用於可靠且可擴展的健康監測的系統和方法與流程

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本申請是申請日為2012年10月25日，申請號為201280060817.7，發明名稱為「用於可靠且可擴展的健康監測的系統和方法」的申請的分案申請。

發明領域

本發明涉及健康監測，並且更具體地涉及用於可靠且可擴展的健康監測的系統和方法。

背景

監測系統用於許多應用中，包括監測個體健康。常規的健康監測系統典型地包括底層系統或裝置部件(例如傳感器、記錄系統、以及存儲單元)的組合。將軟體與每個裝置部件的硬體整合，以便輔助在常規健康監測系統的每個裝置部件之間的數據通信。

這些常規健康監測系統典型地具有針對每個裝置部件的預定的硬體和軟體架構。然而，如果用新的硬體更新抑或用不同的裝置部件更換這些裝置部件之一，則數據通信被打斷，並且必須更新與每個裝置部件的硬體整合的軟體以便與該常規健康監測系統的新的底層裝置相匹配，這是耗費時間且昂貴的。在一些情況下，新的底層裝置配置是不相容的或者不可能更新該軟體來恢復數據通信，並且因此必須更換整個健康監測系統。

此外，由於技術的限制，例如一個裝置部件在另一個裝置部件的操作範圍之外或電源故障，該健康監測系統內的數據通信可能被中斷。在這種情況下，重試數據通信，直到它被接收或者透射結束時為止。結果，在這些裝置部件之間的數據通信不獨立於該底層健康監測系統的基礎結構。

這些問題限制了該健康監測系統內的這些裝置部件的可互換性和可擴展性。因此，對於有成本效益的解決方案存在著強烈需要，這種方案通過產生高可靠性、容錯且可擴展的健康監測系統而克服以上問題，該健康監測系統包含在這些裝置部件之間的完全獨立于于底層架構的清楚的通信路徑。本發明著手解決這樣一種需要。

發明概述

披露了一種健康監測系統和方法。在一個第一方面，該健康監測系統包括一個感覺系統以及偶合到該感覺系統的一個感覺至前端通信(sfcm)協議。該健康監測系統包括偶合到該感覺系統的一個前端系統以及偶合到該前端系統的一個前端至後端通信(fbcm)協議。該健康監測系統包括一個後端系統。使用一個第一狀態覺知連結使該sfcm協議與該前端系統通信，並且使用一個第二狀態覺知連結使該fbcm協議與該後端系統通信。

在一個第二方面，該方法包括提供一個感覺系統並且將一個傳感器至前端通信(sfcm)協議偶合到該感覺系統。該方法包括將一個前端系統偶合到該感覺系統並且將一個前端至後端通信(fbcm)協議偶合到該前端系統。該方法包括將該前端系統偶合到一個後端系統。該方法包括使用一個第一狀態覺知連結使該sfcm協議與該前端系統之間的數據進行通信，並且使用一個第二狀態覺知連結使fbcm協議與後端系統之間的數據進行通信。

本申請提供了以下內容：

項目1.一種健康監測系統，包括：一個感覺系統；一個偶合到該感覺系統的感覺至前端通信(sfcm)協議；一個偶合到該感覺系統的前端系統；一個偶合到該前端系統的前端至後端通信(fbcm)協議；以及一個偶合到該前端系統的後端系統；其中使用一個第一狀態覺知連結使該sfcm協議與該前端系統通信，並且其中使用一個第二狀態覺知連結使該fbcm協議與該後端系統通信。

項目2.如項目1所述的系統，其中在該感覺系統之內的至少一個感覺通信(scm)任務包括處理由該感覺系統測量的數據的至少一個任務。

項目3.如項目2所述的系統，其中該sfcm協議接收來自該至少一個scm任務的數據並且將該數據傳送到在該前端系統之內的至少一個前端通信(fcm)任務。

項目4.如項目3所述的系統，其中該fbcm協議接收來自該至少一個fcm任務的數據並且將該數據傳送到在該後端系統之內的至少一個後端通信(bcm)過程。

項目5.如項目1所述的系統，其中該感覺系統的狀態覺知信息被檢測並且使這一檢測到的狀態覺知信息通過該第一狀態覺知連結與該至少一個fcm任務通信。

項目6.如項目1所述的系統，其中該前端系統的狀態覺知信息被檢測並且使這一檢測到的狀態覺知信息通過該第二狀態覺知連結與該bcm過程通信。

項目7.如項目6所述的系統，其中該bcm過程利用這一檢測到的狀態覺知信息來接收來自該至少一個fcm任務的數據。

項目8.如項目6所述的系統，其中該bcm過程利用這一檢測到的狀態覺知信息來通知並建立與該感覺系統抑或該前端系統的連接。

項目9.如項目7所述的系統，其中該bcm過程接收來自通信路徑的數據，這些通信路徑不依賴於該感覺系統、前端系統、以及後端系統的底層架構。

項目10.如項目1所述的系統，其中該sfcm協議是一種在該感覺系統與該前端系統之間的雙向通信協議，並且該fbcm協議是一種在該前端系統與該後端系統之間的雙向通信協議。

項目11.如項目1所述的系統，其中該感覺系統是處於補片形式的身體生命體徵度量的集合。

項目12.一種用於監測身體健康的方法，該方法包括：提供一個感覺系統；將一個傳感器至前端通信(sfcm)協議偶合到該感覺系統；將一個前端系統偶合到該感覺系統；將一個前端至後端通信(fbcm)協議偶合到該前端系統；將該前端系統偶合到該後端系統；使用一個第一狀態覺知連結使該sfcm協議與該前端系統之間的數據通信；並且使用一個第二狀態覺知連結使該fbcm協議與該後端系統之間的數據通信。

項目13.如項目12所述的方法，其中在該感覺系統之內的至少一個感覺通信(scm)任務包括用於處理由該感覺系統測量的數據的至少一個任務。

項目14.如項目13所述的方法，進一步包括：通過該sfcm協議接收來自該至少一個scm任務的數據；並且將該數據傳送到在該前端系統之內的該至少一個前端通信(fcm)任務。

項目15.如項目14所述的方法，進一步包括：通過該fbcm協議接收來自該至少一個fcm任務的數據；並且將該數據傳送到一個在該後端系統之內的後端通信(bcm)過程。

項目16.如項目12所述的方法，進一步包括：檢測該傳感器系統的狀態覺知信息；並且使這一檢測到的狀態覺知信息通過該第一狀態覺知連結與該至少一個fcm任務通信。

項目17.如項目12所述的方法，進一步包括：檢測該前端系統的狀態覺知信息；並且使這一檢測到的狀態覺知信息通過該第二狀態覺知連結與該bcm過程通信。

項目18.如項目17所述的方法，進一步包括：利用這一檢測到的狀態覺知信息通過該bcm過程來接收來自該至少一個fcm任務的數據。

項目19.如項目17所述的方法，進一步包括：利用這一檢測到的狀態覺知信息來通知並建立與該感覺系統抑或該前端系統的連接。

項目20.如項目18所述的方法，進一步包括：通過該bcm過程接收來自通信路徑的數據，這些通信路徑不依賴於該感覺系統、前端系統、以及後端系統的底層架構。

項目21.如項目12所述的方法，其中該sfcm協議是一種在該感覺系統與該前端系統之間的雙向通信協議，並且該fbcm協議是一種在該前端系統與該後端系統之間的雙向通信協議。

附圖簡要說明

這些附圖展示了本發明的若干實施例，並且與說明書一起用來解釋本發明的原理。本領域的普通技術人員將認識到，展示在這些附圖中的具體實施例僅是示例性的，並且並不旨在限制本發明的範圍。

圖1展示了根據一個實施例的健康監測系統。

圖2展示了根據一個實施例的數據通信路徑的框圖。

優選實施方案的詳細說明

本發明涉及健康監測，並且更具體地涉及用於可靠且可擴展的健康監測的系統和方法。以下說明被提出為使得本領域的普通技術人員能夠製造和使用本發明並且是在專利申請和它的要求的背景下提供的。針對優選實施例的不同修改以及在此描述的一般原理和特徵對於本領域的技術人員將是容易地表現的。因此，本發明並不旨在限制於顯示的這些實施例，但是符合與在此描述的原理和特徵一致的最寬範圍。

根據本發明的系統和方法允許多重感覺系統，該多重感覺系統邏輯連接到一個前端系統並且進而連接到一個後端系統。這些連接產生了具有清楚的數據通信路徑的健康監測系統，該數據通信路徑獨立於該健康監測系統的底層架構。利用狀態覺知方法和狀態覺知連結進入該感覺系統、該前端系統、以及該後端系統中，實現了可以支持相當數量活動用戶的高度可靠且可擴展的健康監測系統。

為了更詳細地描述本發明的特徵，現在參考以下說明結合附圖。

健康監測系統：

圖1展示了根據一個實施例的健康監測系統100。該健康監測系統100包括一個感覺系統102、偶合到該感覺系統102的一個前端系統104、以及偶合到該前端系統104的一個後端系統106。感覺系統102包括偶合到感覺至前端通信(sfcm)協議122的一個傳感器。前端系統104包括偶合到前端至後端通信(fbcm)協議142的一個界面140，並且該後端系統106包括一個伺服器160。

使用一個第一狀態覺知連結使sfcm協議122與前端系統104通信，並且使用一個第二狀態覺知連結使fbcm協議142與該後端系統通信。這些狀態覺知連結使得健康監測系統100內的每個系統能夠檢測並了解每個其他的系統的底層構架並且重建系統之間的通信。

本領域的普通技術人員易於認識到這些狀態覺知連結能夠檢測並了解眾多類型的數據，包括但不局限於狀態覺知信息、傳輸的數據、以及傳輸裝置和接收裝置兩者的狀況或狀態。有關傳輸裝置和接收裝置兩者的狀況或狀態的數據包括但不局限於關於裝置類型、修正、模式以及數據狀態的信息。

裝置類型信息可以包括許多當前的物理硬體傳感器以及其中感覺數據結合在一起形成最終數據格式的方式。裝置修正信息可以包括感覺硬體或固件的數據格式版本或協議棧標識(id)。裝置模式信息可以包括重試、差錯恢復、數據丟失、常態、警戒、等待升級，並且需要客戶檔案模式。數據狀態信息可以包括完全加密的數據、關鍵數據檔案或者破壞但可恢復的數據。

本領域的普通技術人員易於認識到傳感器120、界面140以及伺服器160可以包括許多裝置，包括但不局限於無線傳感器、處於補片形式的身體生命體徵度量的集合、智能繼電器、手機、移動裝置、應用軟體、以及資料庫伺服器，並且將在本發明的精神和範圍之內。

傳感器120包括系統單晶片系統硬體(sochw)124、實時作業系統(rtos)126、硬體抽象層128、至少一個調試層130、測試模塊132、裝置驅動程序134、以及偶合到sfcm協議122的至少一個感覺通信(scm)任務136。在一個實施例中，該至少一個scm任務136包括至少一個計算任務。本領域的普通技術人員易於認識到sochw124、rtos126、硬體抽象層128、至少一個調試層130、測試模塊132、裝置驅動程序134以及至少一個scm任務可以按多種不同的方式和配置彼此偶合，或者可以是在本發明的精神和範圍之內的獨立的裝置。

界面140包括作業系統(os)平臺144、裝置驅動程序146、至少一個診斷層148、偶合到fbcm協議142的至少一個前端通信(fcm)任務150、個人應急響應系統(pers)152、以及用戶界面(ui)154。os平臺144能夠支持多個作業系統，包括但不局限於獨立的os平臺。本領域的普通技術人員易於認識到os平臺144、裝置驅動程序146、至少一個診斷層148、至少一個fcm任務150、pers152、以及ui154可以按多種不同的方式和配置彼此偶合，或者可以是在本發明的精神和範圍之內的獨立的裝置。

伺服器160包括硬體(hw)平臺162、作業系統(os)164、資料庫管理員(dba)166、通信(comm)通道驅動程序168、至少一個診斷層170、偶合到fbcm協議142的bcm過程172、應用程式界面(api)174、以及用戶界面(ui)176。api174能夠支持客戶或合作夥伴用戶界面。本領域的普通技術人員易於認識到hw平臺162、os164、dba166、comm通道驅動程序168、至少一個診斷層170、bcm過程127、api174以及ui176可以按多種不同的方式和配置彼此偶合，或者可以是在本發明的精神和範圍之內的獨立的裝置。

感覺系統：

rtos126包括多種能力，包括但不局限於，沒有任務死鎖，因此存在伴隨登錄的被迫超時，針對災難恢復的自動復位，提取所有硬體寄存器從而不允許直接訪問比特/寄存器，具有錯誤校正碼(ecc)奇偶內存，並且具有數據路徑恢復。本領域的普通技術人員易於認識到rtos126可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

至少一個調試層130包括多種能力，包括但不局限於，具有非生產代碼，模擬心電圖(ecg)，測量溫度、電阻、微機電系統(mems)、以及血氧飽和度，模擬rf棧，並且具有錯誤注射模塊，其中在該錯誤注射模塊中的大小目標小於10k字節並且處於全模式的大小目標小於64k字節。本領域的普通技術人員易於認識到至少一個調試層130可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

sfcm協議122是將感覺系統102與前端系統104配對的一種雙向通信協議。sfcm協議122包括多種能力，包括但不局限於，具有狀態覺知連結，具有丟失和重試同時建立數據通信路徑的能力，支持多個傳感器，並且支持相同類型傳感器的不同形式。本領域的普通技術人員易於認識到sfcm協議122可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

前端系統：

該至少一個fcm任務150包括多種能力，包括但不局限於，與至少一個scm任務136和bcm過程172通信，具有在通信中的冗餘，以保險機制運行以便在配對狀態無效或不可靠時發生警報，緩衝傳感器數據，緩衝bmc過程172數據命令，以及存入位置和或日期/時間信息。本領域的普通技術人員易於認識到至少一個fcm任務150可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

fbcm協議142是將前端系統104與後端系統106配對的一種雙向通信協議。fbcm協議142包括多種能力，包括但不局限於，具有狀態覺知連結，具有丟失和重試同時建立數據通信路徑的能力，支持呈普通模式的多個物理連接(sms或數據)，以及記錄可變長度數據。本領域的普通技術人員易於認識到fbcm協議142可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

裝置驅動程序146包括多種能力，包括但不局限於，具有確保數據通信路徑獨立於前端系統104和os平臺144兩者的實際底層架構的物理連結驅動程序映射層，並且具有統一的有效載荷架構。本領域的普通技術人員易於認識到裝置驅動程序146可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

至少一個診斷層148包括多種能力，包括但不局限於，具有非生產代碼，模擬裝置驅動程序146協議，模擬ui154，模擬用於更高水平協議的該至少一個fcm任務150，並且具有錯誤插入。本領域的普通技術人員易於認識到該至少一個診斷層148可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

ui154包括多種能力，包括但不局限於，促進用戶體驗，具有針對健康監測系統100定製的圖形模塊和流動模塊，具有用戶註解，具有登錄程序，並且具有它的來自後端系統106的可編程的圖形顯示。本領域的普通技術人員易於認識到ui154可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

後端系統：

bmc過程172包括多種能力，包括但不局限於，接收來自前端系統104的安全數據，證實並且加密數據和數據通信路徑，聚集數據，發送輸出訊息，並且起始與前端系統104或感覺系統102的數據通信路徑連接。本領域的普通技術人員易於認識到bmc過程172可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

ui176包括多種能力，包括但不局限於，圖形顯示感覺或客戶信息，具有登錄程序，具有用戶註解，具有用戶檔案和帳戶信息，支持臨時期或試驗期，具有管理程序，並且具有報告能力。本領域的普通技術人員易於認識到ui176可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

hw平臺162包括多種能力，包括但不局限於，具有連續的24/7操作並且具有供應商之內以及跨供應商的冗餘地理系統。本領域的普通技術人員易於認識到hw平臺162可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

os164包括多種能力，包括但不局限於，支持獨立的os平臺，並且dba166包括多種能力，包括但不局限於，具有獨立的資料庫管理架構，是可擴展的、容錯的並且分布式的，並且支持數百萬個節點。本領域的普通技術人員易於認識到os164和dba166可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

comm通道驅動程序168包括多種能力，包括但不局限於，支持至前端系統104的獨立於hw平臺162的物理連結，並且該至少一個診斷層170包括多種能力，包括但不局限於，具有分離和模擬能力。本領域的普通技術人員易於認識到comm通道驅動程序168和該至少一個診斷層170可以包括將在本發明的精神和範圍之內的多種其他的能力。

數據通信路徑：

健康監測系統100使來自感覺系統102的數據通過兩套協議(為sfcm協議122和fbcm協議142)與後端系統106通信。圖2展示了根據一個實施例的數據通信路徑的框圖200。在該框圖200中，數據是通過該至少一個scm任務236測量的並且與sfcm協議222通信，該sfcm協議將該至少一個scm任務236與該至少一個fcm任務250連接。

結果，sfcm協議222允許該至少一個fcm任務250覺知該至少一個scm任務236的狀態以及由底層感覺系統102測量的數據。然後使該數據與該至少一個fcm任務250，進而與fbcm協議242，最後與bcm過程172通信，從而完成從感覺系統102到後端系統106的數據通信路徑。bcm過程172可以接收來自由底層系統架構產生的不同路徑的數據。因此，後端系統106也覺知感覺系統102和前端系統104兩者的狀態。

在數據被至少一個scm任務236測量之後，在它與sfcm協議222通信之前，它是加密且安全的。結果，該安全數據對於在健康監測系統100之內的這些底層系統的不同層是不可見的。本領域的普通技術人員易於認識到可以利用在本發明的精神和範圍之內的多種加密方法來使這些數據安全。

如上所述，該系統和方法允許與前端系統並且進而與後端系統邏輯連接的多個感覺系統，以便產生具有獨立於該健康監測系統的底層架構的清楚的數據通信路徑的健康監測系統。通過實施狀態覺知方法和狀態覺知連結進入該感覺系統、該前端系統、以及該後端系統中，根據本發明的系統和方法實現了可以支持相當數量活動用戶的高度可靠、容錯且可擴展的健康監測系統。

已經披露了一種健康監測系統和方法。在此描述的實施例可以採取完全硬體實施、完全軟體實施、或者包含硬體和軟體元件的實施形式。實施例可以在軟體中實施，軟體包括但不局限於，應用軟體、固件、常駐軟體、微代碼、等。

在此描述的這些步驟可以使用任何適合的控制器或處理器、以及可以被存儲在任何適合的存儲位置或計算機可讀介質上的軟體應用來實施。該軟體應用提供指令，這些指令使得處理器能夠引起接收器執行在此描述的功能。

此外，實施例可以採取電腦程式產品的形式，通過或結合計算機或任何指令執行系統，這種電腦程式產品從提供用於使用的程序代碼的計算機可用的或計算機可讀的介質可獲取。為了本說明的目的，計算機可用的或計算機可讀的介質可以是通過或結合該指令執行系統、設備、或裝置可以包含、存儲、傳達、傳播、或傳送用於使用的程序的任何設備。

該介質可以是電子的、磁性的、光學的、電磁的、紅外線的、半導體系統(或設備或裝置)、或傳播介質。計算機可讀介質的實例包括半導體或固態內存、磁帶、可移除計算機磁碟、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、硬磁碟、以及光碟。光碟的當前實例包括dvd、壓縮光碟只讀存儲器(cd-rom)、壓縮光碟–讀/寫(cd-r/w)。

雖然已經根據所示出的實施例描述了本發明，但是本領域的普通技術人員將易於認識到可以存在針對這些實施例的變化，並且這些變化將在本發明的精神和範圍之內。相應地，可以由本領域的普通技術人員作出許多修改，而不偏離所附權利要求書的精神和範圍。