CN104350761A - 测量设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种测量设备和用于所述测量设备的通信方法。所述测量设备适于与采用双向通信协议的监测设备进行通信。所述测量设备适于以单向通信模式来操作使得其发射消息，而不考虑被发射到所述测量设备的响应消息。

Description

测量设备

技术领域

本发明涉及一种测量设备，并且更具体地涉及一种用于与监测单元进行通信的测量设备。

背景技术

感测和测量设备(例如，血糖仪、心率监测器、脉搏血氧仪、计步器等)被广泛用于医疗保健和患者监测。为了使监测对于患者不唐突并且最大化患者移动性，测量设备日益成为小型嵌入式的、电池供电的、甚至体佩的设备。也已知它们采用无线通信以连接到中央聚合器或监测单元(例如，PC、笔记本电脑、蜂窝电话、网关、集线器等)。

对测量设备的功率消耗的减少已经成为重要的考虑，并且这主要是由于小型因素限制电池容量。

为了减少无线通信任务的功率消耗，各种各样的低功耗短距离无线电技术和标准是可用的(例如，IEEE 802.15.4、低功耗蓝牙、ANT+、WiFi等)。所有这些技术的共同原理是要应用占空比，即，以最小化无线电的所有不必要的活动。对于媒体访问控制(MAC)层协议而言，这实质上转化成这样的目标：仅当存在要发射的数据时打开发射器并且仅当存在要接收的数据时开启接收器，即，以减少空闲监听。尤其地，当通常先验不知道何时要接收数据时，对空闲监听的减少是具有挑战性的。各种不同的MAC级别协议存在，其被设计有不同的策略以允许具有短的空闲监听周期的高效的媒体访问。

在健康和保健监测的领域中尤其适用的通信协议标准是全球的ISO/IEEE 11073个人健康设备(PHD)通信族的标准。在该族的标准内，ISO/IEEE 11073-20601定义了通用双向消息交换协议，该通用双向消息交换协议定义了在测量设备与监测单元之间通过在两个方向上(即，从测量设备到监测单元，并且从监测单元到测量设备)对消息的发射的通信。

双向消息传递/通信协议通常包括从监测单元发送到测量设备的以下两种种类的消息：

(i)从监测单元到测量设备的发送数据的请求；

(ii)从监测单元到测量设备的(例如，对由监测单元成功接收数据的确认的)响应。

这样的请求和响应引起空闲监听时间的增加，因为它们要求测量设备激活其接收器来监听对来自监测单元的请求和响应的接收。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种根据独立权利要求所述的测量设备。

根据本发明的实施例的测量设备可以以单向消息传递模式来操作使得其仅发射消息，而不考虑可以被发射到其的任何响应消息。

本发明的实施例因此实现了测量设备的功率消耗的减少，同时保持与采用双向通信协议(例如，ISO/IEEE 11073-20601)的监测单元的互操作性。

所述测量设备可以例如为血糖仪、心率监测器、脉搏血氧仪、计步器等，并且例如可以为采用无线通信方法以连接到诸如PC、笔记本电脑、蜂窝电话、网关、集线器等的监测单元的电池供电的体佩设备。

在本发明的实施例中，功率消耗通过消除监测单元将数据发送回测量设备的需要和/或通过消除测量设备使用接收器来监听对来自监测单元的请求和响应的接收的需要得以减少。根据本发明的测量设备可以因此以单向(即，“只发射”)通信模式被操作，同时保持与采用双向通信模式的监测单元的互操作性。这样的单向(只发射)通信模式使得能够关掉测量设备中的无线电接收器(或者甚至去除对测量设备中的无线电接收器的需要)，由此减少功率消耗。

附图说明

现将参考附图详细地描述本发明的范例，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的测量系统的图；

图2是由图1的实施例采用的通信方法的流程图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的实施例的测量系统10。测量系统包括测量设备12和监测单元14，测量设备12和监测单元14两者分别包括无线电收发器16和18。无线电收发器16和18适于经由无线通信链路15发送和接收消息(即，通信)。

监测单元14采用ISO/IEEE 11073-20601双向通信协议以用于通信。无线RF传输假设是类型3的，如ISO/IEEE 11073-20601内定义的。此外，假设测量设备12和监测单元14在传输级别上被配对并且做好应用层消息传递的准备。

由监测单元14采用的双向消息传递协议包括从监测单元发送到测量设备的以下种类的消息：

种类A：发送测量数据的请求；

种类B：发送测量数据上下文信息的请求；

种类C：改变协议状态的请求；

种类D：改变设备属性(例如，对时间的控制、对特定动作的激活等)的请求；

种类E：对成功接收由测量设备12发送的测量数据的确认的响应；

种类F：对成功接收由测量设备12发送的上下文信息的确认的响应；以及

种类G：对测量设备12改变协议状态的请求的响应。

以上协议成分是增加空闲监听时间的潜在源，因为它们要求测量单元14激活其接收器以监听对消息的接收。

在以上列表中，术语上下文信息意指由监测单元14需要以正确地解读由测量设备12发送的原始测量数据的信息。这样的上下文信息的一个范例是测量的单位。通常，上下文信息相当固定并且比生理参数的测量数据变化缓慢得多。例如，心率传感器通常在连接的持续时间期间以每分钟跳动次数(bpm)为单位发送心率值。上下文信息在连接的开始时从测量设备12被传达到监测单元14一次并且因此发射功率消耗被减少，因为上下文信息不需要随着每次测量被发射。

通常出于若干原因定义如以上描述的那些用于从监测单元通信回到测量设备的双向通信协议的元素。应用层确认被用来提高整体通信链路的可靠性。对测量设备的属性的控制能够例如被用来通过开始或停止测量报告过程来控制通信链路的数据流。请求测量设备的配置信息的可能性出于监管原因能够是重要的。协议状态信息的双向交换可以被用于保持通信链路的两侧上的协议状态机同步并且检测它们是否变得不同步，因此增加了从这样的情况中恢复的机会。

然而，发明人已经认识到从监测单元14发送到测量设备12的协议消息由于对用于接收协议消息的测量设备12的接收器的激活以及在空闲监听期间(因为测量设备12不知道监测单元14在哪个时间点发起对消息的发射)能够产生不必要的功率消耗。

发明人已经提出在测量设备12处采用单向消息传递协议从而减少功率消耗。

应指出，然而，在大量家庭健康和保健设备的可互操作的系统中，为单个设备的特定需要定制的专用消息传递协议的设计可能是不实际的。例如，监测单元通常需要与大量不同的设备一起操作并且常常由不同的制造商制造。发明人因此也已经认识到存在适应与采用诸如ISO/IEEE 11073PHD的传统双向通信标准的监测单元的通信的需要。

因此，在图1的实施例中，测量设备12的收发器16以单向通信模式(即，“只发射”模式)来操作使得其发射消息，而不考虑可以从监测单元14的收发器18被发射到测量设备12的任何响应消息。以这种方式，测量设备12可以避开对由测量单元14采用的双向协议的强制的和任选的协议元素的接收和/或通信。

通过举例的方式，现将参考图2的流程图20描述测量设备12与监测单元14之间的通信会话。

首先，在步骤22中，测量设备12从任选的协议元素中选择不需要消息从监测单元14到测量设备12的反馈的那些。

接下来，测量设备12自发地建立与监测单元14的连接(步骤24)。这里，测量设备12适机地使用之前未使用过的“配置标识符”(经由无线通信链路15)将“关联请求”消息发送到监测单元14。基于此，合理的假设是，监测单元14将不会识别测量设备12的配置并且其将回复“关联响应”消息，所述“关联响应”消息包括协议数据单元中指示对“关联请求”的接受的字段和指示测量设备配置对于检测单元是未知的另一字段。然而，测量设备12适于不监听“关联响应”消息，因此避免了对来自监测单元14的响应的接收。此外，测量设备12可以在“关联请求”消息中指示不能够从监测单元14接收“测量数据请求”消息。这能够通过在“关联请求”消息中设置特定字段来实现。

接下来，在步骤26中，测量设备12将所有配置信息和/或上下文信息以及与对测量数据的解读相关的所有其他信息(经由无线通信链路15)发射到监测单元14(步骤26)。这消除了监测单元14请求该数据的需要。

更详细地，测量设备12适机地经由无线通信链路15将“配置报告”消息发送到监测单元14。由测量设备12发送的该配置报告消息包含由监测单元14需要以用于稍后的对原始测量数据的接收的所有配置信息和上下文信息。假设监测设备12和测量单元14是可互操作的，假设监测单元14将回复“配置报告响应”消息，所述“配置报告响应”消息包括指示协议数据单元中对配置的接受的字段。然而，测量设备12适于不监听“配置报告响应”消息。

测量设备12还可以发射包含所有其设备属性的未确认的“事件报告”，所述设备属性包括认证和监管信息以及不支持时间设置功能的信息。这消除了监测单元14稍后请求这样的数据以及发送时间设置命令的需要。通过将“事件报告”标记为未确认的，监测单元14不将对成功接收的确认发送回。因此，避免了在测量设备12处对响应消息的接收。

在步骤28中，测量设备12应用适机消息传递策略。换言之，对于在监测单元14处激发响应的消息而言，由测量设备12预计默认响应，而不实际监听和接收来自监测单元的这样的响应。换言之，测量设备12基于其发射到监测单元14的信息来确定来自监测单元14的潜在响应。由测量设备12发射的一个或多个后续消息之后是基于所假设的响应(即，所确定的潜在响应)的。以这种方式，测量设备适于以单向通信模式来操作使得其发射消息，而不考虑从监测单元14发射到测量设备12的实际响应消息。

在步骤28中对(潜在的多个)信息消息的发射后，可能需要发射具有更新的配置和/或上下文信息的消息。因此，这在步骤29中被核查，并且如果需要发射更新的配置和/或上下文信息，则方法返回到步骤26。

在已经消逝预定量的时间后，在步骤29处确定要被终止的通信链路。因此，测量设备12之后通过发送“关联终止”消息来终止与监测单元14的通信链路(步骤30)。这解决了测量设备12与监测单元14的状态机已经变得不同步的可能性。也应指出，终止通信的步骤消除了测量设备12监听可以由监测单元14发送的潜在的“关联释放”消息或“关联终止”消息的需要。

如果需要与监测单元14的进一步的通信，则测量设备12随后重新发起与监测单元14的通信连接(步骤24)从而重置通信链路。能够重复步骤24、26、28和30以继续测量发射。

如果在步骤30中终止连接后不需要与监测单元14的进一步的通信，则结束通信会话(步骤32)。

应理解，以上描述的实施例避免了从监测单元14发送的协议消息并且也废除了监听从监测单元14发送的潜在协议消息的需要。

因此，本发明在协议级别上实现了单向只发射模式。因为测量设备12适于不接收或不监听来自监测单元14的任何消息，所以能够实现空闲监听时间和/或活动监听时间的显著减少。这转而能够显著减少测量设备12的功率消耗，同时仍使得测量设备12能够与利用双向协议的监测单元14互操作。

在协议消息的发射之间，测量设备12的发射器单元能够进入睡眠模式以用于进一步功率消耗减少。本发明的实施例可以适于具有严格的功率限制并且在由双向通信协议管控的环境中操作的射频(RF)使能的感测设备。

通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域的技术人员在实践所主张的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且，量词“一”或“一个”并不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求书中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的诸如光学存储介质或固态介质的适当的介质上，但是计算机程序也可以以其他的形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种测量设备，适于与采用双向通信协议的监测设备进行通信，

其中，所述测量设备适于以单向通信模式来操作，使得其发射消息而不考虑被发射到所述测量设备的响应消息。

2.如权利要求1所述的测量设备，还适于基于其发射的消息中的一个或多个来确定来自监测单元的潜在响应，并且基于所确定的潜在响应来发射一个或多个后续消息。

3.如权利要求1所述的测量设备，还适于在已经消逝预定的时间段后终止并且之后重新建立通信，从而重置与所述监测设备的通信链路。

4.如权利要求3所述的测量设备，还适于在重新建立通信之前修改所述测量设备的标识参数。

5.如权利要求1所述的测量设备，其中，所述测量设备是适于采用无线通信方法以发射消息的便携式电子设备。

6.如权利要求1所述的测量设备，其中，所述测量设备适于测量生理参数，并且其中，发射的消息包括与所测量的生理参数相关的信息。

7.一种测量系统，包括：据前述任一项权利要求所述的测量设备；以及采用双向通信协议的监测设备。

8.一种用于测量设备与采用双向通信协议的监测设备进行通信的通信方法，所述方法包括：

从所述测量设备发射消息，而不考虑被发射到所述测量设备的响应消息，从而以单向通信模式来操作所述测量设备。

9.如权利要求8所述的通信方法，其中，发射消息的所述步骤包括：

基于从所述测量设备发射的一个或多个消息来确定来自所述监测单元的潜在响应；并且

基于所确定的潜在响应来发射一个或多个后续消息。

10.如权利要求8所述的通信方法，还包括在已经消逝预定的时间段后终止并且之后重新建立通信从而重置与所述监测设备的通信链路的步骤。

11.如权利要求10所述的通信方法，还包括在重新建立通信之前修改所述测量设备的标识参数的步骤。

12.如权利要求8所述的通信方法，其中，所述测量设备是适于采用无线通信方法以发射消息的便携式电子设备。

13.如权利要求8所述的通信方法，其中，所述测量设备适于测量生理参数，并且其中，发射的消息包括与所测量的生理参数相关的信息。

14.一种计算机程序，包括适于当在计算机上运行所述程序时执行如权利要求8所述的全部步骤的计算机程序代码模块。

15.一种如权利要求14所述的计算机程序，其被实现在计算机可读介质上。