CN106416177B - 用于处理低电力无线传感器的数据的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种具有增强型低电力特征的传感器系统。实施例可包含将传感器数据从发射器单元发射到接收器单元。所述传感器数据可用特定标头ID来为传感器数据加旗标，从而使所述接收器单元能够将所述传感器数据路由到所述接收器单元内的低电力处理单元，而不使用所述接收器单元的较高电力应用程序处理器。实施例还可利用专有加密引擎来将补充加密层提供到无线协议中所利用的任何加密。所述发射器单元还可压缩所述传感器数据和并使所述传感器数据分批来发送，以进一步增加电力节省。

Description

用于处理低电力无线传感器的数据的方法和设备
背景技术
信号处理和组件小型化中的进步已使得有可能将可穿戴传感器用于医学和/或生理学应用，例如监视心跳速率、大脑活动和其它身体功能。这些传感器可将传感器数据无线传送到移动装置(例如，智能电话、平板计算机、专用装置等)用于监视。因为这些传感器系统常常在较大的时间周期内接通，因此电力节约和安全性特别重要。
发明内容
本发明的实施例提供一种具有增强型低电力特征的传感器系统。实施例可包含将传感器数据从至少一个发射器单元发射到接收器单元。所述传感器数据可用特定标头ID来为传感器数据加旗标，从而使接收器单元能够将所述传感器数据路由到所述接收器单元内的低电力处理单元，而不使用接收器单元的较高电力应用程序处理器。实施例还可利用专有加密引擎来将补充加密层提供到无线协议中所利用的任何加密。发射器单元还可压缩传感器数据和并使所述传感器数据分批来发送，以进一步增加电力节省。
根据本发明，在低电力无线传感器互连性系统中处理传感器数据的实例方法包含：用移动装置的无线通信接口接收传感器数据，其中所述传感器数据包含指示从一或多个传感器收集的数据的信息，所述移动装置包含应用程序处理器和低电力处理器，且当应用程序处理器处于低电力状态时接收所述传感器数据。所述方法进一步包含确定与传感器数据相关联的路由识别符，且基于所述所确定的路由识别符，将传感器数据提供到低电力处理单元。
所述实例方法可包含以下特征中的一或多者。所述方法可包含：通过所述低电力处理单元使用加密密钥来解密传感器数据，和/或使用生物计量检验来建立所述加密密钥。所述生物计量检验可包括使用指纹的扫描。所述加密密钥可为存储在所述移动装置的一次可编程(OTP)存储器中的多个预定加密密钥中的一者。所述方法可包含：将关于加密密钥的使用率的时戳写入到OTP存储器；通过低电力处理单元来解压缩传感器数据；和/或将所述传感器数据发送到基于云的决策支持系统(DSS)。
根据本发明，低电力无线传感器互连性系统中的实例设备可包含：应用程序处理器；低电力处理单元；以及无线通信接口，其与所述应用程序处理器和所述低电力处理单元通信地耦合。所述无线通信接口可经配置以在应用程序处理器处于低电力状态时，接收传感器数据，其包含指示从一或多个传感器收集的数据的信息。所述设备可进一步包含一或多个路由组件，其与所述无线通信接口和所述低电力处理单元通信地耦合，其中所述一或多个路由组件经配置以确定与传感器数据相关联的路由识别符，并基于所述所确定的路由识别符将传感器数据提供到低电力处理单元。
所述实例设备可包含以下特征中的一或多者。所述低电力处理单元可经配置以使用加密密钥来解密传感器数据。所述设备可包含生物计量检验模块，其经配置以使用生物计量检验来建立加密密钥。所述生物计量检验模块可包括指纹扫描仪。所述加密密钥可为多个预定加密密钥中的一者，所述设备进一步包括所述设备的一次可编程(OTP)存储器，其经配置以存储所述多个预定加密密钥。OTP存储器可经配置以存储关于所述加密密钥的使用率的时戳。所述低电力处理单元可经配置以解压缩传感器数据。低电力处理单元或应用程序处理器中的任一者或两者可经配置以经由无线通信接口将传感器数据发送到基于云的决策支持系统(DSS)。
根据本发明，实例移动装置可包含用于接收传感器数据的装置，其中所述用于接收传感器数据的装置包含用于接收指示从一或多个传感器收集的数据的信息的装置，且所述用于接收传感器数据的装置包含用于在所述移动装置的应用程序处理器处于低电力状态时接收传感器数据的装置。所述移动装置可进一步包含：用于确定与传感器数据相关联的路由识别符的装置；以及用于基于所述所确定的路由识别符将传感器数据提供到低电力处理单元的装置。
所述实例移动装置可进一步包含以下特征中的一或多者。所述移动装置可包含：用于在所述移动装置的应用程序处理器处于低电力状态时使用加密密钥来解密传感器数据的装置；和/或用于使用生物计量检验来建立加密密钥的装置。所述用于使用生物计量检验来建立加密密钥的装置可包含使用指纹的扫描的装置。所述加密密钥可为多个预定加密密钥中的一者，所述设备进一步包括用于将所述多个预定加密密钥存储在所述移动装置的一次可编程(OTP)存储器中的装置。所述移动装置可包含：用于将关于加密密钥的使用率的时戳写入到OTP存储器的装置；用于在所述移动装置的应用程序处理器处于低电力状态时解压缩传感器数据的装置；和/或用于将传感器数据发送到基于云的决策支持系统(DSS)的装置。
根据本发明，实例非暂时性计算机可读媒体包含用于在低电力无线传感器互连性系统中处理传感器数据的指令。所述指令包含用于致使移动装置的一或多个组件执行包含用所述移动装置的无线通信接口来接收传感器数据的功能的代码，其中所述用于接收传感器数据的代码包含用于接收指示从一或多个传感器收集的数据的信息的代码，且所述用于接收传感器数据的代码包含用于在所述移动装置的应用程序处理器处于低电力状态时接收传感器数据的代码。所述功能进一步包含：确定与传感器数据相关联的路由识别符；以及基于所述所确定的路由识别符，将传感器数据提供到低电力处理单元。
实例计算机可读存储媒体可进一步包含以下特征中的一或多者。所述计算机可读媒体可包含：用于在所述移动装置的应用程序处理器处于低电力状态时使用加密密钥来解密传感器数据和/或使用生物计量检验来建立加密密钥的代码。所述加密密钥可为多个预定加密密钥中的一者，所述计算机可读媒体进一步包括用于将所述多个预定加密密钥存储在所述移动装置的一次可编程(OTP)存储器中的c。所述计算机可读媒体可进一步包含用于将关于加密密钥的使用率的时戳写入到OTP存储器和/或将传感器数据发送到基于云的决策支持系统(DSS)的代码。
本文中描述的项目和/或技术可提供以下能力中的一或多者以及未提到的其它能力。若干技术可通过使应用程序处理器能够在低电力处理单元处理传感器信息时保持处于低电力(“睡眠”)状态来提供接收器单元中的增加的电力节省。这可结合分批、压缩和/或其它功率节省技术使用。并且，提供补充加密层可为敏感信息提供额外的安全性。结合下文和附图更详细描述这些和其它优点和特征。
附图说明
参照以下各图，可实现对各种实施例的性质和优点的进一步理解。在附图中，类似组件或特征可具有相同参考标签。此外，可以通过在参考标签后面跟着短划线和区分类似组件的第二标签来区分相同类型的各种组件。如果说明书中只使用第一参考标记，那么描述适用于具有相同的第一参考标记的类似组件中的任一者，与第二参考标记无关。
图1是说明根据一个实施例的实例传感器系统的简化图。
图2A到2C是根据一个实施例的适于实施本文所论述的功率节省技术的接收器单元的若干部分的框图。
图3是大体上说明根据一个实施例的在低电力无线传感器互连性系统中发射信息的方法的流程图。
图4是大体上说明根据一个实施例的在低电力无线传感器互连性系统中处理传感器数据的方法的流程图。
图5是说明根据一个实施例的发射器单元的组件的简化框图。
图6说明如本文所述的可实施接收器单元的功能的移动装置的实施例的组件。
具体实施方式
参考图式提供以下描述，其中相同的参考标号始终用于指代相同的元件。虽然本文中描述一或多种技术的各种细节，但其它技术也是可能的。在一些情况下，以框图形式展示结构和装置以便促进描述各种技术。
传感器在现代生活中的使用正变得越来越重要。传感器几乎涵盖生活的每个方面，范围从检测移动并使其有资格且包含监视受试人的生命参数。当今的技术允许极小传感器，使其可穿戴；然而仍需要能量来为所述传感器以及收集数据的装置供电。本发明的实施方案中的大多数使用有线通信或具有相对较大电池的组合件。这些系统的功率效率和安全数据传送对于医学传感器系统来说特别重要，其中用户必须舒适，且系统必须基本上连续地工作，具有非常短的中断。信号处理和小型化的进步具有增加的功率效率，从而使将传感器用于医学级别应用成为可能。大于当前等级的电力消耗的降低以及安全数据传送仍然在医学应用中具有首要重要性。本发明的实施例是针对解决这些主要障碍。
图1是说明根据一个实施例的实例传感器系统100的简化图。此处，传感器系统100包括与接收器单元120无线连接的多个发射器单元130。发射器单元130可包括一或多个传感器，其经配置以收集传感器数据，并将传感器数据发射到接收器单元120。接收器单元120可处理传感器数据，其可接着被记录、发射到远程裝置或系统，和/或用以触发响应性测量和/或其它动作。
在此实例中，传感器系统100的所述多个发射器单元由用户110穿戴，并位于用户110身上的各种位置处。在医学和其它应用中，发射器单元130可装备有传感器和/或与传感器通信地耦合，所述传感器经配置以收集关于声音、光、压力、运动、定向、热量等的数据。此传感器数据可接着用以确定关于用户110的健康的体温、脉搏、肌肉活动、大脑活动和/或其它信息。取决于所要的功能性，发射器单元130所发射的传感器数据可变化。传感器数据可包含例如如从传感器接收到的原始传感器数据，和/或其可包含由此导出的信息。
发射器单元130可通过多种方式与接收器单元120连接，从而形成不同类型的网络。举例来说，发射器单元130可各自与“中心辐射型”配置中的接收器单元120通信地耦合，其中发射器单元130各自与接收器单元120直接连接。另外或替代地，如图1中所展示，一或多个发射器单元130-2可经由另一发射器单元130-1将信息传送到接收器单元120。可使用各种类型的专门、网格和其它无线连网配置。此外，尽管本文所提供的实例利用BluetoothTM(明确地说，低能量蓝牙(LE))，但实施例不限于此。额外或替代无线技术可包含来自IEEE802.15标准体系的其它标准，或甚至更广泛的802标准体系(802.11ah，例如)，以及其它，取决于所要的功能性。
接收器单元120还可由用户穿戴，且可包括多种移动装置中的任一者。举例来说，接收器单元120可包括平板计算机、移动电话、媒体播放器、视频游戏系统等。另外或替代地，接收器单元120可包括专有硬件和/或软件。使用从发射器单元130接收到的传感器数据，接收器单元120可监视和记录关于用户110的健康的信息。基于接收到的信息，接收器单元120可将某些信息发送到一或多个远程系统，例如基于云的决策支持系统(DSS)，其可由用户的医生、健康组织、第三方支持网络等维护。取决于所要的功能性，此信息可使用蜂窝式、Wi-Fi和/或其它通信技术，经由公共和/或私人数据网络(包含因特网)发送，所述通信技术可不同于用以将传感器数据从发射器单元130发射到接收器单元120的通信技术。
传感器系统100的功能性可借助于应用程序和实施方案来实现。举例来说，传感器系统100可用于医学应用，以监视用户110的健康，例如用户的体温、脉搏、血压、血氧等级、位置、定位等。传感器数据(和/或由此导出的数据)可由接收器单元120记录，以供用户的医生或其它健康专业人员分析。如上文所指出，所述数据可由接收器单元120传送到由用户的医生、健康组织等维护的远程系统，例如DSS。如果传感器数据指示用户110可能处于紧急状态，那么接收器单元120可触发其它响应，例如联系医务辅助人员和/或其它应急响应人员来向用户110提供帮助(例如，经由蜂窝式或其它无线通信技术)，警告用户110(例如，通过发出告警、振动、显示警告等)，或其它此类响应。
如先前所指示，实施例不限于医学应用。其它健康应用可利用图1的传感器系统100，例如健身应用、体育应用等。其它实施例可在医学或其它健康情境之外的应用程中实施，例如游戏、社交媒体、安全等。安全情境中的实例可包含在门或其它可能进入方式上使用的个人传感器，其将总是接通，并连接到无线装置，类似于120。可对所述传送进行加密、压缩和/或分批，以节约能量，并防止聪明的入侵者停用所述系统或入侵所述系统。
实施例可包含发射器单元130，其在向接收器单元120的一些或所有通信中利用某一标头ID来为所述通信加旗标，以进行低电力处理。专发射器单元130和接收器单元120中的用硬件和/或软件模块可用于实施此电力节省技术。图2A到2C中说明实例实施例。
图2A是根据一个实施例的适于实施这些电力节省技术的接收器单元120的若干部分的框图。图2A中所示的组件可并入到移动或其它电子装置(例如下文在图6中论述的移动装置)硬件和/或软件中。图2A是作为一实例提供。将理解，可添加、省略和/或取代组件。所属领域的一般技术人员将认识到对所示出实施例的许多变化。
在图2A中，接收器单元120可在具有无线前端单元212的前端模块210处接收发射器单元130)所发射的传感器数据(和/或其它信息)。无线前端单元212可利用多种无线技术，例如先前论述的那些技术。在一个实施例中，例如，无线前端可能够接收蓝牙低能量(LE)无线信号。无线前端单元212可经由天线205接收无线通信。
无线前端单元212可将接收到的数据传送到总线从属装置214。所述总线从属装置又可经由总线将接收到的数据传送到接收器单元120的其它组件。可使用不同技术来根据所要的功能性、制造业和/或其它因素来实施所述总线。在一些实施例中，例如，总线从属装置214可与SLIM总线通信地耦合。其它总线技术可包含例如通用异步接收器/发射器(UART)或内置集成电路(I2C)。
可经由总线将接收到的数据发送到安全“岛”230。安全岛230可在接收器单元120的入口点处或附近包括一组低电力组件，包含一或多个路由组件，其经配置以安全地路由和/或处理从前端模块210接收到的数据。这些组件可在与传统上在移动装置中实施的组件(例如，如图5中示出的组件)离散的硬件和/或软件中实施。另外或替代地，安全岛的组件可并入到此类传统组件中和/或由此类传统组件实施，取决于所要的功能性。
在一些实施例中，如图2A到2C中所示，安全岛230、应用程序处理器240和或其它组件可为平台芯片组220的一部分，包含“芯片上系统”(SoC)和/或其它多组件集成电路。实例平台芯片组220可包含ARM架构CDMA和UMTS调制解调器芯片组指定的移动台调制解调器(MSM)，例如SnapdragonTM系列的平台芯片组。在其它实施例中，图2A和2B中说明为平台芯片组220的一部分的组件中的一或多者可不同和/或在其它组件内实施。图2C中示出此类变化的实例，其在下文更详细地描述。
来自总线从属装置214的数据可经由总线主控装置232接收到安全岛230中，所述安全岛可经由总线接入管理器(BAM)233将所述信息中继到剖析器234。剖析器234可经配置以基于所确定的路由识别符将数据路由到安全岛230和/或平台芯片组220的不同组件。
接收到的数据包可包含标头、旗标和/或其它指示符，以指示应将数据路由到的组件。图2B帮助说明可如何路由数据的实例。无线前端单元212所接收到的一些或所有数据可遵循经由总线从属装置214、总线主控装置232和BAM 233到剖析器234的主要数据路径280。然而，从那开始，可将数据发送到不同组件，取决于所述数据如何加旗标。在前端模块210处接收到的大多数蓝牙、WiFi和/或其它数据可经由相应的应用程序处理器和存储器数据路径260和250，从剖析器234路由到应用程序处理器240和存储器231。应用程序处理器240可包括具有一或多个处理核心、能够执行应用程序244、无线堆栈242和/或其它软件组件和/或子系统的处理单元。因为应用程序处理器240可充当移动装置的主要处理单元，因此其在处理能力和电力消耗两者上可相对较高。
另一方面，从一或多个发射器单元130接收到的传感器数据(和/或从此提取的信息)可如此加旗标，且可经由低电力处理单元数据路径270路由到安全岛230的低电力处理单元235以供处理。(还可将数据发送到存储器231)。低电力处理单元235可包括处理核心，其经配置以处理发射器单元130所接收到的一些或所有数据。低电力处理单元可另外分别利用总线主控装置和/或传感器236和237。此处，传感器237描绘处理传感器数据的低电力处理单元235的功能性(通常在软件中实施)，所述低电力处理单元可经调谐以进行特定处理或实现非常低的电力，从而提供能量节省。总线主控装置236类似描绘包含到低电力处理单元235中且由传感器237控制的总线管理器的功能性(也通常在软件中实施)，如管理数据流和信息所需要。
存储器231可至少部分地包括安全存储器，其可不供某些应用程序244或应用程序处理器240所执行的其它功能直接接入。在一些实施例中，存储器231可存储用以解密传感器数据的一或多个加密密钥，如下文进一步详细论述。这可包含例如一次可编程(OTP)存储器，其可存储一或多个预定加密密钥。当使用加密密钥时，可将关于加密密钥的使用率和/或已使用所述密钥的次数的时戳写入到OTP。
另外或替代地，接收器单元120可包含生物计量检验模块(未图示)，其可用于建立加密密钥和/或用于使发射器单元130与接收器单元120配对。生物计量检验模块可包含用于获得生物计量信息的软件和/或硬件装置，基于获得的生物计量信息创建加密密钥，和/或检验新获得的生物计量信息是否与所存储的生物计量信息匹配(和/或匹配到什么程度)。生物计量检验可包含生理和/或行为生物计量输入类型，包含例如指纹、虹膜扫描、签名、话音等。可使用算法来基于生物计量数据的特征建立唯一加密密钥，并将所述加密密钥存储在存储器231中。举例来说，接收器单元120可具有带指纹扫描仪(未图示)的生物计量检验模块，所述指纹扫描仪可用以获得用户的指纹，并基于检测到的细节点来建立加密密钥。因为指纹对于用户是唯一的，因此当基于指纹的唯一特征时，加密密钥可为唯一的。在一些实施例中，由应用程序处理器240执行的应用程序244可执行借此获得生物计量检验的设置。然而，加密密钥的建立和存储可在安全装置等级下进行。所述装置可接着向应用程序244传达加密密钥已成功地建立。
另外或替代地，当将发射器单元130以通信方式耦合(例如，“配对”)到接收器单元120时，可利用生物计量检验。作为一实例实施例，想要使发射器单元130与接收器单元耦合的用户110可使发射器单元处于配对模式。当接收器单元120检测到新发射器单元130时，其接着可向用户(例如，经由显示器)指示已检测到新发射器单元130，并询问用户110所述用户是否想要将发射器单元130耦合到接收器单元120。如果用户110选择“是”(例如，通过选择触摸屏显示器上的对应按钮)，那么接收器单元120接着可询问以进行指纹检验。一旦用户提供恰当的指纹(如通过生物计量检验模块将新获得的指纹与所存储的指纹进行比较来确定)，接收器单元120就可接着继续与发射器单元130耦合。可使用其它类型的过程来要求生物计量检验以将发射器单元130耦合到接收器单元120。并且，可在装置层级进行生物计量检验以帮助确保安全。如果应用程序需要知道生物计量检验是否已成功，那么装置可将此信息中继到应用程序层。生物计量信息(例如，参考图像、关于指纹的细节点的信息等)可存储在安全存储器231中。
以相对于图2A和2B描述的方式来路由数据可显著增加电力节省。在许多应用中，包含健康和医学应用中，发射器单元130可一直操作。即使在发射器单元130实施例如分批和/或压缩等功率节省功能时，仍可几乎一直存在大量在前端模块210接收到的传感器数据。如果将所有此数据路由到应用程序处理器240来处理，那么将要求应用程序处理器240几乎一直上电，从而对于接收器单元120来说产生大量的电力消耗和较低的电池寿命。然而，因为将加旗标的传感器数据路由到低电力处理单元235而不是发送到应用程序处理器240，所以此类路由技术可允许应用程序处理器240保持在低电力(例如，“睡眠”)模式。尽管电力节省可取决于所利用的应用程序处理器240和低电力处理单元235以及其它因素而变化，但总电力使用可小至将传感器数据路由到应用程序处理器240时的几分之一。
图2C帮助说明在替代配置中可如何路由数据的实例。在这种配置中，并非将剖析器234包含在安全岛230中，而是剖析器234位于前端模块210中。由此，遵循主要数据路径280的数据在过程中较早分裂(如与图2B中所示的配置相比)，但数据遵循类似于图2B中所示路径的路径。也就是说，用于应用程序处理器的数据沿应用程序处理器数据路径260路由，且去往存储器231和低电力处理单元235的数据沿对应的存储器数据路径250和低电力处理单元数据路径270路由。如同图2A和2B中所示的配置，图2C中所示的配置可通过将接收到的传感器数据路由到存储器231和/或低电力处理单元235而不涉及应用程序处理器240来省电。
本文所利用的功率节省技术不仅可涉及接收器单元120中的专用组件，而且涉及发射器单元130处的专用功能性，其中信息的加旗标以路由到低电力处理单元235可开始。图3是大体上说明根据一个实施例的在低电力无线传感器互连性系统中收集和发射信息的方法300的流程图，所述方法可由发射器单元130或其它装置执行。
用于执行方法300的框中的一些或全部的装置可由发射器单元130的硬件和/或软件提供。下文关于图5提供关于发射器单元130的实施例的此类硬件和软件组件的细节。图3中说明的方法300的框是作为实例提供。所属领域的技术人员将认识到其它实施例可省略、添加、取代和/或重排框，和/或对所示的方法300进行其它变化。
方法300可在框310处开始，其中收集传感器数据。传感器数据可包含来自嵌入发射器单元130中和/或与之通信地耦合的一或多个传感器的数据。取决于所要的功能性，传感器的类型可变化。对于健康应用，传感器可包含例如加速计、陀螺仪、高度计，以及可检测声音、压力、热、光、脑波、脉搏等的传感器。
任选地，在框320处，对传感器数据进行加密。此处，加密可与将数据传送到接收器单元120时可提供的任何无线加密不同由专有加密引擎执行。因此，即使到接收器单元的无线数据传送被收听装置拦截，且无线加密被破解，在框320处提供的加密仍将保护所述数据。此补充加密因此可在其中需要敏感信息(例如医疗信息)的额外安全的实施例中使用。
根据一些实施例，私用加密密钥可用于加密中，且由操作者(例如，用户110、医生、照护者等)设定，或使用生物计量识别和/或如上文所描述的其它装置来设定。加密密钥可基本上采取任何复杂程度，至多达当今在使用的最高等级。如下文进一步详细指示，当如图3中任选地所示，在发射器单元130中利用加密时，在接收器单元120上利用对应的解密。
在一些实施例中，私用密钥可由操作者手动改变，或根据安全算法自动改变(例如，根据时间表循环通过私用密钥)。所述改变可由接收器单元120起始，所述接收器单元可将具有先前证实的密钥的消息发送到发射器单元130。对于其部分，发射器单元130还可配备有OTP存储器，其可存储预定数目的密钥、所述密钥何时已改变的时戳，和/或密钥改变的次数。可如此设计所述系统，使得基于OTP状态，将控制对数据过程的接入，最终拒绝非法客户端。
在框330处，可任选地对传感器数据进行分批。也就是说，不是像接收到时那样发射传感器数据，而是发射器单元130可使在某一时间段内收集的传感器数据成束，并将其作为单个批次发出。分批可通过降低传感器数据的发射频率来降低能耗。
取决于所要的功能性，分批算法可变化。可例如基于某些时间表(例如，日时、周几等)、时间周期(例如，某一数目的秒、小时、天等)、触发事件(例如，来自接收器单元120的数据请求、检测到移动、接收到处于或高于某一阈值的数据值等)及类似者来收集和发射各个批次。
在框340处，可任选地对传感器数据进行压缩。因为发射器单元130的发射常常具有远大于处理的电力成本，所以压缩传感器数据可提供电力节省。也就是说，压缩传感器数据所花费的额外处理电力的电力成本通常小于发射经压缩数据(对比发射未经压缩的数据)的电力节省。当然，这可取决于所使用的组件(例如，处理器和发射器)、压缩率和其它因素而变化。当发射器单元130在发射之前压缩传感器数据时，接收器单元120采取对应步骤来解压缩传感器数据。
压缩技术可取决于实施方案、数据类型和/或其它因素而变化。在某些实施例中，可准许某些数据的有损压缩，同时需要其它数据类型的无损数据。举例来说，可经由向有损MPEG-2音频层III(MP3)文件的转换来压缩心跳的音频。在一些实施例中，发射器单元130可使用专用硬件来最大化压缩传感器数据时的效率。
在框350处，传感器数据与路由识别符一起发送。如先前所指示，路由识别符可充当到接收器单元120的旗标，以将传感器数据路由到低电力处理单元，例如图2A到2C的低电力处理单元235。所述路由识别符可另外或替代地充当旗标来确保传感器数据仅路由到接收器单元120内的特定安全元件。
可通过多种方式来实施路由识别符，取决于例如所使用的无线技术和/或协议等因素。在一个实施例中，路由识别符可嵌入具有包含传感器数据(其可经压缩、加密和/或分批，如上所述)的有效负载的数据包的标头中。
路由识别符可包含接收器单元120可识别的多种信息，以将接收到的数据路由到正确的组件。此信息可包含(例如但不限于)发射器单元130和/或接收器单元120的装置标识符、预定义代码、管理有效负载的格式的某一协议等。
也可在接收所述数据的装置上实施功率节省技术。图4是大体上说明根据一个实施例的可由接收器单元120或其它装置执行的在低电力无线传感器互连性系统中处理传感器数据的方法400的流程图。
用于执行方法400的框中的一些或全部的装置可由接收器单元120的硬件和/或软件提供。下文关于图6提供关于接收器单元120的实施例的此类硬件和软件组件的细节。图4中说明的方法400的框是作为实例提供。所属领域的技术人员将认识到其它实施例可省略、添加、取代和/或重排框，和/或对所示的方法400进行其它变化。
所述方法可在框410处开始，其中接收传感器数据。所述传感器数据可包含从一或多个传感器收集的数据的信息，且当所述移动装置的应用程序处理器(例如，接收器单元)处于低电力状态时，可接收所述传感器数据。作先前所指示，传感器数据可包含来自一或多个传感器的数据。取决于所要的功能性，传感器数据可包含原始传感器读数和/或来自多种传感器类型的衍生数据。
类似于上文关于图3所论述的分批，低电力无线传感器互连性系统(包括例如接收器单元120和一或多个发射器单元130)中的数据的发射和接收可使用多种数据技术来实现无线网络中的电力节省。可基于时间表和/或在周期性基础上使发射器和接收器单元同步，当不发射或接收时，以低电力或休眠模式操作，接着“醒来”以发送和/或接收数据。另外或替代地，发射器和接收器单元可基于触发事件而醒来。然而，在此上下文中，“醒来”并不涉及将应用程序处理器从低电力状态唤醒。相反，仅用于接收和处理传感器数据的组件需要被唤醒。使用图2A和2B的接收器单元120作为实例，仅需要利用前端模块210和安全岛230中的组件。因此，应用程序处理器240可保持在低电力状态。
在框420处，确定与传感器数据相关联的路由识别符。所述路由识别符可嵌入传感器数据内和/或以其它方式随传感器数据传送。如上文所论述，路由识别符可包含于在其中传送传感器数据的数据包的标头中。
在框430处，基于所确定的路由识别符，将传感器数据提供到低电力处理单元。低电力处理单元可例如为不同于应用程序处理器的处理单元，其可处理传感器数据。如图2A到2C中所示，剖析器234可将数据路由到低电力处理单元235和/或存储器231，而不唤醒应用程序处理器。低电力处理单元和应用程序处理器两者可为平台芯片组的一部分。根据一些实施例，通过使用低电力处理获得的电力节省可比并非应用程序处理器的单元的情况大若干倍，但这可取决于相对电力消耗而变化。
任选地，在框440处，可解密传感器数据。如先前所论述，发射器单元130可对传感器数据进行加密，以提供额外安全层，这在多种应用中可有用。在此类情况下，一旦接收到传感器数据，就可对应地对其进行解密。并且，如上文所指示，解密可在装置或应用层发生，与可利用的任何额外无线加密分开。在一些实施例中，低电力处理单元(例如，图2A到2C的低电力处理单元235)可执行解密。另外或替代地，用于解密的私用密钥可存储在安全存储器(例如图2A到2C中所示的安全岛230的存储器231)中。
在框450处，可任选地对传感器数据进行解压缩。并且，如果传感器数据在发射之前压缩，那么其在被接收到之后可对应地解压缩。在一些实施例中，接收器单元可使用专用硬件来最大化解压缩传感器数据时的效率。在一些实施例中，低电力处理单元(例如，图2A到2C的低电力处理单元235)可执行解压缩。
图5是说明根据一个实施例的发射器单元130的组件的简化框图，所述组件可实施本文所论述的传感器数据收集和加旗标技术，包含图3中说明的方法。应注意，图5仅打算提供各种组件的一般化说明，可在适当时利用所述组件中的任一者或全部。此外，系统元件可以相对分离或相对较集成方式实施。另外或替代地，图5中所示的组件中的一些或全部可在以通信方式与发射器单元130耦合的另一装置中利用。
硬件元件可包含处理单元510，包含(不限于)一或多个通用处理器和/或一或多个专用处理器(例如可编程微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑(例如，FPGA)等)，和/或其它处理结构或装置，其可经配置以执行本文所描述的方法中的一或多者，包含图3中说明的方法。
处理单元510可与存储器560通信。存储器560可包含(不限于)固态存储装置，例如随机存取存储器(“RAM”)和/或只读存储器(“ROM”)，其可为可编程的、快闪可更新的和/或类似的。另外或替代地，处理单元510可并入有机载存储器，以执行本文所述的功能中的一些或全部。存储器可用以存储运动传感器数据、供处理单元510执行的逻辑，和/或本文所述的其它信息。
发射器单元130可进一步包含一或多个传感器540。此类传感器可包含(不限于)一或多个加速计、陀螺仪、相机、磁力计、高度计、麦克风、接近传感器、光传感器和/或其它传感器，其经配置以收集关于光、热、压力、声音、电场和/或磁场、移动、定向等的数据。在一些实施例中，如图5中示出，传感器540可并入到发射器单元130中。另外或替代地，传感器540可安置在发射器单元130外，经由例如有线或无线数据连接，与处理单元510通信地耦合。
无线通信接口530可包含红外线通信装置、无线通信装置和/或芯片组，其可使用一或多种无线技术，例如BluetoothTM、和/或如先前描述的其它技术。如本文所指示，所述无线技术可使用可与处理单元510所执行的任何加密不同的加密和/或其它数据操纵。无线通信接口530可准许与接收器单元120交换数据，例如图1到2C中说明的接收器单元、网络或其它装置，例如下文在图6中说明的移动装置。所述通信可经由一或多个无线通信天线532进行。
图5中所示的发射器单元130的组件是作为简化实例提供。发射器单元130的硬件和/或软件可取决于应用、传感器540和/或其它因素而变化。在一些实施例中，可添加、省略、重新布置、组合或分离组件。所属领域的技术人员将认识到，可实施额外或替代的特征，包含如下文关于图6所述的移动装置的特征。
图6是说明可执行接收器单元120的特征的移动装置600的实施例的简化框图。尽管此处未明确说明，但图2A到2C的接收器单元120的组件可使用图6中所示的移动装置600的硬件和/或软件组件来实施。另外或替代地，移动装置可为以通信方式与单独的接收器单元120连接。应注意，图6仅打算提供各种组件的一般化说明，可在适当时利用所述组件中的任一者或全部。此外，系统元件可以相对分离或相对较集成方式实施。另外或替代地，图6中所示的组件中的一些或全部可在以通信方式与移动装置600耦合的另一计算装置中利用。
移动装置600示出为包括可经由总线605电耦合(或可在适当时以其它方式通信)的硬件元件。总线605和/或与之连接的组件可例如包括和/或执行图2A到2C的总线从属装置214、总线主控装置232和/或BAM 233的功能。在一些实施例中，总线可包括SLIM总线。
连接到总线605的硬件元件可包含处理单元610，其可包含(不限于)一或多个通用处理器、一或多个专用处理器(例如数字信号处理器(DSP)、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)和/或类似物)，和/或其它处理结构或装置，其可经配置以执行本文所描述的方法中的一或多者，包含图4中说明的方法。处理单元610可包括和/或执行图2A到2C中说明的平台芯片组220的应用程序处理器240、低电力处理单元235和/或其它组件的功能。如图6中所示，取决于所要功能性，一些实施例可具有单独的DSP 620。移动装置600还可包含：一或多个输入装置670，所述输入装置可包含但不限于一或多个相机、触摸屏、触摸板、麦克风、按钮、拨号盘、开关和/或类似者；以及一或多个输出装置615，所述输出装置可包含但不限于显示器、发光二极管(LED)、扬声器和/或类似者。
类似于图5的发射器单元130，移动装置600还可包含无线通信接口630，其可包含(不限于)调制解调器、网卡、红外线通信装置、无线通信装置和/或芯片组(例如BluetoothTM装置、装置、IEEE 602.11装置、IEEE 602.15.4装置、WiFi装置、WiMax装置、蜂窝式通信设施等)和/或类似物，包含先前论述的无线技术。无线通信接口630可准许与本文所述的一或多个发射器单元130交换数据。所述移动装置还可与网络、无线接入点、计算机系统和/或其它电子装置通信。可经由发送和/或接收无线信号634的一或多个无线通信天线632进行通信。无线通信接口630可包括和/或执行图2A到2C中说明的前端模块210的无线前端212和/或其它组件的功能。
取决于所要的功能性，无线通信接口630可包含用于与基站收发台(例如，蜂窝式网络的基站收发台)和接入点通信的单独收发器。这些不同数据网络可包含OFDMA和/或其它类型的网络。
移动装置600可进一步包含传感器640。此类传感器可包含(不限于)一或多个加速计、陀螺仪、相机、磁力计、高度计、麦克风、接近传感器、光传感器等。除从一或多个发射器单元130接收的传感器数据之外，本文所述的技术可另外利用来自移动装置600的传感器640的传感器数据。
所述移动装置的实施例还可包含卫星定位系统(SPS)680(例如全球定位系统(GPS))，其能够使用SPS天线682从一或多个SPS卫星接收信号684。可注意到，SPS可包含一或多个全球和/或地区性导航卫星系统和/或扩增系统的任何组合，且SPS信号可包含与SPS、SPS类和/或与此类一或多个SPS相关联的其它信号。此定位可用于补充和/或并入有本文中所描述的技术。举例来说，移动装置600可经配置以基于触发事件来将信息发射到远程系统(例如，基于指示危及生命的紧急情况的传感器数据，将信息发射到远程紧急医疗系统)。如由SPS接收器680指示的移动装置600的位置可在所发射的信息中指示。
移动装置600可进一步包含存储器660和/或与存储器660通信。存储器660可包含(不限于)本地和/或网络可存取存储装置、磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储装置、固态存储装置(例如随机存取存储器(“RAM”)和/或只读存储器(“ROM”)，其可为可编程、闪存可更新的和/或类似的)。此类存储装置可经配置以实施本文所述的技术所利用的任何适当的数据结构和/或其它存储器。另外或替代地，本文中所描述的数据结构可由高速缓冲存储器或DSP 620或处理单元610的其它本地存储器实施。
移动装置600的存储器660还可包括软件元件(未图示)，包含操作系统、装置驱动程序、可执行库和/或其它代码，例如一或多个应用程序，所述一或多个应用程序可包括由各种实施例提供的计算机程序，且/或可经设计以实施如本文所描述的由其它实施例提供的方法和/或配置如本文所描述的由其它实施例提供的系统。仅仅作为实例说明，相对于上文所论述方法(例如图4中说明的方法)而描述的一或多个程序可实施为移动装置600(和/或移动装置600内的处理单元610)可执行和/或存储在非暂时性和/或机器可读存储媒体(例如，“计算机可读存储媒体”、“机器可读存储媒体”等)(例如存储器660)上的代码和/或指令。在一方面中，接着，此类代码和/或指令可用于配置和/或调适通用处理器(或其它装置)以执行根据所描述方法的一或多个操作。
另外可注意，用于执行本文所描述的方法中的一或多者的此类非暂时性机器可读媒体可共同地或分别存储在不同硬件组件的高速缓冲存储器和/或其它机载存储器中，如图2A、2B、2C、5和6中示出。
所属领域的技术人员将显而易见，可根据特定要求作出大量变化。举例来说，还可能使用定制硬件，且/或可将特定元件实施于硬件、软件(包含便携式软件，例如小程序等)中，或两者中。另外，可利用到其它计算装置(例如网络输入/输出装置)的连接。
上文所论述的方法、系统和装置是实例。在适当时，各种配置可省略、取代或添加各种程序或组件。举例来说，在替代性配置中，可以不同于所描述的次序来执行方法，和/或可添加、省略和/或组合各种阶段。并且，可以各种其它配置来组合关于某些配置所描述的特征。可以类似方式组合所述配置的不同方面和元件。并且，技术发展，且因此元件中的许多为实例，且并不限制本发明或所附权利要求书的范围。
如本文所使用，术语“和”以及“或”可包含多种含义，这些含义也预期至少部分取决于使用此类术语的上下文。通常，如果使用“或”来关联列表(例如A、B或C)，那么既定表示A、B和C，此处是在包含性意义上使用，以及A、B或C，此处是在排它性意义上使用。另外，如本文所使用，术语“一或多个”可用于以单数形式描述任何特征、结构或特性，或可用于描述特征、结构或特性的某一组合。然而，应注意，这只是说明性实例，且所主张的标的物不限于此实例。此外，如果术语“中的至少一者”用以关联列表(例如A、B或C)，那么可将其解释为表示A、B和/或C的任何组合，例如A、AB、AA、AAB、AABBCCC等。
已描述若干实例配置，可在不脱离本发明的精神的情况下使用各种修改、替代构造和等效物。举例来说，上文元件可为较大系统的组件，其中其它规则可优先于本发明的应用或以其它方式修改本发明的应用。并且，可在考虑上述元件之前、期间或之后进行多个步骤。因此，以上描述并不约束所附权利要求书的范围。

Claims (30)

1.一种在低电力无线传感器互连性系统中处理传感器数据的方法，所述方法包括：
用移动装置的无线通信接口接收传感器数据，其中：
所述传感器数据包含指示从一个或多个传感器收集的数据的信息，
所述移动装置包含包括组件的安全岛，所述组件包含一个或多个路由组件，所述安全岛经配置以安全地路由和处理从所述无线通信接口接收的数据，
所述移动装置包含与所述安全岛分离的应用程序处理器和构成所述安全岛的至少一部分的低电力处理单元，且
当所述应用程序处理器处于低电力状态时，接收所述传感器数据；
确定与所述传感器数据相关联的路由识别符；以及
基于所述所确定的路由识别符，利用所述安全岛的所述一个或多个路由组件将所述传感器数据提供到所述低电力处理单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过所述低电力处理单元使用加密密钥来解密所述传感器数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括使用生物计量检验来建立所述加密密钥。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述生物计量检验包括使用指纹的扫描。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述加密密钥是存储在所述移动装置的一次可编程OTP存储器中的多个预定加密密钥中的一者。
6.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括将关于所述加密密钥的使用率的时戳写入到OTP存储器。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括用所述低电力处理单元来解压缩所述传感器数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述传感器数据发送到基于云的决策支持系统DSS。
9.一种在低电力无线传感器互连性系统中的设备，所述设备包括：
包括组件的安全岛，所述组件包含一个或多个路由组件，所述安全岛经配置以安全地路由和处理从无线通信接口接收的数据；
应用程序处理器，其与所述安全岛分离；
低电力处理单元，其构成所述安全岛的至少一部分；
无线通信接口，其与所述应用程序处理器和所述低电力处理单元通信地耦合，所述无线通信接口经配置以在所述应用程序处理器处于低电力状态时接收传感器数据，所述传感器数据包含指示从一个或多个传感器收集的数据的信息；以及
所述一个或多个路由组件，其与所述无线通信接口和所述低电力处理单元通信地耦合，所述一个或多个路由组件经配置以：
确定与所述传感器数据相关联的路由识别符；以及
基于所述所确定的路由识别符，利用所述安全岛的所述一个或多个路由组件将所述传感器数据提供到所述低电力处理单元。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述低电力处理单元经配置以使用加密密钥来解密所述传感器数据。
11.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括生物计量检验模块，所述生物计量检验模块经配置以使用生物计量检验来建立所述加密密钥。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述生物计量检验模块包括指纹扫描仪。
13.根据权利要求10所述的设备，其中所述加密密钥是多个预定加密密钥中的一者，所述设备进一步包括所述设备的一次可编程OTP存储器，其经配置以存储所述多个预定加密密钥。
14.根据权利要求10所述的设备，其中OTP存储器经配置以存储关于所述加密密钥的使用率的时戳。
15.根据权利要求9所述的设备，其中所述低电力处理单元经配置以解压缩所述传感器数据。
16.根据权利要求9所述的设备，其中所述低电力处理单元或所述应用程序处理器中的任一者或两者经配置以经由所述无线通信接口将所述传感器数据发送到基于云的决策支持系统DSS。
17.一种移动装置，其包括：
用于接收传感器数据的装置，其中：
所述用于接收传感器数据的装置包含用于接收指示从一个或多个传感器收集的数据的信息的装置，
所述移动装置包含安全路由和处理装置，所述安全路由和处理装置经配置以安全地路由和处理从所述用于接收传感器数据的装置接收的数据，且
所述用于接收传感器数据的装置包含用于在所述移动装置的应用程序处理器处于低电力状态时接收所述传感器数据的装置，所述应用程序处理器与所述安全路由和处理装置分离；
用于确定与所述传感器数据相关联的路由识别符的装置；以及
用于基于所述所确定的路由识别符将所述传感器数据提供到低电力处理单元的装置，其中所述低电力处理单元构成所述安全路由和处理装置的至少一部分，且所述安全路由和处理装置构成用于将所述传感器数据提供到低电力处理单元的装置的至少一部分。
18.根据权利要求17所述的移动装置，其进一步包括用于在所述移动装置的所述应用程序处理器处于所述低电力状态时，使用加密密钥来解密所述传感器数据的装置。
19.根据权利要求18所述的移动装置，其进一步包括用于使用生物计量检验来建立所述加密密钥的装置。
20.根据权利要求19所述的移动装置，其中所述用于使用生物计量检验来建立所述加密密钥的装置包括用于使用指纹的扫描的装置。
21.根据权利要求18所述的移动装置，其中所述加密密钥是多个预定加密密钥中的一者，所述移动装置进一步包括用于将所述多个预定加密密钥存储在所述移动装置的一次可编程OTP存储器中的装置。
22.根据权利要求18所述的移动装置，其进一步包括用于将关于所述加密密钥的使用率的时戳写入到OTP存储器的装置。
23.根据权利要求17所述的移动装置，其进一步包括用于在所述移动装置的所述应用程序处理器处于所述低电力状态时解压缩所述传感器数据的装置。
24.根据权利要求17所述的移动装置，其进一步包括用于将所述传感器数据发送到基于云的决策支持系统DSS的装置。
25.一种包括用于在低电力无线传感器互连性系统中处理传感器数据的指令的非暂时性计算机可读媒介，所述指令包含用于致使移动装置的一个或多个组件执行包含以下各项的功能的代码：
用所述移动装置的无线通信接口接收传感器数据，其中：
所述用于接收传感器数据的代码包含用于接收指示从一个或多个传感器收集的数据的信息的代码，
所述移动装置包含包括组件的安全岛，所述组件包含一个或多个路由组件，所述安全岛经配置以安全地路由和处理从所述无线通信接口接收的数据，且
所述用于接收传感器数据的代码包含用于在所述移动装置的应用程序处理器处于低电力状态时接收所述传感器数据的代码，所述应用程序处理器与所述安全岛分离；
确定与所述传感器数据相关联的路由识别符；以及
基于所述所确定的路由识别符，利用所述安全岛的所述一个或多个路由组件将所述传感器数据提供到低电力处理单元，所述低电力处理单元构成所述安全岛的至少一部分。
26.根据权利要求25所述的计算机可读媒介，其进一步包括用于在所述移动装置的所述应用程序处理器处于所述低电力状态时，使用加密密钥来解密所述传感器数据的代码。
27.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其进一步包括用于使用生物计量检验来建立所述加密密钥的代码。
28.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述加密密钥是多个预定加密密钥中的一者，所述计算机可读媒体进一步包括用于将所述多个预定加密密钥存储在所述移动装置的一次可编程OTP存储器中的代码。
29.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其进一步包括用于将关于所述加密密钥的使用率的时戳写入到OTP存储器的代码。
30.根据权利要求25所述的计算机可读媒介，其进一步包括用于将所述传感器数据发送到基于云的决策支持系统DSS的代码。
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