CN105188533B - 用于节能电气装置激活的系统、装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

提供了系统、装置以及方法，用于以不同的方式改变在体内分析物监测系统内的传感器控制装置的功率状态，例如，通过使用外部刺激(光、磁)和RF传输。

Description

用于节能电气装置激活的系统、装置以及方法
技术领域
在本文中描述的主题总体上涉及通过有效的方式改变电气装置的功耗的状态，例如，在分析物监测环境内。
背景技术
检测和/或监测分析物水平(例如，葡萄糖、酮、乳酸盐、氧、血红蛋白A1C等)，对于具有糖尿病的人的健康极其重要。糖尿病患者通常监测其葡萄糖水平，以确保维持在临床安全范围内，并且还可以使用这个信息来确定是否需要胰岛素来降低在其体内的葡萄糖水平和/或所需要的时间，或者需要额外的葡萄糖来提高在其体内的葡萄糖水平的时间。
越来越多的临床数据表明在葡萄糖监测的频率与血糖控制之间有强烈的相关性。即使具有这种相关性，由于包括方便性、测试的自由裁量权、葡萄糖测试带来的痛苦以及成本的因素的组合，所以被诊断患有糖尿病的很多个体没有尽可能频繁地监测其葡萄糖水平。由于这些和其他原因，所以需要改进的分析物监测系统、装置以及方法。
发明内容
开发了多个系统，用于自动监测用户的体液内(例如，血液、间质液(“ISF”)、皮肤津液(dermal fluid)内)或者其他生物津液的分析物(如葡萄糖)。这些系统中的一些包括传感器，其可以至少部分地例如，经皮地、皮下地或者皮肤地位于用户的“体内”，以与用户的体液接触并且感测包含在其内的分析物水平。这些系统因此称为体内分析物监测系统。
传感器通常是传感器控制装置，其位于用户的身体上(或身体内)并且包含使得能够进行分析物感测和控制分析物感测的电子设备和电源。仅举几例，传感器控制装置及其变形可以称为“传感器控制单元”、“体上电子”装置或单元、“体上”装置或单元、或“传感器数据通信”装置或单元。
通过传感器控制装置感测的分析物数据可以传送给单独装置，该装置可以通过很多形式处理该感测的分析物数据和/或向用户显示该感测的分析物数据。仅举几例，这个装置及其变形可以称为“读取器装置”(或者简称为“读取器”)、手持式电子设备(或手持设备)、“便携式数据处理”装置或单元、“数据接收器”、“接收器”装置或单元(或简称为接收器)、或“远程”装置或单元。读取器装置可以是专用装置、智能电话、平板电脑、可佩戴电子设备(例如，智能眼镜装置)等。
体内分析物监测系统可以基于在读取器装置与传感器控制装置之间传送数据的方式广泛地分类。一种体内系统是“分析物持续监测”系统(或“葡萄糖持续监测”系统)，其中，数据可以从传感器控制装置连续地播送给读取器装置而没有提示，例如，根据广播计划，通过自动的方式。另一种体内系统是“闪光分析物监测(Flash Analyte Monitoring)”系统(或“闪光葡萄糖监测”系统或者简称为“闪光”系统)，其中，数据可以响应于读取器装置的数据扫描或请求而从传感器控制装置传输，例如，通过近场通信(NFC)或射频识别(RFID)协议。
在本文中提供了系统、装置以及方法的多个示例性实施方式，其允许装置(例如，传感器控制装置)的功耗的状态(或模式)通过节能的方式改变。例如，功耗的状态的改变可以包括从低功率状态(例如，断电)变成更高的功率状态(例如，通电)。在某些情况下，这个状态变化称为“激活”，并且例如，在传感器控制装置首先由佩戴者投入使用时被采用。为了容易说明，本文中描述的多个实施方式将涉及传感器控制装置的功率状态的变化，尽管这些实施方式并不限于此。
在某些实施方式中，激活传感器设置有传感器控制装置，并且激活传感器的操作引起激活内部电子设备。激活传感器可以是光学激活传感器，该光学激活传感器在暴露于环境可见光或另一个光源时产生响应。暴露于光(或某个其他触发物，诸如磁场)和随后的激活可以在将装置应用于用户的身体之前(例如，在拆开施放器组件期间)完成。光学激活传感器可以是传感器控制装置的激活电路的一部分。在暴露于光时，可以以光学可激活开关的形式的光学激活传感器可以使激活电路启动机载处理器。处理器进而在传感器控制装置的使用持续时间期间或者在装置的电源的寿命期间可以将内部电子设备保持在激活状态中。电子设备的启动的验证可以由用户或者由系统自动执行，例如，通过在读取器装置上向用户生成消息或其他指示。还提供了通过传感器控制激活传感器(例如，光学传感器)制造传感器控制装置的方法。
在其他实施方式中，传感器控制装置能够使用在无线通信协议之上的传输，以改变功率状态，或者识别何时应实现这样的变化。
例如，第二控制装置能够根据蓝牙低能量(BTLE)协议发送和接收通信。在某些实施方式中，在以第一功率状态(例如，低功率状态，例如，断电或停用状态、储存状态或睡眠状态)操作时，传感器控制装置可以从读取器装置接收这样的无线通信，并且识别到其是BTLE广告序列或者该序列的一部分(或者是单个广告消息)。可以通过硬件或软件进行识别。在进行该识别时，传感器控制装置可以变成第二更高的功率状态(例如，比第一功率状态功耗更大的状态，例如，通电或激活状态或者唤醒状态)。在某些实施方式中，传感器控制装置可以识别到广告序列，无需首先解调通信。
在一些实施方式中，在第二功率状态中时，传感器控制装置从读取器装置中接收第二或后续广告序列。传感器控制装置可以解调第二广告序列并且确定是否包含激活请求消息，并且如果包含的话，那么将确认响应传输给读取器装置。如果解调的通信不包含激活请求消息，那么传感器控制装置的状态可以变回第一功率状态。在一些实施方式中，第一功率模式是睡眠(或储存)模式，并且第二功率模式是正常操作模式。
还提供了上述实施方式的多个变化。例如，广告序列可以包括通过预定的时间间隔传输的一系列广告数据包。广告序列可以包括可连接的定向广告数据包型、可连接的未定向广告数据包型、不可连接的未定向广告数据包型、或可扫描的未定向广告数据包型，这些类型均可以是激活请求消息。
在另外其他实施方式中，连续射频(RF)通信可以用于给，如传感器控制装置，供应功率。传感器控制装置可以处于低功率状态(例如，关机或停用模式、储存模式或睡眠模式)中，其中，不供应完全操作功率。传感器控制装置可以使用接收的无线通信的功率来促使局部电源开始供应操作功率，从而将传感器控制装置过渡到更高的功率状态(例如，正常、唤醒或激活的操作状态)。在很多这种实施方式中，虽然还可以使用其他协议，但是根据近场通信(NFC)协议，发送和接收无线通信。
还描述了自适应实施方式，其中，传感器控制装置的功率模式由读取器装置直接或间接监测，并且连续的无线通信的数量、类型、间隔或功率中的一个或多个由读取器装置调整，直到供应充足的功率，以使传感器控制装置能够过渡到更高的功率模式。在读取器装置具有智能电话的形式时，在本文中描述的实施方式特别合适。
在检查下面的示图和详细描述时，对于本领域的技术人员，在本文中描述的主题的其他系统、装置、方法、特征以及优点即将或者即将变得显而易见。其目的在于，所有这种额外的系统、装置、方法、特征以及优点包含在本说明书内，在本文中描述的主题的范围内，并且受到所附权利要求的保护。如果在权利要求中没有明确叙述那些特征，那么示例性实施方式的特征决不应理解为限制所附权利要求。
附图说明
通过研究附图，在本文中提出的主题的细节在结构和操作方面都显而易见，其中，相似的参考数字表示相似的部件。在图中的部件不必按比例绘出，而是重点示出本主题的原理。而且，所有说明旨在传达概念，其中，可以示例性(而非照字面地或者精确地)示出相对尺寸、形状以及其他详细属性。
图1是描述用于实时分析物(例如，葡萄糖)测量、数据采集和/或处理的分析物监测系统的一个示例性实施方式的高级图；
图2A是描述被配置为智能电话的读取器装置的一个示例性实施方式的方框图；
图2B-C是描述传感器控制装置的示例性实施方式的方框图；
图3是描述具有基于光学的激活电路的传感器电子设备的一个示例性实施方式的方框示意图；
图4是描述使用具有光学传感器的分析物监测系统的方法的一个示例性实施方式的流程图；
图5A-I是在执行使用具有光学传感器的分析物监测系统的方法的一个示例性实施方式时的步骤的示图；
图6A是施放器的一个示例性实施方式的分解图；
图6B是用于传感器组件的容器的一个示例性实施方式的分解图；
图7是描述具有基于磁性的激活电路的传感器电子设备的一个示例性实施方式的方框示意图；
图8是描述使用具有磁传感器的分析物监测系统的方法的一个示例性实施方式的流程图；
图9A-D是传感器控制装置子组件的构造图；
图9E是整个传感器电子设备子组件的透视图；
图10A-D示出了图9E的共成型/二次成型实施方式的工艺；
图11A-C是用于图9E的组件的交替的组合式实施方式的组件和剖视图；
图12A-C是示出在产生准备使用的最终传感器控制装置时的粘合剂底布应用的组装图；
图13-14是描述用于在传感器控制装置与读取器装置之间建立通信的方法的示例性实施方式的方框图；
图15是描述传感器控制装置的另一个示例性实施方式的方框图；
图16是描述功率管理电路的一个示例性实施方式的方框图；
图17A-B是描述通过由读取器装置发送的连续RF通信给传感器控制装置供应功率的方法的一个示例性实施方式的流程图；
图18是描述读取器装置和传感器控制装置的功率电平以及在那些装置之间的各种通信和通信尝试的概念时间图；
图19是将功率自适应地供应给传感器控制装置的方法的一个示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
本主题不限于所描述的特定实施方式，这是因为这些仅仅是实例，并且当然可以变化。同样，在本文中使用的术语用于仅仅描述特定的实施方式，并且并非旨在进行限制，这是因为本公开的范围仅仅由所附权利要求限制。
在传统的分析物监测系统中，传感器控制装置具有小物理形式，使其能够由用户不明显地佩戴。这限制了装置的内部电子设备的尺寸和电源。如果传感器控制装置具有由传感器的长期可靠性支配的有限寿命(例如，14天)，那么该装置是一次性并且可以用另一个装置代替。尽可能减小每个装置的成本的愿望增加进一步压力，以尽可能减小电源的尺寸和使用的速率。因此，在设计过程中，尽可能减小传感器控制装置电子设备的功率要求以及软件操作那些电子设备的速率。
为此，通常在低功率模式中运送和储存传感器控制装置，其中，电源不给所有或大部分传感器电子设备供应操作功率。在一些实施方式中，仅仅无线通信电路活动，在消耗最少静态电流来收听激活RF信号的模式中操作。
在这个低功率模式中，通过尽可能减少从电源中泄露电流的方式或者其他方式，电源可以与内部电子设备(例如，通过将可移动的绝缘体放在装置的触点与电源之间)在电子上(例如，通过可控隔离电路)机械断开。一旦佩戴者准备开始使用传感器，电源就可以连接。
在本文中描述的很多实施方式提供技术，与传统技术相比，该技术用于改变(其中)具有更高的效率、成本以及更少的硬件和软件的传感器控制装置的功率状态。
在图1的示图中描述了在本文中描述的实施方式可以使用的体内分析物监测系统100的一个示例性实施方式。在此处，系统100包括传感器控制装置102和读取器装置120，其可以通过可以是单向或双向的局部无线通信路径(或链路)140彼此通信。通过链路140发送的通信包含具有帧格式(包括数据包)的数字消息，并且可以基于近场通信(NFC)协议(包括RFID协议)、蓝牙或蓝牙低能量(BTLE)协议、Wi-Fi协议、专有协议等。读取器装置120还能够通过通信路径(或链路)141和142与其他系统或装置(例如，计算机系统170(例如，用于网站的服务器、个人电脑、平板电脑等)或基于云的储存器190)进行有线、无线或组合式通信。
任何版本的蓝牙可以用于通信链路140、141以及142。一个这种版本是蓝牙低能量(BTLE、BLE)，其也称为蓝牙SMART或现成的蓝牙SMART。在于2010年6月30日公布的版本4.0蓝牙规范中，描述了BTLE版本，其实际上通过引证结合于此。应注意的是，本领域的技术人员会容易识别到，在本文中描述的实施方式可以供后续迭代的蓝牙协议使用，或者供通过与在本文中描述的蓝牙协议相似的方式操作的新协议使用，无论截至这个提交时间是否存在那些协议。
使用BTLE通信(或其他低能量无线标准)，允许减少能量使用，这在传感器控制装置102与读取器装置120之间通过链路140执行数据传输时尤其重要。这反过来允许减小在传感器控制装置102内的电池尺寸或者延长电池寿命(或其组合)。
使用低能量无线通信协议，可以允许相应的通信接口具有(例如)更低的占空比(即，更小频率的活动操作，其消耗更少的电池功率)、更短的使用周期、或其任何组合。除了BTLE以外，还可以使用Wi-Fi、蜂窝、Zigbee以及自定义协议，来代替或者加入链路140、141以及142的BTLE。然而，这些其他协议通常需要比BTLE更多的能量，不广泛地整合到智能电话或平板电脑内，或者未批准全球使用。如今并且对于可预见的未来，给客户提供具有蓝牙功能的智能电话、平板电脑以及其他便携式计算装置，这是因为该族协议广泛地被视为对于在如平板电脑与平板电脑的外围设备(例如，无线耳机、鼠标、键盘等)之间实现极为贴近的通信最方便。
在美国专利申请公开号2011/0213225('225公布)中描述了传感器控制装置102与读取器装置120以及适用于在本文中陈述的系统、装置以及方法实施方式的基于体内的分析物监测系统的其他部件的其他实施方式，该专利的全文实际上通过引证结合于此。
传感器控制装置102可以包括外壳103，其包含体内分析物监测电路和电源(在图2B-C中显示)。体内分析物监测电路与分析物传感器104电气耦接，该传感器延伸穿过贴片105并且远离外壳103投射。粘合层(未示出)可以放在用于连接至用户身体的皮肤表面的贴片105的基底。除了粘合剂或者代替粘合剂，可以使用与身体连接的其他形式。传感器104适于至少部分插入用户的身体内，其中，可以与用户的体液进行接触，并且一旦激活，就供体内分析物监测电路使用，以测量和收集用户的分析物相关的数据。通常，传感器控制装置102及其部件可以在包含的'225公布中描述的一个或多个步骤中或者通过任何其他期望的方式，通过机械施放器150应用于身体中。
在激活之后，传感器控制装置102可以将收集的分析物数据(例如，对应于监测的分析物水平的数据和/或监测的温度数据和/或储存的历史分析物相关数据)无线传送给读取器装置120，其中，在某些实施方式中，可以在算法上处理成表示用户的分析物水平的数据，然后，向用户显示和/或另外包含在糖尿病监测体系内。
如图1中所示，读取器装置120包括用于将信息输出给用户和/或接受用户的输入(例如，如果配置为触摸屏)的显示器122以及一个可选的用户界面部件121(或更多)，例如，按钮、激活器、触敏开关、电容开关、压敏开关、调节手轮等。读取器装置120还可以包括一个或多个数据通信端口123，用于与外部装置有线数据通信，例如，计算机系统170(下面描述的)。读取器装置120还可以包括体内分析物仪表，包括体内测试条端口(未示出)，用于接收体内分析物测试条，用于执行体内分析物测量。
计算机系统170可以由用户或者医疗技术人员用于显示和/或分析具有信息学软件程序的收集的分析物数据。计算机系统170可以是个人电脑、服务器终端、膝上型电脑、平板电脑或其他合适的数据处理装置，并且可以是(或者包括)软件，用于数据管理和分析并且与在分析物监测系统100内的部件通信。
在系统100内的数据的处理和软件的执行可以由读取器装置120、计算机系统170和/或传感器控制装置102的一个或多个处理器执行。例如，由传感器104测量的原始数据可以在算法上处理成表示分析物水平并且容易适于向用户显示的值，并且这可以发生在传感器控制装置102内，或者在从传感器控制装置102中接收原始数据之后，可以发生在读取器装置120或计算机系统170内。可以在位于传感器控制装置102、读取器装置120或计算机系统170中的任一个上的任何显示器上，通过上面描述的任何方式(相对于显示器122)显示从原始数据中获得的这个和任何其他信息。用户可以使用该信息来确定任何需要的纠正措施，以确保分析物水平依然在可接受和/或临床安全的范围内。
如上所述，读取器装置120可以是移动通信装置，例如，Wi-Fi或互联网启用的智能电话、平板电脑或个人数字助理(PDA)。智能电话的实例可以包括但不限于基于WINDOWS操作系统、ANDROID操作系统、IPHONE操作系统、PALM WEBOS、BLACKBERRY操作系统、或SYMBIAN操作系统的那些电话，具有数据网络连接性功能，用于通过互联网连接和/或局域网(LAN)进行数据通信。
读取器装置120还可以配置为移动智能可穿戴式电子设备组件，例如，佩戴在用户眼睛之上或者附近(例如，一个或多个眼镜，例如，谷歌眼镜)的光学组件。这个光学组件可以具有透明显示器，其向用户显示关于用户的分析物水平(如在本文中所述)的信息，同时允许用户通过显示器观看，以便最小程度上阻碍用户的全局视觉。光学组件能够无线通信，与智能电话相似。可穿戴式电子设备的其他实例包括在用户的手腕(例如，手表等)、颈部(例如，项链等)、头部(例如，头带、帽子等)、胸部等周围或附近佩戴的装置。
图2A是具有智能电话的形式的读取器装置120的一个示例性实施方式的方框图。在此处，读取器装置120包括输入部件121、显示器122以及处理硬件206，其可以包括一个或多个处理器、微处理器、控制器和/或微控制器，其中的每个可以是离散芯片或分布在(以及一部分)多个不同的芯片之间。处理硬件206包括具有机载存储器203的通信处理器202以及具有机载存储器205的应用处理器204。读取器装置120进一步包括：RF收发器208，其与RF天线209耦接；存储器210；NFC通信电路207，其与天线217耦接；蓝牙通信电路219，其与天线220耦接；具有一个或多个相关联的天线214的多功能电路212；电源216；以及功率管理电路218。图2A是智能电话的内部部件的缩写表示，并且当然可以包括其他硬件和功能(例如，编解码器、驱动器、胶合逻辑等)。
通信处理器202可以与RF收发器208接合，并且执行模数转换、编码和解码、数字信号处理以及其他功能，其促进将声音、视频以及数据信号转换成适于提供给RF收发器208的格式(例如，同相和正交)，然后，该收发器可以无线传输信号。通信处理器202还可以与RF收发器208接合，以执行接收无线传输并且将其转换成数字数据、声音以及视频所需要的反向功能。
应用处理器204可以适于执行操作系统以及任何软件应用，该软件应用位于读取器装置120上，处理视频和图形，并且执行与通过RF天线209传输和接收的通信的处理不相关的那些其他功能，例如，NFC或蓝牙通信的处理和格式化。多个应用可以在任何时候在读取器装置120上运行，并且除了其他通常使用的应用(例如，电子邮件、日历等)以外，还通常包括与糖尿病监测体系相关的一个或多个应用。
存储器210可以由存在于读取器装置120内的各种功能单元中的一个或多个共享，或者可以分布在其中的两个或多个之间(例如，作为存在于不同芯片内的单独存储器)。存储器210还可以是其自己的单独芯片。存储器210是永久性的，并且可以是易失性(例如，RAM等)和/或非易失性存储器(例如，ROM、闪速存储器、F-RAM等)。
NFC通信电路207可以实现，作为一个多个芯片和/或部件，其执行控制器功能(例如，水平和数据模式检测、成帧等)、模数转换(ADC和DAC)、以及与天线217模拟接合(例如，NFC通信的调制和解调)。电路207可以包括压控振荡器(VCO)、锁相环(PLL)电路、用于发送通信的功率放大器、以及用于波形成形的相关联的滤波器。天线217可以实现，作为通常用于NFC平台的回路电感器。
通常，蓝牙通信电路219可以实现，作为一个多个芯片和/或部件，其执行控制器功能(例如，水平和数据模式检测、成帧等)、模数转换(ADC和DAC)、以及与天线220模拟接合(例如，调制和解调)。蓝牙通信电路219可以被配置为根据在本文中描述的任何蓝牙标准操作。电路219可以包括压控振荡器(VCO)、锁相环(PLL)电路、用于发送通信的功率放大器、以及用于波形成形的相关联的滤波器。
多功能电路212也可以实现，作为一个多个芯片和/或部件，包括通信电路，其执行处理其他局部无线通信(例如，Wi-Fi)并且确定读取器装置120(例如，全球定位系统(GPS)硬件)的地理位置等功能。一个或多个其他天线214根据需要与多功能电路212相关联。只要保持与传感器控制装置102通信的方式，读取器装置120就可以包括所有NFC通信电路207、蓝牙通信电路219以及多功能电路212，或者省略单独应用所需要的那些模块(以及相关联的天线)中的任何一个或多个。
电源216可以包括一个或多个电池，其可以是可充电式或者单次使用的一次性电池。功率管理电路218可以调节电池充电并且执行电力监测、提高功率、执行DC转换等。
与在图2A中描述的部件相似的结构和功能部件还可以通过其他形式存在于读取器装置120内(例如，作为专用装置、平板电脑、可穿戴式装置等)。在包含的临时申请号61/817,839和'225公布中，描述了被配置为专用装置的读取器装置120的额外实例。
图2B是具有分析物传感器104和传感器电子设备250(包括分析物监测电路)的传感器控制装置的一个示例性实施方式的方框图。虽然可以使用多个芯片，但是在此处，大部分传感器电子设备250包含在可以是自定义的专用集成电路(ASIC)的单个半导体芯片251上。在ASIC 251内显示了某些高级功能单元，包括模拟前端(AFE)252、功率管理(或控制)电路254、处理器256、以及用于在装置102与读取器装置120之间通信的通信电路258。在这个实施方式中，AFE 252和处理器256用作分析物监测电路，但是在其他实施方式中，任一个电路(或其一部分)可以执行分析物监测功能。处理器256可以包括一个或多个处理器、微处理器、控制器和/或微控制器。
永久性存储器253也包含在ASIC 251内，并且可以由存在于ASIC 251内的各种功能单元共享，或者可以分布在其中的两个或多个之间。存储器253可以是易失性和/或非易失性存储器。在这个实施方式中，ASIC 251与电源260(例如，钮扣电池)耦接。AFE 252与体内分析物传感器104接合，并且从中接收测量数据，限制数据信号，并且通过模拟形式将数据信号输出给处理器256，这反过来使用模数转换器(ADC)将数据转换成数字形式(未示出)，然后，处理数据，以得出最终结果分析物离散和趋势值等。
然后，将这个数据提供给通信电路258，用于通过天线261发送给读取器装置120，其中，可以执行进一步处理。根据与读取器装置120的所选择的通信方式，通信电路258可以根据在本文中描述的NFC、蓝牙以及Wi-Fi通信协议中的任一个或者任何其他期望的通信协议操作。例如，通信电路258可以包括与在图2A中描述的NFC通信电路207或蓝牙通信电路219的部件相似的功能和离散部件。
图2C与图2B相似，但是包括两个离散半导体芯片262和263，其可以共同或者单独封装。在此处，AFE 252存在于ASIC 262上。处理器256在芯片263上与功率管理电路254和通信电路258整合。在一个示例性实施方式中，AFE 252在一个芯片上与功率管理电路254和处理器256组合，而通信电路258处于单独芯片上。在另一个示例性实施方式中，AFE 252和通信电路258都在一个芯片上，并且处理器256和功率管理电路254在另一个芯片上。能够具有其他芯片组合，包括3个或多个芯片，每个芯片承担所描述的单独功能的责任或者共享自动防止故障冗余的一个或多个功能。
在传感器控制装置102内包含大部分或所有数据处理，允许读取器装置120对于用户主要或者完全显示器和接口装置。这可以提供管理监管批准系统100的优点，这是因为可以在传感器控制装置102上，而非在不受控制的数据处理装置(例如，市售智能电话)上，执行敏感葡萄糖计算和相关处理。通过传统的方式，在智能电话上安装软件应用(或“应用”)，没有任何硬件增加或修改，可以实现智能电话或其他相似的市售装置转换成适于与传感器控制装置102接合的读取器装置120。软件应用仅仅需要与在这个智能电话上的合适的通信电路(例如，207、219、212)接合，以接受和显示来自传感器控制装置102的最终结果数据(葡萄糖数据、趋势数据等)。
在传感器控制装置102内包含算术数据处理并且使用连续的无线传输协议，也可以提供允许传感器控制装置102容易与由第三方或其他制造商提供的产品接合的优点，例如，没有机载葡萄糖数据处理功能和/或算法的其他类型的医疗保健系统。第三方系统的实例包括葡萄糖持续监测系统、家庭健康监测系统、医院生命体征监测以及闭环系统(例如，人工胰腺)或胰岛素泵等。
然而，可以在传感器控制装置102(如前所述)、读取器装置120、计算机系统170或其任何组合内发生在本文中描述的数据处理功能。这可以包括确定用户的分析物或葡萄糖值、确定监测的分析物水平根据时间的变化或波动、确定随着时间的葡萄糖趋势、确定葡萄糖变化速率、警告情况的发生(例如，低血糖症或高血糖症、或即将发生低血糖症或高血糖症)、以及在本文中描述的任何其他数据处理功能(或者相对于在'225公布中的数据处理模块160)。
用于使用光能或磁能等外部刺激改变功率状态的示例性实施方式
如上所述，在完成制作工艺之后，可以具有更长的时间段，例如，在等待运送时，在“搁置”时，或者在等待客户或主体首次使用时，在这个时间段内，未使用系统100。在这个时间内，传感器控制装置102可以使用最少功能，以便延长机载电源260的寿命。传感器控制装置102可以处于低功率状态中，或者如果电源260与传感器电子设备250的剩余部分电气隔离，那么完全停用。在包含的临时申请号61/817,839中，描述了使用无线信号执行制造后初始化或激活的实施方式。以下实施方式可以自由地代替那些基于无线的实施方式。
图3是描述具有激活电路301的传感器电子设备250的一个示例性实施方式的方框示意图。在此处，激活电路301显示为插在电源260与传感器电子设备250的几个功能部件之间。具体而言，那些功能部件显示为功率管理电路254和处理器256，这两者都在图2B-C中分别描述为一个芯片实施方式(位于ASIC 251内)或者两个芯片实施方式(位于芯片263内)的部件。因此，在图3(以及后面的图7)中描述的实施方式适用于具有一个芯片、两个芯片或多个芯片的装置。
在这个实施方式中，激活电路301包括P型MOSFET(PMOS)302、N型MOSFET(NMOS)304、电阻器306、以及光学激活传感器308(在本文中也称为“光学传感器308”)，在这个实例中，该传感器是光学可激活开关308。电源206的正极终端与电阻器306的第一终端以及PMOS302的源节点耦接。PMOS 302的栅极节点与电阻器306的相反终端、NMOS304的漏极终端以及光学可激活开关308的第一终端耦接。PMOS 302的漏极节点与功率管理电路254耦接，并且NMOS 304的栅极节点与处理器256耦接。电源206的负极终端、光学可激活开关308的相反终端以及NMOS 304的源节点均与地面或参考节点312耦接。
光学可激活开关308是仅仅一种类型的光学传感器。光学可激活开关308可以是在光带(可见光)内入射辐射时从开路(或电流阻止状态)过渡到闭路(或电流通过状态)的任何装置。更大场的光学传感器可以包括对可见光的存在产生物理、热量或电气响应的任何装置。本领域的技术人员容易识别到，该响应应具有充分的幅度，以区分该响应和噪声或其他可忽略的响应。其他频带的射频可以用于激活开关，包括紫外线、红外线等。例如，光学可激活开关308可以是光电二极管或光电晶体管。在此处，光学可激活开关308显示为在接收充足的光学辐射310时从开路(例如，电流不能流动的低能量储存状态)过渡到闭路(即，电流可以流动的活动状态)的光电二极管。在很多实施方式中，激活开关308所需要的光学辐射310的量较低，以确保用户在合适的时间容易激活。
在接收充足量的辐射310时，光电二极管308允许电流流过电阻器306，该电阻器反过来促使在PMOS传输晶体管302上的栅偏置降低，从而允许电流从电源260中流入功率管理电路254中。功率管理电路254与处理器256通信，并且将一个或多个命令或信号提供给处理器256，以开始或启动，此时，处理器256可以执行使剩余的传感器电子设备250进入更高的功率状态内的传感器控制装置102的激活程序。
在本文中的光学、磁性以及其他实施方式中实现的本技术提供了优于传统的激活方法的显著优点。在美国专利公开2012/0078071(Bohm等人)中描述了一个这种方法，其中，处理器必须通过在低功率模式中保持清醒或者通过反复的方式(例如，每分钟)被唤醒来保持活动，以便监测传感器装置准备从储存或其他非活动模式中取出的中断信号(或其他指示符)。在处理器处于活动模式中的这些情况下，即使该模式是低功率模式或者仅仅在短时间间隔内发生，处理器运行并且通过更大的速率消耗来自电源的电流，从而耗尽电源的储存电荷并且减少传感器装置的保存期限。通过在本文中描述的实施方式，克服这个和其他缺点。
在某些实施方式中，微处理器256能够给NMOS传输晶体管304施加(并且保持)栅偏置电压，以便允许电流流过晶体管304，从而将PMOS302锁定在“打开”状态中。换言之，在改变装置102的功率状态之后，处理器256能够旁路光学传感器。因此，如果在光学传感器(例如，光电二极管308)上入射的光被中断，那么传感器电子设备250保持活动。
在很多实施方式中，光学可激活开关308通过较低的暗电流(例如，大约10毫微安(nA)或更小)操作，以便在储存期间，开关308不大幅影响电源260的寿命。
虽然相对于MOSFET装置描述了本实施方式，但是本领域的技术人员容易识别到，多个其他晶体管类型可以代替在此处描述的晶体管类型，同时实现相同的实际结果。而且，鉴于在本文中包含的公开内容以及在图3中描述的示意图，本领域的技术人员容易识别到多个其他电路设计，这些设计可以利用光学传感器308，来实现相同或相似的结果。功率管理电路254作为单独的功能部件可选地存在，这是因为这个功能可以嵌入处理器256内。
更进一步地，激活电路301的部件可以实现为“芯片上”或“芯片外”或其任何组合。(芯片上表示相应部件在一个或多个半导体模具上与所有其他部件的整合)。在此处，激活电路301的每个部件位于芯片上，除了位于芯片外的光学可激活开关308以外。光学可激活开关308放在芯片外，允许传感器电子设备250的总体包装设计具有灵活性，例如，通过允许将光学可激活开关308放在服从在期望的激活时间接收充足光的位置内。
只要光学传感器308依然与传感器电子设备250连通地耦接，以便允许激活那些电子设备，光学传感器308就可以位于传感器控制装置102的外壳内，位于传感器控制装置102的外表面上，或者位于与施放器耦接的位置内(稍后在部署传感器控制装置102时分离)。
图4是描述使用系统100的光学可激活实施方式的一个示例性方法400的流程图。结合图5A-G的顺序图，描述图4。在图5A中描述用户500，具有示例性应用站点502和504。在一些实施方式中，可以使用其他应用站点，并且可以可选地执行站点准备操作。在402(图4)中，用户200以打开传感器容器506开始，例如，在图5B中描述。容器506可以包括套管510，在这个实施方式中，该套管保持传感器本身以及插入尖头(或者在一些实施方式中，用于控制传感器本身的电子设备组件)。打开容器506，可以包括去除给容器内含物提供无菌密封的容器盖子508。
在404(图4)中，用户200打开施放器512，该施放器可以包括去除施放器盖子514(例如，端盖)，该盖子给施放器组件516的内部部分提供无菌密封，如图5C-D中所示。在这个实施方式中，传感器控制装置102的剩余部分(例如，传感器电子设备250和电源216)以及传感器控制装置102的总体外壳存在于(在此处掩盖)施放器组件516内。在容器506在一个组件内保持传感器电子设备250的实施方式中，然后，施放器组件516可以保持传感器本身以及插入尖头，作为另一个组件。分离这两个组件的一个原因在于，允许每个组件经受单独的灭菌工艺。
在一些实施方式中，容器506和施放器512可以首先包装为连接在一起，以简化包装和运送。因此，在那些实施方式中，在从套管510中去除盖子508并且分离可移动的端盖514和施放器组件516之前，在最初的打开步骤中，容器506和施放器512彼此分离。
在405(图4)中，用户500向环境光或灯泡、LED或其他光源露出传感器控制装置102，以便启动包含在传感器控制装置102内的光学传感器308(例如，光学可激活开关)。此时，传感器电子设备250激活，并且传感器控制装置102可以开始与读取器装置120通信。步骤405可以是积极步骤，例如，用户朝着光源在物理上引导光敏光学传感器308。步骤405还可以是在步骤404中去除施放器盖子的直接结果，在这种情况下，环境光可以直接传播到施放器组件516内，由图5D的虚线箭头描述，并且在配置(例如，在图12C中描述的配置)中撞击在光学传感器308上。在另一个实施方式中，光学传感器308可以由门、贴片、贴纸或其他不透明的结构覆盖，并且通过去除该门、贴片、贴纸或其他不透明的结构，暴露到必要量的光中。
在406(图4)中，验证传感器电子设备250的初始化或激活。这可以由传感器控制装置102或读取器装置120自动执行。例如，在一个实施方式中，成功初始化传感器电子设备250，能够将通信从传感器控制装置102中传输给读取器装置120，此时，读取器装置120可以向用户生成成功激活传感器电子设备250的指示或消息。在另一个实施方式中，传感器控制装置102生成向用户指示成功激活的视觉、听觉、振动或触觉输出。
接下来，在组件操作407(图4)中，施放器512插入容器506内，以将传感器组件和传感器电子设备组件合并或连接在一起，以形成传感器控制装置102和插入针或尖头。如图5E中所示，一旦相应的对准指示符518和520对准，就通过将施放器组件516紧紧地推入容器506内，以从容器506中检索传感器和尖头并且解开施放器组件516的导套，执行用户组件操作407的第一部分。然后，从容器506中通过传感器和尖头去除施放器组件516，如图5F中所示。
接下来，一旦用户选择应用部位，就执行传感器控制装置应用操作408(图4)。用户500将施放器组件516放在插入部位504的皮肤上，然后，应用不受控制的力量，以安装传感器控制装置102，如图5G中所示。手动推动施放器516，以通过用户的皮肤插入传感器本身的远端，并且将传感器控制装置102粘附至皮肤表面。尖头可以自动缩入施放器组件516内，用于处置，此时，可以从部位504中手动去除施放器组件516，如图5H中所示。
在一些实施方式中，用户500执行应用操作408，给施放器组件516施加不受控制的力量，其中，在沿着施放器组件516的纵轴的单个连续的推动运动中施加不受控制的力量，一旦开始，该运动就促使施放器组件516执行应用操作408，以便施放器组件516不停止操作，直到完成。施放器组件516可以被配置为将动作/听觉提示转发给用户500，以便响应于给施放器施加促使其触发的力量，上面列出的全部三个动作自动发生。
有利地，传感器控制装置102的粘合剂不与用户接触，直到施放器组件516完成向下运行。因此，甚至在施放器组件516放在皮肤上之后，可以根据需要尽可能多次移动到不同的位置，直到实际上执行应用操作408，并且这对设备或其他系统部件没有损害。在应用后阶段410中，在适当地处置之前的佩戴期间，使用传感器控制装置102监测用户的分析物水平。在图5I中描述了这种阶段的一个实例，其中，由传感器控制装置102的传感器检测的分析物水平可以通过读取器装置120在无线通信链路140上检索。在读取器装置的显示器122上显示了相关信息(例如，分析物水平趋势数据、图形等)。
步骤405(曝光)和406(初始化)在上面描述为在步骤407之前执行，然而，在一些实施方式中，步骤405和406在步骤407之后执行，并且在其他实施方式中，步骤405和406在步骤408之后执行。而且，步骤406可以在步骤405之后或者通过一个或多个中介步骤立即执行。
可以在包含的临时申请号61/817,839中找出关于在图4和5A-I中描述的方法步骤的额外细节。
在图6A和6B中，更详细地示出了在图5A-I中显示的施放器512、容器506以及相关联的部件。此外，下面详细描述多个其他变化。在其内部工作的范围内，这些替换实施方式可以不同地操作，但是没有关于用户活动的任何差异。
转向图6A，施放器512包括可移动的盖子514(一种盖子)和施放器组件516。可移动的盖子514可以通过互补螺纹606和606'固定至施放器组件516。端盖514适于施放器组件516，以产生用于施放器内部的无菌包装。因此，不需要额外包装来保持施放器组件516的内部的无菌。
在一些实施方式中，可移动的端盖514的端部(不可见)可以包括一个或多个开口，可以由无菌屏障材料(例如，DuPontTM)或其他合适的材料密封开口，以形成密封608。这种提供允许施放器512在关闭时通过密封608进行环氧乙烷(ETO)灭菌。在一些实施方式中，没有在可移动的盖子514内的开口，并且可移动的盖子514可以由无菌工艺-渗透性材料制成，以便在盖子514与其配合时，施放器组件516的内部可以灭菌，但是在暴露到无菌工艺中之后，保持盖子的内部无菌。在一些实施方式中，ETO灭菌与在传感器电子设备250内的电子设备兼容，并且与相关联的粘合贴片105兼容，电子设备和粘合贴片均可以可释放地保持在施放器组件516内，直到应用给用户。如图所示，施放器组件516包括包含整体形成的握紧功能外壳614以及平移护套或导套618。
参照图6B，容器506包括盖子508(例如，由可移动材料(如箔)制成)和套管510。在套管510内容纳干燥剂主体612和工作台或平台608。传感器组件610由传感器组件支架613卡扣配合或保持。传感器组件610还可以由平台608(例如，使用手指)卡扣配合或保持。由于盖子508密封，所以容器510可以经受伽马或辐射(例如，电子束)灭菌，这是包含在传感器组件610内的传感器的化学过程兼容的方法。与施放器512一样，容器506是其自身的无菌包装，以便不需要除了套管510和盖子508以外的额外包装，来保持套管的内部无菌。
除了激活的光学方式以外，其他类型的激活也可以供传感器控制装置102使用。一个这种实例是磁性激活。图7是描述被配置为磁性可激活的传感器电子设备250的一个示例性实施方式的方框示意图。在此处，激活电路701与在图3中描述的激活电路基本上相同(并且具有与在图3中描述的优点相同的优点)，除了使用磁性激活传感器702(在本文中也称为“磁传感器702”)代替光学可激活开关308以外，在这个实施方式中，该传感器是磁性可激活的开关。磁传感器702可以是响应于磁场704的存在产生可测量的输出的任何装置。磁性可激活开关702可以是在应用充分的磁场704时从关闭状态过渡到打开状态的任何开关或者在应用充分的磁场704时生成电流以便偏置在激活电路701内的传输晶体管的任何装置。图7示出了作为簧片开关的磁性可激活开关702，但是可以使用其他静态装置，例如，霍尔效应传感器等或其他动态装置。
在图7中的实施方式的操作与参照图3描述的操作基本上相同，除了(并非充足光的应用)充足磁场704的应用促使磁性可激活的开关702从打开状态过渡到关闭状态，允许电流流过晶体管306。通过使永久或时变磁铁接近磁性可激活的开关702，可以应用磁场704。例如，可以通过足以防止激活的距离，通过储存在激活组件516的包装内的永久磁铁，给用户提供系统100，直到用户使磁铁在物理上与开关702极为贴近。可替换地，可以在单独包装内提供磁铁，以此类推。
只要磁传感器702依然与传感器电子设备250连通地耦接，以便允许激活那些电子设备250，磁传感器702就可以位于传感器控制装置102的外壳内，位于传感器控制装置102的外表面上，或者位于与施放器512耦接的位置内。
图8是描述使用系统100的磁性可激活的实施方式的一个示例性方法800的流程图。在此处描述的很多步骤与在图4中描述的步骤相同，因此，不重复一些共同的细节。用户以在802中打开容器506并且在804中打开施放器512开始。在在802中打开容器506，可以包括去除盖子510，该盖子给容器内含物提供无菌密封。在804中打开施放器512，可以包括去除端盖514，该端盖给施放器组件516的内部部分提供无菌密封。
在805中，通过使传感器控制装置102和/或磁体彼此极为贴近，用户向磁场露出传感器控制装置102，以便启动包含在传感器控制装置102内的磁传感器702。此时，传感器电子设备110激活，并且传感器控制装置102可以开始与读取器装置120通信。应注意的是，步骤805可以是积极步骤，例如，用户在物理上使施放器512的磁敏区域朝着磁场的光源(反之亦然)，或者步骤805可以是去除施放器盖子514的直接结果，例如，通过去除由在盖子514内或上的磁铁供应的磁场，这反过来促使激活电子设备250。
在806中，验证传感器电子设备250的初始化或激活。这可以由在传感器控制装置102与读取器装置120之间的通信自动执行。例如，在一个实施方式中，成功初始化传感器电子设备250，能够将通信从传感器控制装置102中传输给读取器装置120，此时，读取器装置120可以向用户生成成功激活传感器电子设备250的指示或消息。在另一个实施方式中，传感器控制装置102生成向用户指示成功激活的视觉、听觉、振动或触觉输出。
通过与在图4中描述的相同方式，使用方法可以通过步骤807、808以及810继续。步骤805(曝光)和806(初始化)在上面描述为在步骤807之前执行，然而，在一些实施方式中，步骤805和806在步骤807之后执行，并且在其他实施方式中，步骤805和806在步骤808之后执行。而且，步骤806可以在步骤805之后或者通过一个或多个中间插入的步骤立即执行。
初始化方式的其他实例包括使用近场通信(NFC)、蜂窝能量、蓝牙能量、Wi-Fi能量等。这些类型的RF能量可以由与系统100一起销售的专用装置或者由可以由用户整合到系统100内的市售装置(例如，智能电话或平板电脑)应用。
在一个实施方式中，将传感器控制装置102放入用户的皮肤或身体附近，由可以用于激活传感器电子设备250的温度敏感装置感测。温度敏感装置可以是差分装置，其可以区分用户的身体问题和可以较高的环境温度。在检测在环境温度与用户的身体温度(预期为典型的人体温度)之间的充分梯度时，温度敏感装置启用并且激活电子设备250的操作，例如，通过关闭电源的电路。
可替换地，在装置102上可以具有机械开关，激活该开关，启动在其内的电子设备250。在又一个可替换的实施方式中，可以使用短路棒或短路路径。例如，传感器组件610(图6B)可以具有完全露出的或者具有至少两个裸露表面的导电路径。传感器控制装置102可以具有裸露引线，其中，在引线之间的间隙是开路，其防止将功率从电源或电池中供应给电子设备250的剩余部分。在传感器组件610与传感器控制装置102的剩余部分进行接触时，在装置102上的裸露引线与在传感器组件610上或内的导电路径的裸露部分接触。然后，在装置102上的裸露引线由传感器组件610的导电路径共同短路，从而激活电子设备250。
在以下图9A-12C中描述的传感器控制装置102的一个示例性实施方式的构造与在于2012年12月11日提交的美国专利申请号13/710,460以及于2012年12月11日提交的美国临时申请号61/569,287中描述的构造相似，这两个申请实际上通过引证结合于此。在本说明书中，传感器控制装置102描述为具有促进光学激活的功能。
图9A-D提供一个示例性传感器控制装置子组件的顶部(图9A)和底部(图9B-D)构造图。插座902或底座通过在印刷电路板900内的通孔以及其他相关联的部件配合，这些部件包括处理器904(例如，ASIC，包括通信设备)、热敏电阻/热电偶906、电池安装908、光学传感器308等。一旦电路板900充满这些部件，插座902就粘合至电路板900(例如，使用热熔机)，如图9C-D中所示。一旦电池260设置在原位，如图9E中所示，电路板900就准备包含在传感器控制装置102内。
电路板900准备用于二次成型工艺或其他密封方法。如图10A-D中所示，电路板900首先设置在两件式模具1002、1004内。插入模具滑块1006，并且关闭模具1002、1004，如图10B中所示。如图10C中所示，热塑性材料注入模具1002、1004内，封闭电路板900。打开模具1002、1004，并且喷射接近最后的部分，如图10D中所示。
可替换地，封闭传感器控制装置102的电子设备组件，可以包括共同卡扣配合(或焊接/粘附)的部件，如在图11A的组装图、图11B的组装图中以及在图11C的剖视透视图中所示。包括顶部外壳1102和安装基底1104的封闭可以用于可密封地封闭和保护电路板900。顶部外壳1102(或与光学传感器308相反的外壳的任何部分)优选地透明或半透明，以允许光穿过期间，以便允许光入射在光学传感器308(未示出)上并且激活光学传感器308。
在卡扣配合时，可以在封闭的整个外围周围或者作为离散的卡扣配合的连接器(未示出)，提供各种过盈配合或卡扣配合的组件(例如，环形缘1106)。显然，这种方法可以受益于额外的O形环密封组件，以避免液体侵入。可替换地或者此外，设置在卡扣接合点上的粘合剂可以用于确保良好密封，尤其与连续的环形卡扣配合的功能1106相结合。如图11C中所示，可以提供凹槽1108或其他功能，以确保不促使在组装期间挤出的粘合剂1110进入可以干扰传感器控制装置102的操作或组装的区域内。在一些实施方式中，在顶部外壳1102和安装基底1104通过如图所示放在原位的粘合剂1110的焊珠配合在一起时，凹槽1108不仅提供用于捕获挤出的粘合剂1110的空间，而且提供额外的表面区域，用于更厚的一层粘合剂1110密封接合点。虽然整个顶部外壳1102可以适于允许光通过，但是在一个替换的实施方式中，仅仅与光学传感器308(未示出)直接相邻的部分1116是透明或半透明的(例如，半透明)。
然而，传感器控制装置102的电子设备组件的构造的最终组件涉及粘合剂贴片安装。在图12A-C中显示了一个示例性方法。首先，双面胶贴片1204去除了内衬1202。这个裸露的粘合剂设置在传感器控制装置主体1206之上(温度传感器906折叠成位于互补的球袋内)，并且通过用于温度感测的对准的第一窗口1208、用于传感器组件接收的第二窗口1210以及与和光学传感器308(未示出)直接相邻的外壳1102的部分1116对准的第三窗口1218粘附。朝着用户的传感器控制装置102的表面由粘合剂大体上覆盖，除了上述窗口以外。同样，根据具有或没有在本文中提供的任何衬里-拉出器功能，在去除外部释放衬里时，准备放入施放器组件内，或者可替换地放入容器内，具有或者没有在原位的外部衬里。
在施放器处于其无菌和包装状态中时，窗口1218所在的(如图12C中所示)传感器控制装置102的表面朝着端盖。因此，去除端盖，立即对着环境光暴露窗口1218，促使传感器控制装置102初始化或激活，用户具有很少的或者没有额外的努力或步骤。
用于使用无线传输改变功率状态的示例性实施方式
在此处陈述了额外实施方式，其可以用于激活传感器控制装置102，与激活传感器控制装置102建立通信，和/或与激活传感器控制装置102重新建立通信(例如，在先前的通信会话结束之后)。这些实施方式涉及将一个或多个RF传输从读取器装置120中发送给传感器控制装置102。在一些实施方式中，在从大约2400到2480兆赫(Mhz)(或2.4到2.48千兆赫(Ghz))的RF频带内，根据蓝牙协议，发送RF传输，而在其他实施方式中，还可以使用根据NFC协议和其他协议和频带进行的通信。
如上所述，在关机(或关机或停用)状态中，给用户提供传感器控制装置102，其中，传感器控制装置102的电路消耗电源210的很少(如果有的话)电流。可以激活传感器控制装置102，以便将状态从这个关机(或储存)状态变成消耗较高功率的第二状态。
如果在储存状态中，那么第二状态可以是正常操作状态。如果在完全停用的关机状态中，那么第二状态的特征在于低功率状态，用于进行来自读取器装置120的无线信号或者传输的低功率监测。这些传输可以通告读取器装置120的可用性，以与传感器控制装置102建立通信会话。传输可以用于激活传感器控制装置102。这个低功率状态可以允许传感器控制装置102操作较长的时间段，而装置102等待从读取器装置120中接收无线传输。
一旦传感器控制装置102从读取器装置120中接收表示用户准备开始传感器控制装置102的正常使用(例如，收集和传输感测的分析物数据)的一个或多个无线传输，传感器控制装置102就可以可选地过渡到第三状态，该状态消耗比第一(例如，完全停用的)和第二状态甚至更高的功率。在这个第三状态中，传感器控制装置102基于可以与读取器装置120完全建立通信链路，感测在用户的体液内的分析物水平，在感测的数据上执行某种程度的处理，和/或将该感测的数据传输给读取器装置120。在大部分实施方式中，在这个第三状态中的持续操作持续预定的时间段，例如，14天。
当然，在本文中描述的任何实施方式中，传感器控制装置102能够暂时进入更低的功率状态中，以甚至在开始正常操作之后节约能量。
传感器控制装置102可以使用无线RF传输激活，例如，在与读取器装置120通信之前的任何时间，可以从关机状态或储存状态过渡到更高的功率状态。例如，在从其包装中去除之前，在从其包装中去除时，在从其包装中去除之后但是在应用于用户身体中之前，在应用于用户身体中时，或者在应用于用户身体中之后，传感器控制装置102可以无线激活。
图13是用于描述使用蓝牙协议在传感器控制装置102与读取器装置120之间建立通信的方法1300的示例性实施方式的方框图。这些实施方式还可以用于激活传感器控制装置102，或者另外将传感器控制装置102放入更高的功率状态内。这些实施方式可以进一步用于在传感器控制装置102与和传感器控制装置102预先通信的相同或不同的读取器装置120之间重新建立通信。
在1302中，将传感器控制装置102应用于用户的身体中，以便粘合剂贴片通过延伸到组织内并且与体液例如，ISF、皮肤液体等)接触的传感器104令人满意地粘附至用户的皮肤。此时，传感器控制装置102可取地监测来自读取器装置120的一个或多个无线传输。传感器控制装置102可以处于消耗比正常操作状态更少的功率的关机状态或低功率状态内，例如，睡眠状态。
如果传感器控制装置102处于关机状态中，那么这个状态应该能够至少将最少量的电流供应给通信电路258(根据合适的蓝牙协议操作)，以允许监测来自读取器装置120的无线传输。因此，通信电路258可以具有低功率功能或状态，其消耗比正常操作状态更少的功率，并且这个低功率状态可以用于监测来自读取器装置120的第一无线传输。
如果由于(例如)电源电气断开，所以关机状态不能供应用于监测无线传输的充足电流，那么传感器控制装置102从关机状态过渡到能够监测的低功率状态，。在一些实施方式中，传感器控制装置102的关机状态或低功率状态不允许传输消息，以便节省功率。
在1304中，激活读取器装置120(如果还没有的话)，并且通过(例如)选择在读取器装置120的用户界面上这样做的选项，用户启动与传感器控制装置102的连接。在1306中，如果读取器装置120还未在这种位置内，那么用户使读取器装置120与传感器控制装置102极为贴近(例如，小于6英尺、小于3英尺、小于2英尺、小于1英尺、或小于6英寸等)。
在这些实施方式中，在步骤1304中开始连接，促使读取器装置120根据蓝牙协议开始发送无线传输。在这些实施方式中的一些中，根据BTLE协议的广告体系，发送无线传输，并且通过读取器装置120容许的最高功率电平传输。广告体系是BTLE链路层模式，并且通常在读取器装置120处于广告状态中时通过执行广告事件执行，这可以包括在BTLE数据包结构(例如，协议数据单元(PDU)报头、PDU有效载荷、CRC)的链路层的一个或多个广告信道(例如，1个、2个或3个)上发送一个或多个广告请求数据包。可以通过规定的时间间隔在每个广告信道上发送每个数据包。
每个广告数据包可以包含广告请求，该请求是预定串的位或位码，可以由传感器控制装置102解译为请求启动通信会话。广告请求的一个实例是对应于可连接的定向广告事件(ADV_DIRECT_IND)的数据包数据单元(PDU)。在包含的版本4.0蓝牙规范中，描述了ADV_DIRECT_IND，作为在PDU报头的4个最高和最低有效位(PDU型)内出现的0001码。在某些实施方式中，对于可连接的定向广告数据包，在相同信道上的连续请求的发送之间的时间间隔是3.75毫秒(ms)或更小，并且这些重复的传输可以持续预定的时间长度，例如，长达大约1.28秒(s)。如果在由BTLE提供的两个广告信道上发送时，在任何信道上的连续请求之间的间隔大约是1.375ms或更小，并且如果在3个信道上发送，那么间隔大约是1.25ms或更小。
还可以使用其他PDU，例如：ADV_IND，其可以是对应于可连接的非定向事件的0000码；ADV_NONCONN_IND，其可以是对应于不可连接的非定向事件的0010码；以及ADV_SCAN_IND，其可以是对应于可扫码的非定向事件的0110码。
在1307中，传感器控制装置102检测广告消息或序列，并且在1308中，解调传输，以确定是否具有激活请求。处理器256或通信电路258(例如，BTLE收发器)可以确定是否具有激活请求。如果具有激活请求，那么传感器控制装置102可以在1310中传输激活确认消息。激活确认消息可以是由读取器装置120识别的预定位码，确认传感器控制装置102准备建立连接。例如，激活确认消息可以是CONNECT_REQ(0101)或SCAN_REQ(0011)PDU。在一些实施方式中，在传输激活确认消息之前，传感器控制装置102变成更高的操作功率模式，例如，正常的操作状态，其能够使用功率传输消息。在接收激活确认消息时，读取器装置120可以根据BTLE协议从广告状态过渡到连接状态。
如果没有激活请求，那么在1311中，传感器控制装置102可以持续监测根据BTLE协议的广告功能发送的另一个传输。在一些实施方式中，在监测另一个传输之前，传感器控制装置102可以等待预定的时间段，例如，2到3秒。
用户继续保持读取器装置120与传感器控制装置102极为贴近，直到读取器装置120在1312中指示正在建立或者建立了连接。这个指示可以是在读取器装置120的显示器上的视觉指示、听觉指示(例如，哔哔声、音调、叮当声等)、触觉指示(例如，一个或一系列振动)或其任何组合。在从传感器控制装置102中接收激活确认消息时，读取器装置120可以提供这种指示。然后，读取器装置120和传感器控制装置102可以继续，正式建立通信链路或者配对，并且可以开始交换从用户的身体中感测的分析物数据。
图14是用于描述在传感器控制装置102与读取器装置120之间建立通信链路的方法1400的额外示例性实施方式的方框图。这些实施方式与在图13中描述的那些实施方式相似，因此，不重复很多共同方面，而是将注意力集中在不同的那些方面。
在1402中，将传感器控制装置102放入或者过渡到低功率接收模式或状态中。如在本文中所述，传感器控制装置102可以在这个状态中运送，或者可以由用户在完全关机状态中运送或者过渡到这个状态内，例如，通过开关或其他驱动器手动进行，或者通过光电传感器或磁传感器等自动进行。
在1403中，传感器控制装置102监测蓝牙传输，并且如果接收一个，那么在1404中确定该传输是否适合用作广告消息或序列。可以完成这个确定，而不解调无线传输，并且可以由处理器256或通信电路258执行。例如，如果通过合适的时间间隔(例如，小于或等于3.75ms)并且通过合适的频率(例如，大约2.4Ghz)接收两个或多个传输的序列，那么处理器256可以根据BTLE协议假设传输是直接广告体系的一部分。如果一个或多个传输不合格，那么在1405中，可选地通过首先等待预定的时间段，传感器控制装置102返回监测另一个无线传输。
如果这个或这些传输确实合格，那么在1406中，处理器256(通过其编程)将传感器控制装置102过渡到更高的功率状态，允许解调一个或多个无线传输并且发送响应。例如，这可以是传感器控制装置102的正常操作状态。在1408中，下一个或后续无线传输由传感器控制装置102(例如，由BTLE收发器258)解调。在1410中，传感器控制装置102确定解调传输是否包括激活请求。如果不包括，那么传感器控制装置102在1402中(在1405中，在等待可选的预定时间之前或之后)可以返回低功率状态，其中，然后，可以持续监测新无线传输。
解调传输确实包括激活请求，那么传感器控制装置102在1412中传输激活确认消息。然后，传感器控制装置102和读取器装置120可以继续完成配对和/或另外在1414中继续正常操作。
在另一个示例性实施方式中，读取器装置120通过可以是智能电话的读取器装置120容许的最大功率电平传输广告请求，作为可连接的定向广告事件。传感器控制装置102接收这些请求中的一个或多个，并且将状态从低功率(例如，储存)状态变成更高的功率状态(例如，正常操作)。然后，传感器控制装置102开始广告，用于根据在BTLE协议中的任何广告体系(例如，并非可连接的定向广告事件的广告体系)，与读取器装置120连接，并且读取器装置120可以相应地接收广告请求并且做出回应。因此，在这个实施方式中，传感器控制装置102和读取器装置120在某个时间点用作广告商。读取器装置120用作唤醒装置102的广告商，然后，装置102用作与读取器装置120建立连接的广告商。
现在转向其他实施方式，在某些情况下，为了通过电气的方式实现电源的连接，需要另一个电源来操作负责的电路。此外，在本文中描述的系统、装置以及方法的实施方式规定使用从多个无线RF通信(例如，NFC通信)中利用的功率(或电流)，将通信从读取器装置120中发送给传感器控制装置102，以驱动负责的连接电路。这些多个RF通信提供连接电源所需要的功率，或者促使电源将操作功率供应给传感器电子设备250。在某些实施方式中，这可以需要利用充足的功率，来使传感器控制装置102的处理器256能够解调和解译无线接收的过渡命令，该命令指导传感器控制装置102从低功率模式过渡到更高的功率模式，例如，从非活动模式过渡到激活模式。通常，传感器控制装置的功率管理电路254的效率越大，成功过渡所需要的RF通信的数量就越少。
使用多个无线RF通信，提供比仅仅一个相同类型的RF通信更大的功率，这可以不充分。在这个RF“清除”工艺中可用的功率量取决于多个因素，例如，天线效率(例如，调谐)、RF场的对准(距离、位置以及平面角度)、以及在读取器装置内的发送通信电路(例如，发射器或收发器)的功率。
如上所述，读取器装置120可以是专用型装置，其被设计为用于与传感器控制装置102接合的主要(或唯一)目的。专用型读取器装置120通常但并非始终由制造传感器控制装置102的相同实体制造。由于制造商控制专用的读取器装置120的设计，所以制造商可以被配置为通过足够高的功率电平传输RF通信，这使传感器控制装置102在接收最少数量的通信之后能够过渡到更高的功率模式。
然而，在其他实施方式中，读取器装置120(包括一些专业装置)具有更有限的功能并且通过更低的功率水平传输。一个实例是多功能智能电话，其中，与传感器控制装置102接合的功能是仅仅由需要其的那些用户完全实现的辅助功能。智能电话被设计为尽可能增大电池寿命，并且通过可以用于与传感器控制装置102通信的次要电路(例如，NFC通信电路)限制功耗。由于尺寸约束，所以智能电话还可以具有比专用装置的天线更小的NFC天线。结果，可以从每个RF通信中清除的功率量有限，通常严重限制。虽然不限于此，但是在本文中描述的系统、装置以及方法特别适于通过较低的功率发送RF通信的智能电话和其他读取器装置。
图15描述了适于利用来自接收的NFC通信的功率的传感器控制装置102的一个示例性实施方式。在此处的实施方式与在图2B中描述的实施方式相似，除了内部电容性蓄能器255和外部电容性蓄能器249也与传感器电子设备250相关联，用于储存从接收的无线通信中消耗的电荷以外。这个实施方式的功能还可以适用于配置，例如，在图2C中描述的配置。内部贮存器255可以单独使用，与外部贮存器249一样，或者如图所示，可以使用这两个贮存器249和255的组合。电容性蓄能器249和255可以包括一个或多个电容器，其与处理器256、通信电路258(适于发送和接收NFC通信)、以及功率管理电路254电气耦接。存在于贮存器249和255内的多个电容器可以通过平行的方式设置为尽可能增大电荷储存容量。
功率管理电路254可以执行电源260的电压电平监测，可以监测储存在电容性蓄能器249和255内的电荷的电平，并且还可以包括控制电路，用于控制电源260是否将操作功率供应给传感器电子设备250的剩余部分。图16是描述低泄露控制电路1600的一个示例性实施方式的方框图，该电路包括至少一个晶体管，该晶体管被设置为用作开关，确定电源260是否电气连接至剩余的电子设备250(以便可以供应操作功率)或者从剩余的电子设备250中电气断开(例如，在传感器控制装置102处于低功率模式中时)。在于2013年11月5日提交的共同未决的美国临时专利申请号61/899,983中，描述了这种控制电路1600的实例，该申请的全部内容实际上通过引证结合于此。
控制电路1600可以响应于在输入1602上的第一控制信号(例如，连接命令)，其促使控制电路1600连接电源260和剩余的电子设备250。控制电路1600还可以响应于在输入1604上的第二控制信号(例如，断开命令)，其促使控制电路1600断开电源260和剩余的电子设备250。这些控制信号可以由功率管理电路254或处理器256使用储存在电容性蓄能器249和/或255内的功率生成。
现在转向RF功率传输技术的详细描述，图17A-B是描述通过由读取器装置120根据NFC协议发送的无线通信给传感器控制装置102供应功率的方法400的一个示例性实施方式的流程图。
NFC是用于通过触摸装置或者使装置彼此极为贴近(通过非限制性实例，高达大约1.5米(m)的任何隔开关系)来在装置之间建立无线电通信的技术。通过大约13.56MHz的频率使用电感天线生成磁场，NFC装置通常发送通信。这个磁场在接收NFC装置内在相似的电感天线中感应电流，然后，该电流可以解码，以及时通信的内容。NFC装置可以是“有源”或“无源”装置。有源装置通常包括其自身的电源，用于生成用于发送NFC请求和响应的电压或电流。无源装置通常不包括其自身的电源，并且通过使用从该通信中清除的功率，对所接收的通信作出响应。
术语“NFC”适用于陈述NFC装置的操作参数、调制方案、编码、传输速度、帧格式以及命令定义的多个协议(或标准)。下面是这些协议的实例的非详尽的列表，每个协议(及其所有子部分)的全部内容实际上通过引证结合于此：ECMA-340、ECMA-352、ISO/IEC 14443、ISO/IEC15693、ISO/IEC 18000-3、ISO/IEC 18092以及ISO/IEC 21481。
在本文中描述的实施方式可以使用任何上述NFC功能并且可以使用任何NFC协议来在链路140上供应功率，与该协议在这个提交时间是否包含在上述列表内或者是否存在该协议无关。除了NFC以外的通信协议还可以用于在链路140上供应功率。例如，通过补充的功率利用电路，Wi-Fi传输可以用于将链路140的功率传输给传感器控制装置102。
现在返回图17A，在1702中，用户使读取器装置120接近处于第一低功率模式中的传感器控制装置102。在1704中，用户开始将NFC通信从读取器装置120中发送给传感器控制装置102。可以在各种设置中发生该程序的这个部分。在一个实例中，在将装置102应用到用户的身体中之前或之后，用户可以第一次激活传感器控制装置102，在这种情况下，传感器控制装置102可以处于关机模式或储存模式中。用户可以在读取器装置120上选择激活传感器控制装置102的选项，以开始这个装置的初始化，用于监测用户的分析物水平的目的。这个指导反过来开始从读取器装置120中发送NFC通信。
在另一个实例中，传感器控制装置102可以已经激活并且应用于用户的身体中，进入功率保护或睡眠模式中，该模式断开电源260和不直接负责分析物监测的一部分传感器电子设备250。在这个实例中，用户可以选择执行传感器控制装置102的扫描的选项，并且检索用户的最近分析物数据，这反过来开始将NFC通信发送给“唤醒”传感器控制装置102。
在图17A中，在方框1701中显示由读取器装置120采取的行动。在图17B的方框1703中显示由传感器控制装置102采取的相应行动。在这两种情况下，可以使用相应装置的处理器，部分执行所有行动。在图17A的1706中，读取器装置120根据NFC协议将电源通信发送给传感器控制装置102。选择下面更详细讨论的电源通信，以将功率量供应给传感器控制装置102，该功率量大于由传感器控制装置102解译电源通信并且采取被编程为对电源命令的响应的行为所消耗的功率量。
传感器控制装置102在1730中接收电源通信(图17B)并且在1731中解调和读取包含在其内的消息。在1732中，传感器控制装置102确定通信是否包含此时不包含的过渡命令。识别到消息包含电源命令，传感器控制装置102采取由电源命令请求的适当措施(如果有的话)，并且在1733中，将NFC响应发送给命令。传感器控制装置102在1734中储存来自在电容性蓄能器249和/或255中的接收通信的剩余电荷(或功率)。步骤1734可以与步骤1733同时或者稍后(未示出)发生。可以仅仅在必要时，在接收有效电源命令时，在贮存器249和255内储存电荷(例如，如果从某个随机噪声中利用电荷，那么该电荷不自动储存在贮存器249和255内)。
读取器装置120在1708(图17A)中接收NFC响应，并且在1710中确定是否在预定的或分配的时间期限(或时间窗口)。如果在预定的时间期限内不接收NFC响应，那么读取器装置120回到步骤1706，并且将另一个电源命令发送给传感器控制装置102。这个工艺可以重复，直到在预定的时间期限内接收有效的NFC响应，或者直到读取器装置120发送最大数量的电源命令或者达到该工艺的最大时间期限。
如果在预定的时间期限内接收有效的NFC响应，那么读取器装置120在1712中发送过渡命令。过渡命令指导传感器控制装置102促使电源260将操作功率供应给传感器电子设备250。这可以需要指导传感器控制装置102从低功率模式过渡到更高的功率模式。过渡命令可以是“激活命令”，其指导传感器控制装置102激活并且开始初始化工艺，以准备用于收集分析物数据。
返回图17B，传感器控制装置102在1730中接收包含过渡命令的通信，并且在1731中解调和读取。在1732中，传感器控制装置102确定通信是否包含此时确实包含的过渡命令。识别到这是过渡命令，传感器控制装置102可以通过各种方式继续。在此处描述的实例中，传感器控制装置102在1735中确定是否从一个或多个电源命令中收集充分的电荷。功率管理电路254可以生成表示是否收集充分的电荷的标志并且将其传送给处理器256，该处理器可以感测该标志，以到达步骤1735的确定。如果具有充分的电荷，那么在1736中，传感器控制装置102可以使用该电荷来促使电源260供应操作功率，例如，通过将连接命令从处理器256中输出给促使连接电源260和传感器电子设备250的剩余部分的控制电路1600。传感器控制装置102还可以给读取器装置120发送成功执行过渡命令的确认。如果没有充分的电荷，那么在1738中，传感器控制装置102可以给读取器装置120发送不能执行过渡命令的NFC响应。可替换地，传感器控制装置102不采取任何措施，来节约功率。
在另一个实例中，在识别到接收了过渡命令之后，传感器控制装置102可以放弃确定是否具有充分的电荷(步骤1735)并且尝试直接执行命令。传感器控制装置102成功与否取决于是否收集了充分的电荷。然后，传感器控制装置102可以可选地执行在步骤1736和1738中描述的合适的行动。
读取器装置120监测接收确认在1714中执行过渡命令(图17A)。如果接收有效的确认，那么读取器装置120可以在1716中退出程序，将需要的功率成功地供应给传感器控制装置102。如果未接收确认，或者接收负指示，那么读取器装置120恢复为在1706中发送电源命令，并且该工艺可以重复软件允许的次数。
如上所述，选择包含电源命令的通信，以给传感器控制装置102产生净功率增益，即，读取并且对通信作出反应所需要的功率小于通过接收来传送给传感器控制装置102的功率。在由读取器装置120发送的时间点，命令指导传感器控制装置102采取的措施不是需要的措施。换言之，命令的执行可以被视为这个电源技术的可忽略的人工制品。电源命令的一个实例是在ISO 15693-3中陈述的库存命令，这指导传感器控制装置102执行该协议的防碰撞序列。在ISO 15693中，每个NFC请求包含标志、命令代码、根据命令的必选和可选的参数字段、应用数据字段、以及循环冗余检验(CRC)，而NFC响应包含相似的字段，但是省略了命令代码。传感器控制装置102可以被设计为从在ISO 15693-3中描述的其他命令中实现净功率增益，这在下面的表1中重复。
命令代码 类型 功能
01 必选 库存
02 必选 保持安静
20 可选 读取单个模块
21 可选 写入单个模块
22 可选 锁定模式
23 可选 读取多个模块
24 可选 写入多个模块
25 可选 选择
26 可选 重置为准备
27 可选 写入AFI
28 可选 锁定AFI
29 可选 写入DSFID
2A 可选 锁定DSFID
2B 可选 获得系统信息
2C 可选 获得多个模块安全状态
表1
在图17A-B中描述的方法1700的实施方式中，在发送过渡命令之前，允许读取器装置120发送大量连续的电源命令。这些电源命令不需要相同，这是因为可以使用命令的任何组合，包括不给传感器控制装置102产生净功率增益的命令(虽然那些命令的使用应尽可能减少，以获得最大的功率供应效应)。在一个实施方式中，电源命令是发送的大部分命令。可以最初发送电源命令，然后，发送一个或多个非电源命令，或者在电源命令之前，可以首先发送多个非电源命令，或者命令可以在任何期望的组合中交错。同样，在过渡命令之后可以具有包含额外的电源命令的其他命令。
而且，读取器装置120不需要监测对每个电源命令的NFC响应，并且可以被编程为连续不断地发送特定数量的电源命令。读取器装置120随后可以具有过渡命令，并且监测连续的响应。连续不断地发送电源命令，增大了在尽可能减小工艺的长度的同时将充分功率供应给传感器控制装置102的可能性，这是因为可取地避免用户可察觉的明显延迟。在通过实验执行的一个非限制性实例中，通过130毫秒(ms)的中介间隔，发送4个电源命令，每600ms发送一个过渡命令，直到接收成功的确认。在也通过实验执行的另一个非限制性实例中，连续发送10个电源命令，然后发送一个过渡命令。通过实验确定，在形成NFC链路的对准和分离的最常见条件下，10个电源命令提供充分的边缘来在广泛的市售智能电话上供应功率。其他实例包括在发送过渡命令之前发送X个电源命令，其中，X是2、3、5、6、7、8、9、11、12等，其中，在发送过渡命令之前发送电源命令的每个循环可以重复X次或者所需要的次数，直到执行期望的过渡。
图18是描述实现方法1700的一个示例性情况的概念图。在此处，在彼此的时间关系中描述几个不同的参数。上部分1802描述读取器装置120的RF传送功率的激活。RF传送功率在此处是由读取器装置120在通过链路140传输载波波长时所传播的能量的一般表示。只要传输NFC命令(例如，NFC请求)，就根据NFC协议，通过链路140可以继续供应RF传送功率。RF传送功率的供应在时间T0开始并且在时间TX停止。中间部分1803描述了由读取器装置120和传感器控制装置102发送NFC通信。下部分1804描述了在接收并且对读取器装置120发送的每个命令作出反应时可用于传感器控制装置102中的电压VCC。
在T0开始RF传送功率时，读取器装置120开始发送命令，并且VCC开始从0(或接近0)值提高为调节的最大电压。由传感器控制装置102在T1接收包含电源命令1806-1的通信。传感器控制装置102解调通信，解译命令1806-1，并且尝试在预定的时间期限1811-1内生成和发送响应。但是如在接收电源命令1806-1之后发生的VCC的急剧下降所指示的，传感器控制装置102具有不充分的功率，以发送任何响应，如响应故障1807通过TR1所指示的。
在T2，读取器装置120发送第二功率命令1806-2。在此处，传感器控制装置102再次经受VCC的降低，虽然由于贮存器249和255部分充电，所以这个降低具有更小的幅度和持续时间，并且传感器控制装置102能够通过TR2发送延迟响应1808-2。由于读取器装置120在预定的时间期限1811-2内未接收这个延迟响应1808-2，所以读取器装置120继续发送额外的电源命令。
在TN，第N个电源命令1806-N由传感器控制装置102接收。在此处的VCC降低比在T1和T2中发生的幅度和持续时间甚至具有更小的幅度和更小的持续时间，并且在TRN，传感器控制装置102在预定的时间期限1811-N内发送有效的响应1808-N。
在确认这个有效的响应1808-N时，读取器装置120发送由传感器控制装置102在TN+1接收的过渡命令1810。具有充分的电荷，以允许传感器控制装置102执行成功模式过渡，并且传感器控制装置102发送响应1812，在TRN+1上确认过渡。由于对过渡命令1810作出响应具有更高的功率要求，所以与对先前的电源命令1806-N的该经受的响应相比，VCC降低更大并且更长。
在本文中还提供了自适应技术，该技术可以基于在低功率模式中的过渡装置102的一个或多个故障，调整到传感器控制装置102的电源的量。图19是描述将功率自适应地供应给传感器控制装置102的方法1900的一个示例性实施方式的流程图。
在1902中，读取器装置120将包含电源命令的多个第一连续NFC通信发送给传感器控制装置102。选择这个多个第一通信，以便能够将第一净功率传送给传感器控制装置102。多个第一通信中的每个可以包含电源命令，或者一个通信(例如，最后的通信)可以包括过渡命令。在本文中描述的这个以及任何实施方式中，如果传感器控制装置102可以解译并且对过渡命令作出反应，同时保持净功率增益，那么所有电源命令可以是过渡命令。在1904中，读取器装置120监测，以确定是否从传感器控制装置102中接收对任何多个第一通信或者可替换地对发送的任何过渡命令的有效响应。
如果接收对一个电源命令的有效响应，并且不发送任何过渡命令，那么读取器装置120在1906中发送过渡命令，并且在1908中确定是否接收对过渡命令的有效响应。如果接收有效响应，那么在1910中，读取器装置120可以退出软件程序，并且可选地通知用户传感器控制装置102成功地过渡到更高的功率模式(例如，激活)。如果未接收对一个电源命令(见1904)的有效响应，或者如果未接收对过渡命令(见1908)的有效响应，那么读取器装置120继续进入1912，其中，发送另外多个连续的能够输送净功率的NFC通信，该净功率与在先前直接发送的多个通信的净功率相同或者比其更大，在这个实例中，多个是第一多个。
传送给传感器控制装置102的净功率可以通过多种方式增大。例如，可以在相同的时间段内或者大体上相同的时间段内发送更大数量的通信，与前述多个通信所使用的一样。可替换地，可以在比前述多个通信所使用的更短时间段内发送相同数量的通信。如果传感器控制装置102易受接收的功率的泄露的影响，那么可以使用这种方法。而且，可以在与第一多个所使用的相同的时间段内发送相同数量的通信，除了可通过更高的功率发送每个通信以外。在又一个实例中，可以使用与在前述多个中的电源命令不同的一种电源命令，努力自适应地定位将功率最有效地传输给传感器控制装置102的电源命令的类型。还可以使用任何两个或多个上述方法的组合。
在1914中，读取器装置120确定是否接收对任何最近传输的多个通信的有效响应，与步骤1904相似。如果未接收，那么读取器装置120继续进入1906，并且通过与已经描述的方式相似的方式执行。如果在1914中未接收有效响应，那么读取器装置120继续进入1916，并且确定迭代过程是否可以继续。在这个评估中可以使用的因素可以包括读取器装置120是否已经通过最大传输功率发送通信，是否达到最大数量的尝试，或者是否达到整个工艺的最大持续时间。如果该过程可以继续，那么读取器装置120继续进入1912并且发送又一多个(在这个实例中，3个)通信，其能够传送甚至更高的净功率。如果达到在1916中确定的最大值，那么读取器装置120可以退出程序，并且在1918中可选地通知用户。
在具有智能电话的形式时，在由应用处理器204执行的可下载的软件应用的控制下，读取器装置120可以执行在本文中描述的方法。智能电话应用可以对不同的智能电话模型通用，并且可以执行自适应工艺，与方法1900的工艺相似，以确定电源命令时间、电源命令类型、或电源命令通信的数量的最佳组合，以将功率供应给每个不同的智能电话模型。
在安装软件应用时，定期与传感器控制装置102的扫描联合，或者在作为一部分重试工艺的扫描期间，可以执行这种自适应供应。如果已经激活传感器控制装置102，那么读取器装置120可以给传感器控制装置102发送执行最佳工艺的通知，此时，传感器控制装置102可以从后续电源命令中清除功率并且将关于成功清除的功率量的通知发送回读取器装置120。然后，每当从传感器控制装置102中接收关于清除的功率量的指示，读取器装置120可以尝试上述变量的不同组合。然后，最佳组合可以用于通过这个或后续传感器控制装置102实现未来模式过渡，并且可以由读取器装置120传送回制造商，以供未来参考，例如，通过互联网数据连接。
虽然借助于过渡命令，在从更低的功率模式过渡到更高的功率模式中的背景下，这样执行在本文中描述的很多实施方式，但是还在其他背景下使用功率清除技术。例如，通过甚至在传感器控制装置102过渡到更高的功率模式(激活的)中之后，通过发送电源命令，这些实施方式可以用于延长电池寿命。在读取器装置120与传感器控制装置102之间的每个通信会话期间，或者每当读取器装置120发送已知需要比通常更大的功耗的命令时，可以自动发送电源命令。每当传输预定子集的NFC命令(例如，用于执行用户的分析物水平的扫描、处理结果并且发送回读取器装置120的NFC命令是消耗大量功率的这样一种命令)时，读取器装置120可以被编程为发送电源命令。每当传感器控制装置102在通信会话期间请求电源命令，读取器装置120还可以发送电源命令。
除非在本文中另有说明，否则在上述实施方式中描述的每个方法步骤可以由处理器256或通信电路258(例如，收发器或单独的接收器或发射器)执行。由这些部件执行的步骤可以在由处理器256执行的软件编程的方向进行。
虽然在本文中描述的很多实施方式涉及激活装置，但是这些实施方式不互相排斥。换言之，主题装置可以包括在本文中描述的一个或多个实施方式的任何组合，包括用于激活这个装置的多个不同机构。
通常，本公开的实施方式供体内系统、装置以及方法使用，用于检测在体液内(例如，经皮地、在ISF或血液内皮下地、或者在皮层的皮肤液体内)的至少一个分析物，例如，葡萄糖。体内分析物监测系统可以与“体内”系统不同，“体内”系统与在身体外面(或者确切地说，“体外”)的生物样本接触并且通常包括计量装置，该计量装置具有端口，用于接收传送用户的生物样本的分析物测试带，可以分析该生物样本，以确定用户的血糖水平。很多体内系统需要“刺破手指”，以获得生物样本。然而，体内分析物监测系统可以操作，无需手指刺破校准。
很多实施方式包括体内分析物传感器，其被设置为将至少一部分传感器放在用户的体内，以获得关于身体的至少一个分析物的信息。然而，在本文中描述的实施方式可以供包含体内容量的体内分析物监测系统使用，并且还仅仅具有体内或体外分析物监测系统。而且，在本文中描述的实施方式可以用于在分析物监测领域之外、在其他医疗装置领域或者需要将功率从一个装置中供应给另一个装置的任何其他领域中的系统、装置以及方法内。
传感器配置
系统100可以监测的分析物包括但不限于乙酰胆碱、淀粉酶、胆红素、胆固醇、绒毛膜促性腺激素、糖化血红蛋白(HbAlc)、肌酸激酶(例如，CK-MB)、肌酸、肌酸酐、DNA、果糖胺、葡萄糖、葡萄糖衍生物、谷氨酰胺、生长激素、激素、酮体、酮体类、乳酸盐、氧、过氧化物、前列腺特异性抗原、凝血酶原、RNA、促甲状腺激素以及肌钙蛋白。还可以监测药物的浓度，例如，抗生素(例如，庆大霉素、万古霉素等)、洋地黄毒苷、地高辛、滥用的药物、茶碱以及华法林。在监测不止一个分析物的实施方式中，可以通过单个传感器或者通过可以使用相同电子设备(例如，同时)的多个传感器或者通过传感器控制装置102的的不同电子设备，同时或者在不同的时间监测分析物。
分析物传感器104可以包括分析物响应酶，以提供传感组件。一些分析物(例如，氧气)可以在传感器104上并且更具体地至少在传感器104的工作电极(未示出)上直接电氧化或电还原。其他分析物(例如，葡萄糖和乳酸盐)需要具有至少一个电子转移剂和/或至少一个催化剂，以促进分析物的电氧化或电还原。催化剂还可以用于可以在工作电极上直接电氧化或电还原的那些分析物，例如，氧气。对于这些分析物，每个工作电极包括在工作电极的表面附近或上的传感组件。在很多实施方式中，传感组件形成在至少工作电极的仅仅小部分附近或上。
每个传感组件包括一个或多个部件，其构造成促进分析物的电化学氧化或还原。例如，传感组件可以包括用于催化分析物的还原并且在工作电极上产生响应的催化剂和/或用于在分析物与工作电极(或其他部件)之间转移电子的电子转移剂。
可以使用的电子转移剂是电可还原的以及电可氧化的离子或分子，其具有高于或低于标准甘汞电极(SCE)的氧化还原电位的几百毫伏的氧化还原电位。电子转移剂可以是有机的、有机金属的或无机的。有机氧化还原物种的实例是醌类以及在其氧化状态中具有醌型结构的物种，例如，尼罗蓝和靛酚。有机金属氧化还原物种的实例是茂金属，包括二茂铁。无机氧化还原物种的实例是铁氰化物(III)、钌六胺等。额外实例包括在美国专利号6,736,957、7,501,053以及7,754,093中描述的实例，每个专利的公开的全部内容通过引证结合于此。
在某些实施方式中，电子转移剂具有在分析样本的时间段内防止或大幅减少电子转移剂的扩散损耗的结构或电荷。例如，电子转移剂包括但不限于氧化还原物种，例如，限于可以反过来设置在工作电极上或附近的聚合物。在氧化还原物种与聚合物之间的键可以是共价的、配位的或离子的。虽然任何有机、有机金属的或无机的氧化还原物种可以限于聚合物并且用作电子转移剂，但是在某些实施方式中，氧化还原物种是过渡金属化合物或络合物，例如，锇、钌、铁以及钴化合物或络合物。要识别到，还可以使用供聚合物成分使用的所描述的很多氧化还原物种，没有聚合物成分。
聚合物电子转移剂的实施方式可以包含共价结合在聚合物组合物中的氧化还原物种。这种类型的介体的一个实例是聚(乙烯基二茂铁)。另一种类型的电子转移剂包含离子结合的氧化还原物种。这种类型的介体可以包括带电荷的聚合物，其耦接至带相反电荷的氧化还原物种。这种类型的介体的实例包括带负电荷的聚合物，其耦接至带正电荷的氧化还原物种，例如、锇或钌聚吡啶阳离子。
离子结合的介体的另一个实例是带正电荷的聚合物，包括季铵化聚(4-乙烯基吡啶)或聚(1-乙烯基咪唑)，其耦接至一个带负电荷的氧化还原物种，例如，铁氰化物或亚铁氰化物。在其他实施方案中，电子转移剂包括配位结合至聚合物的氧化还原物种。例如，介体可以通过锇或钴2,2'-联吡啶络合物和聚(1-乙烯基咪唑)或聚(4-乙烯基吡啶)的配位形成。
合适的电子转移剂是具有一个或多个配体的锇过渡金属络合物，每个配体具有含氮杂环，例如，2,2'-联吡啶、1,10-菲咯啉、1-甲基、2-吡啶基联咪唑或其衍生物。电子转移剂还可以具有共价结合于聚合物内的一个或多个配体，每个配体具有至少一个含氮杂环，例如，吡啶、咪唑或其衍生物。电子转移剂的一个实例包括(a)具有吡啶或咪唑官能团的聚合物或共聚物，以及(b)与两个配体络合的锇阳离子，每个配体包含2,2'-联吡啶、1,10-菲咯啉或其衍生物，这两个配体不必相同。用于与锇阳离子络合的2,2'-联吡啶的一些衍生物包括但不限于：4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶和单、二、以及聚烷氧基-2,2'-联吡啶，包括4,4'-二甲氧基-2,2'-联吡啶。用于与锇阳离子络合的1,10-菲咯啉的衍生物包括但不限于：4,7-二甲基-1,10-菲咯啉和单、二以及聚烷氧基-1,10-菲咯啉，例如，4,7-二甲氧基-1,10-菲咯啉。用于与锇阳离子络合的聚合物包括但不限于：聚(1-乙烯基咪唑)(称为“PVI”)和聚(4-乙烯基吡啶)(称为“PVP”)的聚合物和共聚物。聚(1-乙烯基咪唑)的适合的共聚物取代基包括丙烯腈、丙烯酰胺以及取代的或季铵化的N-乙烯基咪唑，例如，具有与聚(1-乙烯基咪唑)的聚合物或共聚物络合的锇的电子转移剂。
实施方式可以采用具有从大约-200mV到大约+200mV的范围的氧化还原电位对标准甘汞电极(SCE)的电子转移剂。传感组件还可以包括催化剂，该催化剂能够催化分析物的反应。在一些实施方式中，该催化剂还用作电子转移剂。合适的催化剂的一个实例是催化分析物的反应的酶。例如，在兴趣分析物是葡萄糖时，可以使用一种催化剂，其包括葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶(例如，吡咯喹啉醌(PQQ)、依赖性葡萄糖脱氢酶、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)依赖性葡萄糖脱氢酶、或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)依赖性葡萄糖脱氢酶)。在兴趣分析物是乳酸盐时，可以使用乳酸氧化酶或乳酸脱氢酶。在兴趣分析物是氧气时，或者在响应于分析物的反应生成或消耗氧气时，可以使用漆酶。
在某些实施方式中，催化剂可以连接到聚合物，交联催化剂和另一种电子转移剂，如上所述，该电子转移剂可以是聚合的。在某些实施方式中，还可以使用第二催化剂。这个第二催化剂可以用于催化从分析物的催化反应中得到的产物化合物的反应。第二催化剂可以与电子转移剂合作，以电解产物化合物，以在工作电极上生成信号。可替换地，第二催化剂可以位于干扰物消除层内，以催化去除干扰物的反应。
在某些实施方式中，传感器通过低氧化电位工作，例如，大约+40mV对Ag/AgCl的电位。例如，这些传感组件使用锇(Os)基介体，其构造成用于低电位操作。因此，在某些实施方式中，传感组件是氧化还原活性组分，包括：(1)锇基介体分子，其包括(双齿)配体；以及(2)葡萄糖氧化酶分子。这两种成分在传感器的传感组件内结合在一起。
在题为“Connectors for Making Connections between Analyte Sensors andOther Devices”的国际公开号WO 2012/174538中并且还在题为“Biological Fuel Celland Methods”的美国专利号8,435,682中，描述了可以用于系统100内的传感器配置的多个实施方式，这两个专利的全文实际上通过引证结合于此。特别注意'528公布的段落121-145，在本文中再现其中的几个段落。
相对于在本文中提供的任何实施方式描述的所有特征、元件、部件、功能以及步骤旨在自由地可组合并且使用任何其他实施方式的特征、元件、部件、功能以及步骤可替代。如果相对于仅仅一个实施方式描述某个特征、元件、部件、功能或步骤，那么应理解的是，这个特征、元件、部件、功能或步骤可以供在本文中描述的每隔一个实施方式使用，除非另有明确规定。因此，即使以下描述在特定的情况下未明确规定能够具有这种组合或替换，这个段落用作在任何时间引入权利要求的先行基础和书面支持，权利要求使不同实施方式的特征、元件、部件、功能以及步骤相结合，或者使用一个实施方式的特征、元件、部件、功能以及步骤代替另一个实施方式的特征、元件、部件、功能以及步骤。每个可能的组合和替换的明确叙述过于麻烦，尤其考虑到本领域的技术人员在阅读本说明书时容易识别到每个这种组合和替换的容许性。
在很多情况下，实体在本文中描述为耦接至其他实体。应理解的是，术语“耦接的”和“连接的”(或者其任何形式)在本文中可交换地使用，并且在这两种情况下，对于两个实体(没有任何不可忽略的(例如，寄生的)中介实体)的直接耦接以及两个实体(具有一个或多个不可忽略的中介实体)的间接耦接通用。在实体显示为直接耦接在一起或者描述为耦接在一起(没有描述任何中介实体)的情况下，应理解的是，那些实体可以也间接耦接在一起，除非上下文另有明确规定。
在本文中并且在所附权利要求中使用的单数形式“a”、“an”以及“the”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。
虽然实施方式易受各种修改和替换形式的影响，但是在图中显示了其具体实例，并且在本文中详细描述了具体实例。然而，应理解的是，这些实施方式不限于所公开的特定形式，而是相反，这些实施方式用于涵盖在本公开的精神内的所有修改、等同物以及替换物。而且，可以在权利要求中叙述或者增加实施方式的任何特征、功能、步骤或元件，以及由不在权利要求的发明范围内的特征、功能、步骤或元件限定权利要求的发明范围的消极限制。

Claims (16)

1.一种用于用户的葡萄糖持续监测的设备，包括：
传感器控制装置，能够通过可插入用户的身体内的分析物传感器进行操作，所述传感器控制装置包括：
分析物监测电路，适于处理从所述分析物传感器接收的数据；
处理器，与所述分析物监测电路通信地耦接；以及
激活电路，包括与所述处理器耦接的光学激活传感器，所述激活电路适于在通过所述光学激活传感器感测可见光时，将电源连接至所述处理器以给所述处理器供电，并且允许所述处理器启动操作，
其中，所述传感器控制装置包括电源，
其中，所述处理器在连接至所述电源时执行启动程序，并且将晶体管锁定在导通状态以使所述激活电路旁路所述光学激活传感器，以继续从所述电源中接收电力。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学激活传感器是光学可激活开关，在感测可见光时，所述光学可激活开关允许电流流过其中。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学激活传感器是光电二极管或光电晶体管。
4.根据权利要求1所述的设备，进一步包括与所述传感器控制装置耦接的施放器，用于给用户应用所述传感器控制装置，所述施放器具有适于防止所述光学激活传感器暴露于可见光的盖子。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述盖子是可移动地附接至所述施放器的端盖。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述传感器控制装置容纳在所述施放器内，并且所述端盖适于覆盖所述施放器中的开口，所述传感器控制装置通过所述开口可展开。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学激活传感器邻近所述传感器控制装置的外壳中的透明或半透明窗口而容纳在所述传感器控制装置内。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述传感器控制装置包括基本上完全覆盖有用于将所述传感器控制装置耦接至所述用户的粘合剂的表面，所述表面的一部分没有粘合剂以允许可见光穿过所述窗口传送。
9.根据权利要求1所述的设备，进一步包括蓝牙发射器。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器控制装置解译感测的分析物数据以确定是否存在警报情况。
11.根据权利要求1所述的设备，进一步包括所述分析物传感器。
12.一种制备用于用户的分析物持续监测的传感器控制装置的方法，包括：
从容纳所述传感器控制装置的施放器去除盖子；以及
将光学激活传感器暴露于可见光，以使所述光学激活传感器通过将电源供电连接至电源以激活处理器而启动在所述传感器控制装置内的处理器的激活，
其中，所述处理器在激活时，将晶体管锁定在导通状态以旁路所述光学激活传感器并保持对电子设备的供电。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述光学激活传感器容纳在所述传感器控制装置内。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述盖子是端盖。
15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括使用读取器装置验证电子设备的启动。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述分析物是葡萄糖。
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