Беспроводное носимое устройство, система и способ - RU2573234C1

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится, в общем, к беспроводному носимому устройству, системе и способу. Более конкретно, настоящее изобретение относится к беспроводному носимому сенсору, предназначенному для контроля по меньшей мере одного параметра и для беспроводной передачи по меньшей мере одного контролируемого параметра в устройство связи. Устройство связи предназначено для передачи по меньшей мере одного контролируемого параметра по сети в удаленное устройство. Указанный по меньшей мере один контролируемый параметр может включать, кроме прочего, импеданс кожи, сигналы электрокардиограммы, гальванически передаваемый токовый сигнал, положение носителя, температуру, частоту сердечных сокращений (ЧСС), частоту дыхания, влажность, высоту/давление, данные глобальной системы позиционирования (ГСП), близость, уровни бактерий, уровень глюкозы, химические маркеры, данные уровня кислорода в крови и другие физиологические и физические параметры.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту предлагается беспроводное носимое сенсорное устройство. Беспроводное носимое сенсорное устройство содержит платформу сенсора, содержащую устройство обработки сигналов, содержащее вычислительное устройство, предназначенное для выполнения задач обработки сигналов. Платформа сенсора предназначена для приема сигналов по меньшей мере с одного сенсора, связанного с ней. С платформой сенсора связана схема беспроводной связи. Схема беспроводной связи содержит контроллер-задатчик связей, предназначенный для установления канала для связи с беспроводным устройством и передачи данных ему. Согласно одному аспекту контроллер-задатчик связей предназначен для управления передачей данных по каналу связи, установленному с беспроводным устройством, включая управление синхронизацией и управление частотой.

Краткое описание чертежей

Признаки вариантов осуществления настоящего изобретения, которые описаны в настоящем документе, подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Однако различные аспекты в части как организации, так и способов использования могут стать понятнее из последующего описания со ссылками на прилагаемые фигуры, где:

на фиг. 1 представлен вид в перспективном изображении одного аспекта беспроводного носимого модуля;

на фиг. 2 представлен вид сверху одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 представлен вид сбоку одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 4 представлен еще один вид сбоку одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 5 представлен вид снизу одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 6 представлен покомпонентный вид одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 7 представлен еще один покомпонентный вид одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 8 представлена деталь одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 9 представлено подробное изображение одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 8;

на фиг. 10 представлен вид сверху одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 11 представлено подробное изображение одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 10;

на фиг. 12 представлена схема системы, показывающая электронные модули одного аспекта беспроводного носимого сенсора;

на фиг. 13 представлена схема системы связи, содержащей беспроводной носимый сенсор, связанный с внешним устройством.

Подробное описание изобретения

Перед подробным объяснением различных вариантов осуществления беспроводного носимого устройства, системы и способа следует отметить, что различные варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, не ограничиваются в своем применении или использовании деталями конструкции и компоновкой частей, проиллюстрированными на прилагаемых фигурах и в описании. Напротив, раскрытые варианты осуществления могут быть включены в другие варианты осуществления, их изменения или модификации, а также могут быть применены на практике или осуществлены различными путями. Соответственно, варианты осуществления беспроводного носимого устройства, системы и способа, раскрытые в настоящем документе, по своему характеру являются иллюстративными и не предназначены для ограничения объема или применения настоящего изобретения. Кроме того, если не указано иначе, термины и выражения, используемые в настоящем описании, выбраны с целью описания вариантов осуществления для удобства читателя и не должны ограничивать объем настоящего изобретения. Кроме того, следует понимать, что любые один или несколько раскрытых вариантов осуществления, формулировок вариантов осуществления и/или их примеров могут без ограничения быть объединены с любыми одним или несколькими другими раскрытыми вариантами осуществления, формулировками вариантов осуществления и/или их примерами.

В последующем описании подобными позициями на нескольких видах обозначены подобные или соответствующие части или детали. Кроме того, следует понимать, что в последующем описании такие термины, как передний, задний, внутренний, наружный, верхний, нижний и т.п., представляют собой слова для удобства и не должны толковаться как термины, ограничивающие объем настоящего изобретения. Терминология, используемая в настоящем описании, не предназначена служить ограничивающей объем настоящего изобретения, насколько устройства, описанные в настоящем документе, или их части могут крепиться или использоваться с другими ориентациями. Различные варианты осуществления будут подробнее описаны со ссылками на графический материал.

Настоящее изобретение относится, в общем, к различным аспектам беспроводного носимого устройства, системы и способа для контроля по меньшей мере одного физиологического и/или физического параметра, связанного с носителем беспроводного носимого модуля и для передачи контролируемого параметра в устройство связи. Устройство связи предназначено для дистанционной передачи контролируемого параметра по сети.

На фиг. 1-11 представлены различные виды одного аспекта беспроводного носимого модуля 100, который является частью беспроводного носимого устройства. Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 выполнен с возможностью съемного крепления к субъекту, такому как человек или иная форма биологической жизни. Беспроводный носимый модуль 100 предназначен для контроля по меньшей мере одного физиологического и/или физического параметра, связанного с субъектом.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит различные комбинации аналогового входного блока, блока обработки векторных/цифровых сигналов, микропроцессора и памяти в одной маломощной специализированной интегральной микросхеме (СИМ), специально разработанной для беспроводного носимого модуля 100. «Платформа сенсора на базе СИМ» реализует несколько функций, включая без ограничения: программно-определяемую радиосистему для обнаружения гальванически передаваемых токовых сигналов, таких как выдаваемые проглатываемым отметчиком событий (ПОС) производства компании Proteus Digital Health, г. Редвуд, штат Калифорния, США, считывание и обработка электрокардиограмм (ЭКГ), измерения импеданса кожи при переменном токе, измерения температуры, измерения импеданса кожи при постоянном токе, известного как кожно-гальванический рефлекс (КГР), и функции сенсоров других биологических/медицинских данных. Различные патенты и патентные публикации США и международные патенты и патентные публикации, перечисленные в последующих параграфах, описывают устройства, создающие гальванически передаваемые токовые сигналы и приемники, предназначенные для обнаружения этих гальванически передаваемых токовых сигналов, при этом они полностью включаются в настоящее описание посредством ссылки.

Заявка под названием «Low Voltage Oscillator for Medical Devices», международная публикация № WO 2008/066617 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0214033; заявка под названием «Acoustic Pharma-Informatics System», публикация номер US 2008-0020037; заявка под названием «Ingestible Circuitry», международная публикация № WO 2010/019778 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0298668; заявка под названием «Identifier Circuits for Generating Unique Identifiable Indicators and Techniques for Producing Same», международная публикация № WO/2010/057049 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0312228; заявка под названием «In-Body Power Source Having High Surface Area Electrode», международная публикация № WO 2008/101107 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0069717; заявка под названием «Solid-State Thin-Film Capacitor», международная публикация № WO 2011/011736 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0018844; заявка под названием «Controlled Activation Ingestible Identifier», международная публикация № WO/2008/052136 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0239616; заявка под названием «In-Body Device With Virtual Dipole Signal Amplification», международная публикация № WO/2009/042812 и соответствующая публикация заявки США № US 2009-0082645; заявка под названием «Multi-Mode Communication Ingestible Event Markers and Methods of Using the Same», международная публикация № WO 2009/111664 и соответствующая публикация заявки США № US 2009-0256702; заявка под названием «In-Body Device Having a Multi-Directional Transmitter», международная публикация № WO 2008/112577 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0022836; заявка под названием «In-Body Device Having Deployable Antenna», международная публикация № WO 2008/112578 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0257491; заявка под названием «Low Profile Antenna for In-Body Device», публикация № US 2008-0306360; заявка под названием «RFID Antenna for In-Body Device», публикация № US 2008-0316020; заявка под названием «Pharma-Informatics System», международная публикация № WO 2006/116718 и соответствующая публикация заявки США № US 2008-0284599; заявка под названием «Communication System with a Partial Power Source», публикация № US 2010-0081894, на данный момент патент США 7978064; заявка под названием «Communication System with Remote Activation», публикация заявка США № US 2012-0007734; заявка под названием «Communication System with Multiple Sources of Power», публикация заявки США № US 2012-0004520; заявка под названием «Communication System Using Implantable Device», публикация заявки США № US 2012-0004527; заявка под названием «Communication System with Enhanced Partial Power and Method of Manufacturing Same», публикация заявки США № US 2012-0116188; заявка под названием «Polypharmacy Co-Packaged Medication Dosing Unit Including Communication System Therefor», публикация заявки США № US 2012-0024889; заявка под названием «Communication System Incorporated in an Ingestible Product», публикация заявки США № US 2012-0062379; заявка под названием «Communication System Incorporated in a Container», заявка США №13/304274, поданная 23 ноября 2011 года; заявка под названием «Highly Reliable Ingestible Event Markers and Methods for using the Same», международная публикация № WO 2010/129288 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0054265; заявка под названием «Miniature Ingestible Device», международная публикация № WO 2011/127252; заявка под названием «Ingestible Device with Pharmaceutical Product», международная публикация № WO/2012/071280; заявка под названием «Wireless Energy Sources for Integrated Circuits», международная публикация № WO/2012/092209; заявка под названием «Pharmaceutical Dosages Delivery System», международная публикация № WO 2010/080764 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0306852; заявка под названием «High-Throughput Production of Ingestible Event Markers», международная публикация № WO 2010-080765 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0011699; заявка под названием «Ingestible Event Markers Comprising Ingestible Component», международная публикация № WO 2010-132331 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0011699; заявка под названием «System for Supply Chain Management», международная публикация № WO 2011-057024 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-02200838; заявка под названием «Integrated Ingestible Event Marker System with Pharmaceutical Product», международная публикация № WO 2011-068963 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0116359; заявка под названием «Compositions Comprising a Shelf-Life Stability Component», заявка США №13/304260, поданная 23 ноября 2011 года.

Заявка под названием «Body-Associated Receiver and Method», международная публикация № WO 2010/075115 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0312188, на данный момент патент США 8114021; заявка под названием «Apparatus and Method for measuring Bio-Chemical Parameters», международная публикация № WO 2011-022732 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0146670; заявка под названием «Evaluation of Gastrointestinal Function Using Portable Electroviscerography Systems and Methods of Using the Same», международная публикация №2010/068818 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0040203, на данный момент патент США 8055334; заявка под названием «Two-Wrist Data-Gathering System», международная публикация № WO 2011-094608 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0022341; заявка под названием «Wrist Data-Gathering System», международная публикация № WO 2011-094606 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0116201; заявка под названием «Wearable Personal Communicator Apparatus, System, and Method», публикация международной заявки № WO 2012/112561; заявка под названием «Biological Sample Collection Device and System», международная заявка № PCT/US12/028342, поданная 8 марта 2012 года; заявка под названием «Wearable Personal Body Associated Device with Various Physical Configurations», международная заявка № PCT/US12/028343, поданная 8 марта 2012 года; заявка под названием «Body Associated Device and Method of Making Same», международная заявка № PCT/US12/035650, поданная 27 апреля 2012 года; заявка под названием «Mobile Communication Device, System and Method», международная заявка № PCT/US12/047076, поданная 17 июля 2012 года; заявка под названием «Transbody Communication Systems Employing Communications Channels», международная публикация № WO 2009/070773 и соответствующая публикация заявки США № US 2009-0135886; заявка под названием «Active Signal Processing Personal Health Signal Receivers», международная публикация № WO 2008/063626 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0316158; и заявка под названием «Method and System for Incorporating Physiologic Data in a Gaming Environment», международная публикация № WO 2010/045385 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0212782.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит комбинацию платформы сенсора на базе СИМ с маломощной схемой беспроводной связи для соединения с другими беспроводными устройствами (сотовыми телефонами, смартфонами, планшетными компьютерами, портативными компьютерами, шлюзами и т.п.).

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 обеспечивает малое использование энергии аккумулятора посредством передачи записей данных с подтверждением успешной передачи. Этот и другие аспекты беспроводного носимого модуля описаны ниже со ссылками на фиг. 12 и 13.

По-прежнему со ссылками на фиг. 1-11, в общих аспектах беспроводный носимый модуль 100 представляет собой многофункциональное устройство. Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 может обнаруживать и расшифровывать информацию или данные, связанные с электронным устройством, находящимся в теле пользователя, а также измерять физиологические данные о пользователе и передавать эти данные в третье или внешнее устройство. Беспроводный носимый модуль 100 питается от батареи. Согласно одному аспекту батарея может быть перезаряжаемой. Беспроводный носимый модуль 100 содержит пользовательский интерфейс, включающий одно или несколько средств ввода 106 (кнопка, детектор постукивания), а также индикаторы 108, 110 (светоизлучающие диоды). Кроме того, часть функций или все функции пользовательского интерфейса может выполнять третье или внешнее устройство.

Беспроводный носимый модуль 100 содержит два или более электродов 104а, 104b, предназначенных для обнаружения информации или данных, связанных с телом пользователя. Согласно одному аспекту электроды 104а, 104b представляют собой влажный электрод в виде геля, такого как, например, гидрогель. Согласно одному аспекту есть два 104а, 104b или три электрода, и каждый из них находится в контакте с телом субъекта. Согласно одному альтернативному аспекту электроды 104а, 104b могут быть электродами сухого типа. Сухие электроды действуют в контакте с телом или вблизи от него (возможно отделенные слоем одежды), и контакт с телом может быть либо лишь емкостным, либо комбинацией емкостного и резистивного контакта (как в случае с влажными электродами). Согласно третьему аспекту могут присутствовать как сухие, так и влажные электроды для разных наборов данных.

Согласно некоторым аспектам накожные электроды 104а, 104b могут быть выполнены с несколькими маленькими куполками, конусами или иными конфигурациями для обеспечения контакта с кожей в случаях, когда чрезмерное количество волос может иначе затруднить подобный контакт. В беспроводном носимом модуле 100 могут быть использованы акриловые и/или гидроколлоидные клеевые материалы и/или клеевые материалы на основе силикона и их сочетания.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 может содержать куполообразные электроды 114а, 114b из нержавеющей стали, предназначенные для сопряжения с кожей и измерения КГР, называемого также кожно-электрическим рефлексом (КЭР). Этот показатель традиционно используют в детекторах лжи, а также при измерении стресса или физической активности, и может быть использован для обнаружения чего угодно, что может изменять концентрацию пота в зоне измерений.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит корпус 102, иначе именуемый верхней крышкой. Согласно одному аспекту верхняя крышка может быть покрыта слоем пены или других подходящих материалов. В корпусе 102, как показано на фиг. 6 и 7, беспроводный носимый модуль 100 содержит блок 118 печатных плат. Блок 118 печатных плат содержит батарею 120 (например, миниатюрный элемент питания) и часть электронных схем устройства 100. Кроме того, блок 118 печатных плат содержит устройства измерения температуры, предназначенные для измерения и записи температуры кожи, окружающей температуры и температуры печатной платы. Устройства измерения температуры могут быть использованы для измерения потока тепла между кожей и сенсором окружающей температуры.

С блоком 118 печатных плат электрически связана гибкая печатная плата 103. Гибкая печатная плата 103 содержит электроды 104а, 104b и, согласно одному аспекту, дополнительные электрические сенсоры. Гибкая печатная плата 103 содержит интерфейсные компоненты, электрически сопрягающиеся с электрическими схемами на блоке 118 печатных плат. Гибкая печатная плата 103 обеспечивает платформу для выполнения настройки и обеспечивает сопряжение нескольких конфигураций сенсоров с одним физическим блоком 118 печатных плат и электрически с электронным модулем, как описано ниже со ссылкой на фиг. 12. Согласно одному аспекту куполообразные электроды 114а, 114b из нержавеющей стали сенсора КГР/ЭДА (электродермальной активности) электрически связаны с блоком 118 печатных плат посредством гибкой печатной платы 103. Согласно одному аспекту с гибкой печатной платой 103 соединен сенсор 116 температуры. Согласно одному аспекту гибкая печатная плата 103 содержит клеевой материал 107, позволяющий присоединять (прикреплять) беспроводный носимый модуль 100 к телу субъекта. Клеевой материал 107 может быть дышащим, двойным, гибридным, разделенным, гидроколлоидным и т.п. Для связывания гибкой печатной платы 103 со слоем клея на коже и создания герметичного барьера предусмотрен связующий слой. На стороне крепления к телу электродов 104а, 104b может быть предусмотрен гидрогелевый материал электродов (не показан), который способствует электрическому связыванию электродов 104а, 104b с телом субъекта. Поверх клеевого материала 107 предусмотрена покровная пленка 109 для защиты клеевого материала 107 до момента прикрепления к субъекту.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 может содержать одну или несколько кнопок 106, предназначенных для использования субъектом для включения и инициирования других операций беспроводного носимого модуля 100.

На фиг. 12 представлена схема 200 системы одного аспекта беспроводного носимого модуля 100. Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит первый электронный модуль 201 и схему 208 беспроводной связи, такую как радиочастотная беспроводная схема. Первый электронный модуль 201 содержит платформу 202 сенсора на базе СИМ, включающую архитектуру аппаратных средств и базу программного обеспечения для реализации различных аспектов беспроводного носимого модуля 100. Согласно одному аспекту платформа 202 сенсора на базе СИМ может быть расположена на блоке 118 печатных плат (фиг. 7 и 8) и сопрягаться с ним. Схема 208 беспроводной связи может быть маломощной, при этом она может быть сконфигурирована для соединения с другими беспроводными устройствами (сотовыми телефонами, смартфонами, планшетными компьютерами, портативными компьютерами, шлюзами и др.). Второй электронный интерфейсный модуль 203 сопрягается с блоком 118 печатных плат и первым электронным модулем 201. Согласно одному аспекту каждый из электронных модулей 201, 203 может содержать дополнительные модули, находящиеся на блоке 118 печатных плат или вне его, или, согласно еще одному аспекту, может быть расположен на блоке 118 печатных плат.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 обеспечивает платформу сенсора и содержит схемы, предназначенные для сопряжения с разными сенсорами, а также содержит различные комбинации следующих компонентов. Согласно различным аспектам платформа сенсора на базе СИМ первого электронного модуля 201 обеспечивает комбинацию аналогового входного блока, обработки векторных/цифровых сигналов, микропроцессора и памяти в одной маломощной СИМ/чипе, содержащей/содержащем «платформу сенсора на базе СИМ» с несколькими функциями: программно-определяемая радиосистема для обнаружения проглатываемых отметчиков событий, считывание и обработка электрокардиограмм (ЭКГ), измерения импеданса кожи при переменном токе, измерения температуры, измерения импеданса кожи при постоянном токе (например, КГР) и функции сенсоров других биологических/медицинских данных.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит платформу 202 сенсора на базе СИМ, контроллер или процессор 204, например блок микроконтроллера, радиочастотную (РЧ) схему 208 беспроводной связи, а также другие компоненты, описанные ниже.

Согласно одному аспекту часть 202 на базе СИМ первого электронного модуля 201 может содержать ядерный процессор 204, такой как, например, 32-битовый микропроцессор, для приложений реального времени, устройство обработки сигналов, такое как, например, векторный математический процессор-ускоритель, память для хранения программ, память данных, последовательные интерфейсы, такие как, например, последовательный периферийный интерфейс (ППИ), универсальный асинхронный приемопередатчик (УАПП), двухпроводный последовательный интерфейс с конфигурацией мульти-мастер с шиной с передачей только в одну сторону (I2C), универсальный ввод/вывод, часы реального времени, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цепи усиления и формирования для биопотенциальных сигналов, светодиодные драйверы и другие компоненты. Кроме того, первый электронный модуль 201 содержит соединительный порт для внешней памяти, соединительный порт для внешних сенсоров и аппаратный ускоритель. Процессор 204 принимает сигнал от каждого из сенсоров, используя аналоговый входной блок для аналоговых сенсоров и принимая цифровые данные от сенсоров с АЦП. Затем процессор 204 обрабатывает данные и сохраняет результаты в память 212 в виде записей данных. Согласно одному аспекту процессор 204 может иметь архитектуру процессора с командными словами очень большой длины (VLIW-архитектуру).

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит также универсальную последовательную шину 206, акселерометр 210, флэш-память 212, один или несколько светодиодов 214, тестовый интерфейс 216, кристалл 32 КГц 218, пользовательскую кнопку 106, которая может быть использована для инициирования соединения для передачи данных с внешним устройством, интерфейсы 232, 234 сенсоров и батарею 120 (например, миниатюрный элемент питания, элемент одноразового действия). Согласно одному аспекту батарея 120 может быть перезаряжаемым элементом, а не элементом одноразового действия. Согласно другим аспектам первый электронный модуль 201 может содержать гироскоп и схемы для обработки сигналов ЭКГ, температуры и акселерометра. Согласно другим аспектам первый электронный модуль 201 может также содержать схемы для композиционного анализа состава тела и схемы насыщения крови кислородом и пульсовой оксиметрии, контролирующие функциональное насыщение кислородом артериальной крови путем расчета отношения оксигенированного гемоглобина к гемоглобину, способному транспортировать кислород. Схема насыщения крови кислородом и пульсовой оксиметрии может быть предназначена для обеспечения непрерывных неинвазивных измерений насыщения крови кислородом и - согласно одному аспекту - может отображать плетизмографическую форму волны. Значения частоты сердечных сокращений могут быть выведены из сигнала пульсовой оксиметрии.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит радиочастотную схему 208 беспроводной связи. Радиочастотная схема 208 беспроводной связи содержит антенну, предназначенную для приема и передачи радиосигналов, схему передатчика, схему приемника и контроллер-задатчик связей, содержащий механизм для соединения (установления канала связи) с другим внешним беспроводным устройством и передачи данных, как подробнее описано ниже. Согласно одному аспекту контроллер-задатчик связей устанавливает соединение с внешним устройством. Как ведущее устройство канала связи, контроллер-задатчик связей осуществляет управление передачей данных по каналу связи внешнему устройству, включая управление синхронизацией и управление частотой (например, кроме прочего, переключение радио каналов, адаптивное управление частотой и т.п.). Согласно одному аспекту и без ограничения последующей реализации контроллер-задатчик связей может быть выполнен для предотвращения повторения передачи записей данных, которые уже переданы, что улучшает использование мощности батареи 120 для более продолжительной работы. Согласно одному аспекту контроллер-задатчик связей посылает сигнал во внешнее устройство с командой, дающей число записей данных, хранящихся в памяти (общее число всех записей данных и общее число записей каждого типа данных). После каждого соединения процессор 204 продолжает принимать все сигналы сенсоров, обрабатывает данные и сохраняет новые записи данных в память 212. При каждом следующем соединении контроллер-задатчик связей посылает сигнал во внешнее устройство с новыми записями данных с момента последнего соединения и подтверждает, что записи были переданы успешно. Контроллер-задатчик связей предотвращает повторение передачи записей данных, которые уже переданы, что улучшает использование мощности батареи 120 для более продолжительной работы, и повторно посылает все записи данных, которые не были успешно переданы. Согласно одному аспекту радиочастотная схема 208 беспроводной связи содержит процессор передатчика Bluetooth. Управление радиочастотной схемой 208 беспроводной связи обеспечивают при помощи соединительного порта.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит интерфейсы 232, 234 сенсоров между электродами 104а, 104b и один или несколько полосовых фильтров или каналов. Интерфейсы 232, 234 сенсоров образуют аналоговый входной блок и могут включать усилители с программируемым коэффициентом усиления или усилители с постоянным коэффициентом усиления, программируемый фильтр нижних частот, программируемый фильтр верхних частот. Интерфейсы 232, 234 сенсоров могут содержать активные схемы формирования сигналов, включая, например, схемы измерения тензометров. Один канал принимает низкочастотную информацию, связанную с физиологическими данными субъекта (например, пользователя), а другой канал принимает высокочастотную информацию, связанную с электронным устройством внутри субъекта. Согласно одному альтернативному аспекту предусмотрен дополнительный канал для приема данных постоянного тока о субъекте. Высокочастотная информация проходит в процессор обработки цифровых сигналов (ПОЦС), выполненный в части 202 на базе СИМ, и затем в часть процессора 204 (например, управляющего процессора) беспроводного носимого модуля 100 для распаковки и декодирования. Низкочастотная информация проходит либо в часть ПОЦС части 202 на базе СИМ и затем в процессор 204, либо непосредственно в процессор 204. Информация постоянного тока проходит непосредственно в процессор 204. Часть ПОЦС части 202 на базе СИМ и процессор 204 декодируют высокочастотную, низкочастотную информацию или данные и информацию или данные постоянного тока. Затем эту информацию обрабатывают и готовят для передачи.

Согласно одному аспекту обработка сигналов к собранным исходным (т.е., необработанным) данным может применяться или не применяться. Обработка сигналов может происходить в вещественном пространстве, пространстве комплексных чисел или пространстве полярных координат. Функции включают фильтры, например фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтры) и фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтры), миксеры, быстрые преобразования Фурье (БПФ), алгоритм Волдера и др. Исходные данные могут просто храниться и обрабатываться на последующих стадиях. Обработка сигналов может происходить в процессоре (например, 32-битовом микропроцессоре) или может происходить в ускорителе обработки сигналов, встроенном в часть 202 на базе СИМ.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит акселерометр 210 и один или несколько сенсоров 236 температуры. Согласно одному аспекту предусмотрены два сенсора температуры, которые являются идентичными, но расположены в разных местах - один вблизи кожи, другой ближе к окружению для измерения дополнительных данных. Устройства 236 измерения температуры могут предназначаться для измерения и регистрации температуры кожи, окружения и печатной платы. Устройства измерения температуры могут быть использованы для измерения потока тепла между кожей и сенсором температуры окружения. Согласно одному аспекту сенсор или сенсоры 236 температуры представляют собой термисторные устройства с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) или положительным температурным коэффициентом (ПТК), а в другом аспекте в сенсоре или сенсорах 236 температуры использованы интегральные полупроводниковые устройства. Эта информация подается в процессор 204 и может обрабатываться процессором 204 и подготавливаться для передачи частью передатчика радиосистемы 208. Измеренная физиологическая информация обрабатывается процессором 204 и может быть передана как данные, поступающие в реальном времени, или как исходные данные, или выведенные количества или параметры. Согласно одному аспекту часть 202 на базе СИМ содержит источник тока для запитки измерений резистивного сенсора. Поскольку источник тока имеет ограниченную точность, для определения ошибок источника тока и АЦП может быть предусмотрен эталонный резистор.

Согласно одному аспекту акселерометр 210 может представлять собой 3-осевой акселерометр с процессором коррекции частоты передискретизации. Сенсоры цифрового акселерометра 210 обычно содержат сенсорный элемент для определения ускорения на базе микроэлектромеханических систем (МЭМС), дигитайзер и управляющую логику цифрового интерфейса. Обычно в этих акселерометрах для стробирования дискретизированного входного сигнала дигитайзера используется резистивно-емкостный (РЕ) генератор с низкой точностью. Для того чтобы использовать сигналы из такого акселерометра 210 в алгоритмах обработки сигналов, точность РЕ-генераторов недостаточна. Соответственно, согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит процессор коррекции частоты передискретизации акселерометра, который берет сигналы от акселерометра 210 и выполняет передискретизацию для компенсации погрешности РЕ-генератора.

Согласно одному аспекту процессор коррекции частоты передискретизации акселерометра 210 содержит генератор опорных тактовых импульсов (высокоточный генератор), блок постоянной повышающей дискретизации, цифровой фильтр, блок программируемой понижающей дискретизации и управляющую схему, выбирающую коэффициент понижающей дискретизации, исходя из сравнения синхронизации сигнала от акселерометра и генератора опорных тактовых импульсов. Функция передискретизации поддерживание выравнивание (например, синхронизацию или настроенность) с генератором опорных тактовых импульсов в окне передачи переменной длительности для получения точной частоты дискретизации. Алгоритм калибрует генератор 218 32 кГц реального времени. Процессор коррекции частоты передискретизации акселерометра 210 устанавливает коэффициент понижающей дискретизации для каждого кадра данных из сигнала акселерометра. Настоящий подход обеспечивает непрерывное отслеживание синхронизации сигнала акселерометра и выбор коэффициента понижающей дискретизации для минимизации накопленной ошибки синхронизации. Это позволяет непрерывно и с высокой точностью синхронизировать цифровые данные акселерометра 210 с точным генератором.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 использует маломощную и малой емкости схему хранения и передачи данных. Согласно одному аспекту хранение и передача данных в памяти 212 беспроводного носимого модуля 100 оптимизированы для использования с малой мощностью и малой емкостью. Согласно одному аспекту данные сенсора могут храниться как записи в памяти 212 каждая с некоторым идентификатором типа. Согласно одному аспекту записи могут передаваться пакетом во внешнее устройство радиочастотной схемой 208 беспроводной связи в том же формате, в каком они хранятся в беспроводном носимом модуле 100. Согласно одному аспекту для оптимизации использования пространства записи могут храниться последовательно с переменной длиной. Согласно одному аспекту может быть включен справочник данных, обеспечивающий быстрый доступ для прочтения записей из памяти 212. Согласно одному аспекту может быть включен справочник данных, обеспечивающий быстрый подсчет данных записей данных по типам.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 использует схему хранения и передачи данных с высоконадежной целостностью. Согласно одному аспекту схема хранения в памяти и передачи данных беспроводного носимого модуля 100 рассчитана на высоконадежную целостность данных. Согласно одному аспекту для каждой записи данных, хранящейся в памяти 212 беспроводного носимого модуля 100, имеется код обнаружения ошибки, который может использоваться для обнаружения искажения записи данных. Согласно одному аспекту проверяется код обнаружения ошибки, когда беспроводный носимый модуль 100 считывает запись данных из памяти 212 перед передачей пакета данных во внешнее устройство. Согласно одному аспекту, когда беспроводный носимый модуль 100 обнаруживает искажение хранящейся записи данных, во внешнее устройство радиочастотной схемой 208 беспроводной связи посылается сигнал ошибки. Согласно одному аспекту каждый пакет, переданный из беспроводного носимого модуля 100 во внешнее устройство, содержит код обнаружения ошибки, который может использоваться внешним устройством для обнаружения искажения пакета. Согласно одному аспекту после обнаружения искаженного пакета внешнее устройство может затребовать от беспроводного носимого модуля 100 повторно выслать записи данных, которые не были успешно переданы.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201, будучи включенным и соединенным с внешним устройством, обеспечивает неограниченную регистрацию данных. Электронный модуль 201 способен обнаруживать, когда энергонезависимая память регистра почти заполнится, и заменять самые ранние записи данных самыми свежими записями данных. Когда электронный модуль 210 соединен с внешним устройством, можно передать все измерения, записанные за срок службы электронного модуля 201. Контроллер-задатчик связей может позже (например, при заполнении памяти 212) удалить из памяти все или некоторые успешно переданные записи данных.

Согласно одному аспекту часть ускорителя обработки сигналов части 202 на базе СИМ содержит вычислительную машину, оптимизированную для реализации задач обработки сигналов высокой эффективности. Согласно одной реализации функции обработки сигналов жестко запрограммированы в логике. Эти реализации могут быть в 10 или более раз эффективнее по сравнению с программными алгоритмами, реализованными в программном обеспечении, выполняемом в процессоре 204 или блоке микроконтроллера. Эффективность может заключаться в размере чипа, потреблении энергии или тактовой частоте или некотором сочетании всех трех. Еще одна реализация поддерживает некоторый уровень программируемости, но использует один исполнительный блок, оптимизированный для вычислений, или более одного. Одним примером служит устройство быстрого преобразования Фурье (БПФ) с бабочкой (элементарным шагом) в алгоритме БПФ. Это устройство позволяет выполнять БПФ-вычисления для наборов данных различных размеров и вместе с этим поддерживать значительное повышение эффективности по сравнению программным обеспечением, выполняемым процессором 204. Исполнительные блоки могут представлять собой и блоки умножения/накопления, являющиеся обычным функциональным блоком процессора ПОЦС, или могли бы быть блоком (блоками) вычислений с плавающей запятой или простейшими КИХ-фильтрами и т.п. В этих случаях эффективность для данного процесса на интегральных схемах выше эффективности программного обеспечения, выполняемого процессором 204, но ниже эффективности выделенных аппаратных средств, однако они обеспечивают большую гибкость.

Ускоритель обработки сигналов поддерживает интерфейс для процессора 204. Этот интерфейс может содержать регистры FIFO (first-in-first-out - алгоритм «первым пришел, первым обслужен»), памяти с двумя портами, устройство прямого доступа к памяти процессора 204 и/или регистры. Интерфейс обычно включает некоторый вид признания или избегания конкуренции, который может быть использован на уровне регистра или на уровне блока памяти. Вовлеченные механизмы могут включать набор флагов регистров, который может опрашиваться процессором 204 и ускорителем обработки сигналов, прерывания для сигнализации функций блокирования или задержки, удерживающих запрос на чтение или запись, пока устройство с более высоким приоритетом не завершит свою работу.

Согласно одному аспекту второй электронный интерфейсный модуль 203 связан с первым электронным модулем 201 на блоке 118 печатных плат с одним или несколькими сенсорами, прикрепленными для сопряжения с предметом, подлежащим контролю (человеком, животным, машиной, зданием и т.п.). Второй электронный интерфейсный модуль 203 содержит гибкую печатную плату 103, держатель или корпус 102 батареи (покрытие) и один или несколько сенсоров, включая без ограничения сенсор 116 окружающей температуры и температуры тела (живого организма или нет), ЭКГ, сенсор 222 КГР/электрокожной активация (ЭКА), сенсор состава тела (50 Гц), сенсор насыщения крови кислородом/пульсовой оксиметрии, тензометр и т.п. Различные алгоритмы, исполняемые частью 202 на базе СИМ или процессором 204, выдают данные потока тепла, ЧСС, вариабельность ритма сердца (ВРС), данные дыхания, данные стрессовых нагрузок, ЭКГ, шаги, данные угла тела, обнаружение падения и т.п.

Согласно одному аспекту гибкая печатная плата 103 содержит интерфейсные компоненты, электрически сопрягающиеся с электрическими схемами в блоке 118 печатных плат (фиг. 6 и 7). Гибкая печатная плата 103 создает платформу для выполнения настройки и обеспечивает сопряжение нескольких видов сенсоров с одним физическим блоком 118 печатных плат и электрически с первым электронным модулем 201. Согласно одному аспекту куполообразные электроды 114а, 114b из нержавеющей стали сенсора 222 КГР/ЭДА электрически соединены с блоком 118 печатных плат посредством гибкой печатной платы 103.

Первый и второй электронные модули 201, 203 собирают данные от разных сенсоров, применяют к собранным данным алгоритмы обработки сигналов, хранят результирующую информацию в памяти и посылают данные/информацию в другое устройство, используя беспроводное или проводное соединение. Пользовательский интерфейс состоит из одного или двух светодиодов 214 и нажимной кнопки 106. Питание подается от батареи 120 в виде миниатюрного одноразового элемента питания, но источником питания могла бы быть и перезаряжаемая (аккумуляторная) батарея. Данные сенсора могут включать данные ЭКГ (полученные при помощи гидрогелевых электродов 114а, 114b), данные измерения ускорения с количеством осей до 3, данные о температуре рядом с кожей (термистор), данные об окружающей температуре (или температуры корпуса вдали от тела) (термистор), о температуре в блоке 118 печатных плат (силиконовое устройство, встроенное в часть 202 на базе СИМ), данные КГР, ЭДА (отдельные электроды из нержавеющей стали), о высокой частоте, электрические сигналы в теле - 10 кГц и выше, отобранные посредством проводимости через гидрогелевые накожные электроды (такие же, как для ЭКГ).

На фиг. 13 представлена схема системы 300 связи, содержащей беспроводный носимый модуль 100, который связан с внешним устройством 312. Как показано на фиг. 13, беспроводный носимый модуль 100 содержит радиочастотную схему 208 беспроводной связи. Согласно одному аспекту радиочастотная схема 208 беспроводной связи содержит приемопередатчик 314, подключенный к одной или нескольким антеннам 310 и контроллеру-задатчику связей 304. Приемопередатчик 314 содержит передатчик 306 и приемник 308. Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 получает информацию от проглатываемого отметчика событий производства компании Proteus Digital Health (связанного с высокочастотной и низкочастотной информацией). Беспроводный носимый модуль 100 может передавать эту информацию во внешнее устройство 312, принимающее беспроводную передачу информации от беспроводного носимого модуля 100 и передающее информацию обратно беспроводному носимому модулю 100. Внешнее устройство 312 расположено снаружи тела субъекта и согласно различным аспектам может быть, например, сотовым телефоном, смартфоном, планшетным компьютером, базовой станцией, центральной службой данных или компьютером. Канал связи между беспроводным носимым модулем 100 и внешним устройством 312 представляет собой систему дуплексной (двухсторонней) связи, в которой информация может быть послана (Τ_x1) во внешнее устройство 312 и принята (R_x1) от внешнего устройства 312. Таким образом, внешнее устройство 312 посылает информацию в беспроводный носимый модуль 100 и беспроводный носимый модуль 100 посылает информацию во внешнее устройство 312.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 является ведущим, а внешнее устройство 312 - ведомым. Внешнее устройство 312 не изменяет форму или расположение данных. Внешнее устройство 312 не управляет передачей Τ_x1 данных или способом, каким данные передаются. В соответствии с одним аспектом радиочастотная схема 208 беспроводной связи беспроводного носимого модуля 100 содержит процессор передатчика Bluetooth, который связан с процессором 204 (например, управляющим процессором). Канал связи T_x1/R_x1 может основываться на технологии Bluetooth. Он может быть предназначен и для использования технологии Bluetooth с низким потреблением электроэнергии (BLE), комбинации технологии Bluetooth и BLE, ANT, Zigbee, или других способов связи с низким потреблением электроэнергии и других обычных способов связи (Wi-Fi и технология сотовых телефонов). Процессор 204 посылает информацию в процессор передатчика Bluetooth, а процессор передатчика Bluetooth шифрует и передает информацию во внешнее устройство 312. В момент передачи процессор передатчика Bluetooth шифрует данные для их защиты, используя случайное число, генерируемое как часть протокола связи. Беспроводный носимый модуль 100 может разрывать связь с внешним устройством 312 и связываться с другим внешним устройством. Внешнее устройство 312 может отсоединяться от беспроводного носимого модуля 100, а затем связываться с другим беспроводным носимым модулем. Согласно одному альтернативному аспекту внешнее устройство 312 является ведущим, а беспроводный носимый модуль 100 ведомым.

Согласно одному альтернативному аспекту процессор передатчика Bluetooth не присутствует в радиочастотной схеме 208 беспроводной связи, и данные посылают по электрическому соединению, установленному с внешним устройством 312 после того, как беспроводный носимый модуль 100 завершил сбор всех данных и отсоединен (убран) от тела субъекта. Согласно одному аспекту электрическое соединение может быть реализовано выделенным набором электрических контактов, подобных соединению универсальной последовательной шины 206 (фиг. 12), которые закрыты и защищены накладной оболочкой от окружения и от взаимодействия с субъектом, причем для обеспечения электрического контакта эту оболочку открывают или прокалывают. Согласно еще одному аспекту электрическое соединение реализуют при помощи тех же сухих электродов 114а, 114b (фиг. 12), которые используют для сбора данных у субъекта, при этом сухие электроды 114а, 114b повторно используют для передачи данных во внешнее устройство 312 после сбора данных. Согласно этому аспекту имеются две электрических схемы: первая схема (передатчик 306), передающая данные во внешнее устройство 312 и обеспечивающая электробезопасность для субъекта, и вторая схема, обнаруживающая, что соединение с субъектом установлено, и предотвращающая посылку данным первой схемой - передатчиком 306. Этот набор функциональных возможностей служит как механизм для сохранения батареи и для обеспечения комфорта пользователя не создает дополнительных токов (эти токи находятся в безопасных пределах, установленным первой схемой, так что это не предохранительный механизм). Эти различные аспекты могут также включать соединитель и адаптер.

Как уже отмечалось, внешнее устройство 312 может представлять собой телефон, например сотовый телефон или смартфон. После того как внешнее устройство 312 принимает передачу данных от радиочастотной схемы 208 беспроводной связи, внешнее устройство 312 может обрабатывать данные и либо передавать данные обратно в радиочастотную схему 208 беспроводной связи в беспроводном носимом модуле 100, либо передавать данные в другое устройство. Согласно одному аспекту внешнее устройство 312 может содержать телефонные/серверные приложения и алгоритмы для вычисления сна, классификации активности, походки/нарушения равновесия, стресса, потребления калорий, восполнение потери жидкости и т.п. на основании данных, полученных от радиочастотной схемы 208 беспроводной связи. Согласно другим аспектам внешнее устройство 312 может содержать сенсор (сенсоры), такие как, например, сенсор (сенсоры) температуры, сенсор (сенсоры) положения и т.п. Согласно одному аспекту внешнее устройство 312 может быть приставкой или представлять собой нераздельную часть самого носимого модуля 100, причем приставка или нераздельная часть выполняет все функции сотового телефона или смартфона и т.п.

В вышеприведенном описании изложены различные детали, однако ясно, что различные аспекты беспроводного носимого устройства, системы и способа могут быть осуществлены на практике и без этих конкретных деталей. Например, для лаконичности и ясности выбранные аспекты показаны в виде блок-схем, а не детально. Некоторые части подробных описаний, приведенных в настоящем документе, могут быть представлены на языке команд, действующих на данные, которые хранятся в памяти компьютера. Эти описания и представления используются специалистами в данной области техники для описания и передачи сущности их работы другим специалистам в данной области техники. В общем, термин «алгоритм» относится к самосогласованной последовательности стадий, приводящей к желаемому результату, при этом «стадия» относится к манипуляции физическими величинами, которые могут, хотя и вовсе необязательно, принимать вид электрических или магнитных сигналов, которые могут храниться, передаваться, комбинироваться, сравниваться и управляться иным образом. Обычно эти сигналы именуют битами, значениями, символами, знаками, словами, числами и т.п. Эти и подобные термины могут быть связаны с соответствующими физическими величинами и являются просто удобными ярлыками, применяемые в отношении этих величин.

Если конкретно не указано иначе и не иначе следует из вышеприведенного описания, ясно, что по всему вышеприведенному тексту описание с использованием таких терминов, как «обработка», или «вычисление», или «расчет», или «определение», или «отображение» и т.п., относится к действию или процессам компьютерной системы или подобного электронного вычислительного устройства, которое управляет данными, представленными как физические (электронные) величины в регистрах и запоминающих устройствах компьютерной системы, и преобразовывает их другие данные, подобным образом представленные как физические величины в запоминающих устройствах или регистрах компьютерной системы или других таких устройств хранения, передачи и отображения информации.

Стоит отметить, что любое упоминание «одного аспекта», «аспекта», «одного варианта осуществления» или «варианта осуществления» означает, что конкретный признак, структура, конструкция или характеристика, описанный или описанная в связи с этим аспектом, включен или включена по меньшей мере в один аспект. Таким образом, появления выражений «согласно одному аспекту», «согласно некоторому аспекту», «согласно одному варианту осуществления» или «согласно некоторому варианту осуществления» в разных местах по всему тексту описания не обязательно все относятся к одному и тому же аспекту. Кроме того, конкретные признаки, структуры, конструкции или характеристики могут комбинироваться любым подходящим образом в одном или нескольких аспектах.

Некоторые аспекты могут описываться с использованием слов «связанный» и «соединенный», а также их производных. Следует понимать, что эти термины не являются синонимами. Например, некоторые аспекты могут описываться с использованием термина «соединенный» для указания, что два или более элементов находятся в непосредственном физическом или электрическом контакте между собой. В другом примере некоторые аспекты могут описываться с использованием термина «связанный» для указания, что два или более элементов находятся в непосредственном физическом или электрическом контакте между собой. Однако термин «связанный» может также означать, что два или более элементов не находятся в непосредственном контакте между собой, но тем не менее все же взаимодействуют между собой.

В настоящем документе описаны различные варианты осуществления, однако возможны и специалистам в данной области техники будут очевидными многие модификации, изменения, замены и эквиваленты этим вариантам осуществления. Кроме того, несмотря на то что для некоторых компонентов описаны определенные материалы, могут быть использованы и другие материалы. Поэтому следует понимать, что вышеприведенное описание и прилагаемая формула изобретения предназначены для охвата всех этих модификаций и изменений как попадающих в объем раскрытых вариантов осуществления. Последующая формула изобретения предназначена для охвата всех этих модификаций и изменений.

Любой патент, публикация или иной материал, полностью или частично, о которых говорится, что они ссылкой включены в настоящее описание, включены в настоящее описание только в той степени, в какой включенные материалы не противоречат существующим определениям, утверждениям или иному материалу, изложенному в настоящем раскрытии. В силу этого и в необходимой степени раскрытие, четко изложенное в настоящем документе, заменяет любой противоречащий материал, ссылкой включенный в настоящее описание. Любой материал или его часть, о которых говорится, что они ссылкой включены в настоящее описание, но которые противоречат существующим определениям, утверждениям или иному материалу, изложенному в настоящем раскрытии, будут включены лишь в той степени, в какой не возникает противоречие между этим включенным материалом и существующим материалом в раскрытии.

Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что описаны многочисленные выгоды, возникающие при использовании концепций, описанных в настоящем документе. Вышеприведенное описание одного или нескольких вариантов осуществления представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не имеет своей целью быть исчерпывающим или ограничивающимся точным раскрытым видом. В свете вышеописанных идей возможны модификации или изменения. Один или несколько вариантов осуществления были выбраны и описаны для иллюстрации принципов и практического применения, чтобы тем самым позволить специалисту в данной области техники использовать различные варианты осуществления с различными изменениями, подходящими для задуманного конкретного использования. Предполагается, что общий объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

В настоящем документе описаны различные варианты осуществления, однако возможны и специалистам в данной области техники будут очевидными многие модификации, изменения, замены и эквиваленты этим вариантам осуществления. Кроме того, если для некоторых компонентов описаны определенные материалы, могут использоваться и другие материалы. Поэтому следует понимать, что вышеприведенное описание и прилагаемая формула изобретения предназначены для охвата всех этих модификаций и изменений как попадающих в объем раскрытых вариантов осуществления. Последующая формула изобретения предназначена для охвата всех этих модификаций и изменений.

Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что описаны многочисленные выгоды, возникающие при использовании концепций, описанных в настоящем документе. Вышеприведенное описание одного или нескольких вариантов осуществления представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не имеет своей целью быть исчерпывающим или ограничивающимся точным раскрытым видом. В свете вышеописанных идей возможны модификации или изменения. Один или несколько вариантов осуществления были выбраны и описаны для иллюстрации принципов и практического применения, чтобы тем самым позволить специалисту в данной области техники использовать различные варианты осуществления с различными изменениями, подходящими для задуманного конкретного использования. Предполагается, что общий объем определяется прилагаемой формулой изобретения.

Некоторые или все варианты осуществления, описанные в настоящем документе, обычно могут представлять собой технологии, которые могут реализовываться, индивидуально и/или совместно, самыми разными аппаратными средствами, программным обеспечением, программно-аппаратными средствами или их любой комбинацией, могут рассматриваться как состоящие из различных типов «электрических схем». Следовательно, в том значении, в каком термин «электрические схемы» используется в настоящем описании, он включает без ограничения электрические схемы, имеющие по меньшей мере одну отдельную электрическую схему, электрические схемы, имеющие по меньшей мере одну интегральную схему, электрические схемы, имеющие по меньшей мере одну специализированную интегральную микросхему, электрические схемы, образующие универсальное вычислительное устройство, конфигурированное компьютерной программой (например, универсальный или специализированный компьютер, конфигурированный машинными командами, который по меньшей мере частично осуществляет процессы и/или устройства, описанные в настоящем документе, или микропроцессор, конфигурированный компьютерной программой, который по меньшей мере частично осуществляет процессы и/или устройства, описанные в настоящем документе), электрические схемы, образующие запоминающее устройство (например, виды оперативного запоминающего устройства), и/или электрические схемы, образующие устройство связи (например, модем, связной коммутатор или оптоэлектрическое оборудование). Специалистам в данной области техники будет ясно, что предмет, описанный в настоящем документе, может быть реализован аналоговым или цифровым путем или путем их некоторого сочетания.

В вышеприведенном подробном описании представлены варианты осуществления устройств и/или процессов путем использования блок-схем, технологических карт и/или примеров. Насколько эти блок-схемы, технологические карты и/или примеры содержат одну или несколько функций и/или операций, специалистам в данной области техники будет понятно, что каждая функция и/или операция в этих блок-схемах, технологических картах и/или примерах может быть реализована или могут быть реализованы, индивидуально и/или совместно, самыми разными аппаратными средствами, программным обеспечением, программно-аппаратными средствами или их практически любой комбинацией. Согласно одному варианту осуществления несколько частей объекта, описанного в настоящем документе, могут быть реализованы посредством специализированных интегральных микросхем (СИМ), программируемых пользователем матриц логических элементов (FPGA), процессоров обработки цифровых сигналов (ПОЦС) или иных интегральных форматов. Однако специалистам в данной области техники будет ясно, что некоторые аспекты вариантов осуществления, раскрытых в настоящем описании, полностью или частично, могут быть эквивалентно реализованы в интегральных микросхемах, как одна или несколько компьютерных программ, выполняемых в одном или нескольких компьютерах (например, как одна или несколько компьютерных программ, выполняемых в одной или нескольких компьютерных системах), как одна или несколько программ, выполняемых в одном или нескольких процессорах (например, как одна или несколько программ, выполняемых в одном или нескольких микропроцессорах), как программно-аппаратные средства или как их практически любая комбинация, и что разработка схем и/или написание кода для программного обеспечения и/или программно-аппаратных средств будут вполне под силу специалисту в данной области техники в свете настоящего раскрытия. Кроме того, специалистам в данной области техники будет ясно, что механизмы объекта изобретения, описанного в настоящем документе, могут распространяться как программный продукт в самых разных видах, и что иллюстративный вариант осуществления объекта настоящего изобретения, описанный в настоящем документе, применим независимо от конкретного типа несущей сигнал среды, используемой для фактического осуществления распределения. Примеры несущей сигнал среды включают без ограничения следующее: записываемый носитель, такой как дискета, жесткий диск, компакт-диск (CD), цифровой видеодиск (DVD), магнитная лента с информацией в цифровой форме, запоминающее устройство компьютера и т.п.; и передающая среда, такая среда цифровой и/или аналоговой связи (например, оптоволоконный кабель, волновод, канал проводной связи, канал беспроводной связи (например, передатчик, приемник, логические схемы передачи, логические схемы приема и т.п.) и т.п.).

Специалисту в данной области техники будет ясно, что компоненты (например, операции), устройства, объекты, описанные в настоящем документе, и обсуждение, сопровождающее их, используются как примеры для концептуальной ясности, и что предусмотрены различные модификации конфигураций и конструктивных исполнений. Следовательно, приведенные в настоящем описании конкретные примеры и сопровождающее обсуждение предназначены представлять их более общие классы. В целом, использование любого конкретного примера предназначено представлять его класс, и не включение конкретных компонентов (например, операций), устройств и объектов не должно восприниматься как ограничивающее объем настоящего изобретения.

Что касается использования в настоящем описании по существу любых терминов во множественном и/или единственном числе, специалисты в данной области техники могут в зависимости от контекста и/или случая применения перевести из множественного числа в единственное и/или из единственного числа в множественное. Для ясности изложения различные перестановки единственного/множественного в настоящем описании четко не приведены.

Описанный в настоящем документе объект изобретения иногда иллюстрирует разные компоненты, содержащиеся в отличных других компонентах или соединенные с ними. Следует понимать, что описанные архитектуры являются приведенными в качестве примера, и что фактически могут быть реализованы многие другие архитектуры, достигающие таких же функциональных возможностей. В концептуальном смысле любая компоновка компонентов для достижения таких же функциональных возможностей является эффективно «связанной» так, что достигаются требуемые функциональные возможности. Следовательно, любые два компонента в настоящем описании, объединенные для достижения конкретных функциональных возможностей, могут рассматриваться как «связанные» между собой так, что достигаются желаемые функциональные возможности, независимо от архитектур или промежуточных компонентов. Подобным образом, любые два компонента, связанные таким образом, могут рассматриваться и как «операционно соединенные» или «операционно связанные» между собой для достижения требуемых функциональных возможностей, и любые два компонента, которые могут быть связанными таким образом, также могут рассматриваться как являющиеся «способными быть операционно связанными» между собой для достижения требуемых функциональных возможностей. Конкретные примеры способных быть операционно связанными включают без ограничения способные физически сопрягаться и/или физически взаимодействующие компоненты, и/или способные беспроводно взаимодействовать, и/или беспроводно взаимодействующие компоненты, и/или логически взаимодействующие, и/или способные логически взаимодействовать компоненты.

В некоторых случаях один или несколько компонентов могут описываться в настоящем описании как «конфигурированные для», «конфигурируемые для», «способные действовать/действующие для», «адаптированные/адаптируемые, «способные», «приспосабливаемые/приспособленные для» и т.п. Специалистам в данной области техники будет ясно, что, если контекст не требует иначе, выражение «конфигурированные для» может обычно охватывать компоненты в активном состоянии и/или компоненты в неактивном состоянии и/или компоненты в состоянии ожидания.

Хотя показаны и описаны конкретные аспекты объекта настоящего изобретения, описанного в настоящем документе, специалистам в данной области техники будет очевидно, что исходя из идей, представленных в настоящем документе, возможны изменения и модификации без отступления от объекта изобретения, описанного в настоящем документе, и его более широких аспектов и, следовательно, прилагаемая формула изобретения призвана охватить в своем объеме все эти изменения и модификации как находящиеся в пределах истинной сущности и объема объекта изобретения, описанного в настоящем документе. Специалистам в данной области техники будет понятно, что, в целом, термины, используемые в настоящем документе, и особенно в прилагаемой формуле изобретения (например, в формулировках пунктов прилагаемой формулы изобретения), в целом, предназначены как «открытые» термины (например, термин «содержащий» должен интерпретироваться как «содержащий без ограничения», термин «имеющий» должен интерпретироваться как «имеющий по меньшей мере», термин «содержит» должен интерпретироваться как «содержит без ограничения» и т.п.). Кроме того, специалистам в данной области техники будет понятно, что если будет предположено конкретное число перечислений заявляемых свойств, это намерение будет четко указано в пункте, а при отсутствии такого перечисления такого намерения нет. Например, в качестве помощи для понимания сказанного, последующая прилагаемая формула изобретения может содержать использование вводных фраз «по меньшей мере один» и «один или несколько», чтобы ввести требование перечисления. Однако использование этих фраз не должно толковаться как подразумевающее, что введение перечислений заявляемых свойств путем использования форм единственного числа ограничивает любой конкретный пункт, содержащий такое перечисление заявляемых свойств, пунктами, содержащими лишь одно такое перечисление, даже если тот же самый пункт содержит вводные фразы «один или несколько» или «по меньшей мере один» и формы единственного числа (например, формы единственного числа в целом должны интерпретироваться как означающие «по меньшей мере один» или «один или несколько»); то же самое справедливо для использования форм множественного числа, используемых для перечисления заявляемых свойств.

Кроме того, даже если будет четко указано число введенных перечислений заявляемых свойств, специалистам в данной области техники будет ясно, что это перечисление должно, в целом, интерпретироваться как означающее по меньшей мере перечисленное число (например, простое перечисление «двух перечислений» без других модификаторов обычно означает по меньшей мере два перечисления или два или более перечислений). Кроме того, в тех случаях, когда используется правило, аналогичное «по меньшей мере одно из А, В и С и т.п.», обычно такая конструкция предназначена в смысле, в каком специалист в данной области техники поймет это условное выражение (например, «система, имеющая по меньшей мере одно из А, В и С» будет включать без ограничения системы, имеющие только А, только В, только С, А и В вместе, А и С вместе, В и С вместе и/или А, В и С вместе и т.п.). В тех случаях, когда используется условное выражение, аналогичное выражению «по меньшей мере одно из А, В или С и т.п.», в целом, такая конструкция предназначена в смысле, в каком специалист в данной области техники поймет это правило (например, «система, имеющая по меньшей мере одно из А, В или С» будет включать без ограничения системы, имеющие только А, только В, только С, А и В вместе, А и С вместе, В и С вместе и/или А, В и С вместе и т.п.). Кроме того, специалисту в данной области техники будет понятно, что обычно в целом дизъюнктивное слово и/или фраза, представляющая два или более альтернативных терминов, будь то в описании изобретения, формуле изобретения или на фигурах, следует понимать как предусматривающее или предусматривающую возможности включения одного из терминов, любого из терминов или обоих терминов, если контекст не диктует иначе. Например, фраза «А или В» будет обычно пониматься как включающая возможности «А» или «В» или «А» и «В».

Что касается прилагаемой формулы изобретения, специалистам в данной области техники будет ясно, что описанные в ней операции в целом могут выполняться в любом порядке. Кроме того, хотя различные технологические схемы представлены в последовательности (последовательностях), следует понимать, что различные операции могут выполняться в других порядках, чем те, которые проиллюстрированы, или могут выполняться одновременно. Примеры таких альтернативных порядков могут включать перекрытия, чередование, прерывание, перестановку местами, инкремент, подготовку, дополнение, одновременность, обратный порядок, или другой вариант упорядочения, если контекст не диктует иначе. Кроме того, такие термины, как «восприимчивый к», «связанный с» или другие прилагательные прошедшего времени, в целом, не предназначены для исключения таких вариантов, если контекст не диктует иначе.

Специалистам в данной области техники будет ясно, что обычной практикой в данной области техники является реализация устройств и/или процессов и/или систем и затем использование технических и/или иных методов для включения этих реализованных устройств и/или процессов и/или систем в более полные устройства и/или процессы и/или системы. Иными словами, по меньшей мере часть устройств и/или процессов и/или систем, описанных в настоящем документе, могут быть включены в другие устройства и/или процессы и/или системы при соответствующем объеме экспериментирования. Специалистам в данной области техники будет ясно, что примеры таких других устройств и/или процессов и/или систем могли бы включать - в зависимости от контекста и случая применения - все или часть устройств и/или процессов и/или систем (а) воздушных перевозок (например, самолет, ракета, вертолет и т.п.), (б) наземных перевозок (например, легковой автомобиль, грузовой автомобиль, локомотив, танк, бронетранспортер, боевая машина пехоты и т.п.), (в) здания (например, жилой дом, склад, офис и т.п.), (г) бытового прибора (например, холодильник, стиральная машина, сушилка и т.п.), (д) системы связи (например, сетевая система, телефонная система, IP-телефония и т.п.), (е) субъекта предпринимательской деятельности (например, субъект-провайдер услуг сети Интернет, такой как компании Comcast Cable, Qwest, Southwestern Bell и т.п.) или (ж) субъекта-провайдера услуг проводной/беспроводной связи (например, компании Sprint Cingular, Nextel и т.п.), и т.п.

В некоторых случаях использование системы или способа могут происходить на некоторой территории, даже если компоненты находятся вне этой территории. Например, в контексте распределенных вычислений использование системы распределенных вычислений может происходить на некоторой территории, даже если части этой системы могут находиться вне этой территории (например, реле, сервер, процессор, несущая сигналы среда, передающий компьютер, приемный компьютер и т.п., находящиеся вне этой территории).

Продажа системы или способа аналогично может осуществляться на некоторой территории, даже если компоненты этой системы или этого способа находятся и/или используются вне этой территории. Кроме того, реализация по меньшей мере части системы для осуществления способа на одной территории не исключает использование системы на другой территории.

Различные аспекты объекта настоящего изобретения, описанного в настоящем документе, изложены в следующих пронумерованных пунктах:

1. Беспроводное носимое сенсорное устройство, содержащее платформу сенсора, содержащую устройство обработки сигналов, содержащее вычислительное устройство, предназначенное для выполнения задач обработки сигналов, причем платформа сенсора предназначена для приема сигналов по меньшей мере с одного сенсора, связанного с ней; и схему беспроводной связи, связанную с платформой сенсора, причем схема беспроводной связи содержит контроллер-задатчик связей, предназначенный для установления канала связи с беспроводным устройством и передачи ему данных.

2. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 1, в котором контроллер-задатчик связей предназначен для управления передачей данных по каналу связи, установленному с беспроводным устройством, включая управление синхронизацией и управление частотой.

3. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 1, в котором устройство обработки сигналов содержит жестко запрограммированные функции обработки сигналов.

4. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 1, в котором, по меньшей мере, часть устройства обработки сигналов содержит программируемые функции обработки сигналов и исполнительные блоки для оптимизированных вычислений.

5. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 1, в котором устройство обработки сигналов содержит интерфейс для процессора.

6. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 5, в котором указанный интерфейс содержит: по меньшей мере один регистр FIFO (first-in-first-out - алгоритм «первым пришел, первым обслужен»); памяти с двумя портами; и устройство прямого доступа к памяти, предназначенное для прямого доступа к памяти процессора.

7. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 5, в котором указанный интерфейс содержит признание или избегание конкуренции.

8. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 1, которое дополнительно содержит электронный интерфейсный модуль, связанный с платформой сенсора.

9. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 8, которое содержит интерфейс сенсора, связанный с платформой сенсора; гибкую печатную плату, связанную с интерфейсом сенсора; и один или несколько сенсоров, связанных с гибкой печатной платой.

10. Беспроводное носимое сенсорное устройство, содержащее платформу сенсора, содержащую устройство обработки сигналов, содержащее вычислительное устройство, предназначенное для выполнения задач обработки сигналов, причем платформа сенсора предназначена для приема сигналов по меньшей мере с одного сенсора, связанного с ней; схему беспроводной связи, связанную с платформой сенсора, в котором схема беспроводной связи содержит контроллер-задатчик связей, предназначенный для установления канала связи с беспроводным устройством и передачи ему данных; и акселерометр, связанный с платформой сенсора.

11. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 10, в котором контроллер-задатчик связей предназначен для управления передачей данных по каналу связи, установленному с беспроводным устройством, включая управление синхронизацией и управление частотой.

12. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 10, которое дополнительно содержит процессор коррекции частоты передискретизации.

13. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 12, в котором процессор коррекции частоты передискретизации предусмотрен в акселерометре.

14. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 12, в котором процессор коррекции частоты передискретизации предусмотрен в указанном устройстве обработки сигналов.

15. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 12, в котором процессор коррекции частоты передискретизации содержит: генератор опорных тактовых импульсов; блок постоянной повышающей дискретизации; цифровой фильтр; блок программируемой понижающей дискретизации; и управляющую схему, выбирающую коэффициент понижающей дискретизации, исходя из сравнения синхронизации сигнала от акселерометра и генератора опорных тактовых импульсов.

16. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 12, в котором процессор коррекции частоты передискретизации предназначен для синхронизации с генератором опорных тактовых импульсов в окне передачи переменной длительности для получения точной частоты дискретизации.

17. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 12, в котором процессор коррекции частоты передискретизации предназначен для установки коэффициента понижающей дискретизации для каждого кадра данных из сигнала акселерометра.

18. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 12, в котором процессор коррекции частоты передискретизации предназначен для непрерывного отслеживания синхронизации сигнала акселерометра и выбора коэффициента понижающей дискретизации для минимизации накопленной ошибки синхронизации.

19. Беспроводное носимое сенсорное устройство, содержащее: платформу сенсора, содержащую: устройство обработки сигналов, содержащее вычислительное устройство, предназначенное для выполнения задач обработки сигналов, причем платформа сенсора предназначена для приема сигналов по меньшей мере с одного сенсора, связанного с ней; и процессор; схему беспроводной связи, связанную с платформой сенсора, причем схема беспроводной связи содержит контроллер-задатчик связей, предназначенный для установления канала связи с беспроводным устройством и передачи ему данных; и память, связанную с платформой сенсора.

20. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 19, в котором контроллер-задатчик связей предназначен для управления передачей данных по каналу связи, установленному с беспроводным устройством, включая управление синхронизацией и управление частотой.

21. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 19, в котором процессор использует маломощную и малой емкости схему хранения и передачи данных, при этом данные сенсора хранятся как записи каждая с идентификатором типа.

22. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 21, в котором записи данных передаются пакетом во внешнее устройство схемой беспроводной связи в формате, являющимся тем же форматом, который используют для хранения записей данных в памяти.

23. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 21, в котором записи данных хранят в памяти последовательно с переменной длиной для того, чтобы оптимизировать использование пространства в указанной памяти.

24. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 21, содержащее справочник данных, обеспечивающий быстрый доступ для прочтения к записям данных, хранящимся в памяти.

25. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 24, в котором справочник данных обеспечивает быстрый подсчет данных записей данных по типам.

26. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 21, в котором каждая запись данных, хранящаяся в памяти, содержит код обнаружения ошибки для обнаружения искажения записи данных.

27. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 19, в котором процессор использует схему хранения и передачи данных с высоконадежной целостностью.

28. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 26, в котором при считывании процессором записи данных из памяти перед передачей пакета данных во внешнее устройство по цепи беспроводной связи, указанный процессор проверяет код обнаружения ошибки.

29. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 21, в котором при обнаружении процессором искажения хранящейся записи данных, указанный процессор посылает во внешнее устройство сигнал ошибки.

30. Беспроводное носимое сенсорное устройство по п. 28, в котором каждый пакет, переданный из схемы беспроводной связи во внешнее устройство, содержит код обнаружения ошибки для использования внешним устройством для обнаружения искажения пакета.

Реферат

Изобретение относится к беспроводному носимому устройству. Техническим результатом является обеспечение оптимизации физиологических параметров. Устройство содержит: платформу сенсора, содержащую устройство обработки сигналов, содержащее вычислительное устройство, предназначенное для выполнения задач обработки сигналов, причем платформа сенсора предназначена для приема сигналов по меньшей мере с одного сенсора, связанного с ней; и схему беспроводной связи, связанную с платформой сенсора, при этом схема беспроводной связи содержит контроллер-задатчик связей, предназначенный для установления канала связи с беспроводным устройством и передачи ему данных, где, по меньшей мере, часть устройства обработки сигналов содержит программируемые функции обработки сигналов и исполнительные блоки для оптимизированных вычислений. 21 з.п. ф-лы, 13 ил.

Формула