用于连接设备以使得能够在设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于连接系统中的设备以使得能够在所述设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元，所述系统尤其是患者监测系统。所提出的线缆单元包括线缆(510)以及被布置在所述线缆的每个端部处的连接器(520、530)，所述连接器包括数据发送单元(522、532)和磁性耦合单元(521、531)，所述数据发送单元用于将数据发送到具有配对连接器的设备和/或从具有配对连接器的设备接收数据，所述磁性耦合单元用于通过使用电感耦合将功率发送到所述系统的具有配对连接器的另一设备和/或从所述另一设备接收功率。

Cable unit for connecting devices so that data and / or power can be exchanged wirelessly between devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于连接设备以使得能够在设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元
本专利技术涉及一种用于连接系统中的设备以使得能够在所述设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元，所述系统尤其是患者监测系统。
技术介绍
一般来说，设备的无线充电或供电是一种方便用户的既定技术。无线供电也能够用于恶劣的环境中，其中，当使用电流触点时，腐蚀或潮湿可能危及功能或安全。有诸如Qi、PMA、Rezense、WiPower的多种用于无线供电的标准，并且市场发展迅速。这些技术主要用于为电池供电的设备(例如，移动电话、平板电脑等)充电。对多个设备的充电是可能的。例如在Qi标准中，具有许多较小线圈的电源板是可用的，但是这些设备需要被精确定位为(在水平面中)彼此邻近。高端患者监测正在从其在重症监护室(ICU、OR)中的传统应用扩展到诸如普通病房、医院到家庭、相关的初级护理等较低敏锐度环境。现有的高端产品的成功归因于整个产品线上的测量质量、其模块化、整体系统连接性、用户接口及其一致性(向后兼容)。与此同时，价值细分市场正在迅速扩展，以迎合其中低成本是主要考虑因素的新兴国家和较低敏锐度环境。在这些市场中，可能会对模块化、连接性和(有时)测量质量做出妥协。在生活方式和运动领域中，也越来越多地使用生理测量结果(例如，心率、呼吸速率、SpO2)。在所述的新的应用空间中，可穿戴(无绳)传感器、小型化和低功率是必要的。所有这些细分的基本要求都是一样的，即，与非妥协的患者电气安全相比有出色的测量质量。患者电气安全严格按照IEC60601标准进行管理，并且在最差情况下(直接连接到心脏)指示最大泄漏电流为10μA，接地间隔为4kV，每次测量之间的间隔为1.5kV。另外，患者监测器必须能够承受由除颤器引起的高差分电压和来自手术刀的大RF电压。常规的隔离和保护概念是基于感应功率耦合器(变压器)和光学数据耦合器以用于数据传送，然后在PCB与连接器引脚之间保持足够的爬电和间隙。US6819013B2公开了一种用于患者连接设备的电隔离的组合功率与信号耦合器。插接站和能够与插接站插接的便携式设备均包括功率耦合器和电隔离的数据换能器。各自的功率耦合器包括磁导元件以及印刷电路板，该磁导元件包括中心极和外周极，该印刷电路板具有开口，中心极穿过该开口伸出。印刷电路板包括围绕中心极开口的绕组，该绕组包括插接站中的初级绕组和便携式设备中的次级绕组。当便携式设备与插接站插接时，便携式设备中的磁导元件和插接站中的磁导元件被布置为形成磁回路，并且便携式设备中的数据换能器以及插接站中的数据换能器被布置为交换数据。US2013/046197A1公开了一种包括处理器、电池充电模块、存储设备以及一个或多个端口的插接装置，该插接装置被配置为与患者监测单元耦合。每个患者监测单元能用于监测患者的至少一个生理参数。电池充电模块通过端口向患者监测单元充电。存储设备存储通过端口从患者监测单元接收到的数据。处理器通过端口将更新发送给患者监测单元。端口可以包括接收来自患者监测单元的线缆的插头的插座。插接设备可以包括与对应的患者监测单元相关联的多个分离的插接壳体。这些插接壳体以菊链方式接合在一起。插接设备还可以包括在单个壳体中的多个插接凹槽，其中，每个插接凹槽与对应的患者监测单元相关联。MarkCantrell：“DigitalIsolatorSimplifiesUSBIsolationinMedicalandIndustrialApplications”(AnalogDialogue43-06，2009年6月，XP055052417，www.analog.com/analogdialogue)公开了利用USB来施加隔离的各种方式，例如，隔离的线缆接口包括支持低速和全速USBD+和D－线的直接隔离的芯片级设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于连接系统中的设备以使得能够在所述设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元，所述线缆单元能够被无缝地集成到设备的系统中，使得在各种场景和环境中的所述系统内的工作流程更容易，并且保证数据和功率的一致性交换。在本专利技术的一个方面中，提出了一种用于连接系统中的设备以使得能够在所述设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元，所述系统尤其是患者监测系统，所述线缆单元包括：-线缆；以及-连接器，其被布置在所述线缆的每个端部处，所述连接器包括数据发送单元和磁性耦合单元，所述数据发送单元用于将数据发送到具有配对连接器的设备和/或从具有配对连接器的设备接收数据，所述磁性耦合单元用于通过使用电感耦合将功率发送到所述系统的具有配对连接器的另一设备和/或从所述另一设备接收功率。在从属权利要求中定义了本专利技术的优选实施例。无线测量，例如在临床环境中，通常越来越重要。然而，常规的无线数据和电池供电的监测设备在高敏锐度(OR、ICU)环境中不可靠且不安全。另外，无线发送的数据和功率的一致性和完整性也是需要解决的重要问题。另外，可用的无线电频谱容量有限，尤其是在像医院这样的拥挤区域中，线缆杂波仍然是有线传感器的一个重要缺陷。总之，强烈需要一种用于数据和功率的可靠的有线连接技术，这种连接技术普遍适用于所有患者监护环境，并且通常能够用于系统的设备之间的数据和功率的发送。本专利技术基于这样的思想：即，提供一种线缆单元(也被称为耦合线缆，其利用非接触式和无绳连接器方法(例如通过使用RF发送)以用于感应式功率发送和数据发送。该线缆单元形成用于(双向)数据和功率信号的保护管道，对磁功率和数据的信号衰减很小，并且提供对外部和内部的串扰和干扰的屏蔽。所提出的线缆单元的益处在于它保持了系统的其他设备也使用的连接技术，以使得能够使用相同的数据链路和相同的供电对系统内的所有设备和模块进行灵活且任意的耦合。通常，线缆单元不是依赖于无线电标准的。它能够用于BT、BT-LE、Wi-Fi、Ant等。能够为任何需要的频带优化带宽，例如，430MHz、2.4GHz和/或5GHz的应用。有保证的功率传输和高度完整的数据链路提供一致的测量功能。另外，通过屏蔽和发送功率减小来实现RF频谱的占用减少(在使用RF数据发送的情况下，如在实施例中所提出的)，这是如医院和家庭等拥挤区中的重要特征。又另外，能够进行有线应用与无线应用之间的无缝转换，即，只有在真正需要时才使用有线单元，并且能够在整个架构上使用相同的有线单元。不提供电流触点，使得线缆单元由此易于清洁且易于更换。还可以提供额外的电流隔离。所提出的方法的优点是非接触式功率传输避免了对电流触点的需要并且提供了隐式电流隔离。另外，由于通过磁性耦合与系统的其他设备共同接口连接，因此能够安装简单的工作流程，即，所有设备优选使用相同(机械和电气)接口。在实施例中，所述线缆单元还包括：第二连接器(或者甚至更多的连接器)，其被布置在所述线缆的至少一个端部处，用于同时向两个设备发送数据和/或从两个设备接收数据，并且/或者用于同时向两个设备发送功率和/从两个设备接收功率。这允许连接两个或更多个这样的线缆单元并且使用这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连接系统中的设备以使得能够在所述设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元，所述线缆单元包括：/n-线缆(510)；以及/n-连接器(520、530)，其被布置在所述线缆的每个端部处，所述连接器包括数据发送单元(522、532)和磁性耦合单元(521、531)，所述数据发送单元用于将数据发送到具有配对连接器的设备和/或从具有配对连接器的设备接收数据，所述磁性耦合单元用于通过使用电感耦合将功率发送到所述系统的具有配对连接器的另一设备和/或从所述另一设备接收功率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20150903 EP 15183596.41.一种用于连接系统中的设备以使得能够在所述设备之间无线交换数据和/或功率的线缆单元，所述线缆单元包括：
-线缆(510)；以及
-连接器(520、530)，其被布置在所述线缆的每个端部处，所述连接器包括数据发送单元(522、532)和磁性耦合单元(521、531)，所述数据发送单元用于将数据发送到具有配对连接器的设备和/或从具有配对连接器的设备接收数据，所述磁性耦合单元用于通过使用电感耦合将功率发送到所述系统的具有配对连接器的另一设备和/或从所述另一设备接收功率。


2.根据权利要求1所述的线缆单元，
还包括：第二连接器(540、550)，其被布置在所述线缆的至少一个端部处，用于同时向两个设备发送数据和/或从两个设备接收数据，并且/或者用于同时向两个设备发送功率和/或从两个设备接收功率。


3.根据权利要求1所述的线缆单元，
还包括：密封壳体(523、533)，其被布置在所述线缆的每个端部处，被布置在所述线缆的各自的端部处的一个或多个所述连接器被布置在所述密封壳体中。


4.根据权利要求3所述的线缆单元，
其中，所述密封壳体(523、533)被配置为允许将所述线缆单元堆叠到具有配对连接器的其他设备。


5.根据权利要求1所述的线缆单元，
还包括：电子电路(501)，其用于对接收到的数据进行数据处理、转换和/或存储。


6.根据权利要求1所述的线缆单元，还包括：
-检测单元(273)，其用于检测所述磁性耦合单元与另一设备的磁性耦合单元之间的磁性耦合的强度，以及
-控制单元(274)，其用于在检测到的磁性耦合高于第一阈值并且/或者检测到的磁性耦合的增加高于第二阈值的情况下将所述数据发送单元切换到低功率模式中并且/或者启用所述磁性耦合单元，并且在检测到的磁性耦合低于第三阈值并且/或者检测到的磁性耦合的降低高于第四阈值的情况下将所述数据发送单元切换到高功率模式中并且/或者禁用所述磁性耦合单元。


7.根据权利要求1所述的线缆单元，
其中，所述数据发送单元(522、532)被配置用于通过使用RF发送、光学发送、电容耦合或近场通信来发送数据。


8.根据权利要求1所述的线缆单元，
其中，所述连接器还包括载体(202)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·H·M·卡尔曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL