具体实施方式

本发明可应用于各种领域中，诸如但不限于制药行业、化妆品行业、食品行业以及生产对环境敏感的产品的任何这样的行业。

参考图1，容器10可以包括用于存储或运输产品的装置。容器10可以包括诸如瓶子或小瓶之类的刚性容器或诸如袋之类的柔性容器。在一些实施例中，容器10可以具有用以保护产品的完整性的盖或其它封闭系统12，诸如外部金属(例如，铝)卷边。尽管本公开可以大体上涉及供患者(例如，人类、动物)使用或消耗的产品，诸如，液体产品(例如，疫苗、静脉注射用溶液、抗生素、其它药物、血液等等)和/或可食用产品(例如，药片、胶囊型药品、补充剂等等)、洗剂以及乳膏，还是应当对本领域技术人员明显的是，本公开不限于所列举的具体示例并且能够在如下的其它系统中利用：其中，可以为理想的是，监测容器10的内部和/或外部环境状况。

诸如药品之类的消费品大体上由实验室制造并且然后存储于容器10(诸如，小瓶)中，以便存储并且运送到各种各样的地点(例如，医院、医务室等等)。某个产品要求根据严格的环境指南而运送并且存储，以确保产品将不会在被摄取或使用时劣化或引起损害。典型地，运送和递送过程要求根据可以包括对环境状况(例如，温度、湿度、压力等等)的范围的限制的制造商的规范而维护产品。

如在图1中示出并且如在下文中讨论的容器监测系统100能够帮助确保使用或消耗产品是安全的。另外，容器监测系统100还提供针对一次性的运送及存储材料的问题的对环境友好的解决方案。典型地，容器10在一次性的包封件(例如，箱、托盘等等)中存储并且运送。容器监测系统100包括控制装置40和可再次使用的数据收集单元30，一旦产品已被使用并且容器10已被清空并且从数据收集单元30移除，控制装置40和可再次使用的数据收集单元30就能够被退回给制造商，以便再次使用。

如下文中所讨论的，在容器10可移除地耦合到数据收集单元30时，可以发生环境状况的监测。数据收集单元30可以包括配置成检测与容器10有关的至少一个环境状况的一个或多个个别的传感器或传感器阵列。所监测的状况可以包括内部和/或外部环境状况，诸如热量、压力以及湿度。

容器监测系统100配置成已在其中存储对指示至少一个容器的内部环境状况和外部环境状况中的至少一个的预确定的上限或下限进行量化的参数。容器监测系统100配置成检测至少一个环境参数并且确定是否已维持和/或超过环境参数。在一些实施例中，数据收集单元30可以可从控制装置40分离。在备选实施例中，数据收集单元30和控制装置40可以组合成单个单元或装置。容器监测系统100进一步配置成经由有线或无线技术来将指示范围内环境状况或范围外环境状况中的至少一个的信号传送到外部装置50，由此向制造商、医疗设施或最终使用者提供关于容器10及其产品的信息。

如图2中所示出的，数据收集单元30可以配置成具有用于接纳一个或多个容器10的一个或多个开口32。如所图示的，数据收集单元30是平面的，然而，数据收集单元30可以具有任何几何形状或非几何形状。如下文中所讨论的，数据收集单元30可以由柔性材料构成，以容许数据收集单元30按需成形或折叠成适形于如图1、图4中所图示的多个容器10或适形于如图3中所图示的容器10的部分或适形于诸如托盘70之类的包装件。

数据收集单元30可以通过诸如热成型、增材印刷、多重射击或插入注射模制之类的任何手段而制造。在一些实施例中，数据收集单元30可以包括用于使用传导轨道来机械地支承并且电连接电或电子构件的单面、双面或多层式印刷电路板(PCB)。

PCB可以具有电子电路50(包括传导轨道)，电子电路50可以连接到以下的构件中的任一个或任何多个：集成电路、导体、换能器、音频装置(例如，扬声器或发声器)、用于供应功率的装置62 (例如，电池)、微控制器、微处理器以及存储器(易失性和/或非易失性)、用于单向或双向有线或无线通信的通信构件64(例如，发射机/接收机、天线、近场通信(NFC)技术、射频标识(RFID)技术)以及传感器，所述传感器可以包括个别的传感器(例如，66A、66B、66C)和/或由部署成可以对收集并且处理热信号、电磁信号或声信号有用的某一几何图案的成组的传感器组成的传感器阵列66。传感器可以包括用于接收或发射光(例如，发光二极管)的光学装置、热量传感器(诸如，电阻温度检测器(RTD)和/或铂电阻温度计(PRT) 66A以及热变色传感器66B)、压电传感器、化学或气体传感器、电化学传感器(诸如，电致变色传感器66C)、磁场传感器或MEMS、压阻传感器、加速度计、声音传感器、位置及地点传感器(例如，全球定位系统、测高仪、陀螺仪传感器)以及湿度计。

在一个非限制性实施例中，数据收集单元30包括通信构件64，诸如，能够无线地将指示至少一个容器10的内部和/或外部环境状况的信号传送到控制装置50并且从控制装置50接收该信号的收发器。数据收集单元30和控制装置40可以进行单向或双向通信。

在一个非限制性实施例中，数据收集单元30可以由可以用作用于印刷如上文中所讨论的电子电路50和/或电子构件的介质的可印刷柔性基板形成。在该实施例中，电子电路50和/或电子构件与数据收集单元30构成整体或嵌入于数据收集单元30内。所印刷的构件可以包括电源62、通信构件64、传感器阵列66和/或传感器66A、66B、66C。在另一个非限制性实施例中，电子电路50可以包括一些所印刷的电或电子构件，在此情况下，任何额外的电或电子构件可以用手或通过机器来耦合到电子电路50。例如，电子电路50可以印刷于柔性基板上，并且，至少一个传感器(例如，66A、66B、66C)用手或机器来耦合到电子电路50。在该示例中，至少一个热传感器可以布置于数据收集单元30的表面上，以致于热传感器暴露于容器10和/或产品的环境状况(例如，温度)并且能够感测该环境状况。

柔性可印刷基板可以包括各种各样的合适的物质，包括但不限于聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)以及虑及均匀性和在施加诸如压力、温度或力(例如，拉伸)之类的应激源(stressor)时的低程度的变形或不变形的其它基板。基板可以包括涂层或添加剂以控制耐擦伤性以及灰尘和湿气积聚。用于将电子电路50印刷于基板上的方法可以包括非击打印刷(例如，喷墨印刷和热熔印刷)、击打印刷(例如，丝网印刷、苯胺印刷、平版印刷、移印、凹版印刷)以及直写式印刷(例如，nScrypt)。对印刷电子电路50并且使诸如传感器(例如，66A、66C)之类的构件与电源62互连并且与通信构件64互连有用的墨水可以包括任何一个或多个墨水，通过示例的方式，银基或铜基墨水、金属纳米颗粒墨水、碳基墨水以及有机金属墨水。在一些实施例中，控制装置40可以与数据收集单元30构成整体。例如，所印刷的电子电路50还可以包括控制装置40。

容器监测系统100还包括控制装置40。数据收集单元30和/或控制装置40可以包括软件、中央处理单元(CPU或处理器)、存储器或存储器构件以及通信构件64。在一些实施例中，数据收集单元30和/或控制装置40可以是可编程的，以容许使用者将多个传感器中的至少一个传感器的状态改变成接通状态或断开状态并且容许可移除地耦合到数据收集单元10的每个容器的独立的感测。例如，数据收集单元30可以具有多个传感器，但制造商仅需要监测温度。接通或断开传感器的能力避免跟踪不必要的数据。

在另一示例中，数据收集单元可以具有必须维持于40°F和75°F的温度范围的容器A、B和C以及必须维持于低于60°F的温度的容器D、E和F。六个容器能够一起被运送，但对于监测每个组ABC对比DEF的参数可以是不同的。在该示例中，所测量的60°F或以上的温度将针对容器DEF而生成范围外警告，但不会针对容器ABC而生成范围外警告。

在一个非限制性实施例中，控制装置40充当数据收集单元30与外部装置50之间的通信链路。通信构件64可以包括配置成经由点对点(例如，装置配对)、一对多(例如，广播)或网状网络来通信的Wi-Fi和/或蓝牙®低功耗通信(BLE)模块。各种各样的协议可以是数据收集单元30和/或控制装置40的部分，包括但不限于：NB-IoT、eMTC、EC-GSM-IoT、LTE-M、DASH7、NB-FI、LPWAN、以太网、SAP、SAS、ATP、蓝牙、GSM、TCP/IP、WiFi、ZigBee、6LoWPAN、CAT6以太网、HomePlug。控制装置40可以通过传导轨道、通过导线或无线地耦合到数据收集单元30。

外部装置50可以包括在世界上的任何地方进行网络连接的计算机(例如，台式电脑、膝上型电脑或平板电脑)或便携式电子装置(例如，智能电话、平板电脑、手表)或中央服务器或云计算系统或装置。控制装置40和外部装置50可以进行单向或双向通信。如上文中所讨论的，数据通信能够使用用于商业用途或住宅用途的各种各样的定制或标准有线或无线协议中的任一个来实施。尽管结合示例性的计算系统环境而描述，所公开的实施例的示例还是能够利用许多其它通用或专用计算系统环境、配置或装置来实现。

转到图2，根据本公开的实施例而公开容器监测系统100的部分。数据收集单元30示出为具有用于接纳多个容器10的多个开口32。数据收集单元30可以具有可操作地耦合到数据收集单元30(例如，PCB)的表面或嵌入于数据收集单元30(例如，柔性基板)内的一个或多个传感器或传感器阵列66。

如图2中所图示的，示出用于测量温度的传感器，诸如RTD/PRT 66A。在一些实施例中，RTD/PRT 66A安装于开口32内，以便RTD/PRT 66A可以具有与容器10的一定程度的接触。例如，如图2中所示出的，RTD/PRT 66A可以至少安装于开口32的内表面上。在实施例中，RTD/PRT 66A可以安装到开口32的内径的部分。如图2中所图示的开口32大体上为环形的，然而，开口32可以具有任何形状或尺寸。在其它实施例中，如图1中所图示的，RTD/PRT 66A可以设置于开口32的边缘上和/或设置于开口32的边缘处。应当意识到，只要可以在RTD/PRT 66A与容器10之间进行接触，RTD/PRT 66A就可以安装成组合或配置中的任一个。

至少一个传感器(例如，66A、66C)和/或传感器阵列66可以经由电子电路50来可操作地耦合到电源62，以接收诸如恒定电压或电流之类的电信号。如在下文中进一步讨论的，所施加的电压或电流可以用于测量传感器的电特性(例如，电阻)。例如，所测量的电特性可以指示容器10和/或产品的内部和/或外部环境状况(例如，温度)。

在一个非限制性实施例中，至少一个传感器设置于开口32的内表面上。如下文中所讨论的，设置于开口32内的传感器可以是电阻温度传感器66A，诸如电阻温度装置或铂电阻温度计。在RTD/PRT 66A设置于开口内并且容器10插入到开口32中时，这导致RTD/PRT传感器66A与容器10之间的一定程度的接触。例如，在图1中，与容器10主体直接地进行一定程度的接触，或备选地，如图3中所图示的，可以与盖12进行一定程度的接触。

数据收集单元30还可以包括适于显示指示温度值的预定义的颜色的一个或多个传感器，诸如，如图1中所示出的电致变色传感器66C。电致变色传感器66C包括在置于不同的电子状态(典型地，经受电压改变)时表现出在光学性质(例如，颜色)的方面的在电化学上调节的改变的材料。电致变色传感器可以是可逆的或不可逆的。为了显示指示，电致变色传感器66C可以从电源62取得功率/电荷。在一些实施例中，电致变色传感器66C可以如下文中所讨论的那样间接地耦合到容器10或可以耦合到容器10的主体(例如，图1中的盖12)。

在一个非限制性实施例中，电致变色传感器66C通过电子电路50而可操作地耦合到RTD/PRT传感器66A。如下文中所讨论的，RTD/PRT传感器66A可以是电压改变的来源，由此将指示内部环境状况和外部环境状况(例如，温度)中的至少一个的值传递到电致变色传感器66C。对于一定范围的温度值，可以选择预定义的颜色并且在电致变色传感器66C中实现预定义的颜色。例如，如果来自RTD/PRT传感器66A的温度值落入预确定的温度极限或范围内，则这样的指示可以使用绿色来显示于电致变色传感器66C上。并且，如果温度值超过预确定的温度极限或范围，则这样的指示可以使用红色来显示于电致变色传感器66C上。

在一些实施例中，电致变色传感器66C可以具有各种指示符以通知使用者。例如，如果温度值低于预确定的温度极限(例如，77°F)，则电致变色传感器66C显示指示产品对于使用或消耗而为安全的绿色。如果超过预确定的极限(例如，100°F)，则红色可以显示于电致变色传感器66C上，从而对使用者指示产品不适于消耗或使用。在容器10从数据收集单元30脱离时，可以显示第三种颜色(例如，黄色)。例如，在数据收集单元30被退回给制造商时，黄色将对制造商指示数据收集单元30可能要求质量检查(例如，针对损坏而检查、检查功率供应器32的状态等等)。数据收集单元30和/或控制装置40可以配置成一旦数据收集单元30准备好再次使用，就将“黄色”状况重置成绿色状况。

参考图3，根据本公开的实施例而示出容器监测系统100的部分。在一个非限制性实施例中，数据收集装置30可以可移除地耦合到一个或多个容器10的盖12。

转到图4，根据本公开的实施例而示出容器监测系统100的部分。数据收集单元30可以适形于容器10的下部部分(例如，底座)。例如，数据收集单元30可以配置成接纳容器10的底座，以致于容器10的下部部分与RDT/PRT传感器66A通信。

在另一非限制性实施例中，数据收集单元30还可以包括热变色传感器66B，例如，热变色条。热变色条能够提供另一种类型的视觉指示符，以示出已触碰容器10或已达到或超过温度极限。大体上，热变色条包含在暴露于不同温度时引起该条经历外观改变的受热染料。取决于所使用的热变色墨水，颜色改变可以是可逆的或不可逆的。在一个非限制性实施例中，如图4中所示出的，数据收集单元30可以具有热变色传感器66B(例如，条)，热变色传感器66B加接到数据收集装置30的下面，以提供热变色传感器66B与容器10之间的一定程度的接触。在容器10从数据收集单元30移除时，可以显示温度值的视觉指示。在一些实施例中，热变色传感器66B可以加接到盖12。例如，如图1中所示出的，热变色传感器66B可以加接到盖12的顶部。在其它实施例中，热变色传感器66B可以围绕盖12缠绕，或在备选实施例中，如图4中所示出的，热变色传感器66B可以围绕容器10的主体缠绕。

参考图5，根据本公开的实施例而公开用于监测容器的环境状况的方法500。

用于使用容器监测系统来监测容器的环境状况的方法包括可移除地耦合到数据收集单元的至少一个容器，该方法包括：在数据收集单元和控制装置中的至少一个中存储对指示至少一个容器的内部环境状况和外部环境状况中的至少一个的预确定的上限或下限进行量化的参数；监测至少一个容器的参数；将所监测的参数与预确定的上限或下限比较；检测到所监测的参数如指示范围内状况那样处于预确定的上限或下限内；检测到所监测的参数如指示范围外状况那样超过预确定的上限或下限；将指示范围内状况和范围外状况中的至少一个的信号传送到外部装置。

如上文中所讨论的，容器监测系统100配置成监测可移除地耦合到数据收集单元30的容器10的至少一个环境状况。制造商的对于对环境敏感的产品的存储和运送的指南能够与容器监测系统100一起使用，以确保产品依然处于可用或可消耗状况。例如，要求产品维持于低于75°F的温度或维持于45°C与75°C之间的温度范围的运送温度指南建立预确定的环境参数，以便维持适当的温度。

在第一步骤502中，对预确定的温度上限或下限进行量化的一个或多个参数存储于数据收集单元30和/或控制装置40中。参数可以是指示容器10的任何内部和/或外部环境状况的值。在一个实施例中，环境状况可以包括温度。在一些实施例中，数据收集单元30和/或控制装置40可以配置成将与一个或多个参数有关的数据存储于存储器中。

在步骤504中，数据收集单元30和/或控制装置40可以配置成监测与可操作地耦合到数据收集单元30的至少一个容器10有关的多个参数。例如，所监测的参数之一可以是温度。在该示例中，热传感器(诸如，RTD/PRT 66A)可以设置于数据收集单元30的开口32内并且配置成提供热传感器与容器10之间的一定程度的接触。在该示例中，RTD/PRT 66A典型地包括可以为铂、镍或铜的电阻元件。电阻元件感测温度。大体上，随着电阻元件的温度升高，对电力流动的电阻也增大。由电源(例如，电池)62供应的电流经过RTD/PRT 66A。电阻元件用于测量正经过电阻元件的电流的电阻。随着电阻元件的温度升高，电阻也增大。电阻以欧姆(Ω)为单位而测量。电阻值然后能够基于容器10的或产品的特性而转换成温度值，以确定容器10和/或产品的内部和/或外部环境状况中的至少一个。

通过示例的方式，容器10可以具有带有铝卷边的盖12。在卷边具有10 °C(摄氏度)的所测量的温度时，这大体上等效于103.90欧姆的电阻值。该电阻值可以对应于10.39 °C的温度。在一些实例中，对应的温度值可以基于各种各样的因素(诸如，产品的组成(例如，可溶于水、可溶于脂质等等)、容器10、盖12、卷边(若存在))而调整。同一示例可以用于确定内部温度(例如，产品的温度)。例如，在玻璃容器10的外部是13 °C时，这可以等效于105.07欧姆的电阻值。在产品例如以水为基础时，于是，这可以对应于13.39 °C的内部温度。

在步骤506中，所监测的参数(例如，温度)与对于所监测的容器10的所存储的预确定的上限或下限比较。

在步骤508中，数据收集单元20和/或控制装置30可以检测对于容器10的所监测的参数是否处于预确定的上限或下限内，从而指示范围内状况。类似地，在步骤510中，数据收集单元20和/或控制装置30可以检测所监测的参数是否处于预确定的上限或下限内，从而指示范围外状况。

在步骤512中，数据收集单元20和/或控制装置30可以配置成将指示范围内状况或范围外状况中的至少一个的信号传送到外部装置50。例如，在确定范围外状况时，外部装置50可以接收警告。该警告可以提供诸如温度变化、日期、时间、持续时间、频率，地点(例如，通过GPS、地理位置、NB-IoT技术)等等的信息。在一些实施例中，可以传送范围外状况和范围内状况两者。

范围内状况和范围外状况的传输可以在容器10耦合到数据收集单元10时持续地发生，或周期性地发生。数据收集单元30可以包括配置成周期性地将指示范围内状况或范围外状况中的至少一个的信号传送到控制装置40的BLE模块。例如，数据收集单元30可以配置成具有每三十分钟将电压供应到热传感器(诸如，RTD/PRT 66A)的电源62。在该示例中，数据收集单元30可以每三十分钟传送指示容器10的所测量的温度的信号。控制单元40可以然后将所接收的信号与所存储的预确定的上限或下限比较，并且然后将结果(作为范围内或范围外状况)存储于存储器中。控制装置40然后可以配置成周期性地将与范围内状况或范围外状况有关的所存储的数据(例如，每6小时)传送到外部装置50。传送到外部装置50并且由外部装置50接收的信息可以存储于存储器或数据库中。所存储的信息可以可经由外部装置接口(诸如，基于web的应用)来访问。

然而，所公开的实施例的示例可以在由一个或多个计算机或其它装置在软件、固件、硬件或它们的组合中执行的计算机可执行指令(诸如，程序模块)的一般情境下描述。计算机可执行指令可以组织成一个或多个计算机可执行构件或模块。一般而言，程序模块包括但不限于实行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、构件以及数据结构。本发明的方面可以利用任何数量和组织的这样的构件或模块来实现。例如，本发明的方面不限于在附图中图示并且在本文中描述的具体计算机可执行指令或具体构件或模块。本发明的其它示例可以包括具有比在本文中图示并且描述的功能性更多或更少的功能性的不同的计算机可执行指令或构件。当配置成执行本文中所描述的指令时，本发明的方面使通用计算机变换成专用计算装置。

除非另外指定，否则在本文中图示并且描述的示例中的操作执行或实行的顺序并非至关重要的。即，除非另外指定，否则操作可以按任何顺序实行，并且，本发明的示例可以包括额外的操作或比本文中所公开的那些操作更少的操作。例如，预期到，在另一操作之前、与另一操作同时地或在另一操作之后执行或实行特定操作处于本发明的方面的范围内。

如本主题说明书中所采用的，术语“处理器”能够指基本上任何计算处理单元或装置，包括但不限于包括单核处理器；具有软件多线程执行能力的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；利用硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。另外，处理器能够指设计成实行本文中所描述的功能的集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件构件或它们的任何组合。处理器能够充分利用纳米尺度的架构(诸如但不限于基于分子和量子点的晶体管、开关以及门)，以便使空间利用优化或增强用户设备的性能。处理器还可以实现为计算处理单元的组合。

在本主题说明书中，诸如“数据存储”、“数据存储设备”、“数据库”、“高速缓存”以及与构件的操作和功能性相关的基本上任何其它信息存储构件之类的术语指“存储器构件”或在“存储器”或包括存储器的构件中体现的实体。将意识到，本文中所描述的存储器构件或计算机可读存储介质能够是易失性存储器或非易失性存储器或能够包括易失性存储器和非易失性存储器两者。通过图示而非限制的方式，非易失性存储器能够包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器能够包括充当外部高速缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。通过图示而非限制的方式，RAM可以以许多形式获得，诸如，同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接Rambus RAM(DRRAM)。另外，本文中的系统或方法的所公开的存储器构件旨在包括但不限于包括这些存储器和任何其它合适的类型的存储器。

当介绍本发明的方面的元件或其示例时，冠词“一”、“一个”、“该”以及“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个。术语“包含”、“包括”以及“具有”旨在为包括性的，并且意指可能存在除了所列出的元件之外的额外的元件。术语“示例性的”旨在意指“……的示例”。短语“以下项中的一个或多个：A、B以及C”意指“A中的至少一个和/或B中的至少一个和/或C中的至少一个”。

虽然已仅结合有限数量的实施例而详细地描述本公开，但应当容易理解，本公开不限于这样的所公开的实施例。更确切地说，能够修改本公开，以将迄今为止尚未描述的任何数量的变型、变更、替代或等同布置合并，但其与精神和/或范围相称。另外，虽然已描述各种实施例，但将理解，本公开的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本公开将不被视为受限于前文的描述，而是仅受限于所附权利要求书的范围。