、屋内農業、生態学、家畜追跡、ホームオートメーション、物のインターネット（ＩｏＴ）、レクリエーション、ウェアラブルデバイス、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、時計、宝石、エネルギーインフラストラクチャ、医療用モニタリングデバイスおよび生物医学的パッチ、小売り、コールドチェーン、食品輸送／包装／保管／調理／供給、ロジスティクス、航空／陸上／水上輸送、航空宇宙、船舶、資産追跡、位置／移動／振動モニタリング、アーキテクチャ、軍事、防衛および監視、レーダおよびリモートセンシング、モジュラーパワーハーベスティングおよび／または無線デバイス、ビルディング／ホームモニタリング、耐タンパモニタリング、警報システム、オートメーション、自動車および建物集積型太陽光発電などの下流市場で使用される可能性があるが、これに限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
特定の実施形態では、本開示は、１つ以上のセンサ、光起電セルを含む１つ以上のエネルギーハーベスタ、１つ以上のエネルギーストレージデバイス、１つ以上のワイヤレス無線機、および１つ以上の電子デバイスを有する複数のモジュールと、複数のモジュールのそれぞれに含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成された１つ以上のブラインドメイトコネクタとを備えるモジュラーセンサシステムを対象とする。
【0006】
他の実施形態では、本開示は、１つ以上のセンサ、光起電セルを含む１つ以上のエネルギーハーベスタ、１つ以上のワイヤレス無線機、および１つ以上の電子デバイスを有する複数のモジュールと、複数のモジュールのそれぞれに含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成された１つ以上のブラインドメイトコネクタとを備えるモジュラーセンサシステムを対象とする。
【0007】
本開示の他の実施形態は、以下に記載する。
【0008】
当然ながら、上記の一般的記載と下記の詳細な記載は、単に例示的かつ説明的なものであり、請求項に係る発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【図2】図２Ａは、例示的なモジュラーセンサシステムのモジュール間の取り付けメカニズムの一例を示す図である。図２Ｂは、例示的なモジュラーセンサシステムのモジュール間の取り付けメカニズムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書で説明される図面は、選択された実施形態の例示のみを目的とし、可能な形態の全てではなく、本開示の範囲を限定することを意図しない。対応する参照番号は、図面のいくつかの図を通して対応する部分を示す。
【0011】
詳細な説明
本開示の特定の実施形態は、１つ以上のセンサ、光起電セルを含む１つ以上のエネルギーハーベスタ、１つ以上のエネルギーストレージデバイス、１つ以上のワイヤレス無線機、および１つ以上の電子デバイスを有する複数のモジュールと、複数のモジュールのそれぞれに含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成された１つ以上のブラインドメイトコネクタとを備える、モジュラーセンサシステムを対象とする。
本開示の特定の実施形態は、１つ以上のセンサ、光起電セルを含む１つ以上のエネルギーハーベスタ、１つ以上のエネルギーストレージデバイス、１つ以上のワイヤレス無線機、および１つ以上の電子デバイスを有する複数のモジュールと、複数のモジュールのそれぞれに含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成された１つ以上のブラインドメイトコネクタとを備える、モジュラーセンサシステムを対象とする。
【0012】
特定の実施形態では、モジュールに含まれる１つ以上のエネルギーハーベスタは、光起電ハーベスタ、圧電ハーベスタ、振動ハーベスタ、熱電ハーベスタ、高周波（ＲＦ：ｒａｒｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ハーベスタ、および誘導エネルギーハーベスタから選択される。さらなる実施形態では、モジュールに含まれる光起電ハーベスタは、有機光起電（ＯＰＶ）セル、ペロブスカイト、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、銅インジウムガリウムセレン化物（ＣＩＧＳ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、アモルファスシリコン、結晶シリコン、および多結晶シリコンのうちの１つ以上を含む。
【0013】
特定の実施形態では、モジュールに含まれる光起電ハーベスタは、セルの色を変更すること、セルの透明性を変更すること、反射防止コーティングを追加すること、分布ブラッグ反射器を追加すること、マイクロパターニングを追加すること、光捕捉構造を追加すること、バンドギャップを変更すること、接合を追加すること、およびエレメントを追加することのうちの１つ以上によって、１ルクスから１５万ルクスの範囲の光レベルに対して最適化可能である。特定の実施形態では、最適化可能なレベルの光が１ルクス～１００ルクス、１００ルクス～１，０００ルクス、１，０００ルクス～１万ルクス、５００ルクス～２，０００ルクス、１，０００ルクス～５万ルクス、１万ルクス～５万ルクス、５万ルクス～１４万ルクス、および１０万ルクス～１３万ルクスの範囲であり得る。
【0014】
完成したモジュールは剛性であるが、複数のモジュールにおける光起電エネルギーハーベスタは可撓性または剛性であり得る。特定の実施形態では、複数のモジュールにおける光起電エネルギーハーベスタが可撓性であるとき、ガラスまたはプラスチックなどの剛性の基板に接着することによって、剛性にすることができる。
【0015】
他の実施形態では、エネルギーストレージデバイスは、バッテリ、キャパシタ、およびスーパーキャパシタのうちの１つ以上を含むことができる。
【0016】
特定の実施形態において、１つ以上のブラインドメイトコネクタは、磁石、機械的クリップ、ねじ、スナッピング、バインディングポスト、接着剤、プレスフィット、摩擦嵌合、ネジ止め、トグルコネクタ、差込みコネクタ、バナナコネクタ、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの取り付けメカニズムを利用して、複数のモジュールを接続することができる。特定の実施形態では、取り付けメカニズムが電気コネクタとして機能することができる。
【0017】
さらなる実施形態では、取り付けメカニズムが、少なくとも１つの磁石のペアを含み得り、少なくとも１つの磁石のペアの極性は、複数のモジュールの各モジュールが正しい向きで接続されるように反転される。他の実施形態では、取り付けメカニズムが、全ての磁気配向が強磁性表面に対して働くように、リア磁気マウントとして働く少なくとも１つの磁石を含むことができる。さらなる実施形態では、取り付けメカニズムが、少なくとも１つの磁石のペアを含むことができ、少なくとも１つの磁石のペアの極性は同じであり、少なくとも１つの磁石のペアが磁気的に分極された物体および強磁性表面へのリア磁気マウントとして働くことを可能にする。
【0018】
本開示の特定の実施形態では、１つ以上のブラインドメイトコネクタが、複数のモジュールのうちの２つのモジュール間の接続を横方向せん断力が切断するのを防止するための覆い（シュラウド）を有する。覆いは、電気コネクタを含むことができる。
【0019】
本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムでは、モジュールの１つはエンドキャップモジュールとすることができ、エンドキャップモジュールはモジュラーセンサシステムの一端に配置することができ、水の浸入を防止することができる。例えば、エンドキャップモジュールは電子機器を含まず、適合するブラインドメイトコネクタおよび電気コネクタを水、湿気および物理的なダメージから保護する機能がある。
【0020】
本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムの特定の実施形態では、複数のモジュールの各々が、モジュール間を移動するデータ、電力、またはデータおよび電力の両方のためのパススルーを有する。
【0021】
本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムの特定の実施形態では、複数のモジュールのうちの少なくとも１つのモジュールが、壁電源アダプタまたは１つ以上の交換可能バッテリの使用を通じて、システムに電力を追加する。
【0022】
開示されるモジュラーセンサシステムのさらなる実施形態では、複数のモジュールのうちの１つ以上のモジュールが、耐水性または防水性である。
【0023】
モジュラーセンサシステムのさらなる実施形態は、周囲に開放された少なくとも１つのチャンバを有する１つ以上のモジュールを備え、センサ応答を容易にすることができる。さらなる実施形態では、周囲に開放された少なくとも１つのチャンバが、１つ以上の多孔質疎水性フィルムを含み、このフィルムは水および水分を遮断しながら、感知のために空気の透過を可能にすることができる。このようなフィルムの例は、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステルトラックエッチング、ポリ塩化ビニル、硝酸セルロース、酢酸セルロース、および表面改質親水性材料のうちの１つ以上を含む。
【0024】
追加の実施形態では、複数のモジュールのうちの１つ以上のモジュールが（１）太陽光または他の明るい光の中に置かれたときの正確な温度測定、および（２）モジュールを壁または他の表面に接着するときの正確な空気温度測定のうちの少なくとも１つを、
（ａ）プリント回路基板のストーク（ｓｔａｌｋ）上に温度センサを配置し、温度センサとモジュールのケーシングとの間、および温度センサとプリント回路基板のバルクとの間の熱伝達を最小限に抑えること、
（ｂ）ファンを作動させ、温度センサの周囲の空気の流れを促進すること、
（ｃ）１つ以上のモジュールまたは温度センサ上に、シールドまたはシェードを配置し、１つ以上のモジュールまたは温度センサに、直接、太陽光または他の明るい光に当たらないようにすること、および、
（ｄ）スタンドオフを使用して、１つ以上のモジュールを壁または他の表面に取り付け、壁または他の表面への熱接触を最小限に抑えること
の１つ以上によって促進するように設計される。
（ａ）プリント回路基板のストーク（ｓｔａｌｋ）上に温度センサを配置し、温度センサとモジュールのケーシングとの間、および温度センサとプリント回路基板のバルクとの間の熱伝達を最小限に抑えること、
（ｂ）ファンを作動させ、温度センサの周囲の空気の流れを促進すること、
（ｃ）１つ以上のモジュールまたは温度センサ上に、シールドまたはシェードを配置し、１つ以上のモジュールまたは温度センサに、直接、太陽光または他の明るい光に当たらないようにすること、および、
（ｄ）スタンドオフを使用して、１つ以上のモジュールを壁または他の表面に取り付け、壁または他の表面への熱接触を最小限に抑えること
の１つ以上によって促進するように設計される。
【0025】
開示されるモジュラーセンサシステムの特定の実施形態では、電気コネクタが、ばね荷重（ポゴピン）コネクタ、オーディオコネクタ、ビデオコネクタ、バナナコネクタ、バレルコネクタ、ブレードコネクタ、直流（ＤＣ）コネクタ、ドイツ協会ノルムング（ＤＩＮ）コネクタ、ドック（Ｄｏｃｋ）コネクタ、Ｄ－ｓｕｂコネクタ、エッジコネクタ、日本圧着端子（ＪＳＴ：Ｊａｐａｎ Ｓｏｌｄｅｒｌｅｓｓ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）コネクタ、ミニダインコネクタ、光ファイバコネクタ、フォンコネクタ、ピンヘッダ、ラジオコーポレーションオブアメリカ（ＲＣＡ）コネクタ、レジスタードジャック（ＲＪ－Ｘ）コネクタ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタ、ＵＳＢ－Ｃコネクタ、マイクロＵＳＢコネクタ、円形コネクタ、矩形コネクタ、ハイブリッドコネクタ、クラウンばねコネクタ、モジュラージャックコネクタ、セキュアデジタル（ＳＤ）カードポートを使用するコネクタ、マイクロＳＤカードポートを使用するコネクタ、およびブラインドメイトコネクタの取り付けメカニズムのうちの１つ以上を有することができる。
【0026】
特定の実施形態では、本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムが、湿度、ＣＯ２、ルクス（ｌｕｘ）、ＰＡＲ、飽差、熱指数、水、ｐＨ、土壌水分、体積土壌水分量、土壌ｐＨ、加速度計、温度、圧力、ガス検知、全地球測位システム（ＧＰＳ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、三辺測量、パラメトリックセンシング、ＣＯ、酸素、総揮発性有機化合物、化学物質、汚染物質、導電率、抵抗率、電流検出、電流測定、電気的活性、金属検出、蒸発散、水使用量、塩分濃度、害虫駆除、気候監視、茎径、放射線、雨、雪、風、雷、土壌養分、露点、葉濡れ、占有率、位置、状態、煙、液漏れ、停電、全溶解物、洪水、動作、ドア動作、窓動作、フォトゲート、タッチ、ハプティック（Ｈａｐｔｉｃ）、変位、レベル、音響、音、振動、周波数、気流、ホール効果、燃料レベル、液面、レーダー、トルク、速度、タイヤ空気圧、化学物質、赤外線、オゾン、磁気、無線方向探知機、大気汚染、水分検出、地震計、対気速度、深度、高度計、自由落下、位置、角速度、衝撃、傾斜、速度、慣性、力、応力、ひずみ、重量、炎、近接、存在、伸縮、ハートビート、心拍、血糖、血中酸素、インスリン、体温、医療化学検出、血圧、睡眠監視、呼吸数、乳酸、水分補給、コレステロール、心電計、脳波、筋電計、ヘモグロビンおよび貧血のための１つ以上のセンサを有する。
【0027】
特定の実施形態では、本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムが、バッテリ、スーパーキャパシタ、熱電デバイス、発光デバイス、ＬＥＤ、電力管理チップ、論理回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、抵抗器、キャパシタ、トランジスタ、インダクタ、ダイオード、半導体、光電子デバイス、メモリスタ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、バリスタ、アンテナ、トランスデューサ、結晶、共振器、端子、光検出器、光エミッタ、ヒータ、回路遮断器、ヒューズ、中継器、スパークギャップ、ヒートシンク、モータ、ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、マイクロＬＥＤ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、アクティブマトリックス有機発光ダイオードディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、量子ドットディスプレイ（ＱＤ）、量子発光ダイオードディスプレイ（ＱＬＥＤ）、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、デジタル光処理ディスプレイ（ＤＬＰ），干渉変調器ディスプレイ（ＩＭＯＤ）、デジタルマイクロシャッターディスプレイ（ＤＭＳ）、プラズマディスプレイ、ネオンディスプレイ、フィラメントディスプレイ、表面伝導電子エミッタディスプレイ（ＳＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、レーザーテレビ、カーボンナノチューブディスプレイ、タッチスクリーン、外部コネクタ、データストレージ、圧電素子、スピーカー、マイク、セキュリティチップ、ならびにボタン、ノブ、スライダ、スイッチ、ジョイスティック、方向パッド、キーパッド、および圧力／タッチセンサを含むユーザ入力制御デバイスから選択される１つ以上の電子デバイスを有する。
【0028】
特定の実施形態では、本明細書で開示されるモジュラーセンサシステムが、ブルートゥース（登録商標、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ブルートゥースローエネルギー（ＢＬＥ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）、ＢＬＥ メッシュ、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ－Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ－Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＷｉＦｉ－ａｈ、８０２．１１、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、ロングレンジ（ＬｏＲａ）、ＬｏＲａＷＡＮ、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、ゼットウェーブ（Ｚ－Ｗａｖｅ）、６ＬｏｗＰＡＮ、スレッド（Ｔｈｒｅａｄ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、赤外線（ＩＲ）、赤外線データ協会（ＩｒＤＡ）、ＮＢ－ｌｏＴ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）、近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、無線通信（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線識別（ＲＦＩＤ）、ＳｉｇＦｏｘ、アンジェヌ（Ｉｎｇｅｎｕ）、ウェイトレスエヌ（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｎ）、ウェイトレスピー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｐ）、ウェイトレスダブリュー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｗ）、アント（ＡＮＴ）、アントプラス（ＡＮＴ＋）、ディジメッシュ（ＤｉｇｉＭｅｓｈ）、ＭｉＷｉ、エンオーシャン（ＥｎＯｃｅａｎ）、ダッシュセブン（Ｄａｓｈ７）、ワイヤレスハート（ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ）、ＧＰＲＳ、Ｍバス、ＫＮＸおよびＩＳＭバンド無線機から選択される１つ以上のワイヤレス無線機を有する。
【0029】
特定の実施形態では、本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムが、有機光起電（ＯＰＶ）モジュールから選択される１つ以上のエネルギーハーベスタを含み、ＯＰＶモジュールは任意の光スペクトルに対して最適化可能であり得る。例えば、ＯＰＶモジュールは、デバイス層の厚さを増減させること、そのスペクトル吸収特性に基づいて光活性材料を選択すること、光活性材料の比率を変化させること、層および接合を追加または除去すること、個々の接合のバンドギャップを変化させること、反射防止コーティング、分布ブラッグ反射器、マイクロパターニング、および／または光トラップ構造のうちの１つ以上を適用することによって、光スペクトルに対して最適化することができる。特定の実施形態では、ＯＰＶモジュールが室内光用に最適化される。
【0030】
ＯＰＶモジュールは、アプリケーション仕様に応じて、半透明、高反射、または不透明に製造することができる。半透明のＯＰＶモジュールは、上部電極と下部電極の両方に半透明の導電材料（酸化インジウムスズまたは薄い金属など）を使用することによって達成することができる。反射率および色相は、ＯＰＶモジュールにおける有機材料の選択およびの有機層の厚さによって制御することができる。
【0031】
特定の実施形態では、ＯＰＶモジュールが、光活性材料としてポリマーおよび／または有機分子（純粋な炭素化合物を含む）を含む。ポリマーベースおよび／または有機分子ベースのＯＰＶモジュールは溶液処理され、キャリア溶媒と、ブレードコーティング、スピンコーティング、および印刷などの方法とを必要とする。方法は、これらに限定されない。いくつかの小分子ＯＰＶモジュールは、真空蒸着によって製造することもできる。本開示のさらなる実施形態は、真空熱蒸着、有機蒸気ジェット印刷、または有機気相堆積によって堆積された小分子材料を使用して製造されたＯＰＶモジュールを対象とする。
【0032】
ＯＰＶモジュールは、任意の光スペクトル、例えば、太陽光または屋内光、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、蛍光、白熱、成長光、ネオン光、水銀灯、金属ハロゲン化物、高強度放電、生物発光、および化学発光に対して最適化されて、標的スペクトルに対する太陽からのエネルギー収穫を増加させる。所与の光スペクトルに対して、最適化は、１ルクスから１５万ルクスの範囲の特定のレベルの光を目標とすることができる。光の最適化されたレベルの非限定的な例示範囲は、例えば、人工光源を使用する屋内用途のための１００ルクス～１，０００ルクス、種付けのための５，０００ルクス～７，０００ルクス、および植物成長のための１５，０００ルクス～７５，０００ルクスなどの屋内農業用途のための１００ルクス～７５，０００ルクス、曇った屋外用途のための１，０００ルクス～３万ルクス、および明るい太陽光用途のための１０万ルクス～１４万ルクスを含む。
【0033】
特定の実施形態では、ＯＰＶモジュールを、低光環境で大部分の光を収集するために、人工光源に対して最適化することができる。このような実施形態では、ＯＰＶモジュールが外光に最適化されていなくても、屋外に持ち出すと十分な光量が得られる。
【0034】
例えば、ＯＰＶモジュールは、様々な用途において、光スペクトルに高度に同調可能でありえる。内部的には、デバイス層の厚さの増減、そのスペクトル吸収特性に基づく光活性材料の選択、光活性材料の比率の変化、層および／または接合の追加／除去によって、ＯＰＶの色および透明度を調整することができる。外部的には、ＯＰＶモジュールは、反射防止コーティング、分布ブラッグ反射器、マイクロパターニング、および他の光捕捉構造を使用して、特定の光スペクトルに調整することができる。
【0035】
一般に、光起電セルは、それらの吸収スペクトルが光源の発光スペクトルを受け入れるように設計される。チューニングは、太陽電池の組み合わされた吸収スペクトルが光源に整合されるように、個々の接合（またはサブセル）のバンドギャップの変化、または、デバイスへの複数の接合（またはサブセル）の追加によってなされ得り、それによって光起電効率が増加する。例えば、バンドギャップを調整するために、ベースの太陽電池に元素を添加（例えば、ＧａＡｓにＮを添加）することができる。
【0036】
他の実施形態では、本明細書に開示されるモジュールセンサーシステムが、シリコン光起電モジュールから選択される１つ以上のエネルギーハーベスタを有する。特定の実施形態では、シリコン光起電モジュールが、結晶シリコン光起電モジュール、多結晶シリコン光起電モジュール、および薄膜光起電モジュールなどのアモルファスシリコン光起電モジュールから選択される。
【0037】
他の実施形態では、本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムが、ホームオートメーションおよびモノのインターネット用途で使用することができ、この用途ではセンサが温度、光（強度および／または色）、動き、湿度、位置（例えば、窓の開閉）、ＣＯ、火災、漏れ、水分、および、自動化タスクをトリガする他のセンサを監視するために使用され得る。自動化タスクは、例えば、照明、空調、ファン、暖房、警報、カメラおよび／または移動アラートのオンまたはオフなどである。
【0038】
さらなる実施形態では、本明細書に開示されるモジュラーセンサシステムが、屋内および屋外の両方の用途を含む農業用途で使用される。そのような用途では、センサが例えば、温度、湿度、光レベル（例えば、ルクス（Ｌｕｘ）またはＰＡＲ）、土壌水分、体積土壌水分含量、土壌栄養素、土壌ｐＨ、水ｐＨ、大気質（例えば、総揮発性有機化合物）、空気流、降雨、風速、露点、大気圧、および葉湿度を監視するために使用される。
【0039】
追加の実施形態では、本明細書で開示されるモジュラーセンサシステムが、コールドチェーン管理で使用され、この用途では、温度、湿度、光、位置（例えば、ＧＰＳ）および／近接度（例えば、ＢＬＥ三辺測量、ＬｏＲａ三辺測量、ＩＳＭ帯域三辺測量）を測定することによって、センサおよび／またはビーコンが、食品、医療用品／ワクチンなどのコールドトランスポートを監視するために使用され得る。
【0040】
さらなる実施形態では、本明細書で開示されるモジュラーセンサシステムを食品の輸送／包装／貯蔵／調製／供給に使用し、この用途では、センサおよび／またはビーコンが、温度、湿度、光、位置（例えば、ＧＰＳ）および／近接度（例えば、ＢＬＥ三辺測量、ＬｏＲａ三辺測量、ＩＳＭ帯域三辺測量）を監視するために使用され得る。
【0041】
本開示のさらなる実施形態では、スマートホームオートメーションと一体化させて、本明細書で開示されるセンサおよび／またはビーコンを、温度、湿度、光レベル、近接度などの監視に使用する。さらに、本開示は、本明細書に列挙されたセンサのいずれかから、自動化および警告をトリガする開示されたセンサを企図し、例えば農業のための気候制御、またはメタン漏れが検出された場合にファンをオンにすることなどを含む。
【0042】
さらに、開示されたモジュラーセンサシステムは、資産追跡において使用することができ、この場合、センサおよび／またはビーコンは、位置（例えば、ＧＰＳ）および／近接度（例えば、ＢＬＥ三辺測量、ＬｏＲａ三辺測量、ＩＳＭ帯域三辺測量）を監視するために使用され得る。
【0043】
いくつかの実施形態では、電子デバイスが、湿度、ＣＯ２、ルクス（ｌｕｘ）、ＰＡＲ、飽差、熱指数、水、ｐＨ、土壌水分、体積土壌水分量、土壌ｐＨ、加速度計、温度、圧力、ガス検知、全地球測位システム（ＧＰＳ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、三辺測量、パラメトリックセンシング、ＣＯ、酸素、総揮発性有機化合物、化学物質、汚染物質、導電率、抵抗率、電流検出／測定、電気的活性、金属検出、蒸発散、水使用量、塩分濃度、害虫駆除、気候監視、茎径、放射線、雨、雪、風、雷、土壌養分、露点、葉濡れ、占有率、位置／状態、煙、液漏れ、停電、全溶解物、洪水、動作、ドア／窓動作、フォトゲート、タッチ、ハプティック（Ｈａｐｔｉｃ）、変位、レベル、音響／音／振動／周波数、気流、ホール効果、燃料レベル、液面、レーダー、トルク、速度、タイヤ空気圧、化学物質、赤外線、オゾン、磁気、無線方向探知機、大気汚染、水分検出、地震計、対気速度、深度、高度計、自由落下、位置、角速度、衝撃、傾斜、速度、慣性、力、応力、ひずみ、重量、炎、近接／存在、伸縮、ハートビート、心拍、血糖、血中酸素、インスリン、体温、医療化学検出、血圧、睡眠監視、呼吸数、乳酸、水分補給、コレステロール、心電計、脳波、筋電計、ヘモグロビンおよび貧血などの状態を監視するセンサである。状態は、これらに限定されない。
【0044】
本開示のさらなる実施形態は、１つ以上のセンサ、光起電セルを含む１つ以上のエネルギーハーベスタ、１つ以上のワイヤレス無線機、および１つ以上の電子デバイスを有する複数のモジュールと、複数のモジュールのそれぞれに含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成された１つ以上のブラインドメイトコネクタとを備える、モジュラーセンサシステムを対象とする。
【0045】
本開示のさらなる実施形態は、１つ以上のセンサ、１つ以上の光起電ハーベスタ、１つ以上のワイヤレス無線機、および１つ以上の電子デバイスを有する複数のモジュールと、複数のモジュールのそれぞれに含まれ、かつ、電力および／またはデータを伝送するための電気コネクタを有するとともに複数のモジュールのうちの２つのモジュールを接続するように構成された１つ以上のブラインドメイトコネクタとを備える、モジュラーセンサシステムを対象とする。
【0046】
１つ以上のセンサは、湿度、ＣＯ２、ルクス（ｌｕｘ）、ＰＡＲ、飽差、熱指数、水、ｐＨ、土壌水分、体積土壌水分量、土壌ｐＨ、加速度計、温度、圧力、ガス検知、全地球測位システム（ＧＰＳ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、三辺測量、パラメトリックセンシング、ＣＯ、酸素、総揮発性有機化合物、化学物質、汚染物質、導電率、抵抗率、電流検出、電流測定、電気的活性、金属検出、蒸発散、水使用量、塩分濃度、害虫駆除、気候監視、茎径、放射線、雨、雪、風、雷、土壌養分、露点、葉濡れ、占有率、位置、状態、煙、液漏れ、停電、全溶解物、洪水、動作、ドア動作、窓動作、フォトゲート、タッチ、ハプティック（Ｈａｐｔｉｃ）、変位、レベル、音響、音、振動、周波数、気流、ホール効果、燃料レベル、液面、レーダー、トルク、速度、タイヤ空気圧、化学物質、赤外線、オゾン、磁気、無線方向探知機、大気汚染、水分検出、地震計、対気速度、深度、高度計、自由落下、位置、角速度、衝撃、傾斜、速度、慣性、力、応力、ひずみ、重量、炎、近接、存在、伸縮、ハートビート、心拍、血糖、血中酸素、インスリン、体温、医療化学検出、血圧、睡眠監視、呼吸数、乳酸、水分補給、コレステロール、心電計、脳波、筋電計、ヘモグロビンおよび貧血のためのセンサから選択される。
【0047】
１つ以上のワイヤレス無線機は、ブルートゥース（登録商標、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ブルートゥースローエネルギー（ＢＬＥ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）、ＢＬＥ メッシュ、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ－Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ－Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＷｉＦｉ－ａｈ、８０２．１１、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、ロングレンジ（ＬｏＲａ）、ＬｏＲａＷＡＮ、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、ゼットウェーブ（Ｚ－Ｗａｖｅ）、６ＬｏｗＰＡＮ、スレッド（Ｔｈｒｅａｄ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、赤外線（ＩＲ）、赤外線データ協会（ＩｒＤＡ）、ＮＢ－ｌｏＴ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）、近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、無線通信（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線識別（ＲＦＩＤ）、ＳｉｇＦｏｘ、アンジェヌ（Ｉｎｇｅｎｕ）、ウェイトレスエヌ（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｎ）、ウェイトレスピー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｐ）、ウェイトレスダブリュー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｗ）、アント（ＡＮＴ）、アントプラス（ＡＮＴ＋）、ディジメッシュ（ＤｉｇｉＭｅｓｈ）、ＭｉＷｉ、エンオーシャン（ＥｎＯｃｅａｎ）、ダッシュセブン（Ｄａｓｈ７）、ワイヤレスハート（ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ）、ＧＰＲＳ、Ｍバス、ＫＮＸおよびＩＳＭバンド無線機から選択される。
【0048】
１つ以上の電子デバイスは、バッテリ、スーパーキャパシタ、熱電デバイス、発光デバイス、ＬＥＤ、電力管理チップ、論理回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、抵抗器、キャパシタ、トランジスタ、インダクタ、ダイオード、半導体、光電子デバイス、メモリスタ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、バリスタ、アンテナ、トランスデューサ、結晶、共振器、端子、光検出器、光エミッタ、ヒータ、回路遮断器、ヒューズ、中継器、スパークギャップ、ヒートシンク、モータ、ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、マイクロＬＥＤ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、アクティブマトリックス有機発光ダイオードディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、量子ドットディスプレイ（ＱＤ）、量子発光ダイオードディスプレイ（ＱＬＥＤ）、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、デジタル光処理ディスプレイ（ＤＬＰ），干渉変調器ディスプレイ（ＩＭＯＤ）、デジタルマイクロシャッターディスプレイ（ＤＭＳ）、プラズマディスプレイ、ネオンディスプレイ、フィラメントディスプレイ、表面伝導電子エミッタディスプレイ（ＳＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、レーザーテレビ、カーボンナノチューブディスプレイ、タッチスクリーン、外部コネクタ、データストレージ、圧電素子、スピーカー、マイク、セキュリティチップ、ならびにボタン、ノブ、スライダ、スイッチ、ジョイスティック、方向パッド、キーパッド、および圧力／タッチセンサを含むユーザ入力制御デバイスから選択される。
【0049】
図１は、例示的なモジュラーセンサシステムの組立図および分解図を示す図である。図示のように、モジュラーセンサシステム１００は、エンドキャップモジュール１０２と、温湿度モジュール１０４と、ＣＯ２モジュール１０６とを含むことができる。同様に、分解状態のモジュラーセンサシステム１１０は、エンドキャップモジュール１１２と、温湿度モジュール１１４と、ＣＯ２モジュール１１６とを含むことができる。モジュール１０２，１０４，および１０６、ならびに、モジュール１１２，１１４，および１１６は、電力およびデータが伝送されるように接続され得り、１つ以上のブラインドメイトコネクタによってともに保持される。以下でより詳細に説明する。
【0050】
モジュラーセンサシステム１００および１１０は、複数のモジュールから構成することができ、この複数のモジュールは、複数の組み合わせでモジュール式に組み合わせることができる。モジュールは、利用可能な複数のモジュールから選択され得り、モジュールの全てが使用される必要はなく、カスタムセンサソリューションが実現されればよい。各モジュールは、複数のセンサ、エネルギーハーベスタ、エネルギーストレージデバイス、ワイヤレス無線機、および／または電子デバイスのいずれかを含むことができる。
【0051】
例えば、図１において、モジュラーセンサシステム１００は、温度センサおよび湿度センサを含む温湿度モジュール１０４と、ＣＯ２センサを含むＣＯ２モジュール１０６と、温度センサおよび光センサを含むエンドキャップモジュール１０２とを含む。他の実施形態では、エンドキャップモジュール１０２が温度センサのみを含んでおり、光センサのみを含んでおり、何れも、または他のセンサも含んでいない。さらに、エンドキャップモジュール１０２も、光起電セルなどのエネルギーハーベスタ、充電式バッテリなどのエネルギーストレージデバイス、ワイヤレス無線機、および／または電子デバイスを含んでいてもよい。電子デバイスは、電力管理回路、マイクロプロセッサ、ＬＥＤ、および／または押しボタンなどである。
【0052】
いくつかの実施形態では、複数のモジュールのそれぞれは、モジュール間を移動するデータおよび／または電力のためのパススルーを含むことができる。他の実施形態では、複数のモジュールのうちの１つのモジュールは、壁電源アダプタまたは１つ以上の交換可能なバッテリによって、モジュラーセンサシステム１００に電力を追加してもよい。これは、エネルギーハーベスタからの発電を補うことができる。例えば、モジュラーセンサシステムが、エネルギー収穫について光起電セルに依存し、ユーザがこのシステムを暗い空間に配置したい場合、ユーザは、外部電源にプラグインしてシステムに電力を供給し得るモジュールを使用することができる。
【0053】
さらに他の実施形態では、１つ以上のモジュールが、センサ応答を容易にするために、周囲に開放された少なくとも１つのチャンバを含んでいてもよい。例えば、図１において、温湿度モジュール１０４およびＣＯ２モジュール１０６は、オープンチャンバを含んでおり、これにより、空気流が速くなり、正確な読み取りを行うことを可能となる。いくつかの実施形態では、オープンチャンバが、多孔質の疎水性フィルムを含み得、水および水分を遮断しながら、感知のための空気透過を可能にする。フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレンおよびポリエチレン）、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステルトラックエッチング、ポリ塩化ビニル、硝酸セルロース、酢酸セルロース、および表面改質親水性材料（例えば、ナイロン、ポリアミド、およびポリエーテルスルホン）などの複数のフィルムのいずれかであってもよいが、これらに限定されない。
【0054】
いくつかの実施形態では、センサが例えば、湿度、ＣＯ２、ルクス（ｌｕｘ）、ＰＡＲ、飽差、熱指数、水ｐＨ、土壌水分、体積土壌水分量、土壌ｐＨ、加速度計、温度、圧力、ガス検知、ＧＰＳ、ＵＷＢ、三辺測量、パラメトリックセンシング、ＣＯ、酸素、総揮発性有機化合物、化学物質、汚染物質、導電率、抵抗率、電流検出／測定、電気的活性、金属検出、蒸発散、水使用量、塩分濃度、害虫駆除、気候監視、茎径、放射線、雨、雪、風、雷、土壌養分、露点、葉濡れ、占有率、位置／状態、煙、液漏れ、停電、全溶解物、洪水、動作、ドア／窓動作、フォトゲート、タッチ、ハプティック（Ｈａｐｔｉｃ）、変位、レベル、音響／音／振動／周波数、気流、ホール効果、燃料レベル、液面、レーダー、トルク、速度、タイヤ空気圧、化学物質、赤外線、オゾン、磁気、無線方向探知機、大気汚染、水分検出、地震計、対気速度、深度、高度計、自由落下、位置、角速度、衝撃、傾斜、速度、慣性、力、応力、ひずみ、重量、炎、近接／存在、伸縮、ハートビート、心拍、血糖、血中酸素、インスリン、体温、医療化学検出、血圧、睡眠監視、呼吸数、乳酸、水分補給、コレステロール、心電計、脳波、筋電計、ヘモグロビンおよび貧血を測定することができるが、これらに限定されない。
【0055】
エネルギーハーベスタは、光起電性、圧電性、振動性、熱電性、高周波（ＲＦ）、および／または誘導性のエネルギーハーベスタであってもよい。光起電エネルギーハーベスタは、有機光起電（ＯＰＶ）セル、ペロブスカイト、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、銅インジウムガリウムセレン化物（ＣＩＧＳ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、アモルファスシリコン、結晶シリコン、および多結晶シリコンを含んでもよい。いくつかの実施形態では、光起電エネルギーハーベスタは可撓性であってもよい。他の実施形態では、光起電エネルギーハーベスタは剛性であってもよい。
【0056】
いくつかの実施形態では、屋内での光エネルギーハーベスティングに優れたＯＰＶセルまたはシリコンをエネルギーハーベスティングに使用してもよく、モジュラーセンサシステムをあらゆる光環境で動作させることができる可能性がある。光起電エネルギーハーベスタが使用される実施形態では、これらは、太陽光または人工光（例えば、ＬＥＤ、蛍光、白熱、成長光、ネオン光、水銀蒸気、金属ハロゲン化物、高強度放電、生物発光、化学発光）などの任意の光スペクトルに対して最適化されて、標的スペクトルに対する太陽からのエネルギーハーベスティングを増加させることができる。例えば、所与の光スペクトルに対して、最適化は、１ルクスから１５万ルクスの範囲の特定のレベルの光を目的とすることができる。他の実施形態では、最適化が屋内用途では１００ルクス～１，０００ルクス、屋内農業用途では１００ルクス～７万５千ルクス（例えば、種付けでは５千ルクス～７千ルクス、植物成長では１万５千ルクス～７万５千ルクス）、曇った屋外用途では千ルクス～３万ルクス、および明るい太陽光用途では１０万ルクス～１４万ルクスを目的とすることができる。
【0057】
いくつかの実施形態では、光起電エネルギーハーベスタが屋内光のために最適化されてもよい。このとき、光起電エネルギーハーベスタが屋外光のために最適化されていなくても、モジュラーセンサシステム１００が屋内または屋外のどちらにある場合にも、モジュラーセンサシステム１００に電力を供給するのに十分な光が保証される。
【0058】
いくつかの実施形態では、光起電エネルギーハーベスタを最適化することは、層構造の変更、層厚の変更、および／または層の追加を含んでもよい。例えば、光起電エネルギーハーベスタは、様々な用途において光スペクトルに高度に同調可能であり得る。内部的には、光起電エネルギーハーベスタの色および透明性は、デバイス層の厚さの増減、そのスペクトル吸収特性に基づく光活性材料の選択、光活性材料の比率の変化、および、層の追加または除去によって調整することができる。外部的には、光起電エネルギーハーベスタは、反射防止コーティング、分布ブラッグ反射器、マイクロパターニング、および他の光捕捉構造を使用して、特定の光スペクトルに同調されてもよい。いくつかの実施形態では、光起電エネルギーハーベスタを、その吸収スペクトルが光源の発光スペクトルを受け入れることができるように設計することができる。これは、個々のサブセル（例えば、光起電エネルギーハーベスタの接合の１つ）のバンドギャップを変化させることによって、または、複数の接合部を追加することによって、光起電エネルギーハーベスタの組み合わされた吸収スペクトルが光源に整合されるように調整することができる。これにより、光起電エネルギーハーベスタの効率が増大する。例えば、無機光起電セルでは、バンドギャップを調整するために、元素をベースの光起電セルに添加する（例えば、ＧａＡｓにＮを添加する）ことができる。
【0059】
エネルギーストレージデバイスは、バッテリ、充電式バッテリ、キャパシタ、および／またはスーパーキャパシタであってもよい。
【0060】
いくつかの実施形態では、ワイヤレス無線機がブルートゥース（登録商標、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ブルートゥースローエネルギー（ＢＬＥ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）、ＢＬＥ メッシュ、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ－Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ－Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＷｉＦｉ－ａｈ、８０２．１１、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、ロングレンジ（ＬｏＲａ）、ＬｏＲａＷＡＮ、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、ゼットウェーブ（Ｚ－Ｗａｖｅ）、６ＬｏｗＰＡＮ、スレッド（Ｔｈｒｅａｄ）、超広帯域無線（ＵＷＢ）、赤外線（ＩＲ）、赤外線データ協会（ＩｒＤＡ）、ＮＢ－ｌｏＴ（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）、近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、無線通信（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、無線識別（ＲＦＩＤ）、ＳｉｇＦｏｘ、アンジェヌ（Ｉｎｇｅｎｕ）、ウェイトレスエヌ（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｎ）、ウェイトレスピー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｐ）、ウェイトレスダブリュー（Ｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓ－Ｗ）、アント（ＡＮＴ）、アントプラス（ＡＮＴ＋）、ディジメッシュ（ＤｉｇｉＭｅｓｈ）、ＭｉＷｉ、エンオーシャン（ＥｎＯｃｅａｎ）、ダッシュセブン（Ｄａｓｈ７）、ワイヤレスハート（ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ）、ＧＰＲＳ、Ｍバス、ＫＮＸおよびＩＳＭバンド無線機を含むことができる。異なる無線機は、異なる用途のために使用されることができる。例えば、より短いレンジを有し、より低い電力を要するいくつかの無線機（例えば、ＢＬＥ）は、信号レンジが長い必要がない屋内で使用されてもよく、一方で、より長いレンジを有し、より多くの電力を必要とする他の無線機（例えば、農場のためのＬｏＲａラジオ、または移動車両のためのＬＴＥ）は、屋外で使用されてもよい。
【0061】
電子デバイスは、バッテリ、スーパーキャパシタ、熱電デバイス、発光デバイス、ＬＥＤ、電力管理チップ、論理回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、抵抗器、キャパシタ、トランジスタ、インダクタ、ダイオード、半導体、光電子デバイス、メモリスタ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、バリスタ、アンテナ、トランスデューサ、結晶、共振器、端子、光検出器、光エミッタ、ヒータ、回路遮断器、ヒューズ、中継器、スパークギャップ、ヒートシンク、モータ、ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、マイクロＬＥＤ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、アクティブマトリックス有機発光ダイオードディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、量子ドットディスプレイ（ＱＤ）、量子発光ダイオードディスプレイ（ＱＬＥＤ）、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、デジタル光処理ディスプレイ（ＤＬＰ），干渉変調器ディスプレイ（ＩＭＯＤ）、デジタルマイクロシャッターディスプレイ（ＤＭＳ）、プラズマディスプレイ、ネオンディスプレイ、フィラメントディスプレイ、表面伝導電子エミッタディスプレイ（ＳＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、レーザーテレビ、カーボンナノチューブディスプレイ、タッチスクリーン、外部コネクタ、データストレージ、圧電素子、スピーカー、マイク、セキュリティチップ、ならびにボタン、ノブ、スライダ、スイッチ、ジョイスティック、方向パッド、キーパッド、および圧力／タッチセンサを含むユーザ入力制御デバイスのうちの１つ以上を含むことができる。
【0062】
図２Ａおよび図２Ｂは、モジュラーセンサシステム１００のモジュール間の取り付けメカニズムの一例を示す図である。図２Ａは、分離された２つのモジュール、第１モジュール２１０および第２モジュール２２０）を表し、これらは取り付け可能な状態になっている。この例に示されるように、第１モジュール２１０は、雄型ブラインドメイトコネクタ２１１と、第１雌型ブラインドメイトコネクタ２１５とを含んでもよい。雄型ブラインドメイトコネクタ２１１は、２つの磁石２１２，２１３と雄型電気コネクタ２１４とを含む。第１雌型ブラインドメイトコネクタ２１５は、２つの磁石２１６，２１７と第１雌型電気コネクタ２１８とを含む。さらに、第２モジュール２２０は、第２雌型ブラインドメイトコネクタ２２１を含んでもよい。第２雌型ブラインドメイトコネクタ２２１は、２つの磁石２２２，２２３と、第２雌型電気コネクタ２２４とを含む。
【0063】
磁石２１２および２１３のペア、磁石２１６および２１７のペア、ならびに磁石２２２および２２３のペアの極性は、２つのモジュールが不正確な位置合わせで取り付けらるときに、それらが別の磁石のペアと反発するように、反対の極性であってもよい。例えば、磁石２１２では、Ｎ極が外側を向き、磁石２１３では、Ｓ極が外側を向いている。図示のように、第２モジュール２２０を第１モジュール２１０に取り付けようとした場合（すなわち、磁石２２２を磁石２１２に取り付け、磁石２２３を磁石２１３に取り付ける）、各取り付け磁石のＮ極およびＳ極が引き合うので、接続は成功する。しかし、第２モジュール２２０が反対になった場合（すなわち、磁石２２２を磁石２１３に取り付け、磁石２２３を磁石２１２に取り付ける）、磁石が反発し合い、ユーザが第１モジュール２１０および第２モジュール２２０を間違った方向で接続することを防ぐので、接続できない。これは、特定の方向がモジュラーセンサシステム１００の機能に有益である場合、有用であり得る。
【0064】
図２Ｂは、取り付けられた後の第１モジュール２１０および第２モジュール２２０を示す。ここで、電気コネクタ２１４および２２４が接続を形成し、第１モジュール２１０と第２モジュール２２０との間で電力および／またはデータが伝送され得る。電気コネクタは、ばね荷重（ポゴピン）コネクタ、オーディオコネクタ、ビデオコネクタ、バナナコネクタ、直流（ＤＣ）コネクタ、ドイツ協会ノルムング（ＤＩＮ）コネクタ、ドック（Ｄｏｃｋ）コネクタ、Ｄ－ｓｕｂコネクタ、エッジコネクタ、日本圧着端子（ＪＳＴ：Ｊａｐａｎ Ｓｏｌｄｅｒｌｅｓｓ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）コネクタ、ミニダインコネクタ、光ファイバコネクタ、フォンコネクタ、ピンヘッダ、ラジオコーポレーションオブアメリカ（ＲＣＡ）コネクタ、レジスタードジャック（ＲＪ－Ｘ）コネクタ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタ、ＵＳＢ－Ｃコネクタ、マイクロＵＳＢコネクタ、円形コネクタ、ハイブリッドコネクタ、クラウンばねコネクタ、モジュラージャックコネクタ、セキュアデジタル（ＳＤ）カードポートを使用するコネクタ、マイクロＳＤカードポートを使用するコネクタ、およびブラインドメイトコネクタの取り付けメカニズムなど、複数のコネクタのいずれであってもよいが、これらに限定されない。
【0065】
いくつかの実施形態では、モジュールがブラインドメイトコネクタを１つだけ含み、エンドキャップモジュールとして機能してもよい。一方、２つ以上のブラインドメイトコネクタを含むモジュールは、追加のモジュールを拡張し、無制限にモジュールを接続可能にしてもよい。
【0066】
他の実施形態において、取り付けメカニズムは、機械的クリップ、ねじ、スナッピング、バインディングポスト、接着剤、プレスフィット、摩擦嵌合、ネジ止め、トグルコネクタ、差込みコネクタおよびバナナコネクタを含んでもよい。さらに他の実施形態では、取り付けメカニズムが、電気コネクタとしての役割を果たしてもよい。
【0067】
図３Ａおよび図３Ｂは、反対の極性の磁石を有するモジュラーセンサシステムのリアマウントシステムを示す図である。図３Ａは、図２Ｂのシステム、すなわち、第１モジュール２１０が磁石２１２，２１３，２２２、および２２３を介して第２モジュール２２０に取り付けられ、電気コネクタ２１４および２２４を介した電気接続がなされたモジュラーセンサシステムを示す。
【0068】
図３Ｂは、このシステムが強磁性表面にどのように取り付けられ得るかを示す図である。この場合、表面は強磁性であるため、全ての磁気配向が、モジュラーセンサシステムを強磁性表面３０２にマウントするために使用され得る。さらに、第２モジュール２２０は、１つのみのブラインドメイトコネクタ２２１およびオプションのリア磁石２２５を有するエンドキャップモジュールであることが示されている。リア磁石２２５および他の追加の磁石は、リア磁石マウンティングの強度を増大させるために、モジュール内および／またはモジュール上（ただし、任意のブラインドメイトコネクタの外側）に配置されてもよい。
【0069】
図４Ａおよび図４Ｂは、同じ極性の磁石を有するモジュラーセンサシステムのためのリアマウントシステムを示す図である。図４Ａは、図３Ａのものに類似したシステムを示しており、注目すべき相違は、磁石のペア（すなわち、４１２および４１３、４１６および４１７、ならびに４２２および４２３）が同じ極性を有することである。これによって、システムは、どのような向きでもモジュールを取り付けることができるようになる。
【0070】
さらに、ここで図４Ｂを参照すると、磁石が正しく並んでいれば、同じ極性では、磁石が、強磁性表面および磁気的に分極された物体の両方に対して、リア磁気マウントとして作用する。例えば、磁気的に分極された表面４４０が、図４Ｂに示されるような極性を有する場合（すなわち、上から下に向かい南から北）、上手くマウントされるように、磁石４３０は図示されるように配置されてもよい（すなわち、上から下に向かい、北から南）。
【0071】
図５Ａおよび５Ｂは、上述の取り付けメカニズムを用いたとき、単純な突合せ継手および覆い（シュラウド）付き突合せ継手各々に横方向剪断力を加えた結果を示す。図５Ａは、モジュール５０４に加えられた横方向の剪断力５０８に単純な突合せジョイント５０６がどのように対処できないかを表しており、この結果、モジュール５０４は、エンドキャップモジュール５０２から外れ得る。これは、磁石は、主に、モジュールが引き離されるのを防ぐが、横方向の剪断力５０８の印加方向に対しては力が作用しないために生じ得り、これにより、モジュール５０４は、定位置に留まれない可能性がある。
【0072】
しかし、覆い付き突合せ継手５１６を追加すると、図５Ｂに示されるように、システムはより強靭となり、横方向の剪断力５１８が加わってもモジュール５１４は、外れにくくなる。これは、覆い付き突合せ継手５１６の接触点が、加えられた横方向の剪断力５１８に等しくかつ反対の力を加え、回転のゆがみを防止するとともにエンドキャップモジュール５１２との接続を適所に維持するために、生じ得る。これにより、物理的な接続がより強固になり、磁気的引力に打ち勝つだけの力でモジュールを引き離す必要があるため、切断が困難になる。
【0073】
いくつかの実施形態では、覆いが雄型電気コネクタまたは雌型電気コネクタのいずれかを含んでいてもよい。
【0074】
図６は、電子機器を含まないエンドキャップモジュールを有する例示的なモジュラーセンサシステムの組立図および分解図を示す図である。いくつかの実施形態では、図６に示されるように、モジュラーセンサシステム１００（または分解状態のモジュラーセンサシステム１１０）は、エンドキャップモジュール６０８（または電子機器を有さないエンドキャップモジュール６１８）を含んでいてもよく、これは、電子機器を有しておらず、適合するブラインドメイトコネクタ（すなわち、ＣＯ２モジュール１０６または１１６の露出されたブラインドメイトコネクタ）およびその電気コネクタを水分および物理的なダメージから保護するためにのみ機能する。
【0075】
いくつかの実施形態では、エンドキャップモジュール（すなわち、エンドキャップモジュール１０２および電子機器を有さないエンドキャップモジュール６０８）は水の浸入を防止するように機能してもよく、その結果として、露出した電気コネクタへの潜在的な機械的損傷を回避することができる。エンドキャップモジュール（例えば、エンドキャップモジュール１０２および電子機器を有さないエンドキャップモジュール６０８）および他のモジュール（例えば、温湿度モジュール１０４およびＣＯ２モジュール１０６）は、耐水性および／または防水性であるように設計され得る。例えば、エンドキャップモジュール１０２は、エンドキャップモジュール１０２を防水にすることができるように、光起電エネルギーハーベスタ、再充電可能バッテリ、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）、および空気に開放する必要のないセンサ（例えば、温度およびルクス／ＰＡＲセンサ）を含むことができる。
【0076】
図７Ａ～Ｃは、以下を促進するための異なる技術を示す。（１）太陽光および他の明るい光の影響を軽減することによる、温度センサを用いた正確な温度測定、および／または（２）モジュールを壁または他の表面に接着するときの正確な空気温度測定。例えば、図７Ａでは、モジュラーセンサシステム７０２がスタンドオフ７０４上に配置されていてもよく、マウント面（すなわち、壁７０６）とモジュラーセンサシステム７０２内の温度センサ（図示せず）との間の熱伝達を最小化する。また、対流気流７０８もまた、壁７０６とモジュラーセンサシステム７０２との間の熱の伝達を軽減するのに役立つことができる。
【0077】
図７Ｂは、温度モジュール７１２内に収容されたファン７１０を示し、これは、空気入口７１６を通して空気を吸い込み、空気出口７１８を通して空気を排出することによって、高い光レベル下での温度センサ７１４の周囲の空気流を促進するために使用され得る。なお、ファン７１０は多くの電力を使用するかもしれないが、これは高い光レベル下にある間のみ機能すればよく、このときには、光起電エネルギーハーベスタがファン７１０および他のすべての電子機器を正常に動作させるのに十分な電力を生成し得ることに留意されたい。さらに、温度センサ７１４は、プリント回路基板のストーク（ｓｔａｌｋ）７１５上に配置され、温度センサとプリント回路基板７１９のバルクとの間の熱の熱伝達を最小化する。
【0078】
図７Ｃは、温度モジュール７２２の上に（またはモジュラーセンサシステム全体の上にのみ）設けられたソーラーシェード７２０を示し、これは、クリップ７２４によって温度モジュール７２２に取り付けられている。これにより、温度モジュール７２２には、直射日光または他の明るい光に当たらないようになる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】