CN107409434A - 运动感测服装的包含传感器连接与发射机制的交替的系统 - Google Patents

Abstract

公开了促进附接到可穿戴物的传感器设备的无线通信的无线通信系统和方法。多个传感器中的每一个经配置以作为主设备或从设备而操作。进一步，多个传感器互相通信地耦合以建立传感器通信网络，其中传感器中的一个作为主设备而操作，且其它传感器作为从设备而操作。进一步，多个传感器中的一组传感器经配置以将元数据信息广播到传感器通信网络内的至少一个其它传感器。进一步，传感器通信网络基于从所述一组传感器中的每一个接收的所述元数据信息而更新以形成更新的传感器通信网络。所述传感器通信网络是通过将所述从设备中的一个与所述主设备交换而更新，被交换的所述从设备作为所述更新的传感器通信网络的新主设备而操作。

Description

运动感测服装的包含传感器连接与发射机制的交替的系统

相关申请的交叉参考和优先权

本申请要求日期为2015年12月31日的第62/273,465号美国临时专利申请的优先权，其作为参考并入本文中。

技术领域

本文中描述的本发明主题大体上涉及促进附接到与用户相关联的一个或多个可穿戴物的多个传感器设备之间的无线通信的无线通信系统。

背景技术

随着通信技术的出现，例如智能传感器的智能通信设备已用来感测与用户的活动相关联的各种物理参数。一旦使用这些传感器的此类应用包含通过在用户执行体育锻炼或用户进行室内/室外运动的同时捕获用户的运动数据以监测运动特性(例如，跑步、拉伸、单足跳、跳跃等)。运动数据可发射到用户设备用于进一步处理和分析。

在当前情形中，智能传感器集成在用户的可穿戴物(例如，服装、手表等)内以便促进在用户执行体育锻炼或进行运动的同时对用户运动数据的容易跟踪。应注意，若干传感器经配置以捕获运动数据，且因此经由多个传感器收集/捕获的运动数据需要同步/协调以进行有效且富有成效的数据处理和分析。

发明内容

提供本发明内容是为了介绍与用于促进多个传感器之间的无线通信的系统和方法相关的概念，并且下面将在具体实施方式中进一步描述这些概念。此发明内容并不意欲识别所要求的主题的基本特征，也并不意欲用于确定或限制所要求的主题的范围。

在一实现中，公开了一种无线通信系统。所述无线通信系统可以包括附接到一个或多个可穿戴物的多个传感器。在一个方面，所述多个传感器中的每一个可以经配置以作为主设备或从设备而操作。进一步，所述多个传感器可以互相通信地耦合以建立传感器通信网络，其中所述传感器中的一个作为所述主设备而操作，且其它传感器作为所述从设备而操作。进一步，所述多个传感器中的一组传感器可以经配置以将元数据信息广播到所述传感器通信网络内的至少一个其它传感器。进一步，所述传感器通信网络可以基于从所述一组传感器中的每一个接收的所述元数据信息而更新以形成更新的传感器通信网络。在一个方面，所述传感器通信网络可以通过将所述从设备中的一个与所述主设备交换而更新。被交换的所述从设备可以经配置以作为所述更新的传感器通信网络的新主设备而操作。

在另一实现中，公开了一种用于促进多个传感器之间的无线通信的方法。所述方法可以包括提供附接到一个或多个可穿戴物的多个传感器。在一个方面，所述多个传感器中的每一个可以经配置以作为主设备或从设备而操作。进一步，所述方法可以包括建立传感器通信网络，其中所述传感器中的一个作为所述主设备而操作，且其它传感器作为所述从设备而操作。所述方法可以进一步包括通过所述多个传感器中的一组传感器将元数据信息广播到所述传感器通信网络内的至少一个其它传感器。进一步，所述方法可以包括基于从所述一组传感器中的每一个接收的所述元数据信息更新所述传感器通信网络以形成更新的传感器通信网络。在一个方面，所述传感器通信网络可以通过将所述从设备中的一个与所述主设备交换而更新。被交换的所述从设备可以经配置以作为所述更新的传感器通信网络的新主设备而操作。

附图说明

参考附图描述具体实施方式。在图式中，参考标号的最左边数字识别其中首先出现所述参考标号的图式。整个图式使用相同数字指代相同特征及组件。

图1说明根据本发明的实施例的促进附接到与一个或多个通信设备通信的一个或多个可穿戴物的多个传感器之间的无线通信的无线通信系统100。

图2说明根据本发明的实施例的无线通信系统100的示范性实施方案200，其示出与传感器附接的可穿戴物(例如，服装)。

图3说明根据本发明的实施例的无线通信系统100的示范性实施方案300，其示出用户的上身服装和下身服装内存在的多个传感器之间的连接。

图4说明根据本发明的实施例的无线通信系统100的示范性实施方案400，其示出不同用户的多件服装内存在的多个传感器之间的连接。

图5说明根据本发明的实施例的在一个或多个通信设备由一个或多个用户常规使用的情形下，在附接到一个或多个可穿戴物的传感器之间建立无线通信的机制500。

图6说明根据本发明的实施例的描绘经执行以实施机制500的步骤的流程图600。

图7说明根据本发明的实施例的描绘用于促进每一传感器的信号强度分析的dBm检查过程的流程图700。

图8说明根据本发明的实施例的在一个或多个通信设备由一个或多个用户用于特定所选运动的情形下，在附接到一个或多个可穿戴物的传感器之间建立无线通信的机制800。

图9说明根据本发明的实施例的描绘经执行以实施机制800的步骤的流程图900。

图10说明根据本发明的实施例的在一个或多个通信设备由一个或多个用户用于具有重复运动模式的特定所选运动的情形中，在附接到一个或多个可穿戴物的诸个传感器之间建立无线通信的机制1000。

图11说明根据本发明的实施例的描绘经执行以实施机制1000的步骤的流程图1100。

具体实施方式

整个本说明书提及的“各种实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”或“一实施例”意味着结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含在至少一个实施例中。因此，整个本说明书在不同的地方出现的短语“在各种实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”或“在实施例中”未必全部是指同一个实施例。此外，在一或多个实施例中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。

描述用于促进多个传感器之间的无线通信的系统和方法。所述多个传感器可附接到多个可穿戴物，包含服装、手表、饰品，等等。所述多个传感器可附接到所述多个可穿戴物以便监测佩戴所述多个可穿戴物的用户的运动数据和生物测定数据。可能需要多个传感器中的每一个捕获数据(运动数据和生物测定数据)且与其它传感器捕获的数据同步，以便协调且有效跟踪用户的各种运动和生物测定特性。因此，多个传感器可经配置以经由包含蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和近场通信(NFC)的无线通信协议进行连接以便促进由每一传感器捕获的数据的发射和同步。

根据本发明的各方面，多个传感器可配置成主从配置，其中每一传感器能够作为主设备或从设备而操作。每一从设备可经配置以捕获数据(即运动数据和生物测定数据)，且经由主设备发射到用户的通信设备(例如，移动设备)。因此，主设备比对由每一从设备捕获的数据，且将经比对数据发射到通信设备或可穿戴物本身。然而，由于包含信号堵塞/干扰、信号衰减和用户在不同方向上的不同动作的各种因素，关于每一相应传感器的数据处置/处理能力存在挑战。在一个实例中，如果主设备被屏蔽，则可能出现重大的数据丢失，由此导致主设备不能对运动数据进行处理和分析。因此，在固定位置中作为主设备操作的传感器可能无法确保在不同环境中和针对不同运动的数据发射的稳定性。因此，本发明实现主设备按照不同环境和不同运动到从设备(及从设备到主设备)的自适应切换/交换，以便促进信号增强、发射稳定性和功率节省。

根据本发明的方面，最初，传感器通信网络(也称为默认传感器通信网络)可由以主从配置布置的多个传感器形成，其中传感器中的一个作为默认主设备而操作，而其它传感器作为从设备而操作。从设备经由默认主设备将所捕获数据发射到通信设备。所述数据可由每一从设备响应于从附接到多个可穿戴物的通信设备接收的输入而发射。具体地说，从通信设备接收的输入可促进传感器中的每一个的启动，且继而促进默认传感器通信网络自身的启动。在一些实施例中，可穿戴物自身可充当智能通信设备，由此替换所述系统内的通信设备。

根据本发明的各方面，所述默认主设备可自适应地与所述从设备中的一个切换/交换以形成更新的传感器通信网络，其中与所述默认主设备交换的从设备经配置以作为更新的传感器通信网络的新主设备而操作。所述默认传感器通信网络可基于由所述默认传感器通信网络内的多个传感器设备中的一组传感器广播的元数据信息而更新以形成所述更新的传感器通信网络。所述元数据信息可由每一传感器经由从包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和近场通信(NFC)的群组中选出的通信协议而广播。另外，由所述一组传感器中的每一个广播的元数据信息可包括传感器识别符、一个或多个可穿戴物的位置、传感器的电池电量，和当前时间。

所述一组传感器中的每一个所广播的元数据信息由默认传感器通信网络内的一个或多个传感器接收。所广播的元数据信息可通过默认主设备或一个或多个通信设备内存在的处理器加以处理。具体地说，处理器可处理关于每一传感器的元数据信息以便确定指示每一传感器与至少一个其它传感器之间的信号强度(dBm)的第一信号电平、指示每一传感器与通信设备之间的信号强度的第二信号电平(dBm)，和每一传感器的相对信号强度(dBm)。在一个实例中，在由包含附接到服装(W)、与智能电话(Mo)通信的一个主设备(M1)和三个从设备(S1、S2、S3)的四个传感器组成的默认传感器通信网络(N)中，M1或Mo内的处理器可处理关于M1、S1、S2、S3的元数据信息以便确定M1与S1、M1与S2、M1与S3、M1与Mo、S1与S2、S1与S3、S1与Mo、S2与S3、S2与Mo、S3与Mo之间的信号强度。另外，处理器可确定M1、S1、S2和S3中的每一个的相对信号强度。

根据本发明的各方面，可在每一预定义间隔之后依据dBm重复对信号强度的确定。基于每一传感器的信号强度的确定，处理器可将默认传感器通信网络中的从设备中的一个识别为与其它传感器设备相比具有最大相对信号强度的传感器。所识别的传感器被选择为更新的传感器通信网络的新主设备。因此，默认传感器通信网络中的默认主设备与基于对默认传感器通信网络内的每一传感器的相对信号强度的分析而识别的新主设备交换。新主设备连同作为新从设备而操作的其它传感器由此形成更新的传感器通信网络用于捕获数据并且随后分析数据。更新的传感器通信网络可经配置以在用户一完成与对应于捕获运动数据的运动相关的活动就返回到默认传感器通信网络。

根据本发明的其他方面，为了促进功率优化，默认传感器通信网络中的多个从设备中的一些保持未启动状态，但与默认主设备连接。基于通信设备的用户所选的运动，通信设备可经由默认主设备将运动命令发射到这些从设备。从设备的未使用的传感器(或未启动的传感器)切换到未启动状态。另外，仅由处于启动状态的从设备(已启动的传感器)经配置以将相应元数据信息广播到默认主设备或通信设备的处理器，以便基于所述处理器对元数据信息的分析选择用于更新的传感器通信网络的新主设备。

根据本发明的其他方面，用户可选择相关运动且将运动命令发送到默认传感器通信网络的默认主设备。默认主设备可进一步广播未启动命令以指示多个从设备的未启动传感器(或未使用的传感器)。主设备进一步将运动命令发射到已启动的传感器。多个从设备的已启动传感器经配置以广播元数据信息。默认主设备或通信设备的处理器可处理广播信息以确定每一已启动传感器与其它已启动传感器的信号强度、每一已启动传感器与通信设备的信号强度以及每一已启动传感器的相对信号强度。另外，处理器可分析每一已启动传感器的相对信号强度和电池电量，以将每一已启动传感器指定为主传感器或次传感器。主传感器负责收集通信设备的用户的运动数据和生物测定数据，而次传感器充当主传感器的后备。因此，尽管次传感器保持启动状态且与主设备连接，但其不负责数据收集，由此促进无线通信系统的功率优化。

应注意，在用户执行与运动相关的一个或多个活动期间，持续执行对已启动传感器中的每一个的信号强度和电池电量的分析。由于各种环境条件，信号强度和电池电量可能改变，因此主传感器与次传感器的状态可互换。具体地说，基于变化的信号强度和电池电量，主传感器可与次传感器交换，使得次传感器作为更新的传感器通信网络中负责捕获数据的新主传感器而操作。在此情形中，原始的主传感器可经配置以作为更新的传感器通信网络中的新次传感器而操作。但是，没有配置为收集数据的新次传感器与处于启动状态的主设备连接，功率消耗低，由此促进系统功率的优化。

根据本发明的各种方面，主设备到从设备和从设备到主设备的前述切换/交换以及主传感器到次传感器和次传感器到主传感器的切换/交换持续执行，直到与用户所选的运动相关联的体育活动完成且通过从设备经由传感器通信网络中的主设备从通信设备接收到指示完成体育活动的中止命令为止。在完成运动的体育活动之后，多个传感器设备可经配置以在默认传感器通信网络中操作。

根据本发明的其它方面，前述传感器通信网络或更新的传感器通信网络不限于包含在单个可穿戴物(例如，服装)内的传感器，且因此可扩展到多件服装。举例来说，经由传感器通信网络互连的传感器可属于单个用户的上身服装和下身服装或不同个人拥有的服装。每一传感器可进一步含有使得每一传感器能够同时作为主机和从机而操作的主机和从机协议。由每一个单独的传感器产生的数据可经由服装网络发射，且数据可经由与所述服装经由因特网连接进行通信的通信设备上传到后端服务器(例如，云服务器)。尽管用于促进附接到一个或多个可穿戴物的多个传感器之间的无线通信的所描述系统及方法的方面可在任何数目个不同计算系统、环境和/或配置中实施，但在以下示范性系统的上下文中描述所述实施例。

参考图1，其为根据本发明的实施例的促进附接到与一个或多个通信设备通信的一个或多个可穿戴物的多个传感器之间的无线通信的无线通信系统100。如图所示，通信设备102以通信方式耦合到多个传感器104-1、104-2、104-3…104-N(在下文中统称为传感器104或可互换地称为传感器104)。在一些实施例中，多于一个通信设备102可与传感器104以通信方式耦合。通信设备102的实例可包含但不限于便携式计算机、个人数字助理(PDA)、手持型设备、可穿戴式设备、工作站，等等。

在一个实施例中，通信设备102可经由一个或多个可穿戴物与传感器104通信。在一些实施例中，一个或多个可穿戴物本身充当通信设备。传感器104可附接到一个或多个可穿戴物。在一个实例中，一个或多个可穿戴物可包括服装、手表、饰品等等中的至少一个。图2说明其中示出包含上身服装202和下身服装204的可穿戴物的实例。在一个实施例中，上身服装202和下身服装204可经配置以作为运动感测服装而操作，使用传感器(充当运动传感器)捕获与穿戴上身服装202和下身服装204的用户所执行的不同运动有关的各种体育活动相关联的运动数据。另外，每一传感器可经配置以捕获与用户相关联的生物测定数据，以便识别在执行体育活动时将跟踪其动作的用户。

现在参考图1，为了促进与用户相关联的运动数据和生物测定数据(在下文中统称为“用户数据”)的传输和同步，每一传感器104可经配置以将用户数据和/或其它数据/信息发射到其它传感器104或通信设备或任何外部设备且从其接收用户数据和/或其它数据/信息。因此，每一传感器104可充当发射器(Tx)和接收器(Rx)。每一传感器104可经配置以经由从包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、近场通信(NFC)等等中的至少一个的群组中选出的无线通信协议发射和/或接收数据。另外，无线通信协议栈可经配置以包含使得每一传感器能够作为主设备或从设备而操作的主从协议。在一个实例中，如图1中所示，传感器104-1、104-2和104-3共同地形成主从配置的传感器通信网络，其中传感器104-1作为主设备而操作，且传感器104-2和104-3作为从设备而操作。必须理解，经配置以作为从设备而操作的传感器中的每一个负责收集用户数据和将用户数据发射到主设备。主设备进一步可经配置以将用户数据发射到通信设备102。在各种实施例中，主设备或通信设备102或这两者处理用户数据以执行用户的运动分析。

在一实施例中，配置成主从配置的传感器通信网络可包含来自多个用户的多件服装的传感器，且不限于单件服装内的传感器。在一个实例中，如图3中所示，传感器通信网络包括在单个用户的上身服装202和下身服装204内存在的传感器104-1、104-2、104-3、104-4、104-5、104-6和104-7。在另一实例中，如图4中所示，配置成主从配置的传感器通信网络可包含第一用户的上身服装202和下身服装204的传感器104-1、104-2、104-3、104-4、104-5、104-6、104-7和104-8以及第二用户的上身服装206的传感器104-9、104-10和104-11。因此，根据本发明的各种实施例，来自不同用户的多件服装的传感器可经连接以形成如图4中所示的链式连接网络或分支连接网络。必须注意，所形成的链或分支的最大数目不受传感器数目限制，而取决于促进传感器之间的通信的通信协议的带宽。因此，待发射的数据量越小，传感器通信网络的结构越大。

根据本发明的各种实施例，由多件服装形成的传感器通信网络可用在群体活动中，例如群体培训、运动训练、体育馆培训等中，其中用户/运动受训者可能不能够携带其便携式设备，如能够跟踪/监测这些用户/受训者的运动数据的智能电话。因此，在此情形中，如图4中所说明的多服装传感器通信网络可用于建立穿戴多件服装的多个用户之间的通信。每一服装具有一个或多个传感器来监测与相应用户相关联的生物测定数据和运动数据。在一实施例中，多服装网络可建立双向传输以使用户之间的运动命令同步。在一实施例中，运动/体育馆培训教师或运动训练/体育馆培训班中的用户中的至少一个携带的已授权终端设备(例如，智能电话)可经配置以发射命令，以便使用户之间的运动检测算法同步。确切地说，已授权终端设备可发射命令以使得每一服装上的传感器能够捕获与每一用户相关联的生物测定和运动数据，并且随后使已授权终端设备上的每一相应传感器所捕获的数据同步。

必须进一步理解，图1、图3和图4中，每一传感器可经配置以使用每一传感器所支持的通信协议内的主从协议同时作为主设备和从设备而操作。由传感器通信网络产生的用户数据可经由通信设备102上传到云服务器(图中未示出)。必须注意，因为通信设备102可能处于距上身服装202和下身服装204(图3和图4中示出)以及上身服装206(图4中示出)较大距离处，因此来自这些服装的模块可与上身服装202的主设备连接以完成上传处理。通信设备102可经由网络(图中未示出)将用户数据传达到云服务器。

在一个实施例中，网络可为无线网络、有线网络或其组合。网络可实施为不同类型网络中的一个，例如企业内部网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网，等等。网络可为专用网络或共享网络。共享网络表示使用多种协议(例如超文本传送协议(HTTP)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、无线应用协议(WAP)，等等)彼此通信的不同类型网络的关联。另外，网络可包含多种网络设备，包含路由器、桥接器、服务器、计算设备、存储设备，等等。

在一实施例中，通信设备102和每一传感器104可进一步包含处理器和存储器。处理器可实施为一个或多个微处理器、微计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路，和/或基于操作指令操纵信号的任何设备。除其它能力之外，处理器还经配置以提取且执行存储于存储器中的电脑可读/经编程指令。

存储器可包含此项技术中已知的任何计算机可读媒体，包含例如易失性存储器(例如静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM))和/或非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM和快闪存储器。存储器可包含模块和数据储存库。所述模块包含例程、程序、对象、组件、数据结构等，其执行特定任务、功能或实施特定抽象数据类型。数据储存库尤其充当用于存储由所述模块处理、接收和产生的数据的存储库。

如上文所论述，每一传感器104可经配置以使用例如蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和NFC等无线通信协议与至少一个传感器或通信设备102通信。然而，应注意，无线信号(例如，蓝牙信号)可能容易受到外部环境干扰，在空间和充满水分子的人体尤其如此。因此，由传感器104发射/接收的无线信号可能面临信号堵塞和信号衰减的技术难题，考虑到这些传感器104用于经由无线信号连接的可穿戴式设备(例如服装、手表)的情形尤其如此。另外，参考图2，所示的运动感测服装202和204与运动传感器和无线传输接口201和203集成。从图2可注意到，传感器的表面在用户穿戴运动感测服装时指向不同方向。因此，无线信号可能在不同定向中以不同角度发射。举例来说，如果用户正执行锻炼，则发射角度可能根据人的运动范围而自动地改变/修改。另外，环境因素还可能对正发射的无线信号具有重大的影响。因此，如果作为主设备而操作的传感器被屏蔽，则可能导致重大的数据丢失，由此导致不能进行运动分析。

因此，作为默认主机而操作的传感器可能无法确保连续稳定的数据发射，在默认主传感器用于对不同运动的活动进行运动数据分析的不同环境中时尤其如此。因此，本发明实现主从交换协议，其促进基于不同环境和不同运动(室内或室外运动)在主设备与从设备之间的瞬时互相切换。根据本发明的实施例，主从交换协议可嵌入在每一传感器104中，其促进作为主设备而操作的传感器切换为从设备，且反之亦然。下文参考图5到图11进一步描述传感器104之间切换的不同情形的细节。

参考图5，其为根据本发明的实施例的在通信设备102由用户常规使用的情形下，在附接到一个或多个可穿戴物的传感器之间建立无线通信的机制500。另外，参考图6，其为根据本发明的实施例的描绘经执行以实施机制500的步骤的流程图600。如图5中所示，框502指示默认传感器通信网络配置成默认主从配置，其中传感器104-1经配置以作为主设备而操作，而传感器104-2和104-3经配置以作为从设备而操作。默认通信网络中的传感器中的每一个最初可通过通信设备102(在下文中称为移动设备102)启动。传感器104-2和104-3可处于待用模式且与默认主机104-1连接。

现在参考图6，在框602处，图5的框502中示出的传感器104-1、104-2和104-3中的每一个可发射元数据信息，包含传感器识别符和并入有所述传感器的服装的位置。在框604处，由每一传感器发射的元数据信息由传感器通信网络中的每一其它传感器接收。在框606处，默认主设备可通过依据dBm检查每一传感器的信号强度来执行每一传感器的信号强度分析。参考图5，框504指示主设备104-1使用dBm检查机制基于来自传感器104-1、104-2和104-3中的每一个的元数据信息执行信号强度分析，其中这些传感器104-1、104-2和104-3中的每一个能够作为主机/从机而操作。图7说明根据本发明的实施例的dBm检查过程700。

参考图7，在框702处，由默认传感器通信网络内的每一传感器发射的元数据信息可由默认传感器通信网络中的其它传感器接收。在框704处，确定每一传感器与其它传感器之间的信号强度以及每一传感器与移动设备之间的信号强度。在框706处，计算每一传感器的相对信号强度。在框708处，将每一传感器的相对信号强度广播到默认主设备。在框710处，默认主设备可分析默认传感器通信网络中的每一传感器的相对信号强度，以识别与默认传感器通信网络内的其它传感器相比具有最大相对信号强度的传感器。所选传感器为用于新传感器通信网络或更新的传感器通信网络的新主机。在框712处，默认主设备可将关于新主设备的选择的信息广播到其它传感器。在框714处，选择为新主机的传感器经由主从交换协议交换为主设备，且其它传感器作为从设备而操作。

现在参考图6，基于如上文所描述的dBm检查过程，在框608处，默认主设备104-1可经配置以将图5的框504中示出的传感器104-1、104-2和104-3中的一个传感器选择为新主设备。可从框504清楚地看到，存在关于传感器104-3的信号堵塞508。因此，默认主机104-1确定传感器104-3在包含默认主机104-1和传感器104-2的其它传感器中具有最弱信号强度。默认主机104-1或移动设备102分析关于信号强度的所述信息以便将传感器104-2选择为新主机。现在参考图6，在框610处，所选传感器104-2经由主从交换协议交换为主设备，且其它传感器(即104-1和传感器104-3)经配置以作为从设备而操作。通过默认主设备104-1终止dBm检查过程。在框612处，重新建立传感器通信网络，由此形成更新的传感器通信网络，其中新主机104-2与新从设备为104-1与104-3，如图5中示出的框506中所指示。在框614处(图6中示出)，使用更新的传感器通信网络捕获用户数据。

参考图8，其为根据本发明的实施例的通信设备102(在下文中称为移动设备102)由用户用于特定所选运动的情形下，在附接到一个或多个可穿戴物的传感器之间建立无线通信的机制800。另外，参考图9，其为根据本发明的实施例的描绘经执行以实施机制800的步骤的流程图。

最初，用户可经由待分析/处理用户的运动数据的移动设备102选择特定运动。在选择运动之后，默认主机104-1与待用模式中的其它传感器(充当默认从机)连接。为了促进功率的优化，默认从机中的一些可保持于未启动状态，且因此可视为未使用的传感器。参考图9，在框902处，默认主机104-1可从移动设备102接收运动命令。在框904处，默认主机104-1分析运动命令，且将未启动命令广播到处于未启动状态的默认从设备以指定未使用的传感器。在框906处，未使用的传感器切换到未启动状态，由此导致包括默认主机104-1和默认从设备104-2和104-3的默认传感器通信网络，如图8的框802中所指示。

在框908处，包含默认主机104-1和默认从设备104-2和104-3的其余传感器(即已启动传感器)广播相应元数据信息，包含传感器识别符、并入有所述已启动传感器的可穿戴物(例如，服装)的位置。现在，默认主机104-2可使用图7中所说明的dBm检查机制过程基于来自传感器104-1、104-2和104-3中的每一个的元数据信息执行每一已启动的信号强度分析。在如图8中所示的框804处执行信号强度分析，其中这些传感器104-1、104-2和104-3中的每一个能够作为主机/从机而操作。

现在参考图9，基于如上文所描述的dBm检查过程，在框910处，默认主设备104-1可经配置以基于每一传感器的信号强度分析而将传感器104-1、104-2和104-3中的一个传感器(在图8的框804中所指示)选择为新主设备。如框804中所示，默认主机104-1或移动设备102分析相对信号强度104-1、104-2和104-3以便将传感器104-2选择为新主机。具体地说，传感器104-2被选择为新主机是因为传感器104-2与传感器104-1和104-3相比具有最大相对信号强度。现在参考图9，在框912处，所选传感器104-2经由主从交换协议交换为主设备，且其它传感器(即传感器104-1和104-3)经配置以作为从设备而操作。默认主设备104-1终止dBm检查过程。在框914处，重新建立传感器通信网络，由此形成更新的传感器通信网络，其中新主机104-2与新从设备为104-1与104-3，如图8中示出的框806中所指示。在框916处(图9中示出)，使用更新的传感器通信网络捕获用户数据。在完成运动或从移动设备接收到中止命令之后，所有传感器(104-1、104-2和104-3)经配置以返回到相应原始默认状态，如图8的框802中所指示。所属领域的技术人员可注意到，因为仅有已启动传感器被用于数据发射、信号强度分析和主从交换机制，因此本发明实现总体功率消耗节省，由此促进系统的总体功率优化。

参考图10，其为根据本发明的实施例的在通信设备102(在下文中称为移动设备102)由用户用于具有重复运动模式的特定所选运动的情形中，在附接到一个或多个可穿戴物的各个传感器之间建立无线通信的机制1000。另外，参考图11，其为根据本发明的实施例的描绘经执行以实施机制1000的步骤的流程图。

最初，用户可经由待分析/处理用户的运动数据的移动设备102选择特定运动。为了促进功率的优化，默认从机中的一些可保持于未启动状态，且因此可视为未使用的传感器。参考图11，在框1102处，默认主机104-1可从移动设备102接收运动命令。在框1104处，默认主机104-1分析运动命令，且将未启动命令广播到处于未启动状态的默认从设备以指定未使用的传感器。在框1106处，未使用的传感器切换到未启动状态，由此导致包括默认主机104-1和默认从设备104-2的默认传感器通信网络，如图10中所指示。另外，在框1108(图11中示出)处，包含默认主机104-1和默认从设备104-2的其余传感器(即已启动传感器)广播相应元数据信息，包含传感器识别符、并入有所述已启动传感器的可穿戴物(例如，服装)的位置和相应电池电量。在框1110处，使用dBm检查过程同时确定传感器104-1与104-2之间的信号强度以及每一传感器(104-1与104-2)之间的信号强度。另外，在框1110处，比较每一传感器的电池电量。在框1112处，终止dBm检查过程，且基于信号强度分析和电池电量比较，将传感器中的一个(图10中示出的传感器104-1)识别为主传感器且将其它传感器(图10中示出的传感器104-2)识别为次传感器。主传感器(在此情况下为传感器104-1)与次传感器(在此情况下为传感器104-2)相比具有更大的相对信号强度和电池电量。主传感器负责捕获/收集用户数据，但是，没有配置为捕获数据的次传感器保持与默认主机连接，在传感器通信网络内消耗低功率。

在框1114处，重新建立传感器通信网络，由此形成更新的传感器通信网络。在框1116(图11中示出)处，可更新的传感器通信网络捕获用户数据。在框1118(图11中示出)处，在锻炼或执行与运动相关的任何活动期间，主传感器104-1和次传感器104-2两者皆可持续评估相应传感器的相对信号强度和电池电量。如果相对信号强度和电池电量由于外部环境而改变，则可交换主传感器与次传感器的状态。在一个实例中，如果确定次传感器104-2的信号强度和电池电量高于主传感器104-1，则可交换主传感器104-1与次传感器104-2的特性，如图10中所示。如图10中所说明，由于特性的交换，原始次传感器104-2切换以作为新主传感器104-1而操作，且因此现在负责捕获/收集用户数据。原始的主传感器104-1切换以作为新次传感器104-2而操作，由此被停止用户数据捕获/收集，且经配置以低功率消耗保持连接到主设备或移动设备。在整个锻炼中反复地执行前述切换机制，直到完成运动或从移动设备接收到中止命令。

上文所论述的示范性实施例可提供特定优点。尽管对于实践本发明的方面不是必需的，但这些优点可包含以下特征提供的优点。

本发明一些实施例实现用于促进附接到一个或多个可穿戴物的传感器之间的无线通信的系统及方法。

本发明的一些实施例实现用于自适应地经由主从交换机制切换传感器以作为主设备或从设备而操作的系统及方法，其中从设备经配置以收集传感器数据且经由主设备发射到用户设备。

本发明的一些实施例实现用于自适应地切换传感器以作为主传感器或次传感器而操作的系统及方法，其中主传感器负责收集传感器数据，而次传感器充当主传感器的后备，使得其经配置以仅由于主传感器故障而收集/捕获传感器数据。

本发明的一些实施例实现用于连接相同或不同个人的多个服装内存在的传感器，由此形成传感器连接的链或分支的系统及方法。

本发明的一些实施例实现用于通过使得未启动传感器或次传感器能够以低功率消耗模式与默认主设备连接而促进无线通信系统的功率优化的系统及方法。

本发明的一些实施例实现用于实现服装网络的系统及方法，其促进建立双向发射以使运动命令在用户之间同步，其中已授权通信设备可经配置以将命令发送到服装网络，以便使用户的运动检测量同步。

虽然已经用结构特征和/或方法特有的语言描述了用于促进多个传感器之间的无线通信的方法和系统的实施方案，但是应理解，所附权利要求书未必限于所描述的特定特征或方法。实际上，特定特征和方法是作为用于促进多个传感器之间的无线通信的实施方案的实例而揭示。

Claims (20)

1.一种无线通信系统，其包括：

附接到一个或多个可穿戴物的多个传感器，其中所述多个传感器中的每一个经配置以作为主设备或从设备而操作，其中所述多个传感器互相通信地耦合以建立传感器通信网络，其中所述传感器中的一个作为所述主设备而操作，且其它传感器作为所述从设备而操作，且其中所述多个传感器中的一组传感器经配置以将元数据信息广播到所述传感器通信网络内的至少一个其它传感器，且其中所述传感器通信网络基于从所述一组传感器中的每一个接收的所述元数据信息而更新以形成更新的传感器通信网络，其中所述传感器通信网络是通过将所述从设备中的一个与所述主设备交换而更新，且其中被交换的所述从设备经配置以作为所述更新的传感器通信网络的新主设备而操作。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络中的每一从设备进一步经配置以捕获传感器数据，所述传感器数据至少包括与穿戴所述一个或多个可穿戴物的一个或多个用户相关联的运动数据和生物测定数据，其中所述一个或多个可穿戴物进一步与属于所述一个或多个用户的一个或多个通信设备通信。

3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其中所述传感器数据是由每一从设备响应于经由所述主设备从所述一个或多个通信设备接收的输入而捕获，其中所述传感器数据进一步由每一从设备经由所述主设备发射到所述一个或多个通信设备。

4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述元数据信息包括传感器识别符、所述一个或多个可穿戴物的位置、所述传感器的电池电量，和当前时间。

5.根据权利要求4所述的无线通信系统，其进一步包括处理器，所述处理器经配置以处理从每一传感器接收的所述元数据信息以便确定指示每一传感器与至少一个其它传感器之间的信号强度(dBm)的第一信号电平、指示每一传感器与所述一个或多个通信设备之间的信号强度的第二信号电平(dBm)，和每一传感器的相对信号强度(dBm)。

6.根据权利要求5所述的无线通信系统，其中与所述主设备交换以作为所述更新的传感器通信网络的所述新主设备而操作的所述从设备与所述传感器通信网络中的其它传感器相比具有最大相对信号强度。

7.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述多个传感器中的每一个经由从包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和近场通信(NFC)中的至少一个的群组中选出的通信协议进行通信。

8.根据权利要求5所述的无线通信系统，其中，基于所述相对信号强度和所述电池电量，所述处理器进一步经配置以将所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络中的至少一个从设备与至少一个其它从设备分别指定为主传感器与次传感器，其中所述主传感器经配置以捕获所述传感器数据，且所述次传感器充当所述主传感器的后备。

9.根据权利要求8所述的无线通信系统，其中所述处理器进一步经配置以基于所述主传感器、所述次传感器、和所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的一个或多个其它从设备的所述相对信号强度和所述电池电量来将所述主传感器与所述次传感器交换，或者，将所述主传感器与所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的所述其它从设备中的一个交换。

10.根据权利要求8所述的无线通信系统，其中所述处理器进一步经配置以基于所述次传感器、所述主传感器、和所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的一个或多个其它从设备的所述相对信号强度和所述电池电量来将所述次传感器与所述主传感器交换，或者，将所述次传感器与所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的所述其它从设备中的一个交换。

11.一种用于促进多个传感器之间的无线通信的方法，所述方法包括：

提供附接到一个或多个可穿戴物的多个传感器，其中所述多个传感器中的每一个经配置以作为主设备或从设备而操作；

建立传感器通信网络，其中所述传感器中的一个作为所述主设备而操作，且其它传感器作为所述从设备而操作，

通过所述多个传感器中的一组传感器将元数据信息广播到所述传感器通信网络内的至少一个其它传感器；以及

基于从所述一组传感器中的每一个接收的所述元数据信息更新所述传感器通信网络以形成更新的传感器通信网络，其中所述传感器通信网络是通过将所述从设备中的一个与所述主设备交换而更新，且其中被交换的所述从设备经配置以作为所述更新的传感器通信网络的新主设备而操作。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络中的每一从设备进一步经配置以捕获传感器数据，所述传感器数据至少包括与穿戴所述一个或多个可穿戴物的一个或多个用户相关联的运动数据和生物测定数据，其中所述一个或多个可穿戴物进一步与一个或多个通信设备通信。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述传感器数据是由每一从设备响应于经由所述主设备从所述一个或多个通信设备接收的输入而捕获，其中所述传感器数据进一步由每一从设备经由所述主设备发射到所述一个或多个通信设备。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述元数据信息包括传感器识别符、所述一个或多个可穿戴物的位置、所述传感器的电池电量，和当前时间。

15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括经由处理器处理从每一传感器接收的所述元数据信息以便确定指示每一传感器与至少一个其它传感器之间的信号强度(dBm)的第一信号电平、指示每一传感器与所述一个或多个通信设备之间的信号强度的第二信号电平(dBm)，和每一传感器的相对信号强度(dBm)。

16.根据权利要求15所述的方法，其中与所述主设备交换以作为所述更新的传感器通信网络的所述新主设备而操作的所述从设备与所述传感器通信网络中的其它传感器相比具有最大相对信号强度。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个传感器中的每一个经由从包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和近场通信(NFC)中的至少一个的群组中选出的通信协议进行通信。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，基于所述相对信号强度和所述电池电量，所述处理器进一步经配置以将所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络中的至少一个从设备与至少一个其它从设备分别指定为主传感器与次传感器，其中所述主传感器经配置以捕获所述传感器数据，且所述次传感器充当所述主传感器的后备。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述处理器进一步经配置以基于所述主传感器、所述次传感器、和所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的一个或多个其它从设备的所述相对信号强度和所述电池电量来将所述主传感器与所述次传感器交换，或者，将所述主传感器与所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的所述其它从设备中的一个交换。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述处理器进一步经配置以基于所述次传感器、所述主传感器、和所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的一个或多个其它从设备的所述相对信号强度和所述电池电量来将所述次传感器与所述主传感器交换，或者，将所述次传感器与所述传感器通信网络或所述更新的传感器通信网络内的所述其它从设备中的一个交换。