CN114578948A - 腕表装置、方法以及计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种腕表装置、方法和计算机程序产品，腕表装置包括身体活动传感器、处理单元和包括计算机程序代码的存储器，存储器和计算机程序代码被配置成借助处理单元引起腕表装置进行下述操作，所述操作包括：支持正常操作模式，在正常操作模式期间，通过操作系统，腕表装置的功能是可用的；支持夜间操作模式，在夜间操作模式期间，腕表装置被配置成进行睡眠分析；以及在正常操作模式和夜间操作模式之间切换，处理单元包括低功率处理单元和高功率处理单元，低功率处理单元在执行指定任务时具有比高功率处理单元低的功耗，切换至夜间操作模式包括：启用低功率处理单元来运行睡眠分析和身体活动算法；停用高功率处理单元。

Description

腕表装置、方法以及计算机程序产品

本申请是申请日为2014年3月6日并于2016年8月31日进入中国国家阶段的申请号为201480076770.2、发明名称为“腕表、锻炼期间的设备省电方法及计算机可读的分布介质”的发明专利申请的分案申请，所述母案申请的国际申请号为PCT/EP2014/054350。

技术领域

本发明大体上涉及锻炼设备在锻炼期间的省电。

背景技术

现今，便携式装置(诸如智能手表)被用于记录由携带装置的人进行的身体活动。这些装置可以运行通用操作系统平台(诸如Android或iOS)，因此使得能安装并执行第三方软件应用程序。然而，这些操作系统通常最适合于具有较大电池容量的智能电话或平板电脑。因此，由于较小的电池容量造成的较短使用时间极大地降低了这些操作系统在例如智能手表中的可用性。

然而，在持久操作中(诸如锻炼期间)，关键的可能是便携式装置在锻炼期间电池不会耗尽。因此，便携式装置在锻炼期间消耗电量的方式是关键。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种如权利要求1和26所限定的便携式装置。

根据本发明的一方面，提供了一种如权利要求25所限定的方法。

根据本发明的一方面，提供了一种如权利要求27所限定的计算机程序产品。

根据本发明的一方面，提供了一种携带上述计算机程序产品的计算机可读分布介质。

根据本发明的一方面，提供了一种包括用于执行如所附权利要求所述实施例中的任何实施例的装置的装置。

本发明的实施例在从属权利要求中限定。

附图说明

在下文中，将参考实施例和随附附图更加详细地描述本发明，附图中：

图1示出了根据一实施例的系统；

图2A示出了根据一实施例的方法；

图2B示出了根据一实施例设备可以在正常操作模式或受限操作模式期间操作；

图2C示出了根据一实施例的设备的不同操作模式；

图3和图4示出了根据一些实施例的设备的操作系统；

图5示出了根据一实施例的设备的硬件配置；

图6至图8示出了根据一些实施例何时可以在模式之间进行切换；

图9至图10示出了根据一些实施例如何估计进行中的锻炼的剩余持续时间；

图11示出了根据一实施例切换回正常操作模式；以及

图12示出了根据一实施例可以如何决定使用限制。

具体实施方式

下列实施例为例示性的。虽然本说明书可能在文本的若干位置提及“一(an)”、“一个(one)”或“一些(some)”实施例，但这不一定表示每次引用都针对相同的实施例，或者特定的特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可进行组合，以提供其他实施例。

如图1所示，在锻炼期间佩戴个人训练计算机(TC)100是常见的。训练计算机100可以是腕式佩戴设备，诸如智能手表。锻炼者110可以从训练计算机100上实时监测锻炼期间表征生理状态的训练参数。可以从一个或多个性能度量中检测出生理状态，诸如通过监测随着训练时段继续心率如何变化。

为了实现这种监测，训练计算机100可以从用户110佩戴的一个或多个生理锻炼传感器114接收信息，诸如从心脏活动传感器接收心率相关的信息(基于例如光学传感、电气传感和/或压力传感)，从步幅传感器或全球定位系统(GPS)接收器接收具体位置信息，从GPS/步幅传感器接收步速/速度相关的数据。此外，如果在锻炼中应用了锻炼设备112，则传感器114可以安装在这种锻炼设备中。集成在设备112上的这些传感器114可以包括例如功率传感器、距离传感器和节奏传感器。

在一实施例中，训练计算机100包括至少一个生理锻炼传感器114，诸如GPS接收器和/或光学心脏活动传感器。然而，在一实施例中，至少一个生理锻炼传感器114是外部传感器并且未集成在训练计算机100中。可以通过无线链路116无线地将锻炼数据从外部锻炼传感器114传送至训练计算机100。无线通信链路116可以应用例如WiFi、蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)或蜂窝网络连接，仅举一些可能的选项。

下述为传感器114可以检测到的或者训练计算机100根据来自传感器114的锻炼数据可以确定的锻炼数据(也称为生理传感器数据或身体活动数据)的可能类型的非限制性清单：心率区间、心率样本、心率变化样本、心跳间隔样本、脂肪消耗速率、卡路里消耗速率、卡路里的消耗量、活动区间、活动样本、速度和/或步幅样本、功率样本、节奏样本、高度样本、温度样本、位置样本、经过的距离、经过的时间、脚踏指数、左右平衡、跑步指数、训练负荷、皮肤电反应样本、液体平衡、皮肤温度样本、方向样本和/或自行车角度。位置数据可以包括卫星定位数据，诸如GPS定位数据或者允许在锻炼期间在任何给定时间确定锻炼者的位置的任何其他数据。室内移动可以通过室内位置追踪方法(诸如绘图技术，包括测量地球的磁场或射频信号)来检测。传感器114可以包括检测指定锻炼数据类型所需的任何传感器，诸如用于检测环境温度或皮肤温度的温度传感器。

训练计算机100可以存储锻炼数据，用户(锻炼者)110可以在已进行锻炼的事后分析中使用这些锻炼数据。在一实施例中，在TC 100中进行事后分析。在另一实施例中，锻炼数据从训练计算机100和/或锻炼传感器114传送至位于网络的服务器中的网络服务120，并且在网络服务120中进行事后分析。在训练计算机100没有直接互联网接入能力的情况下，训练计算机100可以通过例如通过蓝牙连接耦合至训练计算机100的外部移动电话接入互联网(例如，网络服务120)。移动电话可以与训练计算机100的同一用户110关联。

网络服务120可以包括锻炼数据用户账户(UA)，每个锻炼数据用户账户包括与特定用户110相关联的锻炼数据。这样，不同的用户可以有不同的用户账户(#1、#2…#N)。这种网络服务120的示例可以为包括用于存储多个用户账户的数据库的Polar PersonalTrainer(Polar私人教练)(PTT)、Polar Flow或iFIT服务。在一实施例中，网络服务120可以要求用户首先应用用户名和密码或其他认证方式连接网络服务120。用户账户上的训练/锻炼数据可以在锻炼期间或锻炼之后存储。用户账户可以额外地存储从锻炼者和/或锻炼设备获得的用户的生理数据和用户属性，诸如姓名、性别、年龄、体重、身高、形象、状态、座右铭、体质水平、训练时间表、最大摄氧量(VO2Max)、最大心率(HRMax)、性能区间(心率区间、速度区间)、有氧和无氧阈值。

设备100(例如，便携式智能手表)包括至少一个处理单元和包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置借助与至少一个处理单元引起设备100提供多种不同的功能104，诸如支持社交媒体服务(例如，通知)、支持电话和消息指示(例如，呼叫者ID、被叫通话/消息通知)、可以在Android或iOS上或者例如可以实现这些功能的任何其他操作系统上运行的各种不同应用程序(APP)。此外，可以存在除了具有机械按钮106以外还具有支持触摸按钮108的触敏能力的显示器102。设备100的这些软件和硬件(HW)功能可以消耗大量的电量，例如在锻炼模式下多个功能同时启用的情况。

然而，如上所述，在持久操作中，诸如身体活动会话期间(例如，锻炼期间)，设备100的耗电量是关键的。在锻炼结束之前电池就耗尽的情况下，用户110可能不能记录整个训练过程中的所有锻炼数据。这是不理想的。

因此，如图2A和图2B所示，建议设备100支持如步骤200、202所示的正常操作模式210和受限操作模式212。为了优化设备的耗电量，同时向设备100的用户110提供所有所需的功能104，在步骤204中设备100可以在正常操作模式210和受限操作模式212之间切换。对于指定任务，设备100在受限(操作)模式212下的耗电量可以小于正常(操作)模式210下的耗电量。因此，当需要较小的耗电量并且较小数量的可用功能104就足够时，可以使用受限操作模式212，而当需要较大一组的功能104时，可以应用正常操作模式210。

在一实施例中，在正常操作模式210下，设备100的功能104在设备100的操作系统(OS)300中可用。如下文将描述的，操作系统300可以包括多个层，所述层包括内核和库函数层。

在受限操作模式212下，设备100可以根据对应于设备100的用户110进行的身体活动会话的身体活动数据执行至少一个身体活动算法(PAA)220。然而，此时身体活动算法220可以应用直接低级硬件访问，从而至少绕过操作系统300在内核和库函数层以上的层。

相反，因为应用程序层通常在OS层堆栈的顶部，正常模式210中的硬件访问可以经过操作系统300的多个层。因此，如果PAA 220在正常操作模式210下运行，则PAA 220将应用操作系统300的多个层进行硬件访问。

在一实施例中，设备100是便携式腕戴腕式设备，诸如智能手表。在一实施例中，设备100是运动手表。在一实施例中，设备100是训练计算机。

图3中示出了操作系统300的示例。如图所示，操作系统300包括层状层级。虽然操作系统300可以为任何操作系统，诸如Android、iOS、BSD、Linux、OS X、QNX、MicrosoftWindows、Windows Phone或IBM z/OS，但是为了简化起见，说明书假定操作系统300是Android。

让我们看一下示例操作系统300的层。在一实施例中，OS 300建立在内核302的顶部。在Android操作系统300的情况下，内核为Linux内核302。内核302可以被视为操作系统300的核心。内核302可以包括例如存储器管理程序、安全设置和电量管理软件。

内核302还提供例如在收到应用程序的请求时对硬件230的访问。为此，内核302可以包括HW驱动程序306。硬件驱动程序是控制附接至设备的特定类型的硬件的计算机程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于显示器102的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于设备100的摄像机的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于实现至/从设备100的蓝牙和/或低功耗蓝牙通信的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于实现至/从设备100的无线局域网(WLAN/WiFi)通信的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于设备100的闪存驱动器的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括设备100的通用串行总线(USB)接口。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于设备100的用户接口(诸如机械键/按钮)的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于设备100的音频输出的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于设备100的电量管理单元的驱动程序。在一实施例中，HW驱动程序306包括用于设备100的进程间通信(IPC)接口的连接器(binder)的驱动程序。

在一实施例中，在受限操作模式212下运行PAA 220所需的驱动程序可以包括用于显示器102的驱动程序。在一实施例中，在受限操作模式212下运行PAA 220所需的驱动程序可以包括用于实现蓝牙和/或低功耗蓝牙通信的驱动程序。在一实施例中，在受限操作模式212下运行PAA 220所需的驱动程序可以包括用于WLAN/WiFi通信的驱动程序。在一实施例中，在受限操作模式212下运行PAA 220所需的驱动程序可以包括用于用户接口的驱动程序。在一实施例中，在受限操作模式212下运行PAA 220所需的驱动程序可以包括用于电量管理单元的驱动程序。内核302可以包括某些存储器，所述存储器用于操纵系统300必须留在存储器中并禁止任何其他软件进入的部分。设备100可以存储例如引导装载程序，诸如uBoot或Fastboot。引导装载程序可以是为设备100装载主操作系统300或运行时间环境的计算机程序。

内核302顶部上的下一级可以是标准库函数层304。库函数304可以包括标准库指令。库304可以包括例如用C或C++语言编写的一组指令，所述指令告诉设备100如何处理不同种类的数据。这些库中的一些处理图形、多媒体编码解码器、数据库和浏览器(例如WebKit)相关的任务。例如，媒体框架库支持各种音频、视频和图片格式的回放和记录。

Android运行时间层308包括一组核心Java库。该层还可以包括虚拟机，诸如Dalvik虚拟机，或者在Android的情况下为Android Run Time(ART)。虚拟机是表现得好像具有其自己的操作系统的独立的设备的软件应用程序。例如，Android OS可以使用虚拟机将每个应用程序作为其自己的进程运行。这可能是需要的，因为原生Android Java库与标准Java库或Java Mobile Edition(JME)库不同。JME是Java Standard Edition的改编版，允许Java在嵌入式设备(诸如移动电话)上运行。

应用程序框架层310可以管理设备100的基本功能，诸如例如资源分配、在进程或程序之间切换以及保持追踪设备100的物理位置。在操作系统300的层堆栈的顶部是应用程序层312，包括一个或多个应用程序。该层310可以被视为用户110在未意识到该层310下发生的所有动作时与之交互的层。一些应用程序是预装在设备100上的，而一些可以从因特网(诸如从Android市场或专属商店)上下载。

在一实施例中，设备100中仅存在一个操作系统300。在一实施例中，操作系统300是建立在Linux内核302的顶部的Android。在另一实施例中，操作系统300是建立在XNU内核302的顶部的iOS。在一实施例中，操作系统300是建立在Windows 9x/NT内核302的顶部的Windows。

在正常操作模式期间210，设备100可以访问整个操作系统300，包括图3的所有层。然而，运行Android或任何其他操作系统可能消耗大量的电量。例如，用Linux内核302运行Android 300可能需要例如512MB的存储器。因为需要如此大量的存储器，但是由于费用较高大部分省电存储器可能不可行。因此，使用较便宜、更耗电的存储器类型。现在让我们看一下计算设备中使用的不同类型的存储器。

●缓存(Cache)：缓存被设计为用于通过使处理单元最常使用的数据能够迅速地可用而无需访问外部主存储单元来减轻较慢存储器访问的瓶颈。这可以通过在处理单元中建立少量的存储器来完成，称为初级或1级缓存。通常，1级缓存的大小较小，在22千字节(kB)至128kB之间。二级或2级缓存通常较大，并驻留在位于处理单元附近的存储卡上。2级缓存可以与处理单元直接连接。

●RAM：RAM表示随机存取存储器。RAM通常被称为主存储器。RAM是读/写型存储器。认为其较快速，并用于存储计算机处理器当前处理的以及需要能容易取得的数据和程序。RAM是易失的，表现在当切断电源时其会丢失其内容。RAM可以是有益的，因为计算机上的大部分数据都存储在较缓慢的“存储介质”(诸如硬盘、固态驱动器或闪存)中。因此，处理单元可能需要将待用的程序或数据拷入RAM。因此，RAM大小越高，您的计算设备越快。然而，RAM，尤其是静态RAM，是相对昂贵的存储器类型。有两种类型的RAM，动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM)。

○动态RAM(DRAM)需要频繁更新。其不如SRAM昂贵，但对于指定任务会消耗更多的电力。

■双倍数据速率同步动态RAM(DDR SDRAM或简单DDR)是一种DRAM。其比SRAM便宜，但对于指定任务会消耗更多电力，这至少在一定程度上是因为其是电容存储器。

■SRAM(静态RAM)可以用作例如缓存存储器。与DRAM不同，SRAM无需进行更新。无需不断更新，SRAM可以更快地操作。但该存储单元的复杂性可能使其过分昂贵，不适于用作标准RAM。此外，因为无需不断更新，SRAM可能几乎不需要电力。例如，用SRAM进行指定任务需要的电力比用DRAM计算同一任务少。静态RAM可以存在于如集成在芯片上，诸如集成在微处理器单元(MPU)和微控制器单元(MCU)上，用作专用RAM或缓存存储器，或者集成在专用集成电路(ASIC)上。

●ROM表示只读存储器。其是非易失的，并用于存储无需更改的数据，诸如用以启动并运行电子设备或用于设备的基本启动功能的软件。

○闪存是一种非易失ROM存储器。闪存可以是串行闪存类型。串行是使用串行接口进行序列数据存取的低功率闪存。当整合入嵌入式系统时，串行闪存需要的PCB上的电线比并行闪存少，这是因为串行闪存一次传输和接收一个位的数据。这可以允许缩小板载空间、降低耗电量和降低系统总成本。

由于DDR存储器比SRAM存储器便宜，因此它们通常用作用于驱动操作系统300(诸如Android+Linux内核)的主RAM。这可能消耗大量的电力。在一实施例中，正常操作模式210定义为设备100的DDR存储器活跃的操作模式。在一实施例中，在正常操作模式210下，硬件访问通过操作系统300的层(包括内核302和库函数层304以上的层)发生。

因此，如步骤202和204所示，切换至设备100的受限操作模式212是有利的，在该模式下，硬件访问不会经过操作系统300的所有层，而是在PAA 220和PAA 220所需的预先确定硬件之间应用直接低级硬件访问。

在一实施例中，直接低级硬件访问包括预先确定组的硬件和下述中的一个之间的访问：操作系统的内核和至少一个处理单元。因此，在一实施例中，PAA 220通过内核302访问HW 230。如上所述，内核302可以直接访问用于控制HW 230的设备驱动程序306。然而，在一个实施例中，内核302可能不活跃。在这种情况下，直接低级HW访问可以通过设备驱动程序306直接在执行PAA 220的处理单元和HW 230之间发生。

在PAA 220的执行期间需要被访问的预先确定组的硬件230可以包括例如：通信实现(enabling)HW，诸如蓝牙(BLT)、低功耗蓝牙(BLE)和/或WiFi，用于从外部传感器接收传感器数据；以及位置追踪实现HW，诸如GPS接收器，用于接收位置追踪数据；仅举几例非限制性示例。此外，在一实施例中，可以启用近场通信(NFC)/射频识别(RFID)。

在一实施例中，设备100在进入受限操作模式212时至少可以将操作系统300的预先确定层停用。操作系统300的这些层至少可以包括库函数层304以上的层，如图4中的圆点所示。然而，在一实施例中，内核302以上的所有层被关闭(停用)。但是，在一个实施例中，将所有这些层(包括内核302)停用。在一实施例中，在受限操作模式212下，至少将应用程序层312停用。在一实施例中，在受限操作模式212下，至少将应用程序框架层310停用。在一实施例中，在受限操作模式212下，至少将OS运行时间层308停用。在一实施例中，在受限操作模式212下，至少将库函数层304停用。在一实施例中，在受限操作模式212下，至少将内核层302停用。关闭这些层中的至少一些并至少部分地将操作系统300停用可以减少耗电量。这可能是因为例如可以关闭耗电量较高的存储器单元，诸如DDR存储器。

在一实施例中，在受限操作模式212下设备100的时钟频率降低，以降低功耗率。

图4还示出了如何在OS 300的层级中定位原生应用程序314和系统服务316。原生应用程序314可以包括布置成由特定操作系统运行的软件，在该情况下用于Android OS300。由于原生应用程序是针对特定平台编写的，它们可以与操作系统功能(feature)和通常安装在该平台上的其他软件进行交互。例如，原生应用程序308可以使用设备专用硬件和软件。原生应用程序可以预存在设备100上，或者其可以从公共或专属商店中下载并安装在设备100上。

系统服务316可以包括设备100的操作必需的服务。可以包括服务，诸如：程序执行，例如用于分配和解除(de-)分配存储器；多任务情况下的CPU调度；I/O操作处理，例如用于向应用程序提供输入/输出；文件系统操纵，例如用于将数据写入新文件或从一些文件中取出输入；通信处理，例如用于实现不同进程之间的通信；以及错误检测，例如用于监测系统错误。

如图4所示，这些层314和316与OS运行时间层308在同一层。然而，这些原生应用程序314可以借助于系统服务316运行，而无需操作设备100的整个OS 300。

在一实施例中，在正常操作模式210下，装置的一组功能对装置都是可用的，而在受限操作模式212下，仅预先确定的一子组的功能对装置可用。因此，将这些层中的一些关闭可以表示在正常操作模式210下对用户可用的功能组比在受限操作模式212下大。例如，在受限模式212下，位于操作系统300的应用程序层312中的应用程序可能无法访问。这些可以包括例如下载至设备100的网络应用程序。然而，用户可能想要使用整个组的应用程序。因此，始终应用低功耗率的受限操作模式是不可行的。但是要注意的是，在受限模式212下运行的相同功能也可以在正常操作模式210下运行。然而，用于提供功能的应用程序可以是不同的。在受限模式下可以由PAA 220提供，而在正常模式下，PAA 220的功能可以由另一应用程序(诸如Android应用程序)提供。指定任务在正常模式210下的耗电量可能比同一任务在受限模式212下的耗电量高。因此，可以进行步骤204中两种模式210和212之间的切换，以优化设备100的耗电量，但是要考虑到设备100的用户110的需求。

下面让我们参考图5看一下设备100的示例硬件架构。设备100可以包括微处理器单元(MPU)500，也称为中央处理单元(CPU)。在一实施例中，MP 500的型号可以为例如ARMcortex A5。

MPU 500可以包括集成存储器500A(诸如相对昂贵但具有相对较低的功耗率的SRAM)，用于以相对较低的耗电量相对较快地执行功能。在一实施例中，集成存储器500A被用作缓存存储器。然而，如下所述，集成存储器500A可以有其他用途。

此外，MPU可以访问包括例如非易失闪存502A的存储单元502，该存储单元可以用于存储经常被引用但很少修改的文件/数据，诸如应用程序和操作系统可执行的文件。闪存502A可以是串行类型。在一实施例中，在设备100启动时，MPU 500可以读取闪存驱动上的数据，以查找触发操作系统所需的操作系统数据。比起通过普通ROM 502C启动，这可以提供更快的启动。存储单元502还可以包括易失RAM存储器502B，诸如相对较便宜但具有相对较高的耗电量的DDR存储器。RAM的大小可以为例如128MB(兆字节)。最后，存储器单元502可以包括具有几千兆字节(GB)大小的非易失ROM存储器502C。存储单元502可以存储与用户应用程序相关的数据以及启用设备100的操作系统300所需的数据。

设备100可以包括电源506，包括一次性电池或可充电电池。电源506可能具有有限的功率容量，并且在电池电量耗尽后需要更换电池或充电。在一实施例中，电池为锂聚合物(LiPo)电池。电源506可以向MPU 500和设备100的其他硬件供电。在一些实施例中，电源506可以根据例如运动或太阳能对其自身至少部分地充电。电源506还可以包括电量管理单元。

MPU 500可以通过操作系统的内核302连接至HW 230。在一实施例中，MPU 500可以通过显示驱动程序508耦合至设备100的显示器102。在一实施例中，显示器102可以为触敏显示器，其中，触敏功能可以由MPU 500可能通过触摸控制器510控制(例如，启用/停用)。

在一实施例中，MPU 500可以耦合至输出驱动程序512。输出驱动程序512可以控制例如用于引起设备100的振动移动的振动器514和/或用于从设备100输出音频信号的扬声器516。设备100中还可以存在麦克风，用于从用户接收音频命令。输出驱动程序512还可以向用户110的皮肤提供电脉冲。

在一实施例中，MPU 500可以连接至射频(RF)连接接口518。这些接口可以用于为设备100提供连接能力。在一实施例中，设备100包括BLT或BLE接口520，用于通过BLT/BLE技术提供至/从设备100的通信能力。在一实施例中，设备100包括用于接收GPS信号的GPS接收器522，以对设备100进行位置追踪。在一实施例中，设备100包括用于在WLAN或无线个人局域网(WPAN)中进行通信的WiFi接口524。在一实施例中，设备100包括用于通过蜂窝访问进行通信的蜂窝接口526。技术人员可以理解，设备100还可以包括其他通信接口，诸如基于Dynastream公司ANT或ANT+的接口。其他设备至设备通信协议同样是可以的。

设备100可以通过RF连接接口518连接至用户110携带的移动电话，以与移动电话通信。例如，移动电话可以向设备100(诸如腕式设备)发送新邮件、来电、新消息、社交媒体更新相关的通知。

在一实施例中，设备100包括身体活动传感器114。在一实施例中，身体活动传感器114包括用于光学地测量用户110的心脏活动的光学心脏活动传感器(OHAS)528。作为替选方案或另外地，心脏活动检测可以电力地发生，在这种情况下，设备100可以从电力心脏活动传感器接收可以通过RF连接接口518中的一个接收的心脏活动数据。在一实施例中，身体活动传感器114包括用于确定设备100的移动的加速计。该加速计可以是能检测在三维坐标系统的各个方向上的移动的三维加速计。在一实施例中，身体活动传感器114包括用于进一步检测设备100的移动和/或方向的陀螺仪。在一实施例中，身体活动传感器114包括用于根据地球磁场检测设备100的方向的磁传感器(例如，三轴磁强计)。在一实施例中，身体活动传感器114包括用于检测环境压力的压力传感器。这可以指示例如相对于预先确定的平面(诸如海平面)的高度信息。在一实施例中，身体活动传感器114包括用于确定环境温度和/或设备的内部温度的温度传感器。也可以使用其他身体活动传感器，诸如屏幕上的环境光传感器、湿度传感器和/或电场传感器。如前所述，这些额外传感器可以由用户110佩戴或集成入锻炼设备，诸如集成在跑步机或自行车上，在这些情况下，可以通过RF连接接口518从对应的身体活动传感器接收身体活动数据。在一实施例中，虽然图5中未示出，设备100可以包括用于感测设备100与另一设备的接近度的近距离传感器。

在一实施例中，设备100还包括微控制器单元(MCU)530。在一实施例中，MCU 530可以是ARM cortex M0类型。在一实施例中，与MPU 500不同，MCU 530可以不配备存储器管理单元(MMU)501。MMU 501是使所有存储器访问都经过其自身的计算机硬件单元。因此，MMU501可以执行虚拟存储器地址到物理地址的翻译。例如，Linux内核302可以要求MMU操作。结果，在一实施例中，MPU 500能驱动内核302，而MCU 530不能驱动内核302。因为内核302，诸如Linux内核，不在MCU 530上运行，所以MCU 530不能运行例如Android操作系统300，而MPU500可以运行Android操作系统300。

可以将MCU 530视为用于至少部分地控制设备的芯片。与通用MPU 500相比，MCU530是一种强调自给自足和成本效益的微处理器。在一实施例中，MCU 530可以包括预先确定应用程序所需的所有存储器和接口，而MPU 500通常需要额外芯片来提供这些功能。

在一实施例中，MCU 530可以包括用于数据存储的集成存储器530A。集成存储器530A可以是集成在MCU 530内的内部存储器。在一实施例中，集成存储器建立在SRAM上，SRAM具有相对较低的耗电量，相对较快的响应。MCU 530可以耦合至内部或外部程序存储单元(诸如闪存532)，或一些其他类型的非易失存储器。闪存532可以是串行类型。在一实施例中，集成存储器530A被用作缓存存储器。然而，如下所述，集成存储器530A可以有其他用途。

然而，在一实施例中，MCU 530可以不包括任何DRAM存储器，诸如DDR存储器。这可以确保针对指定任务，相比于对于同一任务MPU 500的耗电量，耗电量较低。然而，当设备由MCU 530运行时，这也可能限制可访问功能的可用性。

图5中设备100的不同部件之间的连接可以是有线的。例如，连接可以基于集成电路间(I2C)总线、集成芯片间音频(I2S)总线、串行外围接口(SPI)总线。总线可以采用例如RS-232、通用输入/输出(GPIO)和/或用于在并行和串行格式之间翻译数据的通用异步接收器/发送器(UART)。例如，可以在MPU 500和MCU 530之间设置I2C或SPI总线，以实现这两个处理单元之间的控制和/或数据通信。

如上所述，有利的是根据耗电量和用户110在设备100的功能方面的需求在正常操作模式210和受限操作模式212之间切换。让我们看一下如何获得受限操作模式212。

在一实施例中，设备100包括在受限操作模式210下使用的至少一个第一存储单元和在正常操作模式210下使用的至少一个第二存储单元，其中所述至少一个第二存储单元不在受限操作模式212下使用。在一实施例中，所述至少一个第一存储单元是功耗率低于预先确定消耗阈值的类型，而所述至少一个第二存储单元是功耗率高于预先确定消耗阈值的类型。在一实施例中，所述至少一个第二存储单元的类型是DDR，而所述至少一个第一存储单元的类型是SRAM。第一存储单元的大小最大可以为几十MB，诸如32MB。在一实施例中，第一存储单元可以集成在对应处理单元中，诸如分别在MPU 500或MCU 530中的存储器500A、530A。

由于在受限模式212下可以使用SRAM，并且可以关闭DDR存储器，所以有利地，在受限模式212下指定任务的功耗率可以小于正常操作模式210。因此，使用第一存储器类型而不使用第二存储器类型可以代表受限操作模式212的一种可能类型。要注意的是，一些任务/功能/应用程序在两种模式210、212下都可以运行。然而，一些任务/功能/应用程序只在正常操作模式210下可用，因为在受限操作模式212下使用的SRAM存储器的处理容量有限。然而，通过应用第一存储单元至少可以在受限操作模式212下运行PAA 220。

在两种模式210、212下均可以访问非易失存储单元，诸如(串行)闪存502、532，用于检索运行操作系统300、操作系统300的至少一部分或预先确定应用程序(诸如PAA 220)的软件代码。然后可以将检索到的软件存储至使用的易失存储器单元(第一存储单元或第二存储单元)，便于更快的访问。在一实施例中，可访问的非易失存储器单元可以用于在受限操作模式212下存储身体锻炼数据。

在一个示例中，设备100包括用于在受限操作模式212下至少运行PAA 220的低功率控制单元(例如MCU 530)，以及用于在正常操作模式210下运行操作系统300的高功率控制单元(例如MPU 500)。如上所述，低功率控制单元530在进行指定任务时具有比高功率控制单元500低的耗电量。

在这种情况下，在步骤204中切换至受限操作模式212可以包括启用低功率控制单元530以至少运行PAA 220，并将高功率控制单元500停用。在一实施例中，将MPU 500停用可以包括将能被MPU 500访问的DDR存储器停用。因此，可以降低设备100的功耗率。可以将该模式称为“MCU打开(on)模式”212A，如图2C所示。

MCU 530不能运行设备100的OS 300。这可能是由于缺少足够的存储器资源：MCU530中使用的SRAM容量可能太小，无法运行OS 300。在实践中，SRAM存储器的成本限制了可用SRAM存储器的大小。例如，在实践中，为设备100配备512MB的SRAM存储器是不可行的，这是运行Android OS 300所需的大小。在一实施例中，操作系统300的内核302在受限操作模式212A下也不运行。这可能是由于MCU 530中缺少MMU 501。在该模式212A中，直接HW访问可以通过MCU 530的输入/输出引脚(接口)(例如，通过SPI或I2C总线)发生。MCU 530可以包括为此目的设计的用于MCU 530的单独(separate)HW驱动程序。然而，MCU 530可以运行能够执行功能104的有限子组的单独软件(即，与操作系统300分开)。这些有限功能可以包括PAA220提供的功能。在一实施例中，单独程序可以存入设备的闪存532，使得MCU 530可以访问存储的程序。然后MCU 530可以将程序(包括PAA 220)存储至MCU 530的SRAM集成存储器530A，便于快速访问以及例如运行PAA应用程序220。

在一实施例中，包括PAA 220的单独程序是设计用于设备100的平台的原生应用程序。因此，PAA 220不是网络应用程序。PAA 220可以只应用执行PAA 220所需的那些系统服务。包括PAA 220的单独程序还可以称为嵌入式应用程序，因为其可以嵌入对应的处理单元。

MPU 500和MCU 530可以与彼此通信，以同步MCU 530的启用和MPU 500的停用，以提供从正常操作模式210到受限操作模式212的平滑过渡，以及从受限操作模式到正常操作模式的平滑过渡。

在一个实施例中，进入受限操作模式212包括将操作系统300的内核302以及所有其他层停用(关闭)。这种类型的受限模式212可以称为“裸金属模式(bare metal-mode)”212B，如图2C所示，并且其可以包括用MPU 500的SRAM运行PAA 220。PAA 220可以存储在与MPU 500关联的非易失存储器单元上，并下载至MPU 500的内部存储器(例如SRAM)500A，便于以较低耗电量快速访问。由于操作系统300的内核302和其他部分均被停用，所以该“裸金属”类型的受限操作模式的耗电量小于使操作系统300甚至是内核302保持打开的情况。这是因为可以停用功耗率相对较高的MPU 500的DDR存储器，因为OS 300没有运行。将裸金属模式作为一种选项是有益的，因为如果设备100完全不包括MCU 530，则通过进入裸金属模式并用MPU 500运行PAA 220，受限功率模式仍然是可能的。

在一实施例中，可以通过启动设备100的操作系统300进入“裸金属模式”212B。这样，首先关闭运行的操作系统300。然而，在启动时，并不运行操作系统的启用文件，MPU 500可以将具有有限功能但包括PAA 220的单独软件程序从关联的非易失存储器(诸如闪存502A)下载至集成SRAM 500A，并以相对较低的功耗率运行受限程序220。在这种情况下，可以在MPU 500和所需的硬件之间直接对执行PAA 220所需的HW 230进行硬件访问。可以存在设计用于裸金属模式的单独HW驱动程序，所述HW驱动程序可以用于进行直接HW访问。

如上所述，在受限操作模式212A、212B下可以不运行操作系统300的内核302。然而，在受限操作模式212的另一种类型中，即“内核打开模式”212C，设备100可以包括外部存储单元，诸如易失存储单元(例如，闪存单元502A)。设备在运行操作系统300的内核302时可以使用该外部存储单元。然而，可以至少将操作300系统在内核302和库函数层304以上的层停用，以避免应用耗电DDR存储器的需要。在一实施例中，外部存储单元可以包括例如32MB，这足以运行内核302，但不足以运行整个OS300。在“内核打开模式”212C下，MPU 500可以配置成从外部ROM存储器运行身体活动算法220。但是，在一实施例中，MPU 500可以将PAA 220从外部ROM存储器下载至集成SRAM，便于快速访问。

在一实施例中，PAA 220可以布置成由设备100的SRAM容量运行。因此，不需要使用设备100的DDR存储器，并可以将该DDR存储器关闭，以节省电量。

在一实施例中，在身体活动会话期间可以使用受限操作模式212，以减少该时段期间电量耗尽的风险。就此而言，受限操作模式212可以称为锻炼模式。锻炼模式可以对应于长时的身体活动会话，诸如慢跑。在一实施例中，在短时锻炼中可以使用正常操作模式210，在该模式下，设备100的整个组的功能对用户110都是可用的。就此而论，正常操作模式210也可以称为短时锻炼模式。可以有预先确定持续时间，在该持续时间内，将身体活动会话划分为短时身体活动会话和(长时)身体活动会话。

在一实施例中，身体活动会话是期间可以测量身体活动的任何时段。例如，睡眠可以是一种身体活动，在睡眠期间可以在活动测量方面进行测量。然而，在一实施例中，身体活动会话是个人110进行的锻炼。锻炼可以通过限定将身体活动分为锻炼和非锻炼的活动阈值(例如，从每个指定时间单位消耗的卡路里方面限定)而与其他身体活动会话区分开(诸如，与睡眠区分开)。

下面让我们考虑当触发了受限操作模式212的情况。在一实施例中，当设备在正常操作模式210下运行时，MPU 500首先运行PAA 220。然而，在身体活动会话期间，可以确定的是设备100的当前电量资源不足以持续到当前身体活动会话预计结束的时候。在这种情况下，MPU 500和/或MCU 530可以自动执行切换至受限操作模式212。因此，用户110完全不需要交互就可以进行切换。切换至受限操作模式212对用户110可能是不可见的。在另一实施例中，从正常操作模式210进入受限操作模式212需要用户确认，其中用户110可以通过设备100的用户接口(例如，触摸显示器、机械按钮)进行输入来确认。

如上所述，设备100可以包括用于为设备100的操作供电的电源506。如图6所示，在一实施例中，至少一个处理单元(例如，MPU 500)可以检测电源506的功率状态。在步骤600中，MPU 500还可以确定设备100当前的功耗率。然后在步骤602中，MPU 500可以将功耗率与检测到的电池(电源)506的功率状态进行比较。此后，MPU 500可以根据比较结果决定在正常操作模式210和受限操作模式212之间切换。

例如，如果比较结果表明剩余的电量资源低于预先确定的电池阈值，并且功耗率高于预先确定的消耗阈值，则MPU 500可以决定执行切换至受限操作模式212，以延长电池的寿命。在另一方面，如果对比结果表明剩余电量资源高于预先确定的电池阈值和/或功耗率低于预先确定的消耗阈值，则MPU 500可以决定保持正常操作模式210。在设备100已经在受限模式212下操作并且对比结果表明电池状态高于预先确定的电池阈值，则负责的处理单元500可以决定切换至正常模式210。

在一实施例中，可以估计在下一次电源充电之前的剩余持续时间。这可以根据电池充电相关的历史信息确定。例如，设备100的用户110的典型行为可能是定期(诸如每晚)对设备100充电。还要注意的是，设备100可以记录一天的当前时间。在这种情况下，MPU 500可以进一步根据直到下一次电源充电的剩余持续时间作出关于切换的决定。例如，在确定功耗率较高(高于消耗阈值)并且电池水平较低(例如，低于电池阈值)但直到预期进行下一次充电仅有较短的时间的情况下，则设备100可以决定留在正常操作模式210。较短的时间可以定义为假设功耗率保持其当前的水平时比设备100的剩余操作时间短的时间。该实施例可以因此减少不必要的切换至受限操作模式212。

在图7所示的一个实施例中，MPU 500可以检测身体活动会话(例如，锻炼)的开始700，并在身体活动会话的开始决定切换至受限操作模式212。这可以简化模式210、212的使用。此外，由于用户110在锻炼期间很可能不需要使用整个操作系统300，所以在锻炼的开始就切换至受限操作模式212不会对用户110造成负面影响，但可以有利地延长设备100的电池寿命。

在一个实施例中，如图8所示，让我们假设锻炼在点700处开始，并且设备100当前在正常操作模式210下运行。在进行中的锻炼期间，MPU 500可以检测电池的功率状态，并在步骤800中获得进行中身体活动会话的剩余持续时间。如稍后将解释的，这可以通过各种方式取得。接着，在正常模式下运行OS 300的MPU 500可以将功率状态与进行中身体活动会话的剩余持续时间进行比较。根据比较，MPU 500可以决定是否切换至受限操作模式212。

例如，在检测时，根据比较结果——电池506的功率状态不足以持续至进行中身体活动会话结束，MPU 500可以决定切换至受限操作模式212。在图8的示例中，比较表明电池状态不足以持续至锻炼结束，并且因此MPU 500可以在步骤802中确定切换至受限模式210。MPU 500可以进一步检测当前耗电量水平并在确定是否切换至受限操作模式212时将当前电量水平考虑在内。在另一方面，在检测时，根据比较结果，即电池506的功率状态足以持续至进行中身体活动会话结束，MPU 500可以决定留在正常操作模式210。

在一实施例中，设备100可以获得进行中的身体活动会话的剩余持续时间，如图9所示。设备100可以在步骤900中检测设备100附近的至少一个身体活动传感器(#1、#2、#3)。传感器的检测可以基于传感器通过例如BLT传输的标识符。根据标识符，设备100可以检测出周围设备是身体活动传感器。

然后，设备100可以在步骤902中将检测到的至少一个身体活动传感器(#1、#2、#3)与包括之前身体活动会话以及之前检测到的身体活动传感器的数据的数据库904进行比较。该数据库904可以存储在例如设备的ROM存储器502C中或者存储在设备100可访问的服务器中。数据库904可以存储例如已在哪些锻炼中检测到哪些身体活动传感器(或其他周围设备)以及这些锻炼已持续多久的信息。

在一个实施例中，检测到的至少一个身体活动传感器(#1、#2、#3)未与设备100配对或者未以其他方式与设备100关联。这些传感器可以是例如其他在健身房中锻炼的人的传感器或者集成入锻炼环境的传感器。

在步骤906中，设备100可以根据比较结果估计进行中身体活动会话的剩余持续时间。例如，可能是已检测到这些传感器(#1、#2、#3)也在之前锻炼的一些锻炼中，并且每次检测到这些传感器时，锻炼都基本持续了一个小时。可能是这些传感器集成入了健身房的自行车中，并且健身房中典型的自行车时段持续了一个小时。然后，可以假设当前锻炼也会基本持续一个小时。

在一实施例中，检测到的至少一个身体活动传感器(#1、#2、#3)已经与设备100配对。例如，当个人开始自行车锻炼时，设备100可以检测到节奏传感器。这样，设备100可以根据检测到的传感器检测正在进行的或即将进行的是什么类型的锻炼。还可以是用户110通常会持续45分钟的某些类型的运动(诸如慢跑)。因此，可以预计锻炼现在也将持续相同的时间。

在图10所示的一个实施例中，设备100可以在步骤1000中确定进行中的身体活动会话的至少一个性质(property)。性质可以是例如：心脏活动相关的性质，诸如平均心率或心率变化；或者累积性质，诸如经过的距离、消耗的卡路里或走过的步数。

在步骤1002中，设备100可以将确定的至少一个性质与存储的同一用户110之前的身体活动会话相关的数据进行比较。数据可以存储在位于非易失存储器中的数据库1004中，或存储在通过网络设备100可访问的服务器中。数据库1004可以存储将某些性质与某些身体活动类型关联起来的数据。例如，滑雪的特征可以在于某些心脏活动和某些经过的距离，而冰球训练的对应表征特征可能明显不同。因此，设备100可以根据比较检测当前进行的是哪种身体活动类型。再例如，要注意的是，例如睡眠的特征可以在于相对较慢的活动，而一些其他身体活动(诸如运动)可以输出较大的活动度量。

然后在步骤1006中，设备100可以根据比较结果估计进行中身体活动会话的剩余持续时间。例如，根据数据库1004，可以推断确定的至少一个性质表明个人110在慢跑。此外，数据库1006还存储表明某项身体活动该用户110通常持续多久的数据。因此，设备100可以获得进行中身体活动会话的剩余持续时间的估计。

在一实施例中，数据库904、1004可以位于互联网中或设备100可访问的单独数据库中。在一实施例中，数据库904、1004可以位于设备100中作为预存数据。

在一实施例中，用户110在开始锻炼之前输入身体活动会话的持续时间的指示。这可能是当用户110根据预先确定的训练程序开始身体活动会话时的情况。用户可以用设备100设计训练程序，或在网络服务120中设计训练程序或在单独的移动电话中设计训练程序，并将设计的程序上传至设备100。这样，在锻炼的开始就可以知道锻炼的持续时间。

在一实施例中，在确定锻炼的持续时间时将一天的时间和/或一周的天数考虑在内。例如，在周末，用户110可以进行比工作日长的训练。

在一实施例中，在检测到电量短缺的任何指示之前触发切换至受限操作模式。这是有益的，使得减少电池506耗尽的风险。

在一实施例中，一旦打开受限操作模式212，则维持打开受限模式212，直到预先确定的持续时间结束(expire)，此后自动触发正常模式210。因此，即使身体活动会话结束，仍可以使受限操作模式212保持打开一段时间。

然而，在一实施例中，如图7和图8所示，设备100可以检测到身体活动会话结束。这种检测可以是自动的，或者由用户110输入。因此，在步骤702中，设备100可以进入正常操作模式210。这可以包括启用操作系统300的所有层，从而允许在设备100上运行较大组的功能。然而，同时，可能需要启用DDR存储器，并因此，耗电量可能增加。

然而，如图7和图8所示，触发OS 300可能需要一些时间。用户110会发现等待OS300完全启动是令人沮丧的。因此，在一实施例中，如图11所示，设备100可以估计当前身体活动会话的结束时间。这可以按照例如参考图9和图10的解释来确定。此后，设备100可以在步骤1100中在当前身体活动会话结束之前开始启用操作系统300至少预先确定的启用持续时间1102，其中，预先确定的启用持续时间1102基本对应于完全启用操作系统300所需的持续时间。因此，用户110完全无需等待OS 300启动，因为在锻炼结束时OS 300已经完全打开。

在一实施例中，PAA 220是程序，当被执行时会引起设备100从与设备100相关联的至少一个身体活动传感器获得身体活动数据，并存储接收到的身体活动数据。

数据可以存储在设备的存储器中，和/或传送至服务器120。在一实施例中，在受限操作模式212下关闭网络访问接口，以减少耗电量。因此，设备100可以首先将锻炼身体活动数据存储至设备自身的存储器，此后，一旦进入正常操作模式210并且启用了网络访问接口，诸如WiFi或蜂窝访问接口546、526，则身体活动数据可以传送至网络服务120进行存储。

在一个实施例中，身体活动数据可以从设备自身的集成身体活动传感器(诸如GPS接收器522、光学心脏活动传感器528、压力传感器、温度传感器和移动传感器(例如陀螺仪、加速计))获得。在这种情况下，可以通过集成总线接口(诸如I2C总线)获得数据。

替选地或另外地，在一实施例中，可以通过无线连接(诸如BLE)从至少一个外部身体活动传感器接收身体活动数据。这些外部传感器可以包括例如电力心脏活动传感器、外部GPS接收器、外部移动传感器(例如加速计)、节奏传感器。在一个实施例中，外部传感器中的至少一个可以携带在用户110上。在一个实施例中，外部传感器中的至少一个可以集成在用于进行锻炼的锻炼设备(诸如健身房设备)中。

在一实施例中，PAA 220引起设备220执行各种任务。现在让我们看一下在受限操作模式212下在设备100中运行的PAA 220会引起设备100做什么。

在一实施例中，身体活动算法引起根据获得的身体活动数据确定用户的心脏活动。这可以造成例如确定心率或心率变化。

在一实施例中，身体活动算法引起确定个人110的心率的心率区间。心率区间可以预先确定。然而，在一实施例中，PAA 220引起在身体活动会话的开始确定心率区间。这种确定可以根据例如Polar Electro的

功能发生。

在一实施例中，身体活动算法引起确定某项身体活动量度的最小值和最大值。这种量度可以是例如心率、海拔(例如在海平面以上)、速度，仅举一些非限制性示例。

在一实施例中，身体活动算法引起在身体活动会话期间根据获得的身体活动数据(诸如根据GPS或其他移动数据)确定经过的距离。

在一实施例中，身体活动算法引起在身体活动会话期间根据获得的身体活动数据(诸如GPS数据)确定速度。

在一实施例中，身体活动算法引起在身体活动会话期间根据获得的身体活动数据确定消耗的卡路里。在一实施例中，身体活动算法引起根据获得的身体活动数据确定消耗卡路里的脂肪消耗。

在一实施例中，身体活动算法引起根据获得的身体活动数据确定活动度量。活动度量可以基于来自移动传感器(诸如来自加速计)的移动数据。活动度量可以表明用户110在身体活动会话期间有多活跃。在一实施例中，在个人110睡眠的时候确定该活动度量，从而获得个人休息得如何的量度。

在一实施例中，身体活动算法引起根据获得的身体活动数据确定身体活动会话引起的训练负荷。

在一实施例中，身体活动算法引起在身体活动会话期间根据获得的身体活动数据确定节奏。

在一实施例中，身体活动算法引起根据获得的身体活动数据确定皮肤温度。这种类型的身体活动数据可以从温度传感器接收。

在一实施例中，身体活动算法引起根据获得的身体活动数据(诸如磁强计数据)确定方向。

因此，在一实施例中，受限操作模式212下可用的功能104包括身体活动数据处理。在一实施例中，在受限操作模式212下可用的功能104包括传感器融合操作，以利用来自许多不同身体活动传感器的数据。

在一实施例中，在受限操作模式212下可用的功能104包括低范围通信能力。这可以是为了从外部身体活动传感器接收身体活动数据。通信可以应用例如图5的BLT或BLE单元520。

在一实施例中，在受限操作模式212下可用的功能104包括根据例如图5的框522接收的GPS数据进行位置追踪。

在一实施例中，在受限操作模式212下可用的功能104包括音频指导，使得用户110在例如心率超过一定水平时可以听到。

在一实施例中，在受限操作模式212下可用的功能104包括移动控制(例如，控制移动电话的音频播放器)。

让我们参考表1进一步看一下受限操作模式212下可用和不可用的功能。但是要注意的是，表1仅为不同模式下可用功能的示例配置。多个不同种类的配置均可用，并在本发明的范围内，每种配置在不同模式下提供不同的功能。

对应于受限操作模式212(即锻炼模式)的列下的叉表示受限操作模式212下哪些功能对设备100可用。该表进一步示出了正常操作模式210下哪些功能对设备100可用。可以看出，受限操作模式212下设备100的功能可以显著减少，以减少设备100的耗电量。

表1：不同模式下可用的功能

表1还示出了其他类型的受限操作模式212，诸如图2C的夜间模式216A和手表模式216B。该表可以表明这些模式下哪些功能可用。这些模式可以被看做是受限操作模式212的子类型，因为相比于正常模式210，设备100的功能仅局限于子组的功能，这些模式也可以称为微动模式(fiddling mode)。

在一实施例中，在预先确定的时间(诸如在夜间)内使用夜间模式216AC。典型地，用户在夜间不需要设备100的许多功能，所以可以将设备100切换至夜间模式216A。然而，通过运行PAA 220也可以在夜间监测例如个人的活动。在一实施例中，在夜间模式下可用的功能包括根据活动感测(例如监测用户110在戴着移动传感器睡着时的活动)、用于确定消耗的卡路里的量的卡路里消耗算法以及手表功能进行睡眠分析。

在一实施例中，在不需要设备100的全部功能并且用户110需要至少记录时间时可以使用手表模式216B。在手表模式下，MPU 500可以不启用，并且可以用MCU 530运行需要的程序。这可以节省电量。此外，因为功能有限，只需启用少量的存储器。在一实施例中，在手表模式下可用的功能包括：手表、无线接口(例如，用于通过BLE技术与外部设备(诸如与配对移动电话)交互)、移动控制(例如控制移动设备的音频播放器)以及设备的用户接口。

在一实施例中，受限操作模式212下不可用的功能包括设备100的显示器102的触摸灵敏度。这是有益的，因为虽然触敏显示器102是用户友好的，但这种显示器会引起较高的耗电量，虽然在锻炼期间通常不会用到它。因此，为了节省电量，一进入受限操作模式212，就可以用触摸控制器510关闭触摸灵敏度。还需注意的是，在一些实施例中，在受限操作模式212下可以用MCU 530驱动显示器102，如图5所示。MCU 530可能无法访问触摸控制器510。

在一实施例中，当关闭触摸灵敏度功能时，可以自动启用设备的机械用户接口，诸如机械按钮106，从而允许用户控制设备。

在一实施例中，受限操作模式212下不可用的功能包括社交媒体支持。这可能是因为检测和显示社交媒体更新会消耗电池506的电量。在一实施例中，用户110的移动电话连接至社交媒体服务器并检测更新。然后移动电话向设备100(诸如腕式手表)传输指示，然后设备100通知用户110。虽然设备100本身可能不需要连接至社交媒体服务器，但设备100可能需要能从移动电话检测通知信号，而这可能耗费电池506的电量。

在一实施例中，受限操作模式212下不可用的功能包括电话和消息支持。类似地，与社交媒体支持的情况相同，从移动电话听取与来电相关的通知信号可能会不必要地使用电池资源。典型地，在锻炼期间，用户110对接收电话、电子邮件、消息或社交媒体更新的通知不感兴趣。

在正常操作模式210下，一些可用的功能至少可以包括无线接口GPS接收、执行体能测试算法、使用设备100的集成音频播放器。

如上所述，因此受限操作模式212可以有利地造成比正常操作模式210低的功耗率。在一实施例中，受限锻炼模式212可以被视为设备100(诸如智能手表)主动监测用户110的身体活动的状态。在该模式下，可以启用许多功能，用于测量、处理、记录和分析与用户活动相关的感兴趣的数据。锻炼模式的这些功能可以影响电池506寿命，并因此限制设备100可以在这种锻炼模式下(即受限操作模式212下)操作的持续时间。

在一实施例中，设备100可以在受限操作模式212下动态地限制至少一个身体活动相关的功能的使用。因此，在受限操作模式212开始时，有预先确定的子组的功能对设备100可用。这些功能可以具有预先确定的使用方式。例如，GPS接收器522可以布置成每五秒定期提供一次位置样本。然而，设备100在身体活动会话期间可以实时自动限制至少一个功能的使用。

在一实施例中，限制包括下述中的至少一个：降低对应于身体活动相关功能的身体活动数据的取样速率，防止身体活动相关功能的使用。因此，看例如GPS接收，设备100可以通过关闭GPS接收器522完全关闭GPS数据接收功能，以节省电量，或者设备100可以降低取样速率，诸如仅每十秒取一次样本。两种方式都造成减少由该身体活动相关功能造成的耗电量。

表2示出了可以减少使用的示例身体活动功能。如表所示，有许多根据当前需要可以启用或禁用或者可以限制性能以使电池506的寿命更长的不同功能。

表2列出了两个不同组的限制动作：功能限制和性能限制。功能限制可以完全禁用一些功能，以有利于被视为与用户110更相关或对用户较有利的其他功能。因此，一些最初可用的功能可以在之后被禁用，以使其他功能活跃较长的时间。另一方面，性能限制可以表示完全实现功能的程度或将其限制到一定程度以将其运行较长的时间同时仍然向用户110提供切实益处之间的折中决策。

另外，在一实施例中，可以减少在显示器102上显示的数据的量。训练屏是用户110可以预设至设备100的屏。在一种类型的锻炼期间可以切换不同的屏，并且不同的屏可以对不同的锻炼可用。在这些训练屏中，设备100可以包括省电屏。省电屏可以包括较少的在显示器102上显示的数据或者输出至用户110的数据。然后，一旦确定将对设备100进行省电，则设备100可以切换省电屏。

表2：受限操作模式期间可用的示例功能和可以如何限制这些功能的使用。

在一实施例中，利用图12所示的自适应算法1200做出实时决定，即可以为用户提供更长的训练时间，而不会冒着电池寿命结束的风险。这些决定可能对设备100的整体耗电量具有直接影响，从而导致对用户110可用的锻炼时间较长。通过理解并了解每个用户110在锻炼模式212下如何利用设备100功能并将它们与耗电量进行实时比较，设备100做出有助于提供更长训练时间段的决定。

一开始，自适应算法1200只使用不同功能和设置如何与耗电量关联的预先限定信息。这在图12中被称为耗电量信息1202。可以在设备100的存储器中预先配置该耗电量信息1202。耗电量信息1202可以表明不同功能和传感器的耗电量贡献。例如，信息1202可以表明当取样速率为1Hz时GPS需要多少电量。此外，耗电量信息1202还可以表明例如表2的每个可用功能限制和性能限制决定产生的电量增强。

在一实施例中，耗电量信息1202还可以表明在锻炼模式212下用户110的典型锻炼期间的电池放电行为(即，耗电量如何发展)。用户110的典型电池放电行为持续时间可以基于用户110的之前锻炼的历史数据。

在一实施例中，还可以以如参考图9和图10所示的方式中的一种或者根据用户输入确定所需锻炼持续时间的估计值。

此外，设备100中可以存储有功能使用信息1204。功能信息1204可以表明用户110在进行身体活动会话期间通常使用哪些身体活动相关功能。数据1204可以基于该用户110进行的之前锻炼的历史数据(存储在设备100中或网络服务120中)。

在一实施例中，数据1204可以因此表明用户110对于指定类型的运动期望如何使用设备100的功能。功能的使用可以取决于各种方式。在一实施例中，使用取决于期望的锻炼持续时间。在一实施例中，使用取决于进行的运动的类型。这可以根据运动简档表示。在一实施例中，各种可用功能的使用取决于一天的时间和/或一周的日子。在一实施例中，各种可用功能的使用取决于指定时间窗期间(诸如本周和前一周期间)进行的之前锻炼。

因此，初始期望1206包括来自使用信息1204以及电池和耗电量信息1202的数据。然后，自适应算法1200可以根据初始期望1206决定是否进行性能限制动作1208或功能限制动作1210(表2列出了其中一些)，以确保电池电量持续至锻炼的结束。

在一实施例中，设备100可以检测电池506的当前功率状态，估计进行中锻炼的剩余持续时间；并在根据信息1202、1204检测到电池506的当前功率状态不足以持续至进行中锻炼的结束时，动态限制设备100的至少一个身体活动相关功能的使用。

在一实施例中，设备100可以获得耗电量信息1202以及功能使用信息1204。根据接收到的信息1202、1204，设备100可以确定要限制使用的至少一个身体活动相关功能。例如，设备100可以决定可以关闭温度传感器，因为对该个人110的分析和对这种类型的运动通常不需要皮肤的温度。

在一实施例中，有预先确定的身体活动相关功能的顺序。该顺序可以用于确定要限制使用的功能。在一实施例中，顺序(列表)针对的是运动类型，使得冰球的顺序与慢跑的顺序不同。这是有益的，因为不同类型的数据可能在不同类型的运动中是重要的。

在一实施例中，设备100可以使用来自当前锻炼(即，身体活动会话)1212的对应数据1214和1216决定限制动作(1208、1210)。例如，可能是初始期望1206暗示了在自行车锻炼中不使用GPS接收器522，而是从自行车的距离传感器无线获得距离信息。然而，当前功能使用信息1214可能表明代替或者除了自行车自身的外部传感器，并未使用GPS。然后，限制功能的决定可能与未使用GPS传感器522的情况不同。如另一示例，在当前耗电量信息表明电池506的电量水平相对于当前耗电量是足够的情况下，则没有任何必要限制功能的使用，虽然初始期望可能表明例如在这种特定类型的身体活动会话中应禁用一些功能。

在一实施例中，设备100可以应用机器学习算法1218，以用来自当前锻炼(即，身体活动会话)1212的对应数据1214、1216的反馈补充初始期望1206。在一实施例中，在每个身体活动会话1212后更新耗电量信息1202和功能使用信息1204。这可以在锻炼模式212下发生，从而将当前功能使用信息1214和当前耗电量信息1216反馈至机器学习算法1218，以进一步扩展初始期望1206，并因此收集更多关于用户需求的知识。随着初始期望1206根据来自过去锻炼1212的反馈继续增长，设备100可以更好地适应并预测每个独立用户110以及每种独立锻炼类型的需求。

在一实施例中，设备100可以进一步检测进行中身体活动会话的简档。简档可以表明用户对进行中的每种类型的运动的偏好。用户110可以在网络服务120中输入他/她通常进行的每种类型的运动的运动简档。运动简档也可以用于推导出信息1204。运动简档还可以限定在锻炼期间要在设备100的显示器102上显示哪种类型的数据。运动简档还可以表明对每种运动应用哪些类型的功能和传感器。可以在锻炼的开始通过用户输入或者通过进行中的运动类型的检测(例如，如图9和图10所示)进行运动简档的检测。

然后设备100可以根据检测到的锻炼简档确定受限操作模式212下需要哪些身体活动相关功能。例如，室内运动不需要应用GPS接收器522，而室外运动可能需要应用。此后，设备100可以在受限操作模式212下运行确定的身体活动相关功能，以确保用户110所需的所有功能均是可用的。

在一实施例中，设备100可以停用用户110在受限操作模式212下在身体活动会话期间不需要的所有其他功能，以最小化电池耗尽的风险。

在一实施例中，设备100确定设备100的温度和/或环境温度。设备100还可以获得指示温度如何影响设备100的功耗率的温度信息。该信息可以预存在设备100中或从网络上取得。此后，设备100可以根据确定的温度和获得的温度信息决定是否进行功能限制。在一实施例中，该决定可能造成在受限操作模式212和正常操作模式210之间切换，从而限制某些功能的可用性或限制某些功能的性能(参见图2)。在做决定时，设备100可以在受限操作模式212或正常操作模式210下操作。

在一实施例中，设备100包括环境光传感器534(图5中)，并且设备100可以确定环境光的强度。根据该决定，设备100可以调节显示器102的亮度。这可以造成节省设备102的电量，因为在例如较暗的条件下不需要使用明亮的显示器102。

然后让我们参考表3看一下不同模式下设备100的一些与耗电量相关的问题。再一次需要注意的是，表3中给出的值仅为取决于指定模式下可用功能的配置的示例值。此处可以假设，MCU打开模式用于受限操作模式212，其中MPU 500休眠，MCU 530运行PAA 220。

表3：不同类型的模式的耗电量。

因此，如最后一行所示，正常模式210的耗电量为200mA，这显著大于受限模式212或夜间模式或手表模式的耗电量，夜间模式和手表模式可以视为受限操作模式212的子类型，由于受限制的功能更多，它们具有甚至更低的耗电量。

如本申请中使用的，术语“电路”指以下所有：(a)纯硬件电路实现，诸如仅在模拟和/或数字电路中实现，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用)：(i)处理器的组合或(ii)处理器/软件的部分，包括数字信号处理器、软件和存储器，它们协同工作，使装置执行各种功能；以及(c)需要软件或固件才能操作的电路，诸如微处理器或微处理器的部分，即使软件或固件并无实体存在。“电路”的这一定义适用于该术语在本申请中的所有用法。再举一例，在本申请中使用时，术语“电路”还可以覆盖仅一个处理器(或多个处理器)或一个处理器的部分及其(或它们的)随附软件和/或固件的实现。术语“电路”还覆盖(例如并且如适用于特别元件)用于移动电话的基带集成电路或应用程序处理器集成电路，或服务器、蜂窝网络设备或另一网络设备中类似的集成电路。

本文所述的技术和方法可以通过各种方式实施。例如，这些技术可以在硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)或者它们的组合中实施。对于硬件实现，可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于执行本文所述功能的其他电子单元或者它们的组合中实施实施例的装置。对于固件或软件，可以通过执行本文所述功能的至少一个芯片组(例如，程序、功能等)的模块进行上述实现。软件代码可存储在存储单元中，并由处理器执行。可以在处理器中或相对于处理器的外部实施存储单元。在处理器外部的情况下，可以通过如本领域已知的各种方式通信地耦合至处理器。此外，可以重新布置本文所述系统的部件和/或用额外的部件补充，以促进关于其所述的各方面等的实现，并且它们不限于给出附图中阐明的精确配置，本领域技术人员可以理解这一点。

所述实施例还可以以计算机程序限定的计算机进程的形式执行。计算机程序可以为源代码形式、目标代码形式，或某种中间形式，并且可以存储在某种载体中，所述载体可以为能携带程序的任何实体或设备。例如，计算机程序可以存储在计算机或处理器可读的计算机程序分布介质中。计算机程序介质可以为例如但不限于，记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号以及软件分布包。用于执行所示和所述实施例的软件的编码也在本领域普通技术人员的范围内。

虽然已参考根据附图的示例对本发明进行了描述，但要理解的是，本发明不限于此，在随附权利要求的范围内可以以若干方式进行修改。因此，应广泛理解所有词语和表达，它们意在说明实施例，而非限制实施例。对本领域技术人员明显的是，随着技术进步，本发明理念可以以各种方式实施。此外，本领域技术人员可以理解，所述实施例可以以各种方式与其他实施例组合，但并不要求如此。

Claims (19)

1.一种腕表装置，包括：

至少一个身体活动传感器，所述身体活动传感器用于对与所述腕表装置的用户有关的身体活动数据进行测量；以及

至少一个处理单元和包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成借助所述至少一个处理单元引起所述腕表装置进行下述操作，所述操作包括：

支持正常操作模式，在所述正常操作模式期间，通过操作系统，所述腕表装置的功能是可用的；

支持夜间操作模式，在所述夜间操作模式期间，所述腕表装置被配置成基于针对所述身体活动数据执行身体活动算法来进行睡眠分析，其中，所述身体活动算法应用直接低级硬件访问；以及

在所述正常操作模式和所述夜间操作模式之间切换，其中，所述至少一个处理单元包括：

低功率处理单元，所述低功率处理单元被配置成在所述夜间操作模式期间运行所述睡眠分析和所述身体活动算法；以及

高功率处理单元，所述高功率处理单元被配置成在所述正常操作模式期间运行所述操作系统，其中，所述低功率处理单元在执行指定任务时具有比所述高功率处理单元低的功耗，并且其中，切换至所述夜间操作模式包括：

启用所述低功率处理单元来运行所述睡眠分析和所述身体活动算法；以及

停用所述高功率处理单元。

2.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述操作还包括：

当进入所述夜间操作模式时，至少停用所述操作系统的预先确定的层。

3.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，在所述正常操作模式期间，所述腕表装置的一组功能对所述装置可用，以及在所述夜间操作模式期间，仅预先确定的一子组的功能对所述腕表装置可用，所述预先确定的一子组的功能除了所述睡眠分析和所述身体活动算法之外还包括卡路里消耗算法和手表功能中的一者或更多者。

4.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述身体活动算法引起确定下述各项中的至少一项：所述用户的心脏活动、所述用户的活动度量、关于睡眠的累积度量。

5.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述操作还包括：

检测夜间的开始；并且

在所述夜间的开始决定切换至所述夜间操作模式。

6.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述操作还包括：

检测夜间的结束；并且

进入所述正常操作模式。

7.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述操作还包括：

估计夜间的结束时间；以及

在夜间将要结束之前开始启用所述操作系统达至少预先确定的启用持续时间，其中，所述预先确定的启用持续时间基本对应于所述操作系统启用所需的持续时间。

8.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，在所述夜间操作模式下不可用的功能包括社交媒体支持、电话和消息支持。

9.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述腕表装置还包括：

至少一个第一存储单元，所述第一存储单元被配置成在所述夜间操作模式期间使用；以及

至少一个第二存储单元，所述第二存储单元被配置成在所述正常操作模式期间使用，其中，所述第二存储单元在所述夜间操作模式期间是不被使用的。

10.根据权利要求9所述的腕表装置，其中，所述第一存储单元包括静态随机存取存储器SRAM，并且所述第二存储单元包括双倍数据速率同步动态随机存取存储器DDR-SDRAM。

11.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述操作还包括：

决定切换至所述夜间操作模式；

停用所述操作系统的内核；以及

在所述至少一个处理单元上运行所述身体活动算法。

12.根据权利要求11所述的腕表装置，其中，所述操作还包括：

启动所述操作系统；以及

在使所述操作系统通电时，阻止接通所述内核，并通过所述至少一个处理单元执行所述身体活动算法。

13.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述腕表装置还包括外部存储单元，并且其中，所述操作还包括：

通过所述外部存储单元运行所述操作系统的内核；以及

在所述至少一个处理单元上运行所述身体活动算法。

14.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述低功率处理单元为不具有存储器管理单元的微控制器单元，以及所述高功率处理单元为具有存储器管理单元的微处理器单元。

15.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述操作系统包括多个层，所述多个层包括内核和库函数层，以及，在所述身体活动算法应用所述直接低级硬件访问时，所述身体活动算法至少绕过所述内核和所述库函数层以上的层。

16.根据权利要求15所述的腕表装置，其中，所述内核和所述库函数层以上的层包括应用程序层。

17.根据权利要求1所述的腕表装置，其中，所述至少一个身体活动传感器包括下述各者中的一者或更多者：光学心脏活动传感器、加速计、陀螺仪、磁传感器、压力传感器、温度传感器、环境光传感器、湿度传感器。

18.一种方法，包括：

通过腕表装置对与所述腕表装置的用户有关的身体活动数据进行测量；

支持正常操作模式，在所述正常操作模式期间，通过所述腕表装置的操作系统，所述腕表装置的功能是可用的；

支持夜间操作模式，在所述夜间操作模式期间，所述腕表装置被配置成基于针对所述身体活动数据执行身体活动算法来进行睡眠分析，其中，所述身体活动算法应用直接低级硬件访问；以及

在所述正常操作模式和所述夜间操作模式之间切换，其中，所述腕表装置包括：

低功率处理单元，所述低功率处理单元被配置成在所述夜间操作模式期间运行所述睡眠分析和所述身体活动算法；以及

高功率处理单元，所述高功率处理单元被配置成在所述正常操作模式期间运行所述操作系统，

其中，所述低功率处理单元在执行指定任务时具有比所述高功率处理单元低的功耗，并且其中，切换至所述夜间操作模式包括：

启用所述低功率处理单元来运行所述睡眠分析和所述身体活动算法；以及

停用所述高功率处理单元。

19.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被包含在计算机可读的非暂时性分布介质上并且包括程序指令，当所述程序指令被腕表装置执行时，所述程序指令执行下述方法，所述方法包括：

通过所述腕表装置对与所述腕表装置的用户有关的身体活动数据进行测量；

支持正常操作模式，在所述正常操作模式期间，通过所述腕表装置的操作系统，所述腕表装置的功能是可用的；

支持夜间操作模式，在所述夜间操作模式期间，所述腕表装置被配置成基于针对所述身体活动数据执行身体活动算法来进行睡眠分析，其中，所述身体活动算法应用直接低级硬件访问；以及

在所述正常操作模式和所述夜间操作模式之间切换，其中，所述腕表装置包括：

低功率处理单元，所述低功率处理单元被配置成在所述夜间操作模式期间运行所述睡眠分析和所述身体活动算法；以及

高功率处理单元，所述高功率处理单元被配置成在所述正常操作模式期间运行所述操作系统，

其中，所述低功率处理单元在执行指定任务时具有比所述高功率处理单元低的功耗，并且其中，切换至所述夜间操作模式包括：

启用所述低功率处理单元来运行所述睡眠分析和所述身体活动算法；以及

停用所述高功率处理单元。

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