CN116867435A - 来自传感器阵列的数据获取 - Google Patents

Abstract

描述了用于从传感器阵列获取数据的数据获取(DAQ)系统的示例。传感器阵列包括多个电阻式传感器。DAQ系统包括耦接到传感器阵列的多路复用模块、以及耦接到多路复用模块的控制模块。控制模块被配置为从多个电阻式传感器中选择第一传感器，使多路复用模块在第一时间段内读取第一传感器，其中，除第一传感器之外的多个电阻式传感器在第一时间段期间是不可操作的，以及确定与第一传感器相对应的第一传感器输出。

Description

来自传感器阵列的数据获取

技术领域

本主题通常涉及数据获取。更具体地，本主题涉及来自传感器阵列的数据获取的方法。

背景技术

随着医疗保健技术的进步，利用越来越先进的医疗装置来拯救生命和治愈人们。为此，对轻病(ailment)和疾病的早期检测已被证明是治愈疾病的有效方法。因此，重点正逐渐从疾病的治疗转移到疾病的预防。在这样的情况下，可以利用传感器装置来进行患者的生理参数的定期监测。传感器装置可以捕获来自患者的诸如生物医学信号等的生理数据。此外，可以对生理数据进行处理和分析，以预测或标识疾病或异常的发生。

附图说明

针对以下描述和附图将更好地理解本主题的特征、方面和优势。在不同图中使用相同的附图标记来指示类似或相同的特征和组件。

图1至图3示出根据各种示例的数据获取系统的框图；

图4示出针对各示例的包括数据获取系统的可穿戴电子系统的立体图；以及

图5示出描绘了针对各示例的用于从传感器阵列获取数据的方法的流程图。

在整个附图中，相同的附图标记指定类似的元素，而没有必要一定指定相同的元素。这些图没有必要一定是按比例的，并且某些部分的大小可能被夸大以更清楚地示出所示示例。此外，附图提供了与描述一致的示例和/或实现；然而，该描述不限于附图中所提供的示例和/或实现。

具体实施方式

对生理参数的定期监测对于健康轻病的及时诊断和后续预防至关重要。为此，传感器装置可以用于从被检体获取生理数据。然后，可以对这样的生理数据进行解释和分析以用于标识任何健康轻病。生理参数的示例包括但不限于体温、心率、血压、血清水平和免疫功能。

通常，可以利用专门的传感器设备来从患者获取相关的生理数据。这样的传感器设备可能具有复杂结构，并且可能需要技术人员的参与来进行操作。

因此，与这样的传感器设备的使用相关联的成本和不便阻碍了其用于生理参数的定期监测。

最近，可以利用可穿戴传感器装置来实现对被检体的生理参数的个性化和定期监测。例如，可穿戴传感器装置可以包括传感器装置集合和电子数据获取装置。该传感器装置集合可以作为贴片(patch)直接集成(integrate)在患者的身体上，或集成到患者所要穿戴的衣服中。该传感器装置集合可以读取患者的一个或多于一个生理参数。此外，数据获取装置可以从该传感器装置集合获取诸如生物医学信号等的读数，并且从该读数解释被检体的生理数据。

然而，从传感器装置集合获取的传感器数据被噪声破坏。具体地，由于相邻或邻近传感器装置中的电流流动，因此从传感器装置获取的读数可能易受干扰。为此，传感器装置的读数可能不精确。传感器装置集合的这样的不精确读数可能使可穿戴传感器装置不适合于医疗应用。

此外，数据获取装置可能具有复杂布线以从传感器装置集合中的各个传感器装置获取读数。随后，数据获取装置可能是笨重、复杂且易损的。另外，数据获取装置依赖于传感器的类型，即，数据获取装置可能仅能够从其被编程用于的传感器装置集合获取读数。由于这一点，数据获取装置可能无法以可靠且划算的方式从不同类型的传感器获取传感器数据。

描述了用于从传感器阵列获取传感器数据的方法。在示例中，传感器阵列可以包括多个电阻式传感器(在下文被称为传感器)。传感器可被操作以感测或检测与该传感器相关联的物理条件的变化。电阻式传感器的示例可以包括但不限于热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(resistance temperature detector，RTD)、光敏电阻器(LDR)和温度计。在一个示例中，传感器阵列内的传感器可以以并联结构彼此连接。

传感器阵列可以耦接到数据获取(DAQ)系统。DAQ系统可以获取传感器的信号，以根据该信号解释传感器数据。特别地，DAQ系统可以对用于测量传感器的物理条件的变化的所获取的信号进行采样。此外，DAQ系统可以将所获取的信号转换为传感器输出。

根据本主题，DAQ系统包括多路复用模块。如将理解的那样，多路复用模块可以具有数个输入通道、一个输出通道、以及选择通道。随后，多路复用模块的输入通道可以连接到电源，并且输出通道可以连接到所有传感器。该电源例如可以是电流源或电压源。

DAQ系统还包括控制模块。控制模块可以是硬件装置、软件程序、固件或其组合。控制模块可以耦接到多路复用模块。在一个示例中，多路复用模块的选择通道可以连接到控制模块。为此，控制模块可以管理或引导数据、电流或电压流向传感器阵列中的传感器。

在操作中，控制模块可以在第一时间段期间从传感器阵列中的传感器中选择第一传感器。在这方面，多路复用模块可以选择与该第一传感器相关联的第一通道。多路复用模块可以在第一时间段内向传感器阵列中的第一传感器供给输入电压。此外，第一传感器阵列可以生成电信号(被称为输出电压)，其中该输出电压指示与该第一传感器相关联的物理条件的变化。

此外，控制模块使得多路复用模块在第一时间段期间读取第一传感器。为此，除第一传感器之外的多个电阻式传感器在第一时间段期间是不可操作或不运转的。此外，多路复用模块可以读取第一传感器所生成的输出电压。多路复用模块可以将该输出电压提供给控制模块。

基于该输出电压，控制模块可以确定与第一传感器相对应的第一传感器输出。例如，控制模块可以确定第一传感器的比例式测量结果(ratiometric measurement)，其中该比例式测量结果可以指示跨第一传感器的电阻。以类似方式，可以确定传感器阵列内的各个传感器的传感器输出。可以注意，可以在相应的时间段期间确定来自各个传感器的传感器输出。在一个示例中，可以在相应的时间段期间选择传感器以用于获取与其相对应的传感器数据。

如将理解的那样，本主题的各种示例提供了各种技术优势。与传统的大型且笨重的数据获取装置相比，本主题中描述的DAQ系统可以以鲁棒的方式应对传感器阵列中的传感器。例如，本公开提供了从各个传感器到DAQ系统中的多路复用模块的直接布线。此外，在相应的时间段期间读取各个传感器。随后，可以大幅减少传感器阵列中的传感器之间的干扰(被称为串扰)。为此，可以确定来自传感器阵列中的各个传感器的准确且精确的读数。在一个示例中，传感器输出可以多达两位有效十进制数。如将理解的那样，传感器输出的高精确度可以使DAQ系统能够用于医疗应用。此外，DAQ系统可以适用于从具有不同额定值(rating)的不同类型的传感器阵列获取传感器数据。随后，本主题中描述的DAQ系统可以独立于传感器阵列的类型，从而使DAQ系统能够以通用方式与不同类型的传感器阵列一起使用。由于DAQ系统的紧凑大小，因此可以增强DAQ系统的便携性和可穿戴性。DAQ系统在低功率模式下高效地实现。由于成本较低、机身紧凑和易于自操作，因此DAQ系统可以以舒适的方式用于定期的个性化医疗诊断。

结合附图1至图5进一步描述以上实施例。应当注意，描述和附图仅仅示出本主题的原理。因而，将要理解的是，尽管本文没有明确描述或示出，但用于体现本主题的原理的各种布置可以根据描述来设想，并被包括在其范围内。此外，叙述了本主题的原理、方面和示例的本文所有陈述及其具体示例旨在涵盖其等同物。在图中，附图标记的最左边的数字标识了该附图标记首次出现的附图。在整个图中使用相同的数字来标记相似的特征和组件。

图1示出根据示例的数据获取系统100的框图。数据获取(DAQ)系统100可以耦接到传感器阵列102。传感器阵列102可以包括多个电阻式传感器(在图1中未示出)。如将理解的那样，电阻式传感器可以将机械变化转换为跨电阻式传感器的电阻变化。例如，机械变化可能是由于温度、光线、湿度、压力和位移等的变化而引起的。为此，电阻式传感器所生成的电信号可以对应于这样的与该电阻式传感器相关联的物理条件的变化。此外，这样的电信号可以是电压信号或电流信号。

传感器阵列中的多个电阻式传感器所生成的电信号由DAQ系统100读取。DAQ系统100直接与传感器阵列102电耦接，或通过其他连接部件与传感器阵列102电耦接。连接部件的示例包括但不限于数据传输线缆、电力传输线缆和电线。

DAQ系统100包括控制模块104。例如，控制模块104可以控制DAQ系统100的用于获取来自传感器阵列102的传感器输出的操作。控制模块104可以被实现为安装在DAQ系统100内的软件，或可以被实现为集成在DAQ系统100的电路内的电子电路形式的硬件。

此外，DAQ系统100包括多路复用模块106。在一个示例中，多路复用模块106可以包括至少一个多路复用装置(在图1中未示出)。多路复用模块106可以包括数个输入通道、单个输出通道、以及选择通道。在示例中，多路复用模块的输入通道可以连接到电源108，并且输出通道可以以并联的方式连接到传感器阵列102中的所有传感器。此外，多路复用模块的选择通道可以连接到控制模块104。

在操作中，控制模块104可以从传感器阵列102内的多个电阻式传感器中选择第一传感器(在图1中未示出)。一旦选择了第一传感器，多路复用模块106就选择与该第一传感器相关联的第一通道，并将来自电源108的输入电力发送到第一传感器。以这种方式，控制模块104可以在第一时间段期间管理或引导电力流向第一传感器。在第一时间段期间，除第一传感器之外的多个电阻式传感器是不可操作的。具体地，在第一时间段期间，仅向第一传感器供给输入电力，从而使传感器阵列102中的其他电阻式传感器不运转。

此后，控制模块104使多路复用模块106在第一时间段期间读取第一传感器。如将理解的那样，当向第一传感器供给输入电力时，该第一传感器可以生成诸如输出电压和输出电流等的电信号。此外，这样的所生成的电信号可以指示与该第一传感器相关联的物理条件。随后，多路复用模块106读取传感器阵列102中的第一传感器所生成的电信号。

多路复用模块106向控制模块104提供电信号。随后，控制模块104确定与第一传感器相对应的第一传感器输出。以这种方式，可以从传感器阵列102中的第一传感器获取传感器输出。以类似的方式，可以迭代地确定传感器阵列102中的其他电阻式传感器的传感器输出。结合图2进一步描述用于从传感器阵列102获取数据的这些示例和其他示例。

图2提供了针对各示例的数据获取(DAQ)系统100的框图。DAQ 100包括(一个或多于一个)处理器202、(一个或多于一个)存储器204和(一个或多于一个)接口206。(一个或多于一个)处理器202可以是单个处理单元，或可以包括一些单元，这些单元全部都可以包括多个计算单元。(一个或多于一个)处理器202可以被实现为一个或多于一个微处理器、微型计算机、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/或用于基于操作指令来操纵信号的任何装置。(一个或多于一个)处理器202可以适用于取得并执行存储在(一个或多于一个)存储器204中的处理器可读指令以实现一个或多于一个功能。(一个或多于一个)处理器202可操作地基于用于驱动DAQ 100的指令来提取、接收、处理、共享和存储信息。

(一个或多于一个)存储器204可以耦接到(一个或多于一个)处理器202。(一个或多于一个)存储器204可以包括本领域已知的任何计算机可读介质，该计算机可读介质例如包括易失性存储器(诸如静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)等)和/或非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、闪存、硬盘、光盘和磁带等)。

(一个或多于一个)接口206可以包括各种软件和硬件启用的接口。(一个或多于一个)接口206可以促进各种各样的协议内的多个通信，并且也可以使得能够进行与计算机启用的一个或多于一个终端或类似网络组件的通信。

DAQ系统100还可以包括(一个或多于一个)其他组件208。(一个或多于一个)其他组件208可以包括各种其他电气组件，该各种其他电气组件使得能够进行用于读取、获取或获得来自传感器阵列(诸如传感器阵列102等)的输出的功能。这样的(一个或多于一个)其他组件208的示例包括但不限于(一个或多于一个)开关、外壳、(一个或多于一个)电源、(一个或多于一个)插座、(一个或多于一个)端口、(一个或多于一个)电压调节器、警报器、(一个或多于一个)指示器和(一个或多于一个)控制器。

DAQ系统100还包括一个或多于一个模块210。(一个或多于一个)模块210可以被实现为硬件和编程(例如，可编程指令)的组合，以实现(一个或多于一个)模块210的各种功能。在本文描述的示例中，这样的硬件和编程的组合可以以数个不同方式来实现。例如，(一个或多于一个)模块210的编程可以是可执行指令。这样的指令进而可以存储在非暂态机器可读存储介质上，该非暂态机器可读存储介质可以直接或间接地(例如，通过网络部件)与DAQ系统100耦接。在示例中，(一个或多于一个)模块210可以包括用以执行这样的指令的处理资源(例如，单个处理器、或多个处理器的组合)。在本示例中，处理器可读存储介质可以存储指令，所述指令在由处理资源执行时实现(一个或多于一个)模块210。在其他示例中，(一个或多于一个)模块210可以被实现为电子电路。

(一个或多于一个)模块210包括控制模块104、多路复用模块106、转换器模块214、存储模块216、故障检测模块218和(一个或多于一个)其他模块220。(一个或多于一个)其他模块220还可以实现用于补充DAQ系统100或(一个或多于一个)模块210中的任意模块所进行的应用或功能的功能。

数据212包括作为(一个或多于一个)模块210中的任意模块所实现的功能的结果而存储或生成的数据。还可以注意，可以利用在数据212中存储且可用的信息来获取来自传感器阵列102的输出，或者所述信息可以对应于从传感器阵列102获取的输出。数据212可以包括恒定电流值222、传感器输出224和其他数据226。恒定电流值222可以包括要提供给传感器阵列102的电流的幅值；并且传感器输出224可以包括从传感器阵列102获取的传感器数据。其他数据226例如可以包括与DAQ系统100的操作相关联的信息。

在操作中，控制模块104可以确定传感器阵列102的恒定电流值222。例如，控制模块104可以基于传感器阵列102内的多个电阻式传感器的额定值来确定传感器阵列102的恒定电流值222。基于恒定电流值222，DAQ系统100内的电源可以生成传感器阵列102的恒定电流。

进一步继续本示例，控制模块104可以从传感器阵列102中的多个电阻式传感器中选择第一传感器。可以将对该第一传感器的这样的选择的指示提供给多路复用模块106。随后，多路复用模块106可以选择与第一传感器相关联的第一通道，并在第一时间段内向第一传感器供给恒定电流。

此后，控制模块104可以使多路复用模块106读取第一传感器所生成的输出。为此，第一传感器所生成的电信号可以由多路复用模块106读取。由于仅向所选择的与第一传感器相关联的第一通道供给恒定电流，因此传感器阵列102中除第一传感器之外的多个电阻式传感器在第一时间段期间可以是不可操作的。这消除了在针对第一传感器读取的电信号中的由于其他传感器中的电流流动而引起的任何干扰。

在一个示例中，多路复用模块106还可以向转换器模块214提供电信号。例如，转换器模块可以包括模数转换器。为此，模数转换器可以将第一传感器所生成的模拟电信号转变为数字信号。模数转换器(ADC)的示例可以包括但不限于闪速ADC、斜率积分ADC和逐次逼近ADC。

进一步继续，可以将第一传感器所生成的电信号提供给控制模块104。在这方面，转换器模块214可以向控制模块104提供与第一传感器的输出相对应的数字信号。此后，控制模块104可以处理该数字信号以确定与第一传感器相对应的第一传感器输出。第一传感器的第一传感器输出可以存储在存储模块216内。

以这种方式，可以在相应的时间段期间顺次读取传感器阵列的多个电阻式传感器中的各个电阻式传感器。此外，传感器阵列102的传感器输出可以作为传感器输出224存储在存储模块216内。存储模块216的示例可以包括但不限于易失性存储器(诸如静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)等)和/或非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、闪存、硬盘、光盘和磁带等)。

在某些情况下，故障检测模块218可以实现DAQ系统100的故障检测机制。在一个示例中，故障检测模块218可以检测DAQ系统100和/或传感器阵列102内的硬件错误(诸如松动的连接、错误的连接或传感器错位等)。例如，故障检测模块218可以基于DAQ系统100或传感器阵列102内的高阻抗状态、来自传感器阵列102中所选择的电阻式传感器的超范围信号值、或者来自多路复用模块106或转换器模块214的超范围值，来检测硬件错误。在检测到硬件错误时，故障检测模块218可以通知DAQ系统100的用户。在一个示例中，故障检测模块218在与用户和/或DAQ系统100相关联的电子装置上以用户可标识的文本语言来提供通知。

在示例中，故障检测模块218可以在DAQ系统100或控制模块104内作为软件程序实现。在另一示例中，故障检测模块218可以在DAQ系统100内作为硬件电路实现。

在一个示例中，控制模块104可以对与第一传感器相对应的第一传感器输出224加时间戳(time-stamp)。例如，时间戳可以指定确定第一传感器输出的日期和时间。类似地，控制模块104可以对传感器输出224内的各个传感器输出加时间戳。此外，控制模块104可以将第一传感器的标识与第一传感器输出相关联。一旦对传感器阵列中的所有多个电阻式传感器的传感器输出224加了时间戳，控制模块104就可以将该传感器输出224作为日志文件存储在存储模块214内。

在某些情况下，在来自传感器阵列102的数据获取完成时，控制模块104可以通知DAQ系统100的用户。在另一示例中，在传感器阵列102的数据获取的第一次迭代完成时，控制模块104可以发起传感器阵列102的数据获取的第二次迭代。这样的迭代数据获取可以以连续的方式进行，直到达到指定的迭代次数或者DAQ系统100或传感器阵列102被关闭电源为止。

图3示出针对各示例的数据获取(DAQ)系统300的框图。可以利用DAQ系统300来从传感器阵列102获取传感器数据或传感器输出。在一个示例中，传感器阵列102可以是附着在身体上并需要高度灵敏的数据获取的医疗装置。随后，DAQ系统300可以用于使得在维持DAQ系统300的低功耗、紧凑性和便携性的同时能够进行来自传感器阵列102的精确数据获取的医疗应用。

传感器阵列102可以包括多个电阻式传感器(在下文被称为传感器)。在一个示例中，传感器阵列102可以包括彼此并联布置的32个电阻式传感器。

如图3所示，DAQ系统300包括控制模块104。在一个示例中，控制模块104可以包括微控制器。该微控制器可以包括处理资源、存储器和输入/输出外围设备。例如，微控制器可以控制DAQ系统300和传感器阵列102的操作。微控制器例如可以是4位、8位、16位或32位。可以注意，控制模块104可以包括单个微控制器或以串联或并联结构连接的多个微控制器。

此外，DAQ系统300包括耦接到控制模块104的电源302。电源302包括与电流检测电阻器(sense resistor)Rsense连接的可编程恒定电流源。电流检测电阻器Rsense可以与传感器阵列102串联耦接，或可以与传感器阵列102中的各个传感器串联耦接。控制模块104可以确定可编程恒定电流源所要生成的恒定电流的值。在一个示例中，控制模块104所确定的恒定电流的值可以基于传感器阵列102中的传感器的类型或额定值。此外，可编程恒定电流源所要生成的恒定电流的值可以在250纳安至1毫安的范围内。

在一个示例中，控制模块104可以基于所要生成的恒定电流的值来调整可编程恒定电流源和电流检测电阻器Rsense。可编程恒定电流源确保了传感器阵列的灵活输入。随后，电源302可以生成恒定电流Iin。

进一步继续，DAQ系统300包括多路复用模块106。此外，多路复用模块106可以包括第一多路复用器装置(MUX1)304和第二多路复用器装置(MUX2)306。在一个示例中，MUX1304和MUX2 306可以是32×1多路复用器装置。如将理解的那样，MUX1 304和MUX2 306可以具有32个输入通道、一个输出通道、以及选择通道。为此，MUX1 304的32个输入通道可以连接到电源302。此外，输出通道可以以并联方式连接到传感器阵列102的32个传感器中的各个传感器。此外，MUX1 304的32个输入通道各自可以连接到传感器阵列102中的相应传感器，并且MUX2 306的输出通道可以连接到转换器模块214。如将理解的那样，可以在各个传感器和DAQ系统300之间形成诸如路径等的直接通道。这样的通道在操作期间可以提供封闭的路径以供数据、电流或电压通过电子组件、电线和/或线缆流向相应传感器。可以理解的是，32×1多路复用器装置的使用仅是例示性的，而不应被理解为限制性的。另外，多路复用模块106的配置可以基于传感器阵列102内的传感器的数量而改变。因此，在本主题的其他实现中，多路复用模块例如可以包括具有2×1、4×1、8×1、16×1和32×1等的配置的一个或多于一个多路复用装置。为此，多路复用模块106促进了使用单个通信总线来获取来自传感器阵列102中的多个传感器的数据。

DAQ系统300还包括转换器模块214。该转换器模块214可以包括模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)或这两者。根据本主题，该转换器模块214可以包括ADC。如将理解的那样，ADC可以将模拟信号转变为数字信号。在一个示例中，ADC可以是用于将电阻式传感器的电阻转变为精度为0.1℃且分辨率为0.001℃的温度的24位delta sigma ADC。

在操作中，控制模块104可以从传感器阵列102中的传感器中选择第一传感器(在图3中未示出)。为此，控制模块104可以向MUX1 304和MUX2 306的选择通道提供输入，以在第一时间段期间选择该第一传感器来进行数据获取。随后，多路复用模块106中的MUX1 304和MUX2 306可以选择与第一传感器相关联的第一通道。在第一时间段期间，MUX1 304从电源302向与第一传感器相关联的第一通道供给恒定电流Iin。另外，与传感器阵列102中除第一传感器之外的其他传感器相对应的通道可以在第一时间段期间保持无功率或不可操作状态。

此后，控制模块104可以使多路复用模块106读取第一传感器。例如，MUX2304可以读取第一传感器所生成的电信号。例如，第一传感器所生成的电信号可以与跨第一传感器的输出电压和/或输出电流相对应。为此，MUX2 304可以在第一时间段期间读取跨第一传感器的输出电压和/或输出电流，并将其提供给转换器模块214。

此后，转换器模块214的ADC可以将模拟电信号转变为数字信号。在一个示例中，ADC可以将跨第一传感器的模拟电信号转换为二进制值。然后，将转换器模块214所生成的这样的数字信号提供给控制模块104以用于处理、分析和解释。

DAQ系统300的控制模块104可以对传感器阵列102中的第一传感器所生成的数字信号进行采样或处理。在一个示例中，控制模块104可以基于与第一传感器相对应的数字信号来确定比例式测量结果。具体地，比例式测量结果可以是跨第一传感器的输出电压与输出电流的比。比例式测量结果可以与跨第一传感器的电阻相对应。

然后，该电阻的值可以用于确定例如温度、压力、力、湿度和位移。例如，这样的电阻的转换可以基于查找表来进行，或通过求解Steinhart-Hart方程来进行。以这种方式，控制模块104可以确定从第一传感器感测到的第一传感器输出(即温度、压力、力、湿度和位移)。在某些情况下，控制模块104还可以对所确定的与第一传感器相对应的第一传感器输出加时间戳，并将第一传感器的标识与第一传感器输出相关联。然后，第一传感器输出可以存储在日志文件内。

此后，控制模块104可以在第二时间段期间从传感器阵列102中的传感器中选择第二传感器(在图3中未示出)。例如，第二时间段可以发生在可以确定第一传感器输出的第一时间段之后。可以注意，第二时间段可以与第一时间段不同，并且可以不与第一时间段重叠。此外，控制模块104可以使多路复用模块106(即MUX1 304和MUX2 306)在第二时间段期间选择并读取第二传感器。可以注意，MUX1 304和MUX2 306可以如上所述以类似方式进行操作，以读取第二传感器。然后，控制模块104可以基于第二传感器在第二时间段期间生成的电信号，来确定与第二传感器相对应的第二传感器输出。此外，除第二传感器之外的传感器在第二时间段期间可以是不可操作的。也可以对第二传感器输出加时间戳，并将第二传感器输出与第二传感器的标识相关联。然后，第二传感器输出可以存储在日志文件内。

随后，控制模块104可以确定与传感器阵列102中的各个传感器相对应的传感器输出。此外，可以对各个传感器输出加时间戳，将各个传感器输出与相应传感器的标识相关联，并存储在日志文件内。然后，这样的日志文件可以存储在存储模块216内。存储模块216可以连接到控制模块104和通信模块(在图3中未示出)。结合图4进一步描述用于从传感器阵列获取数据的这些示例和其他示例。

图4示出针对各示例的包括传感器阵列402和DAQ系统404的可穿戴电子系统400的立体图。传感器阵列402可以包括多个电阻式传感器(被描绘为第一电阻式传感器406A和第二电阻式传感器406B)。在一个示例中，可穿戴电子系统400可以包括多于30个传感器。第一电阻式传感器406A和第二电阻式传感器406B(被统称为传感器406)可以是热传感器，其中热传感器可以获取被检体的皮肤表面温度。在一个示例中，传感器406可以感测被检体的乳房上的多个点的体温。在这种情况下，可穿戴电子系统400能够以划算且舒适的方式检测乳腺癌疾病。

如图4所示，传感器阵列402可以电耦接到DAQ系统404。在一个示例中，传感器阵列402可以经由插入式插座连接器(在图4中未示出)连接到DAQ系统404。插入式插座连接器可以包括第一部分和与第一部分互补的第二部分。例如，插入式插座连接器的第一部分可以从传感器阵列402延伸，而插入式插座连接器的第二部分可以从DAQ系统404延伸。为此，插入式插座连接器的第一部分可以附接到第一线缆的第一端，其中该第一线缆的第二端可以附接到传感器阵列402。类似地，插入式插座连接器的第二部分可以附接到第二线缆的第一端，其中该第二线缆的第二端可以附接到DAQ系统404。插入式插座连接器例如可以是机械连接器、公母磁吸弹簧针连接器(magnetic male female pogo-pin connector)或圆形雷莫连接器。

插入式插座连接器的第一部分可以容纳插入式插座连接器的第二部分，以使得能够进行传感器阵列402和DAQ系统404之间的耦接。此外，插入式插座连接器可以提供传感器阵列402和DAQ系统404之间的电耦接和机械耦接。在某些情况下，可以使用两个或多于两个插入式插座连接器来耦接传感器阵列402和DAQ系统404。相应地，两个或多于两个线缆可以从传感器阵列402和DAQ系统404中的各个延伸。在一个示例中，线缆可以是柔性印刷线缆(Flexible Printed Cable，FPC)，并且插入式插座连接器可以是FPC连接器或扁平柔性连接器(Flat Flex connector，FFC)。

如前所述，DAQ系统404可以包括电源(诸如电源302等)、控制模块(诸如控制模块104等)、多路复用模块(诸如多路复用模块106等)、转换器模块(诸如转换器模块214等)和存储模块(诸如存储模块216等)。此外，如图3所述，控制模块104可以与电源302、转换器模块214和存储模块216电连接。另外，转换器模块214可以电连接到多路复用模块106，其中该多路复用模块106还电连接到传感器阵列402和电源302。

DAQ系统404还可以包括通信模块(在图4中未示出)。通信模块可以电连接到控制模块104和存储模块216。通信模块可以在DAQ系统404和远程源之间建立数据通信接口。如将理解的那样，这样的数据通信接口可以是有线的或无线的，并且可以是直接的或经由其他通信部件的。随后，通信模块处理从DAQ系统404到远程源的数据信号的传输。远程源可以是服务器、与可穿戴电子系统400的用户相关联的计算装置、或用户装置。

在操作中，控制模块104可以基于传感器阵列402中的传感器406的额定值来确定恒定电流的值。基于所确定的值，可以调整电源302。该电源可以包括可编程恒定电流源，其中该可编程恒定电流源无论源电压或负载电阻如何都生成与所确定的值相对应的恒定电流。该恒定电流的值可以是小的以避免DAQ系统404的自发热。可编程恒定电流源可以确保不同类型的传感器的输入电流的灵活值，从而使得能够实现DAQ系统404对不同类型的传感器或传感器阵列的适应性。

进一步继续，控制模块104可以从传感器406中选择第一传感器406A以用于在第一时间段期间获取传感器数据。随后，多路复用模块106可以选择与第一传感器相关联的第一通道，以在第一时间段期间从电源302供给恒定电流。一旦将恒定电流供给到第一传感器406A，第一传感器406A就可以生成诸如生物医学信号等的电信号。然后，多路复用模块106可以读取第一传感器406A所生成的电信号。在向第一传感器406A供给恒定的激励电流的情况下，多路复用模块106可以在第一时间段期间读取跨第一传感器406A的输出电压测量结果和输出电流测量结果。

此后，多路复用模块106可以向转换器模块214提供这样的电信号。转换器模块214可以将模拟电信号转换为具有二进制值的数字信号，并将数字信号提供给控制模块104。

控制模块104可以将数字信号转换为比例式测量结果。具体地，比例式测量结果可以指示跨第一传感器406A的电阻(Ω)。控制模块可以基于第一时间段期间跨第一传感器406A的电阻来确定第一传感器406A的第一传感器输出。在一个示例中，第一传感器输出可以对应于与第一传感器406A相关联的温度。以这种方式，可以在第一时间段期间确定与第一传感器406A的位置相对应的表面的温度。第一传感器输出可以存储在日志文件中，其中该日志文件可以存储在存储模块216中。

以类似的方式，可以在相应的时间段期间确定来自传感器阵列402中的其他传感器406的传感器输出。附加地，来自其他传感器406的传感器输出可以存储在日志文件内。此外，可以通过有线或无线数据通信接口将该日志文件传输到远程源。在这方面，通信模块可以处理日志文件和/或传感器输出向远程源的传输。可以利用日志文件或传感器输出以用于诊断或分析目的。

在一个示例中，DAQ系统404可以具有80mm至150mm的范围内的长度。此外，DAQ系统404的宽度可以在30mm至60mm的范围内。附加地，DAQ系统404的高度可以在15mm至35mm的范围内。由于DAQ系统404的紧凑大小和具有鲁棒性的硬件以及精确的数据获取，因此DAQ系统404能够用于医疗应用。可以注意，使用DAQ系统404来确定被检体的体温以检测乳腺癌疾病仅是例示性的，而不应以任何方式被理解为限制性的。此外，DAQ系统300可以在许多应用中使用以获取用于计算其他生理参数的生物医学信号或其他参数。

图5示出描绘了针对各示例的用于从传感器阵列获取数据的方法500的流程图。传感器阵列102可以包括多个电阻式传感器。描述方法500的顺序并不旨在被理解为限制性的，并且可以以任意顺序组合任意数量的所描述的方法块来实现方法500或替代方法。此外，方法500可以由处理资源通过任何合适的硬件、非暂态机器可读指令或其组合来实现。

在块502处，可编程恒定电流源可以被配置为基于传感器阵列来生成恒定电流。在一个示例中，控制模块10可以基于传感器阵列102中的多个电阻式传感器的额定值来确定恒定电流的值。此外，可编程恒定电流源可以生成恒定电流。

在块504处，可以从传感器阵列中的多个电阻式传感器中选择第一传感器。在这方面，控制模块104可以从传感器阵列102中的传感器中选择第一传感器。

在块506处，多路复用模块可以被配置为在第一时间段内读取第一传感器。由于控制模块104对第一传感器的选择，因此多路复用模块106可以选择与第一传感器相关联的第一通道。多路复用模块106还向第一通道供给恒定电流。除第一传感器之外的多个电阻式传感器在第一时间段期间是不可操作的。此外，多路复用模块106可以在第一时间段期间读取第一传感器所生成的输出电信号。

在块508处，确定与第一传感器相对应的第一传感器输出。在示例中，多路复用模块106可以将第一传感器所生成的输出电信号提供给控制模块104。在一个示例中，该输出电信号可以包括输出电压测量结果和输出电流测量结果，其中可以根据输出电压测量结果和输出电流测量结果来确定比例式测量结果。可以使用该比例式测量结果来确定跨第一传感器的电阻，其中该电阻可以指示与第一传感器相关联的位置处的温度。以这种方式确定第一传感器的第一传感器输出。以类似的方式，可以确定传感器阵列102中的其他传感器的传感器输出。

尽管用特定于结构特征和/或方法的语言描述了本主题的实现，但是注意，本主题没有必要限于所描述的特定特征或方法。相反，特定特征和方法是在本主题的数个实现的上下文中公开和解释的。

Claims (20)

1.一种数据获取系统，所述数据获取系统即DAQ系统耦接到包括多个电阻式传感器的传感器阵列，所述数据获取系统包括：

多路复用模块，其耦接到所述传感器阵列，以及

控制模块，其耦接到所述多路复用模块，其中，所述控制模块被配置为：

从所述多个电阻式传感器中选择第一传感器；

使得所述多路复用模块在第一时间段内读取所述第一传感器，其中，除所述第一传感器之外的所述多个电阻式传感器在所述第一时间段期间是不可操作的；

确定与所述第一传感器相对应的第一传感器输出。

2.根据权利要求1所述的数据获取系统，还包括可编程恒定电流源，所述可编程恒定电流源耦接到所述控制模块和所述多路复用模块。

3.根据权利要求1所述的数据获取系统，其中，所述控制模块用于：

基于所述传感器阵列中的所述多个电阻式传感器的类型来确定恒定电流的值；以及

使得可编程恒定电流源生成所述恒定电流，其中，所生成的恒定电流被提供给所述多路复用模块。

4.根据权利要求2所述的数据获取系统，其中，所述多路复用模块用于：

选择与所述第一传感器相关联的第一通道；以及

在所述第一时间段内通过将所述可编程恒定电流源所生成的恒定电流经由所述第一通道供给到所述第一传感器来读取所述第一传感器，其中，与多个其他电阻式传感器相关联的其他通道处于无功率状态。

5.根据权利要求1所述的数据获取系统，其中，所述控制模块还被配置为：

在第二时间段期间从所述多个电阻式传感器中选择第二传感器，其中，所述第二时间段发生在所述第一时间段之后；以及

使得所述多路复用模块在所述第二时间段期间读取所述第二传感器，其中，除所述第二传感器之外的所述多个电阻式传感器在所述第二时间段期间是不可操作的。

6.根据权利要求1所述的数据获取系统，其中，所述控制模块被配置为：

确定与所述第一传感器相对应的比例式测量结果；以及

使用所述比例式测量结果和转换器模块来确定所述第一传感器输出。

7.根据权利要求1所述的数据获取系统，其中，所述控制模块被配置为：

对与所述第一传感器相对应的第一传感器输出加时间戳；以及

将加了时间戳的所述第一传感器输出存储在日志文件中。

8.根据权利要求1所述的数据获取系统，其中，所述多个电阻式传感器被配置为感测温度、压力和湿度其中之一。

9.根据权利要求2所述的数据获取系统，其中，所述可编程恒定电流源所生成的恒定电流在250纳安至1毫安的范围内。

10.一种可穿戴电子系统，所述可穿戴电子系统包括：

传感器阵列，其包括多个电阻式传感器；

数据获取系统即DAQ系统，其包括：

多路复用模块，其耦接到所述传感器阵列，以及

控制模块，其耦接到所述多路复用模块，其中，所述控制模块被配置为：

从所述多个电阻式传感器中选择第一传感器；

使得所述多路复用模块在第一时间段内读取所述第一传感器，其中，除所述第一传感器之外的所述多个电阻式传感器在所述第一时间段期间是不可操作的；以及

确定与所述第一传感器相对应的第一传感器输出，以及

通信模块，其耦接到所述控制模块。

11.根据权利要求10所述的可穿戴电子系统，其中，所述DAQ系统经由至少一个插入式插座连接器耦接到所述传感器阵列。

12.根据权利要求10所述的可穿戴电子系统，其中，所述DAQ系统包括转换器模块，并且所述转换器模块被配置为：

从所述多路复用模块获取与所述第一传感器相对应的电信号；以及

将模拟电信号转变为所述第一传感器的数字信号。

13.根据权利要求10所述的可穿戴电子系统，其中，所述通信模块被配置为：

在所述DAQ系统和远程源之间建立数据通信接口；以及

经由所述数据通信接口向所述远程源传输至少包括所述第一传感器输出的日志文件。

14.根据权利要求12所述的可穿戴电子系统，其中，与所述第一传感器相对应的电信号是生物医学信号。

15.一种方法，包括：

将可编程恒定电流源配置为基于传感器阵列来生成恒定电流，所述传感器阵列包括多个电阻式传感器；

从所述多个电阻式传感器中选择第一传感器；

将多路复用模块配置为在第一时间段内读取所述第一传感器，其中，除所述第一传感器之外的所述多个电阻式传感器在所述第一时间段期间是不可操作的；以及

确定与所述第一传感器相对应的第一传感器输出。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：

从所述多个电阻式传感器中选择第二传感器；

将所述多路复用模块配置为在第二时间段内读取所述第二传感器，其中，除所述第二传感器之外的所述多个电阻式传感器在所述第二时间段期间是不可操作的；以及

确定与所述第二传感器相对应的第二传感器输出。

17.根据权利要求15所述的方法，所述方法包括：

确定与所述第一传感器相对应的比例式测量结果；以及

基于所述比例式测量结果，使用查找表和求解stein-hart方程其中之一来确定所述第一传感器输出。

18.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：

对与所述第一传感器相对应的第一传感器输出加时间戳；

将加了时间戳的所述第一传感器输出存储在日志文件中；以及

将所述日志文件通信到远程源。

19.一种包含程序指令的非暂态计算机可读介质，所述程序指令用于使计算机进行用于从传感器阵列获取数据的方法，所述传感器阵列包括多个电阻式传感器，所述方法包括：

将可编程恒定电流源配置为基于所述传感器阵列来生成恒定电流；

从所述多个电阻式传感器中选择第一传感器；

将多路复用模块配置为在第一时间段内读取所述第一传感器，其中，除所述第一传感器之外的所述多个电阻式传感器在所述第一时间段期间被停用；以及

确定与所述第一传感器相对应的第一传感器输出。

20.根据权利要求19所述的非暂态计算机可读介质，所述计算机可读介质包含程序指令，所述程序指令用于使计算机进行用于从所述传感器阵列获取数据的方法，所述方法还包括：

从所述多个电阻式传感器中选择第二传感器；

将所述多路复用模块配置为将所述第二传感器激活第二时间段，其中，所述第二时间段与所述第一时间段不同，以及其中，除所述第二传感器之外的所述多个电阻式传感器在所述第二时间段期间是不可操作的；以及

确定与所述第二传感器相对应的第二传感器输出。