用于贴身数据和电力传输的系统、设备和方法技术方案

一种贴身传感器系统包括被附接到使用者表面的集线器。集线器进一步被配置成将电力和/或数据信号传输到表面中，并接收来自表面的响应数据信号。系统进一步包括被配置成附接到表面的至少一个传感器节点。传感器节点被进一步配置成通过表面从集线器接收电力和数据信号，并将响应数据信号传输到表面。来自集线器的电力能够为传感器节点供电，并使或能够使至少一个传感器节点生成在响应数据信号内被传输回集线器的传感器信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于贴身数据和电力传输的系统、设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年2月22日提交的题为“用于贴身数据和电力传输的系统、设备和方法(SYSTEM,DEVICES,ANDMETHODFORON-BODYDATAANDPOWERTRANSMISSION)”的美国临时申请No.62/298,296的权益和优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。
本公开涉及贴身多传感器网络。特别地，本公开涉及在贴身多传感器网络内电力和数据信号的传送。
技术介绍
随着半导体器件制造的进步，这种器件变得更小并且更通用。这些器件正在推动不同的新
的发展。一个
即是可穿戴设备。然而，尽管半导体器件本身取得了进步，但是当前的电源状态仍然使半导体器件受到限制。在可穿戴设备领域中，可穿戴设备的形状因子和寿命与机载电源的性能直接相关。可穿戴设备的电源通常以大体积(相对于可穿戴设备的尺寸)、非共形电池(诸如锂离子电池等)的形式出现。电池的尺寸使可穿戴设备的整体形状因子变得庞大、笨重、和/或非共形，这就使可穿戴设备的整体功能受到了限制和约束。因此，仍然需要开发解决以上相关问题的系统、方法和设备。
技术实现思路
根据一些实施例，贴身传感器系统包括集线器和至少一个传感器节点。集线器被配置成附接到使用者的表面(例如，皮肤)。集线器还被配置成将电力和/或数据信号传输到表面(并穿过皮肤)并接收通过皮肤传输到表面的电力和/或数据信号。至少一个传感器节点被配置成附接到表面。至少一个传感器节点还被配置成通过表面从集线器接收电力和/或数据信号，并将响应数据信号传输到表面中(并穿过皮肤)。来自集线器的电力为至少一个传感器节点供电，并使至少一个传感器节点产生传感器信息，该传感器信息在响应数据信号内被传送回集线器。根据一些实施例，公开了一种使贴身传感器网络内的节点同步的方法。该方法包括：通过位于使用者表面(例如，皮肤)上的主集线器将初始化电流脉冲传输到表面中。该方法还包括：通过位于表面上的至少一个传感器节点从表面接收初始化电流脉冲。该方法还包括：在预定延迟之后并响应于的初始化电流脉冲的接收，通过至少一个传感器节点将应答电流脉冲传输到表面中。该方法还包括：通过主集线器检测应答电流脉冲，并通过主集线器将触发电流脉冲传输到表面中。触发电流脉冲包括电力和数据。该方法还包括：通过至少一个传感器节点接收来自表面的触发电流脉冲。电力和数据触发至少一个传感器节点，以开始生成传感器信息。鉴于参照附图进行的各种实施例的详细描述，本专利技术的其他方面对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的，下面提供其简要的描述。附图说明通过以下对示例性实施例的描述并结合地参照附图将更好地理解本专利技术，其中：图1是根据本公开的方面的贴身多传感器系统的示意图；图2是根据本公开的方面的图1的贴身多传感器系统的主集线器和传感器节点的示意图；图3是根据本公开的方面的传感器节点的电力和数据收发器的详细示意图；图4是根据本公开的方面的图1的贴身多传感器系统内的电力和数据传输的时序图；图5A是根据本公开的方面的示例性传感器节点的示意图的底面图；图5B是根据本公开的方面的图5A的示例性传感器节点的示意图的俯视图；图6A是根据本专利技术的方面的放置在使用者身体上的集成主集线器的图；图6B是根据本公开的方面的图6A的主集线器与使用者身体接触的图；以及图6C是根据本公开的方面的图6A的主集线器与身体之间的间隙的图。具体实施方式尽管本公开包含某些示例性实施例，但是应该理解，本公开不限于那些特定实施例。反之，本专利技术旨在涵盖可以包括在由所附权利要求进一步限定的本专利技术的精神和范围内的所有替代形式、变形和等同布置。本公开涉及一种贴身多传感器网络。网络内的是节点，在此也称为主节点或主集线器。主集线器向网络内的其余节点(在此也称为传感器节点或传感器贴片)提供电力和/或数据。主集线器和传感器节点均能够位于身体上，诸如使用者的身体等(例如，人体或动物体)。传感器节点能够分布在全身并远离主集线器(例如，不物理连接到主集线器)。主集线器和传感器节点的形状因子均能够使主集线器和传感器节点放置在对象(例如，使用者的身体，诸如使用者的皮肤上)的规则或不规则表面上。例如，主集线器和传感器节点能设置一个或多个粘合表面(例如，压敏粘合剂、永久粘合剂、和/或诸如胶带等可移除粘合剂元素)，以便将主集线器和传感器节点附接到使用者身体的表面。根据一些实施例，主集线器和/或一个或多个传感器节点能够(例如，通过粘合剂、拼接件、或钩和环紧固件)耦接到能够穿在身上的衣服、绷带或支架，这些衣服、绷带和支架被配置成将主集线器和/或一个或多个传感器节点定位成与使用者身体的表面接触。根据一些实施例，主集线器和/或一个或多个传感器节点能够通过胶带或紧身衣服、绷带或支架固定在身体表面上。当耦接到对象表面时，主集线器能够通过对象的表面(诸如通过使用者身体的皮肤等)向传感器节点提供电力和/或数据。传感器节点获取与对象(诸如使用者的身体等)有关的传感器信息，并基于由主集线器通过对象而传输到传感器节点的电力来进行操作。因此，网络基于将使用者身体(例如，人体或动物体)用作传输介质而在节点之间进行的电力和/或数据传输来操作。更具体地，网络将使用者身体的皮肤用作电力和/或数据传输的传输介质。生物组织从5kHz至1MHz具有明显的电抗。峰值电抗在50kHz处。具有重要生理学意义的生物阻抗位于10kHz至100kHz之间。超过100kHz的话，电抗迅速下降，使得较高的电流被安全地注入人体。可替代地，电抗下降允许以较低的电流使电信号更可靠地通过身体传输。然而，无线信道存在于300kHz以上。这些无线信道能够干扰有关信号。因此，100kHz至300kHz的频带能在最小干扰的情况下用于体内信号传输。然而，根据应用和所用收发器技术(例如，扩频和QAM)，其他频带能够用于体内信号传输。能够用于体内信号传输的其他频带包括例如5KHz至10MHz范围内的频带、包括3MHz至7MHz范围以及13MHz至20MHz范围的2MHz至30MHz范围的频带。根据本公开的一些构造，传感器节点不需要单独的机载电源。相反，传感器节点从主集线器接收透过使用者身体的皮肤传输的电力。此外，能够在电力信号内传送信号，从而使主集线器既为传感器节点供电又与传感器节点通信。通过使用者身体传输电力和数据信号减轻了施加在传感器系统上的物理负担(诸如每个传感器节点需要离散的、机载电源(以及通到集线器的信号线)等)，并且有助于更流线和舒适的设计。此外，在主集线器作为电源的情况下，因为不需要反复从使用者的身体上取下传感器节点进行充电，所以传感器节点能够更小和/或提供更强大功能(例如，附加的传感器)和持久性。通过使用者身体的皮肤而非通过空气来传输电力和/或数据，与可比较的无线方法相比，网络能利用更低的电力，同时还因不易受到空中传输截断而提供更高级别的安全性。下面转到附图，图1示出了根据本公开的方面的贴身多传感器系统100。系统100包括主集线器102和多个传感器节点104a-104n(统称为传感器节点104)。然而，尽管被示出并描述为多传感器系统100，但是本专利技术包括仅具有两个节点(例如，主集线器102和一个传感器节点104)的系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贴身传感器系统，其包括：集线器，其被配置成附接到使用者的表面，所述集线器进一步被配置成将电力和数据信号传输到所述表面，并接收来自所述表面的响应数据信号；以及至少一个传感器节点，其被配置成附接到所述表面，所述至少一个传感器节点进一步被配置成通过所述表面从所述集线器接收所述电力和所述数据信号，并将所述响应数据信号传输到所述表面中，其中，所述至少一个传感器节点由从所述集线器接收的所述电力供电，以生成传感器信息，所述传感器信息在所述响应数据信号内被传输回所述集线器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 US 62/298,2961.一种贴身传感器系统，其包括：集线器，其被配置成附接到使用者的表面，所述集线器进一步被配置成将电力和数据信号传输到所述表面，并接收来自所述表面的响应数据信号；以及至少一个传感器节点，其被配置成附接到所述表面，所述至少一个传感器节点进一步被配置成通过所述表面从所述集线器接收所述电力和所述数据信号，并将所述响应数据信号传输到所述表面中，其中，所述至少一个传感器节点由从所述集线器接收的所述电力供电，以生成传感器信息，所述传感器信息在所述响应数据信号内被传输回所述集线器。2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述集线器进一步被配置成在将所述电力和所述数据信号传输到所述表面之前，用所述数据信号调制所述电力。3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，所述电力是交流电。4.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，所述交流电电力大约为1.5毫瓦。5.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，所述至少一个传感器节点进一步被配置成解调所述电力以获得所述数据信号。6.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述集线器进一步包括储存电能的一个或多个电源，并且所述集线器被配置成将所述电能作为所述电力传输到所述至少一个传感器节点。7.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述至少一个传感器节点不包括化学能电源。8.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述至少一个传感器节点包括多个传感器节点，所述多个传感器节点的每个传感器节点包括多个应用特定传感器中的具有不同感测模态的应用特定传感器。9.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述至少一个传感器节点为热通量传感器、加速度计、心电图传感器、压力传感器、心率监测器、皮电反应传感器、汗液传感器、无创血压传感器、或血氧饱和监测器。10.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述至少一个传感器节点包括处理器，所述处理器被配置成处理所述数据信号，用以执行一个或多个应用特定算法。11.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述集线器包括存储器，所述存储器被配置成聚合来自所述至少一个传感器节点的传感器信息。12.根据权利要求11所述的传感器系统，其中，所述集线器进一步被配置成与离体计算机设备通信，所述离体计算机设备用于所述传感器信息的处理和/或存储。13.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述集线器包括至少一个电触点，用以将所述电力和所述数据信号传输到所述表面。14.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：米兰·拉杰，布莱恩·麦克格兰，杰弗里·莫德尔，霍伊张·史蒂夫·孙，亚历山大·J·奥劳尼斯，瓦莱里·苏珊·汉森，
申请(专利权)人：MC一零股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US