CN107122580A - 用于可靠且可扩展的健康监测的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于可靠且可扩展的健康监测的系统和方法。披露了一种健康监测系统和方法。该健康监测系统和方法包括一个感觉系统以及偶合到该感觉系统的一个感觉至前端通信(SFCM)协议。该健康监测系统和方法包括偶合到该感觉系统的一个前端系统以及偶合到该前端系统的一个前端至后端通信(FBCM)协议。该健康监测系统和方法包括一个后端系统。使用一个第一状态觉知链接使该SFCM协议与该前端系统通信，并且使用一个第二状态觉知链接使该FBCM协议与该后端系统通信。

Description

用于可靠且可扩展的健康监测的系统和方法
本申请是申请日为2012年10月25日，申请号为201280060817.7，发明名称为“用于可靠且可扩展的健康监测的系统和方法”的申请的分案申请。
发明领域
本发明涉及健康监测，并且更具体地涉及用于可靠且可扩展的健康监测的系统和方法。
背景
监测系统用于许多应用中，包括监测个体健康。常规的健康监测系统典型地包括底层系统或装置部件(例如传感器、记录系统、以及存储单元)的组合。将软件与每个装置部件的硬件整合，以便辅助在常规健康监测系统的每个装置部件之间的数据通信。
这些常规健康监测系统典型地具有针对每个装置部件的预定的硬件和软件架构。然而，如果用新的硬件更新抑或用不同的装置部件更换这些装置部件之一，则数据通信被打断，并且必须更新与每个装置部件的硬件整合的软件以便与该常规健康监测系统的新的底层装置相匹配，这是耗费时间且昂贵的。在一些情况下，新的底层装置配置是不相容的或者不可能更新该软件来恢复数据通信，并且因此必须更换整个健康监测系统。
此外，由于技术的限制，例如一个装置部件在另一个装置部件的操作范围之外或电源故障，该健康监测系统内的数据通信可能被中断。在这种情况下，重试数据通信，直到它被接收或者透射结束时为止。结果，在这些装置部件之间的数据通信不独立于该底层健康监测系统的基础结构。
这些问题限制了该健康监测系统内的这些装置部件的可互换性和可扩展性。因此，对于有成本效益的解决方案存在着强烈需要，这种方案通过产生高可靠性、容错且可扩展的健康监测系统而克服以上问题，该健康监测系统包含在这些装置部件之间的完全独立于于底层架构的清楚的通信路径。本发明着手解决这样一种需要。
发明概述
披露了一种健康监测系统和方法。在一个第一方面，该健康监测系统包括一个感觉系统以及偶合到该感觉系统的一个感觉至前端通信(SFCM)协议。该健康监测系统包括偶合到该感觉系统的一个前端系统以及偶合到该前端系统的一个前端至后端通信(FBCM)协议。该健康监测系统包括一个后端系统。使用一个第一状态觉知链接使该SFCM协议与该前端系统通信，并且使用一个第二状态觉知链接使该FBCM协议与该后端系统通信。
在一个第二方面，该方法包括提供一个感觉系统并且将一个传感器至前端通信(SFCM)协议偶合到该感觉系统。该方法包括将一个前端系统偶合到该感觉系统并且将一个前端至后端通信(FBCM)协议偶合到该前端系统。该方法包括将该前端系统偶合到一个后端系统。该方法包括使用一个第一状态觉知链接使该SFCM协议与该前端系统之间的数据进行通信，并且使用一个第二状态觉知链接使FBCM协议与后端系统之间的数据进行通信。
本申请提供了以下内容：
项目1.一种健康监测系统，包括：一个感觉系统；一个偶合到该感觉系统的感觉至前端通信(SFCM)协议；一个偶合到该感觉系统的前端系统；一个偶合到该前端系统的前端至后端通信(FBCM)协议；以及一个偶合到该前端系统的后端系统；其中使用一个第一状态觉知链接使该SFCM协议与该前端系统通信，并且其中使用一个第二状态觉知链接使该FBCM协议与该后端系统通信。
项目2.如项目1所述的系统，其中在该感觉系统之内的至少一个感觉通信(SCM)任务包括处理由该感觉系统测量的数据的至少一个任务。
项目3.如项目2所述的系统，其中该SFCM协议接收来自该至少一个SCM任务的数据并且将该数据传送到在该前端系统之内的至少一个前端通信(FCM)任务。
项目4.如项目3所述的系统，其中该FBCM协议接收来自该至少一个FCM任务的数据并且将该数据传送到在该后端系统之内的至少一个后端通信(BCM)过程。
项目5.如项目1所述的系统，其中该感觉系统的状态觉知信息被检测并且使这一检测到的状态觉知信息通过该第一状态觉知链接与该至少一个FCM任务通信。
项目6.如项目1所述的系统，其中该前端系统的状态觉知信息被检测并且使这一检测到的状态觉知信息通过该第二状态觉知链接与该BCM过程通信。
项目7.如项目6所述的系统，其中该BCM过程利用这一检测到的状态觉知信息来接收来自该至少一个FCM任务的数据。
项目8.如项目6所述的系统，其中该BCM过程利用这一检测到的状态觉知信息来通知并建立与该感觉系统抑或该前端系统的连接。
项目9.如项目7所述的系统，其中该BCM过程接收来自通信路径的数据，这些通信路径不依赖于该感觉系统、前端系统、以及后端系统的底层架构。
项目10.如项目1所述的系统，其中该SFCM协议是一种在该感觉系统与该前端系统之间的双向通信协议，并且该FBCM协议是一种在该前端系统与该后端系统之间的双向通信协议。
项目11.如项目1所述的系统，其中该感觉系统是处于补片形式的身体生命体征度量的集合。
项目12.一种用于监测身体健康的方法，该方法包括：提供一个感觉系统；将一个传感器至前端通信(SFCM)协议偶合到该感觉系统；将一个前端系统偶合到该感觉系统；将一个前端至后端通信(FBCM)协议偶合到该前端系统；将该前端系统偶合到该后端系统；使用一个第一状态觉知链接使该SFCM协议与该前端系统之间的数据通信；并且使用一个第二状态觉知链接使该FBCM协议与该后端系统之间的数据通信。
项目13.如项目12所述的方法，其中在该感觉系统之内的至少一个感觉通信(SCM)任务包括用于处理由该感觉系统测量的数据的至少一个任务。
项目14.如项目13所述的方法，进一步包括：通过该SFCM协议接收来自该至少一个SCM任务的数据；并且将该数据传送到在该前端系统之内的该至少一个前端通信(FCM)任务。
项目15.如项目14所述的方法，进一步包括：通过该FBCM协议接收来自该至少一个FCM任务的数据；并且将该数据传送到一个在该后端系统之内的后端通信(BCM)过程。
项目16.如项目12所述的方法，进一步包括：检测该传感器系统的状态觉知信息；并且使这一检测到的状态觉知信息通过该第一状态觉知链接与该至少一个FCM任务通信。
项目17.如项目12所述的方法，进一步包括：检测该前端系统的状态觉知信息；并且使这一检测到的状态觉知信息通过该第二状态觉知链接与该BCM过程通信。
项目18.如项目17所述的方法，进一步包括：利用这一检测到的状态觉知信息通过该BCM过程来接收来自该至少一个FCM任务的数据。
项目19.如项目17所述的方法，进一步包括：利用这一检测到的状态觉知信息来通知并建立与该感觉系统抑或该前端系统的连接。
项目20.如项目18所述的方法，进一步包括：通过该BCM过程接收来自通信路径的数据，这些通信路径不依赖于该感觉系统、前端系统、以及后端系统的底层架构。
项目21.如项目12所述的方法，其中该SFCM协议是一种在该感觉系统与该前端系统之间的双向通信协议，并且该FBCM协议是一种在该前端系统与该后端系统之间的双向通信协议。
附图简要说明
这些附图展示了本发明的若干实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。本领域的普通技术人员将认识到，展示在这些附图中的具体实施例仅是示例性的，并且并不旨在限制本发明的范围。
图1展示了根据一个实施例的健康监测系统。
图2展示了根据一个实施例的数据通信路径的框图。
优选实施方案的详细说明
本发明涉及健康监测，并且更具体地涉及用于可靠且可扩展的健康监测的系统和方法。以下说明被提出为使得本领域的普通技术人员能够制造和使用本发明并且是在专利申请和它的要求的背景下提供的。针对优选实施例的不同修改以及在此描述的一般原理和特征对于本领域的技术人员将是容易地表现的。因此，本发明并不旨在限制于显示的这些实施例，但是符合与在此描述的原理和特征一致的最宽范围。
根据本发明的系统和方法允许多重感觉系统，该多重感觉系统逻辑连接到一个前端系统并且进而连接到一个后端系统。这些连接产生了具有清楚的数据通信路径的健康监测系统，该数据通信路径独立于该健康监测系统的底层架构。利用状态觉知方法和状态觉知链接进入该感觉系统、该前端系统、以及该后端系统中，实现了可以支持相当数量活动用户的高度可靠且可扩展的健康监测系统。
为了更详细地描述本发明的特征，现在参考以下说明结合附图。
健康监测系统：
图1展示了根据一个实施例的健康监测系统100。该健康监测系统100包括一个感觉系统102、偶合到该感觉系统102的一个前端系统104、以及偶合到该前端系统104的一个后端系统106。感觉系统102包括偶合到感觉至前端通信(SFCM)协议122的一个传感器。前端系统104包括偶合到前端至后端通信(FBCM)协议142的一个界面140，并且该后端系统106包括一个服务器160。
使用一个第一状态觉知链接使SFCM协议122与前端系统104通信，并且使用一个第二状态觉知链接使FBCM协议142与该后端系统通信。这些状态觉知链接使得健康监测系统100内的每个系统能够检测并了解每个其他的系统的底层构架并且重建系统之间的通信。
本领域的普通技术人员易于认识到这些状态觉知链接能够检测并了解众多类型的数据，包括但不局限于状态觉知信息、传输的数据、以及传输装置和接收装置两者的状况或状态。有关传输装置和接收装置两者的状况或状态的数据包括但不局限于关于装置类型、修正、模式以及数据状态的信息。
装置类型信息可以包括许多当前的物理硬件传感器以及其中感觉数据结合在一起形成最终数据格式的方式。装置修正信息可以包括感觉硬件或固件的数据格式版本或协议栈标识(id)。装置模式信息可以包括重试、差错恢复、数据丢失、常态、警戒、等待升级，并且需要客户档案模式。数据状态信息可以包括完全加密的数据、关键数据档案或者破坏但可恢复的数据。
本领域的普通技术人员易于认识到传感器120、界面140以及服务器160可以包括许多装置，包括但不局限于无线传感器、处于补片形式的身体生命体征度量的集合、智能继电器、手机、移动装置、应用软件、以及数据库服务器，并且将在本发明的精神和范围之内。
传感器120包括系统单芯片系统硬件(SOC HW)124、实时操作系统(RTOS)126、硬件抽象层128、至少一个调试层130、测试模块132、装置驱动程序134、以及偶合到SFCM协议122的至少一个感觉通信(SCM)任务136。在一个实施例中，该至少一个SCM任务136包括至少一个计算任务。本领域的普通技术人员易于认识到SOC HW 124、RTOS 126、硬件抽象层128、至少一个调试层130、测试模块132、装置驱动程序134以及至少一个SCM任务可以按多种不同的方式和配置彼此偶合，或者可以是在本发明的精神和范围之内的独立的装置。
界面140包括操作系统(OS)平台144、装置驱动程序146、至少一个诊断层148、偶合到FBCM协议142的至少一个前端通信(FCM)任务150、个人应急响应系统(PERS)152、以及用户界面(UI)154。OS平台144能够支持多个操作系统，包括但不局限于独立的OS平台。本领域的普通技术人员易于认识到OS平台144、装置驱动程序146、至少一个诊断层148、至少一个FCM任务150、PERS 152、以及UI 154可以按多种不同的方式和配置彼此偶合，或者可以是在本发明的精神和范围之内的独立的装置。
服务器160包括硬件(HW)平台162、操作系统(OS)164、数据库管理员(DBA)166、通信(COMM)通道驱动程序168、至少一个诊断层170、偶合到FBCM协议142的BCM过程172、应用程序界面(API)174、以及用户界面(UI)176。API 174能够支持客户或合作伙伴用户界面。本领域的普通技术人员易于认识到HW平台162、OS 164、DBA 166、COMM通道驱动程序168、至少一个诊断层170、BCM过程127、API 174以及UI 176可以按多种不同的方式和配置彼此偶合，或者可以是在本发明的精神和范围之内的独立的装置。
感觉系统：
RTOS 126包括多种能力，包括但不局限于，没有任务死锁，因此存在伴随登录的被迫超时，针对灾难恢复的自动复位，提取所有硬件寄存器从而不允许直接访问比特/寄存器，具有错误校正码(ECC)奇偶内存，并且具有数据路径恢复。本领域的普通技术人员易于认识到RTOS 126可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
至少一个调试层130包括多种能力，包括但不局限于，具有非生产代码，模拟心电图(ECG)，测量温度、电阻、微机电系统(MEMS)、以及血氧饱和度，模拟RF栈，并且具有错误注射模块，其中在该错误注射模块中的大小目标小于10K字节并且处于全模式的大小目标小于64K字节。本领域的普通技术人员易于认识到至少一个调试层130可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
SFCM协议122是将感觉系统102与前端系统104配对的一种双向通信协议。SFCM协议122包括多种能力，包括但不局限于，具有状态觉知链接，具有丢失和重试同时建立数据通信路径的能力，支持多个传感器，并且支持相同类型传感器的不同形式。本领域的普通技术人员易于认识到SFCM协议122可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
前端系统：
该至少一个FCM任务150包括多种能力，包括但不局限于，与至少一个SCM任务136和BCM过程172通信，具有在通信中的冗余，以保险机制运行以便在配对状态无效或不可靠时发生警报，缓冲传感器数据，缓冲BMC过程172数据命令，以及存入位置和或日期/时间信息。本领域的普通技术人员易于认识到至少一个FCM任务150可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
FBCM协议142是将前端系统104与后端系统106配对的一种双向通信协议。FBCM协议142包括多种能力，包括但不局限于，具有状态觉知链接，具有丢失和重试同时建立数据通信路径的能力，支持呈普通模式的多个物理连接(SMS或数据)，以及记录可变长度数据。本领域的普通技术人员易于认识到FBCM协议142可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
装置驱动程序146包括多种能力，包括但不局限于，具有确保数据通信路径独立于前端系统104和OS平台144两者的实际底层架构的物理链接驱动程序映射层，并且具有统一的有效载荷架构。本领域的普通技术人员易于认识到装置驱动程序146可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
至少一个诊断层148包括多种能力，包括但不局限于，具有非生产代码，模拟装置驱动程序146协议，模拟UI 154，模拟用于更高水平协议的该至少一个FCM任务150，并且具有错误插入。本领域的普通技术人员易于认识到该至少一个诊断层148可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
UI 154包括多种能力，包括但不局限于，促进用户体验，具有针对健康监测系统100定制的图形模块和流动模块，具有用户注解，具有登录程序，并且具有它的来自后端系统106的可编程的图形显示。本领域的普通技术人员易于认识到UI 154可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
后端系统：
BMC过程172包括多种能力，包括但不局限于，接收来自前端系统104的安全数据，证实并且加密数据和数据通信路径，聚集数据，发送输出讯息，并且起始与前端系统104或感觉系统102的数据通信路径连接。本领域的普通技术人员易于认识到BMC过程172可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
UI 176包括多种能力，包括但不局限于，图形显示感觉或客户信息，具有登录程序，具有用户注解，具有用户档案和账户信息，支持临时期或试验期，具有管理程序，并且具有报告能力。本领域的普通技术人员易于认识到UI 176可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
HW平台162包括多种能力，包括但不局限于，具有连续的24/7操作并且具有供应商之内以及跨供应商的冗余地理系统。本领域的普通技术人员易于认识到HW平台162可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
OS 164包括多种能力，包括但不局限于，支持独立的OS平台，并且DBA 166包括多种能力，包括但不局限于，具有独立的数据库管理架构，是可扩展的、容错的并且分布式的，并且支持数百万个节点。本领域的普通技术人员易于认识到OS 164和DBA 166可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
COMM通道驱动程序168包括多种能力，包括但不局限于，支持至前端系统104的独立于HW平台162的物理链接，并且该至少一个诊断层170包括多种能力，包括但不局限于，具有分离和模拟能力。本领域的普通技术人员易于认识到COMM通道驱动程序168和该至少一个诊断层170可以包括将在本发明的精神和范围之内的多种其他的能力。
数据通信路径：
健康监测系统100使来自感觉系统102的数据通过两套协议(为SFCM协议122和FBCM协议142)与后端系统106通信。图2展示了根据一个实施例的数据通信路径的框图200。在该框图200中，数据是通过该至少一个SCM任务236测量的并且与SFCM协议222通信，该SFCM协议将该至少一个SCM任务236与该至少一个FCM任务250连接。
结果，SFCM协议222允许该至少一个FCM任务250觉知该至少一个SCM任务236的状态以及由底层感觉系统102测量的数据。然后使该数据与该至少一个FCM任务250，进而与FBCM协议242，最后与BCM过程172通信，从而完成从感觉系统102到后端系统106的数据通信路径。BCM过程172可以接收来自由底层系统架构产生的不同路径的数据。因此，后端系统106也觉知感觉系统102和前端系统104两者的状态。
在数据被至少一个SCM任务236测量之后，在它与SFCM协议222通信之前，它是加密且安全的。结果，该安全数据对于在健康监测系统100之内的这些底层系统的不同层是不可见的。本领域的普通技术人员易于认识到可以利用在本发明的精神和范围之内的多种加密方法来使这些数据安全。
如上所述，该系统和方法允许与前端系统并且进而与后端系统逻辑连接的多个感觉系统，以便产生具有独立于该健康监测系统的底层架构的清楚的数据通信路径的健康监测系统。通过实施状态觉知方法和状态觉知链接进入该感觉系统、该前端系统、以及该后端系统中，根据本发明的系统和方法实现了可以支持相当数量活动用户的高度可靠、容错且可扩展的健康监测系统。
已经披露了一种健康监测系统和方法。在此描述的实施例可以采取完全硬件实施、完全软件实施、或者包含硬件和软件元件的实施形式。实施例可以在软件中实施，软件包括但不局限于，应用软件、固件、常驻软件、微代码、等。
在此描述的这些步骤可以使用任何适合的控制器或处理器、以及可以被存储在任何适合的存储位置或计算机可读介质上的软件应用来实施。该软件应用提供指令，这些指令使得处理器能够引起接收器执行在此描述的功能。
此外，实施例可以采取计算机程序产品的形式，通过或结合计算机或任何指令执行系统，这种计算机程序产品从提供用于使用的程序代码的计算机可用的或计算机可读的介质可获取。为了本说明的目的，计算机可用的或计算机可读的介质可以是通过或结合该指令执行系统、设备、或装置可以包含、存储、传达、传播、或传送用于使用的程序的任何设备。
该介质可以是电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外线的、半导体系统(或设备或装置)、或传播介质。计算机可读介质的实例包括半导体或固态内存、磁带、可移除计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘、以及光盘。光盘的当前实例包括DVD、压缩光盘只读存储器(CD-ROM)、压缩光盘–读/写(CD-R/W)。
虽然已经根据所示出的实施例描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将易于认识到可以存在针对这些实施例的变化，并且这些变化将在本发明的精神和范围之内。相应地，可以由本领域的普通技术人员作出许多修改，而不偏离所附权利要求书的精神和范围。

Claims (10)

1.一种健康监测系统，包括：
一个感觉系统；
一个偶合到该感觉系统的感觉至前端通信(SFCM)协议；
一个偶合到该感觉系统的前端系统；
一个偶合到该前端系统的前端至后端通信(FBCM)协议；以及
一个偶合到该前端系统的后端系统；
其中使用一个第一状态觉知链接使该SFCM协议与该前端系统通信，并且其中使用一个第二状态觉知链接使该FBCM协议与该后端系统通信。
2.如权利要求1所述的系统，其中在该感觉系统之内的至少一个感觉通信(SCM)任务包括处理由该感觉系统测量的数据的至少一个任务。
3.如权利要求2所述的系统，其中该SFCM协议接收来自该至少一个SCM任务的数据并且将该数据传送到在该前端系统之内的至少一个前端通信(FCM)任务。
4.如权利要求3所述的系统，其中该FBCM协议接收来自该至少一个FCM任务的数据并且将该数据传送到在该后端系统之内的至少一个后端通信(BCM)过程。
5.如权利要求1所述的系统，其中该感觉系统的状态觉知信息被检测并且使这一检测到的状态觉知信息通过该第一状态觉知链接与该至少一个FCM任务通信。
6.如权利要求1所述的系统，其中该前端系统的状态觉知信息被检测并且使这一检测到的状态觉知信息通过该第二状态觉知链接与该BCM过程通信。
7.如权利要求6所述的系统，其中该BCM过程利用这一检测到的状态觉知信息来接收来自该至少一个FCM任务的数据。
8.如权利要求6所述的系统，其中该BCM过程利用这一检测到的状态觉知信息来通知并建立与该感觉系统抑或该前端系统的连接。
9.如权利要求7所述的系统，其中该BCM过程接收来自通信路径的数据，这些通信路径不依赖于该感觉系统、前端系统、以及后端系统的底层架构。
10.如权利要求1所述的系统，其中该SFCM协议是一种在该感觉系统与该前端系统之间的双向通信协议，并且该FBCM协议是一种在该前端系统与该后端系统之间的双向通信协议。
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