用于压缩传感器数据的设备和方法技术

本文总体描述了用于压缩传感器数据的设备和方法。用于压缩传感器数据的示例性可穿戴设备可以包括：传感器，包括用于感测传感器数据的电路；以及通信电路，用于从远程设备接收用于与该远程设备进行通信的低功率通信信道的检测到的链路质量。通信电路还用于通过低功率通信信道向远程设备发送经压缩的数据。可穿戴设备还可以包括可压缩传感器数据模块，用于应用压缩算法以基于检测到的链路质量来压缩接收到的传感器数据，从而提供经压缩的传感器数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于压缩传感器数据的设备和方法优先权声明本申请要求于2016年9月28日提交的序列号为15/279,307的美国申请的优先权权益，其通过引用以其整体合并与此。
技术介绍
在许多可穿戴设备和物联网(IoT)中，传感器(例如，加速计、陀螺仪、气压计等)可以被用来收集各种类型的数据，并且向远程处理单元提供收集的数据。由于各种原因(例如，尺寸和使用时间要求)，功耗可能非常有限。在这些低传输功率情况下，传感器之间的距离和来自其他信号的干扰会极大地影响吞吐量。针对以与能够向远程设备进行发送的速率相比高得多的速率收集数据的许多可穿戴设备，带宽限制可能是挑战。此外，在一些应用中，多个传感器可以馈送单个发送器，这可以使对收集的数据的发送更具挑战性。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相同附图标记可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相同附图标记可以表示类似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施例。图1示出了根据本公开的一些实施例的用于压缩传感器数据的低功率可压缩传感器系统。图2示出了根据本公开的一些实施例的用于压缩传感器数据的低功率可压缩传感器系统。图3示出了根据本公开的一些实施例的用于压缩传感器数据的低功率可压缩传感器系统。图4示出了根据本公开的一些实施例的用于在运动实现方式中压缩传感器数据的低功率可压缩传感器系统。图5示出了根据本公开的一些实施例的用于训练可压缩数据运动传感器系统的方法的流程图。图6示出了根据本公开的一些实施例的用于在可穿戴设备处压缩传感器数据的方法的流程图。图7示出了根据本公开的一些实施例的用于压缩来自可穿戴设备的传感器数据的方法的流程图。图8示出了根据本公开的一些实施例的用于在远程设备处接收经压缩的传感器数据的方法的流程图。图9示出了根据本公开的一些实施例的示例形式的计算机系统的机器的框图。具体实施方式以下阐述了特定细节以提供对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将清楚，可以在没有这些特定细节的各个方面的情况下实践本公开的实施例。在一些情况下，未详细示出公知的电路、控制信号、定时协议、计算机系统组件、和软件操作，以避免不必要地模糊本公开描述的实施例。低功率可压缩传感器系统的示例包括收集感测数据并且使用低功率传输协议向远程设备提供感测数据的一个或多个可穿戴设备。可穿戴设备可以包括直接感测数据的传感器，或可以连接到一个或多个连接的传感器以接收传感器信息。在一些示例中，可穿戴设备可以对从传感器接收到的传感器数据应用压缩算法，以基于检测到的传输信道吞吐量来控制传输比特率。在其他示例中，可穿戴设备可以控制传感器的采样速率以控制传输带宽。图1示出了根据本公开的一些实施例的用于压缩传感器数据的低功率可压缩传感器系统100。系统100可以包括远程设备110，该远程设备110耦合有一个或多个可穿戴设备120(1-N)。在一些示例中，一个或多个可穿戴设备120(1-N)可以耦合到一个或多个传感器130(1-M)。远程设备110可以包括通信电路112、可解压缩传感器数据模块114、以及CPU、存储器等116。通信电路112可以经由无线电设备与可穿戴设备120(1-N)进行通信以接收收集的传感器数据信号。在一些示例中，通信可以使用低功率/功耗协议，例如，低功耗(BLE)。通信电路112可以检测用于与可穿戴设备120(1-N)进行通信的通信信道的相应链路质量，并且可以向相关联的可穿戴设备120(1-N)提供相应链路质量。可解压缩传感器数据模块114可以包括用于接收从通信电路112收集的传感器数据信号的电路，并且可以基于信号重建收集的传感器数据。在一些示例中，可解压缩传感器数据模块114还可以包括用于基于误差率和其他标准来选择针对若干集成传感器126和传感器130(1-M)的子采样速率的算法。CPU、存储器等116可以包括特殊电路和/或通用硬件处理器，用于利用由可解压缩传感器数据模块114重建的收集的传感器数据来执行特定功能。例如，CPU、存储器等116可以处理收集的传感器数据以向用户显示信息，例如，运动数据的视觉表示。可穿戴设备120(1-N)可以各自包括相应的通信电路122、相应的可压缩传感器数据模块124、和相应的集成传感器126。每个通信电路122可以经由相应的无线电设备通过信道与远程设备110进行通信，从而提供收集的传感器数据。通信电路122可以在通信之前从远程设备110的通信电路112接收信道吞吐量指示(例如，链路质量)。通信电路122可以向可压缩传感器数据模块124提供链路质量，并且可压缩传感器数据模块124可以对收集的传感器数据应用压缩算法，以基于检测到的信道吞吐量来降低传输比特率。可压缩传感器数据模块124还可以包括用于从集成传感器126、一个或多个传感器130(1-M)、或其组合接收收集的传感器数据的接口。在一些示例中，可压缩传感器数据模块124可以控制集成传感器126或传感器130(1-M)中的一个或多个传感器的采样速率以控制传输带宽。收集的传感器数据可以包括运动、压力、声音、光、位置、接近度等数据。集成传感器126和传感器130(1-M)中的每个传感器可以包括用于直接收集传感器数据的电路。集成传感器126可以被包括来作为可穿戴设备120(1-N)的一部分，并且传感器130(1-M)可以远离可穿戴设备120(1-N)并且直接通过有线连接或无线连接被连接到可穿戴设备120(1-N)。集成传感器126和传感器130(1-M)的示例可以包括陀螺仪、加速计、GPS接收器、麦克风、光检测电路、接近感测电路、气压计等。在一些示例中，传感器130(1-M)可以是可穿戴设备。在操作中，系统100可以包括可穿戴设备120(1-N)的相应通信电路122和相应可压缩传感器数据模块124、以及若干传感器130(1-M)、可穿戴设备120(1-N)的相应集成传感器126、或其组合，从而收集各种传感器数据。在许多情况下，传感器(例如，传感器130(1-M)、可穿戴设备120(1-N)的相应集成传感器126、或其组合)可以远离用于处理收集的传感器数据的远程设备110。因此，收集的传感器数据可以通过无线通信信道从传感器被发送到远程设备110的通信电路112。在一些示例中，由于形状因子限制和/或长使用时间要求，传感器的功耗可能非常受限制。因此，可以使用低功率通信信道向通信电路112发送数据。低功率通信信道的示例可以包括低功耗(BLE)技术。然而，当使用低功率通信信道时，传感器的数量、传感器与远程设备110之间的距离、以及来自其他无线电信号的干扰可能影响低功率通信信道的有效吞吐量，有时会使吞吐量降低到大约每秒几十千比特的带宽。该带宽限制在多个传感器同时收集要发送到通信电路112的数据时可能是挑战。在一些示例中，传感器可以以超过100Hz的频率对每个样本采样16个比特。在一些实施例中，为了适应带宽和功率约束，每个可穿戴设备120(1-N)的相应可压缩传感器数据模块124可以将压缩算法应用于收集的传感器数据以提供经压缩的传感器数据信号，并且经压缩的传感器数据信号可以经由通信电路122被提供给远程设备的通信电路112。压缩算法可以利用收集的传感器数据中的冗余或重复来减少要发送到通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压缩传感器数据的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：传感器，包括用于感测传感器数据的电路；通信电路，用于从远程设备接收用于与所述远程设备进行通信的低功率通信信道的检测到的链路质量，所述通信电路还用于通过所述低功率通信信道向所述远程设备发送经压缩的数据；以及可压缩传感器数据模块，用于应用压缩算法以基于所述检测到的链路质量来压缩接收到的传感器数据，从而提供经压缩的传感器数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.28 US 15/279,3071.一种用于压缩传感器数据的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：传感器，包括用于感测传感器数据的电路；通信电路，用于从远程设备接收用于与所述远程设备进行通信的低功率通信信道的检测到的链路质量，所述通信电路还用于通过所述低功率通信信道向所述远程设备发送经压缩的数据；以及可压缩传感器数据模块，用于应用压缩算法以基于所述检测到的链路质量来压缩接收到的传感器数据，从而提供经压缩的传感器数据。2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述通信电路包括调制解调器，用于接收所述低功率通信信道的链路质量。3.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述可压缩传感器数据模块包括压缩引擎，用于接收所述链路质量并且用于基于所述链路质量来压缩所述传感器数据。4.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述压缩引擎包括自适应增量脉冲编码调制，用于压缩所述传感器数据。5.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其中，为了基于所述链路质量来压缩所述传感器数据，所述压缩引擎用于压缩所述传感器数据以将传输带宽减少到1/2或更少。6.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述压缩引擎响应于如下指示而被重置：来自所述调制解调器的对到所述远程设备的链路已经丢失的指示，或来自所述调制解调器的对丢失传感器数据分组的指示。7.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述传感器收集运动数据、压力数据、声音数据、光数据、位置数据、或接近数据中的至少一个。8.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述低功率通信信道是蓝牙低功耗信道。9.一种用于压缩传感器数据的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：可压缩传感器数据模块，用于从远程设备接收选择的子采样速率，所述选择的子采样速率指示用于从传感器采样传感器数据的速率，所述选择的子采样速率小于完全采样速率，所述可压缩传感器数据模块用于以所述选择的子采样速率从所述传感器采样所述传感器数据从而提供子采样的传感器数据；以及通信电路，用于向所述远程设备提供子采样的数据。10.根据权利要求9所述的可穿戴设备，其中，在用于确定所述选择的子采样速率的训练期间，所述可压缩传感器数据模块用于存储完全采样的传感器数据，所述可压缩传感器数据模块还用于通过所述通信电路向所述远程设备提供所述完全采样的传感器数据，其中，从所述完全采样的传感器数据的采样速率开始，所述可压缩传感器数据模块迭代地将先前采样速率步进下降到新采样速率，并且通过所述通信电路以所述新采样速率向所述远程设备提供所述传感器数据。11.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中，在用于确定所述选择的子采样速率的训练期间，所述可压缩传感器数据模块用于在所述新采样速率小于最小阈值时停止向所述远程设备提供所述传感器数据。12.根据权利要求9所述的可穿戴设备，其中，所述选择的子采样速率是第一选择的子采样速率，其中，所述通信电路还用于从所述远程设备接收指示用于从第二传感器采样第二传感器数据的速率的第二选择的子采样速率，其中，第二子采样速率不同于第一子采样速率，所述可压缩传感器数据模块用于以所述第二选择的子采样速率从所述第二传感器采样所述第二传感器数据从而提供第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，黄瑾世，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US