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Supporting a Mobile Lost and Found Community
Keywords: Lost and Found, Mobile Interactions, Internet of Things, RFID.
Abstract
In the era of ubiquitous devices and mobility, we increasingly carry objects of great value (in terms of data, money or emotions). Because of our increased mobility, we are also more inclined to lose these objects. When it comes to finding them again, current lost property offices seem rather inflexible and not fully adapted to our nomad lives. They lack dynamic information, introduce too many intermediates and induce high costs. We support the growth of a community of users able to solve the problem on their own using their mobile phones. We describe our concept and implementation of the idea based on prototypes of mobile phones enhanced with a novel type of RFID (Radio Frequency IDentifiaction) reader, the use of the EPC (Electronic Product Code) standards and the creation of both mobile and server- side software. We finally discuss how it can help making the current system more dynamic and efficient.
Introduction
Losing something of great emotional or intrinsic (money or data!) value is often a shock. In this kind of situation we currently rely on lost property offices implemented and run by the travel business (airlines, train companies, coach services, etc.) or governmental organizations. In a pre-study undertaken by our group it was identified that more than 400000 items were lost in Switzerland in the year 2006. Amongst these less than 40% were recovered.
In an era of high mobility, the solutions we rely on suffer from a number of problems. On the one hand, they lack dynamic information and compatibilities amongst the systems; on the other hand, they involve many intermediates and have high costs and no revenues for the institutions running them.
We believe the traditional approach to retrieve lost items can be enhanced by reducing the intermediates making it a more community-oriented process where finders are directly linked to owners. This improves the chances of recovery, simplifies the system and lowers costs [1]. Combined with the use of mobile phones and RFID tags, this can improve the dynamic information available to the owner. For example, a consultant can know whether he simply left his laptop at home or whether it is lost and the incident needs to be reported to his company.
In our lost and found system, called EPCFind, we create a simple Internet of (your) Things [2], with which we interact using mobile devices to help us tracing and recovering our belongings while on the run. In more concrete terms, with the “Distributed Tracing” approach (see Section 2.2), we help the owner (Bob) getting dynamic information about where his laptop might be located and in the “Community-Based Reporting” (see Subsection 2.1) we help the finder (Alice) easily reporting the recovery of Bob#39;s laptop while being on the move and without the need for intermediates.
Concept
As for a number of systems, the existence of intermediates in the traditional approach decreases the efficiency and increases the costs. This fact was confirmed by interviews with experts at the Swiss National Railways (SBB), which run a large share of the Swiss lost property offices. Ideally, when Alice finds Bob#39;s laptop, she should be able to report it directly to Bob. Of course this approach is not new and people have been enabling this direct link for years using address tags providing contact details. This idea is rather straightforward but implies a number of problems: (i) First of all, it reveals the owner#39;s identity to everyone able to read the tag. (ii) Secondly, it suffers from updates: every time you change your address you need to change every name tag. (iii) Thirdly, it denatures the object you tag by adding a relatively big label to it (it is rather unlikely that iPhone owners would tag their beloved device with 5x5 cm address tags). (iv) Finally, there might be no real incentive for the finder to return the found object (see Section 4.2). While Section 2.1 describes the community-based reporting of a discovered item, we discuss the distributed tracing of lost items in Section 2.2.
Community-Based Reporting
To tackle the discussed problems, we propose to support a community of mobile phone users, which are able to communicate directly with the owners whenever they find an object. For this purpose, we use the EPCFind mobile software and wireless technologies. When Alice finds Bob#39;s laptop, she can easily and quickly report the recovery by scanning the tag on the object. In order to do so, she uses the Report application of EPCFind, which connects to a central server and finds out about the object#39;s owner (fulfilling ii). If Alice accepts it, the mobile application creates a trace of the recovery and reports it to Bob. Note that the system does not have to reveal Bob#39;s identity. Instead, Bob uses the application (see Figure 1) to directly contact Alice and arranges a way of sending the laptop back (ensures i).
Figure 1: Ownerrsquo;s Mobile User Interface
Distributed Tracing
Community-based reporting fulfills the need for eliminating intermediates and eases the reporting process: Alice does not need to find the next lost property office and she can directly report the recovery to Bob using the EPCFind system. Yet, the system in this state does not resolve Bob#39;s need for dynamic information: what if Bob#39;s laptop was still at home? What if it got stolen and not simply lost? What if no one found it?
To solve this issue, we extend our system with a distributed network of readers made available by the community. As proposed by Frank et a
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构建一个移动失物招领社区
关键词:失物招领，移动交互，物联网 ，射频识别.
摘要
在这个设备和移动性无处不在的时代，我们越来越多地携带有价值的物品（数据，金钱或情感）。由于我们的流动性增加，我们也更倾向于失去这些物品。就再次找到它们这个问题而言，目前的失物招领办公室显得非常不灵活，并没有完全适应我们的游牧生活。他们缺乏动态的信息，引入太多的媒介从而导致高成本。我们支持能够使用他们的手机自行解决问题的用户社区的发展。我们描述了我们的概念和想法的实施，这一想法是基于采用新型RFID（射频识别）阅读器增强且使用EPC（电子产品代码）标准以及创建移动端和服务器端软件的移动电话为原型，我们最后讨论它如何帮助使当前系统更加动态和高效。
1介绍
失去一些美好的情感或内在（金钱或数据）价值往往是一种打击。在这种情况下，我们目前依赖由旅行业务（航空公司，火车公司，教练服务等）或政府机构实施和管理的失物招领场所。在我们小组进行的一项预研究中，发现2006年在瑞士有不止40万件物品丢失。其中找到的不足40%。
在高度流动的时代，我们所依赖的解决方案会遇到各种各样的问题。一方面，他们缺乏系统间的动态信息和兼容性；另一方面，它们涉及许多媒介，成本高，没有相应的收入给运营机构。
我们相信传统的检索失物的方法可通过减少媒介使它成为一个更加面向社区的过程从而实现优化，在这个过程中拾主直接与失主相连。这提高了失而复得的可能性，简化了系统并降低了成本[1]。
结合手机和RFID标签的使用，这可以改善失主可获得的动态信息。例如，一位顾问可以知道他是否将自己的笔记本电脑留在家中，或者是否丢失，并且是否需要将此事件报告给他的公司。
在我们的这个叫作EPCFind的失物招领系统中，我们创建了一个简单的（您的）物联网[2]，我们通过这些互联网使用移动设备来协助追踪和找回我们的物品。 更具体地说，通过“分布式追踪”方法（请参阅第2.2节），我们帮助失主（鲍勃）获得关于笔记本电脑的可能位置的动态信息，在“基于社区的报告”（参见2.1小节）中帮助拾主（爱丽丝）在移动中并且不需要媒介便能轻松地报告已找到Bob的笔记本电脑。
2概念
对于一些系统来说，传统方法中媒介的存在会降低效率并增加成本。瑞士国家铁路公司（SBB）的专家访谈证实了这一事实，此公司拥有大量瑞士失物招领办公室。理想情况下，当Alice发现Bob的笔记本电脑时，她应该能够直接向Bob报告。当然这种方法并不新鲜，人们多年来一直使用可提供联系方式的地址标签来提供这种直接链接。这个想法相当简单，但意味着一些问题：（i）首先，它向所有能够阅读标签的人展示了失主的身份。 （ii）其次，它会一直更新：每当你改变你的地址时，你的名字标签也会随之改变。 （iii）第三，要通过添加一个相对较大的标签来标记您要标记的对象（不太可能让电话拥有者用5x5厘米的地址标签标记他们心爱的设备）。 （iv）最后，拾主可能没有真正的动机来归还所捡失物（见第4.2节）。第2.1节描述了所捡失物的基于社区的报告，我们在第2.2节讨论对丢物的分布式追踪。
2.1基于社区的报告
为了解决所讨论的问题，我们建议构建一个手机用户社区，他们可以在发现失物的任何时候直接与失主沟通。为此，我们使用EPCFind移动软件和无线技术。 当Alice发现Bob的笔记本电脑时，她可以通过扫描物品上的标签轻松快速地报告失物情况。为此，她使用EPCFind的Report应用程序，该应用程序连接到中央服务器并查找物品的所有者（满足ii）。 如果Alice接受它，移动应用程序会创建一个失物跟踪并将其报告给Bob。 请注意，系统不必显示Bob的身份。 相反，Bob使用应用程序（请参见图1）直接联系Alice，并安排送还笔记本电脑的方式（确保i）。
图1 失主的移动用户端
2.2分布式跟踪
基于社区的报告满足了消除媒介和缓解报告过程的需求：爱丽丝不需要找到下一个失物招领处，她可以使用EPCFind系统直接将找回物品的消息报告给Bob。然而，处于这种状态的系统并不能解决Bob对动态信息的需求：如果Bob的笔记本电脑还在家中呢？如果它是被盗而不是简单地丢失呢？如果没有人发现它会怎么样？
为了解决这个问题，我们通过由社区提供的一群读者构成的分布式网络扩展了我们的系统。正如Frank等人[8]提出的那样,我们假设一个由静态（例如，商店中已有的读者）和移动设备（例如RFID手机） 所构成的阅读器网络。这些分布式阅读器可以默默地（即没有明确的人与人之间的交互）在其附近注册带标签的对象。通过EPCFind，Bob可以使用他手机上的应用程序查找他的笔记本电脑上次被分布的阅读器“看到”的位置并根据这些信息作出适当的决定（例如报警，给家里打电话，向公司报告他的笔记本电脑丢失等）。
同样，可以使用这种无声报告，以便鲍勃登记一些定期在他的手机旁边放置的物品的存在（例如手机和笔记本电脑在家里的桌子上等）。这种方法减少了分布式追踪方法固有的隐私问题，而且不过滤掉我们案例中最有价值的信息：最后一次看到鲍勃身边的物品是什么时候。
3实施
3.1选择物理对象
我们系统的核心是使用移动电话“选择”或“扫描”物理对象的概念。这个问题已经被多位研究人员探索过。在[6]中 Rukzio等人认为触摸识别是一种广受欢迎的交互技术。
使用NFC（近场通信）对我们的应用来说似乎很自然。然而，由于其范围非常有限（即触摸），NFC需要一个可见的标签或交互区域。除了使对象变性之外，它还将交互隐喻集中在标签上而不是物品上。
我们希望将交互范式从识别代表物品的标签改变为识别物品本身。我们相信，这可以使系统相当简单易用。因此，我们决定探索使用EPC标签。这些基于EPC标准的标签（参见第3.2小节）使用的正是UHF（超高频），这意味着它们可以从更远的距离读取。因此，使用这些标签，EPCFind用户在任何地方通过在阅读器上轻轻触摸便可选择一件物品。
3.2 利用EPC网路
EPCFind系统的潜力依赖于社区的规模和贡献。用更技术性的术语来说，需要大量具有RFID阅读器的手机和带标签的物品。此外，与标识一类产品的条形码不同，带标签的物品需要公开一个数字，以便唯一标识该物品。最后，如前所述，移动阅读器的阅读范围需要大于触摸距离（理想情况下为20-30厘米）。
我们建议使用UHF标签，实施EPC Gen2（电子产品代码标签，第二代）标准。 这些射频转发器满足了对全球唯一性、实例级别ID和更大读取范围的需求。此外，计划在零售产品上部署代码（例如美国的沃尔玛或欧洲的麦德龙）将使得因它们已被标记过而不再需要手动标记。它还允许在购买时分配物品的所有权：使Bob不再必须标记物品并且将其注册为其自己的所有物。事实上，通过将笔记本上的EPC与唯一的识别为Bob所有物的号码（例如他的电话号码，忠诚/信用卡号码，等等），我们可以在Bob购买他的笔记本电脑时在商店就分配好物品的所有权。
这种方法的唯一缺点就是缺乏嵌入商用手机的UHF阅读器[2]。为了克服EPCFind实施中的这个问题，我们使用了三款诺基亚E61i手机原型（图2）。这些手机配备了UHF EPC RFID阅读器作为功能盖（即，阅读器集成到手机电池盖中），可以读取高达30-50厘米的信息。从HCI的观点来看，这对于NFC手机来说是相当有趣的改进，因为它略微改变了识别物品的方式。
图2 功能增强带有EPC RFID阅读器的诺基亚E61i手机
EPC网络标准除了提供对标签进行唯一编号（EPC标签标准）的方式以及解决UHF标签读取（读取器标准）的方法之外，还提供了捕获和查询EPC事件的方式。 这是在EPC信息服务（EPCIS）中完成的，EPCIS是我们实施EPCFind后端的基础。
3.3实施EPCFind软件
3.3.1移动软件
EPCFind软件由两部分组成：第一部分是在Java移动版（CLDC）中实现的用户界面，它需要安装在每个社区成员的移动设备上。它由三个不同的MIDlet组成，每个代表一个应用程序的一部分。“报告MIDlet”被Alice用来报告Bob笔记本电脑的找回情况。它激活移动电话上的UHF RFID阅读器并让Alice将电话靠近物品以识别它。然后它将使用Wi Fi或GPRS连接将找回报告传给EPCFind后端。“自动报告MIDlet”是一个过程，可以在后台运行以实现分布式跟踪。它激活阅读器并在每次（新）标签处于阅读器镜头下时向EPCFind后端报告RFID事件。
“发现MIDlet”是报告和“自动报告MIDlet”的对等物。它使Bob能够检索有关他的所有物的信息，如图1所示。使用统一的界面，“发现MIDlet”提供了对两种信息的访问：跟踪和恢复。跟踪是“自动报告MIDlet”自动生成的事件。他们提供与上次对象被看到的位置有关的信息，从而可以推断出它可能位于何处。只要社区成员使用“报告MIDlet”即可生成发送给失主的物品已找回的信号。
3.3.2服务器端软件
EPCFind后端的目标主要是充当信息服务器，存储移动软件报告的事件（“报告MIDlet”和“自动报告MIDlet”）并提供查询接口（“发现MIDlet”）。 因此，EPCFind后端符合EPCIS标准。但是，它增加了两个主要功能：首先，与EPCIS不同，它需要提供一个接口，使资源有限的移动设备可以与之交互。其次，它需要具有所有权的概念，即它需要知道属于有哪些东西属于Bob并控制Bob和Alice可以访问的信息。因此，我们将EPCFind后端作为与Fosstrak（以前称为“Accada”）连接的Java Enterprise应用程序，一个EPCIS标准的开源实现如图3所示。
EPCFind Java EE 后端
EPCFind DB
(EJB)
EPCIS Accada捕获接口
EPCFind
类似REST的捕获网关
失主：Bob
拾主:Alice
图3 与服务器端软件的交互
4讨论
4.1隐私考虑
至于涉及自动化和对物品或人的普遍追踪的一些应用，EPCFind引发了一些隐私问题。不过，我们不会假装用我们目前的实施方式来解决所有这些问题，让我们简单地找出瑕疵并根据该地区的其他工作讨论解决方案。
首先，由于分布式追踪，EPCFind后端包含有关某个人物品的位置信息。 这可能使Alice可以通过查询系统查找他的笔记本电脑的位置来跟踪Bob。我们采取一种相当简单的方法，并通过有选择地提供物品跟踪来防止这种情况的发生，正如[3]中所显示的：用户只能向系统查询他拥有的物品踪迹。请注意，此方法不具备防故障功能，并且会使EPCFind收集的宝贵数据的可能用途受到很多限制。Kriplean等人在[3]中广泛讨论了保护自动ID信息服务器的一般问题。
另一个隐私方面的忧虑是由用户携带带标签的物品这一事实所带来的，这些物品可以以一种无声的方式从远处读取。这引入了两个主要问题：首先，EPC手机可用于“X光”袋或手提箱，并检测不想公开展示的物品。其次，定期携带的标签可以用于对用户进行分析（例如，通过商店）并且可能使用推理技术和信息泄漏来识别他。这两个缺陷并非EPCFind系统固有的，而是无线系统（以及其他）的原因，因此在文献中有广泛的探讨。RFID解决方案有从加密标签到提供“杀死”标签，这是EPC Gen2标签[4]支持的一种解决方案。
4.2商业视角和激励措施
从商业角度来看，为确保EPCFind的成功需要面临两个主要挑战。首先，如果用户被期望报告隐私的关键的跟踪数据，则EPCFind应用程序需要由可信的第三方托管。其次，需要确保发现者事实上会报告诸如笔记本电脑等贵重物品的找回情况。
为了应对第一个挑战，一家保险公司可以将自己定位为失主与拾主之间可信任的第三方。这种方法源于我们与保险经理进行的专家访谈。由于保险公司面临着在已饱和的市场中将自己从竞争对手中脱颖而出的挑战，因此他们寻求与他们核心业务互补的创新服务。在EPCFind中，他们可以提供检索丢失的物品的服务并担保没有找回的剩余风险。根据进行的专家访谈，这一概念对保险公司具有巨大的正面形象效应，并为保险公司与其客户之间创造了宝贵的额外联系点。此外，客户将高度的可信度与保险公司联系起来，解决了第一个确定的挑战。通过将报告和查找功能与其保险门户整合，保险公司还可以产生额外的与广告相关的流量，从而实现交叉销售潜力。
从采访结果看，我们知道保险公司对于主持一个中央失物招领的基础设施并不感兴趣，因为他们不想处理遗失物品的存储和返还。所提出的基于社区的方法通过失主与拾主之间直接互动来解决这个问题。除了上述好处之外，采取保险公司主办EPCFind这种解决方案的另一个主要动机是可获取有关其客户的详细信息。基于EPC的丢失物品信息使他们能够归还实物，这意味着保险公司将放回该物品，而不是补偿客户购买一个类似的物品。这允许控制归还过程并选择合适的零售商，从而降低保险公司的成本。丢失物品的找回也是保险公司感兴趣的，因为这可能会减少丢失的物品声称被盗的保险欺诈案件。这导致保险索赔成本降低，因为大多数保险公司只为盗窃保险，不为物品丢失作保险。
为了应对第二项挑战，保险公司可以创建使用EPCFind解决方案的激励措施。一个例子是对拾主的奖励，
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