×
10.03.2014
216.012.aad8

Результат интеллектуальной деятельности: ВРЕМЕННАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ МНОЖЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002509451
Дата охранного документа
10.03.2014
Аннотация: Изобретение относится к технике беспроводной связи и может быть использовано для временной синхронизации беспроводных сетей нательных датчиков. Технический результат - предоставление возможности временной синхронизации различных сетей легким, эффективным и надежным образом. Способ временной синхронизации множества различных беспроводных сетей (А, В), которые работают на различных радиоканалах (c, c), при этом каждая беспроводная сеть (А, В) содержит, по меньшей мере, один датчик (A.1, A.2, А.3, А.4, B.1, В.2, В.3, В.4) данных для измерения данных и шлюз (А.0, В.0), которому отправляют измеренные данные, заключается в том, что одним времязадающим блоком (ТМ) транслируют сообщения временной синхронизации поочередно по различным радиоканалам (c, c) всех задействованных сетей (А, В). 2 н. и 11 з.п.ф-лы, 3 ил.

Область техники изобретения

Изобретение относится к области беспроводных сетей, а в частности к области временной синхронизации беспроводных сетей нательных датчиков.

Уровень техники изобретения

Почти все применения беспроводной сети нательных датчиков требуют синхронизации данных, исходящих от различных узлов-датчиков. Протоколы временной синхронизации, такие как протокол временной синхронизации лавинной адресации (FTSP), предоставляют решение для синхронизации всех узлов, принадлежащих одной и той же сети. FTSP полагается на времязадающий блок, который периодически транслирует сообщения временной синхронизации, которые помечены по времени на MAC-уровне. Принимающие узлы сверяют свое локальное время поступления сообщения временной синхронизации с временной меткой, содержащейся в сообщении временной синхронизации, и используют ее для оценки фазового сдвига тактовых сигналов относительно времязадающего блока, чтобы синхронизировать свои часы.

Маломощные низкоскоростные технологии радиосвязи, такие как IEEE 802.15.4/ZigBee предназначены для объединения датчиков в беспроводную сеть, а также в качестве первоначального выбора для применений сети нательных датчиков. Однако совокупная физическая скорость необработанных данных IEEE 802.15.4 / ZigBee ограничена 250 кбит/с на канал, которая переводится в используемую полосу пропускания для применений приблизительно в 100 кбит/с или 13 кбайт/с. Таким образом, применения, требующие большей пропускной способности (такие как системы захвата движений тела, EEG, EMG), как правило, разделяют систему на множество отдельных сетей, работающих на различных радиоканалах.

Это поднимает проблему временной синхронизации между сетями, работающими на различных каналах. Применение протокола FTSP без изменений потребует наличия одного времязадающего блока для каждой сети и синхронизации всех времязадающих блоков друг с другом, что ведет к сложному и запутанному решению.

Сущность изобретения

Целью изобретения является предоставление возможности временной синхронизации множества различных беспроводных сетей легким, эффективным и надежным образом.

Эта цель удовлетворяется способом временной синхронизации множества различных беспроводных сетей, каждая сеть содержит, по меньшей мере, один датчик данных для измерения данных и шлюз, которому измеренные данные отправляются, в котором используется общий времязадающий блок, который транслирует сообщения временной синхронизации во все задействованные сети.

Соответственно, основной идеей изобретения является использование общего времязадающего блока, который отвечает за временную синхронизацию всех сетей. Таким образом, согласно изобретению только один времязадающий блок используется для всех сетей вместо отдельного времязадающего блока для каждой сети. Это обеспечивает очень простую конструкцию системы, поскольку требуется только один времязадающий блок, и, таким образом, синхронизация между различными времязадающими блоками различных сетей не нужна. Кроме того, нет необходимости изменять реализацию протокола какого-либо узла-датчика, т.е. датчиков данных. Что касается узла-датчика, один и только один времязадающий блок выступает в качестве его локального времязадающего блока - он не увидит какой-либо разницы. В результате без изменения узлы-датчики могут использоваться для применений, затрагивающих только одну сеть или множество сетей.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, для одной беспроводной сети используется множество датчиков данных. Наиболее предпочтительно, все беспроводные сети содержат множество датчиков данных, которые требуют синхронизации.

Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения различные беспроводные сети работают на различных радиоканалах. Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения сообщения временной синхронизации отправляются по различным радиоканалам, предпочтительно по радиоканалам, которые относятся к соответствующим беспроводным сетям. В этом отношении дополнительно предпочтительно, чтобы использовались только такие радиоканалы, на которых работают задействованные беспроводные сети. Таким образом, неиспользуемые радиоканалы пропускаются.

Как правило, сообщения временной синхронизации могут отправляться различными способами в соответствующие беспроводные сети. Однако согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения сообщения временной синхронизации последовательно отправляются в различные беспроводные сети. Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления сообщения временной синхронизации отправляются периодическим образом. В этом отношении также предпочтительно, чтобы временные интервалы, в которых сообщения синхронизации отправляются, были конкретными для каждой отдельной беспроводной сети. Соответственно, таким образом, синхронизация может быть индивидуально приспособлена под требования соответствующих беспроводных сетей.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, одна из беспроводных сетей является маломощной сетью, предпочтительно все беспроводные сети являются маломощными сетями, например сетями ZigBee.

Изобретение особенно полезно для беспроводных сетей нательных датчиков. Это означает, что согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения беспроводные сети, каждая, содержат множество носимых на теле датчиков данных. Эти датчики данных могут носиться одним человеком. Однако, также предпочтительно, чтобы использовались две или более сети нательных датчиков, которые принадлежат разным людям.

Более того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения общий времязадающий блок может использоваться для дополнительных функций. Это означает, что дополнительно к трансляции сообщений временной синхронизации во все сети, согласно этому предпочтительному варианту осуществления изобретения, времязадающий блок используется для трансляции дополнительной информации, по меньшей мере, в одну, предпочтительно во все, задействованные беспроводные сети. В частности, времязадающий блок может передавать сетевую управляющую информацию, уместную для всех сетей, например список свободных каналов без помех и т.д.

Вышеупомянутая цель дополнительно удовлетворяется совокупностью множества различных беспроводных сетей, каждая сеть содержит, по меньшей мере, один датчик данных для измерения данных и шлюз для приема измеренных данных от датчика данных, в которой предусмотрен общий времязадающий блок, который приспособлен для транслирования сообщений временной синхронизации во все задействованные сети.

Предпочтительные варианты осуществления этой совокупности беспроводных сетей относятся к предпочтительным вариантам осуществления способа согласно изобретению, который изложен выше.

В частности, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения различные беспроводные сети приспособлены для работы на различных радиоканалах. Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, одна из беспроводных сетей является маломощной сетью. Предпочтительно все задействованные сети являются маломощными беспроводными сетями. В частности, предпочтительно, чтобы беспроводные сети были сетями нательных датчиков с множеством носимых на теле датчиков данных. Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено устройство для сбора данных, которое принимает данные от датчиков данных, предпочтительно через соответствующий шлюз каждой сети.

Предпочтительно, изобретение используется для следующих применений:

- все применения сети нательных датчиков, превышающие пропускную способность, доступную в одном канале (приблизительно 12 кбайт/с), например:

- системы EMG (электромиографии) для фиксации мышечной активности: 16 датчиков × 1000 замеров/с × 2 байта/на замер = 32 кбайт/с,

- системы EEG (электроэнцефалографии) для записи активности мозга: 24 канала × 512 замеров/с × 2 байта/на замер = 24 кбайт/с;

- полный захват движений человеческого тела для научных исследований движений (спортивные научные исследования, реабилитация, эргономика, исследования по биомеханике), анимации персонажа (кинофильмы, реклама, игры), виртуальной реальности (тренировка и имитация, реалистичное развлечение): 16 инерционных датчиков × 500 замеров/с × (2+2+2) байтов/на замер = 48 кбайт/с;

- все применения сети нательных датчиков, требующие синхронизации между множеством людей, например:

- системы захвата движений тела с инерционными датчиками для измерения синхронности групп (танцевальные ансамбли, синхронные прыжки, синхронные прыжки с парашютом и т.д., всадник/лошадь и т.д.);

- синхронизация множества беспроводных сетей датчиков, например:

- создание атмосферного освещения, освещение сцен.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения будут поняты и разъяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные далее в данном документе.

На чертежах:

Фиг.1 схематически показывает совокупность беспроводных сетей согласно первому варианту осуществления изобретения,

Фиг.2 схематически показывает совокупность беспроводных сетей согласно второму варианту осуществления изобретения, и

Фиг.3 показывает схему того, как времязадающий блок "блуждает" по каналам сетей для того, чтобы транслировать сообщения с временной меткой.

Подробное описание вариантов осуществления

Согласно изобретению предлагается использовать только один времязадающий блок для всех сетей, работающих на различных радиоканалах, вместо использования индивидуального времязадающего блока для каждой сети. Дополнительно, предпочтительным критерием является то, что один и только один времязадающий блок последовательно транслирует свои сообщения временной синхронизации по всем радиоканалам.

Фиг.1 схематически показывает совокупность беспроводных сетей согласно варианту осуществления изобретения. Здесь показан случай, в котором две отдельные сети A, B нательных датчиков, работающие по FTSP и на различных радиоканалах cA и cB, нуждаются в синхронизации. Сеть A работает по каналу cA и состоит из четырех носимых на теле датчиков A.1, A.2, A.3, A.4, отправляющих свои показания шлюзу A.0. Дополнительно, сеть B работает по каналу cB и состоит из четырех носимых на теле датчиков B.1, B.2, B.3, B.4, отправляющих свои показания шлюзу B.0. Предусмотрено устройство сбора данных DC, которое принимает от обоих шлюзов A.0 и B.0 данные от всех датчиков A.1, A.2, A.3, A.4, B.1, B.2, B.3, B.4. Времязадающий блок TM периодически транслирует сообщения с временной меткой поочередно в сеть A и сеть B. Для этого времязадающий блок TM переключается туда и обратно между двумя радиоканалами cA и cB.

Это предоставляет следующие преимущества: достигается простая конструкция системы, поскольку существует только один времязадающий блок TM, и, таким образом, синхронизация между времязадающими блоками различных сетей не нужна. Кроме того, нет необходимости изменять реализацию FTSP какого-либо датчика A.1, A.2, A.3, A.4, B.1, B.2, B.3, B.4. Что касается датчика A.1, A.2, A.3, A.4, B.1, B.2, B.3, B.4, один и только один времязадающий блок TM выступает в качестве его локального времязадающего блока - датчик не может видеть какой-либо разницы. В результате без изменения датчики A.1, A.2, A.3, A.4, B.1, B.2, B.3, B4 могут использоваться для применений, затрагивающих только одну сеть A или B или множество сетей A и B.

Тем же образом синхронизация между сетями нательных датчиков, принадлежащих разным людям P.1, P.2, может быть достигнута, как иллюстрировано на фиг.2 для применения, затрагивающего двух пользователей. В целом, конструкция и способ являются теми же, что и описанные выше, сети нательных датчиков только разделяются на двух разных людей P.1, P.2, человеку P.1 предоставляется одна сеть A, а человеку P.2 предоставляется другая сеть B.

Для сетей IEEE 802.15.4/ZigBee фиг.3 показывает возможную схему того, как времязадающий блок "блуждает" по всем 16 каналам 10-26 IEEE 802.15.4/ZigBee, чтобы транслировать сообщения с временной меткой, как описано в протоколе FTSP. Узлы-датчики различных сетей принимают сообщения с временной меткой со сдвигом по времени. Поскольку времязадающий блок всегда помечает по времени сообщение временной синхронизации при транслировании, сдвинутый по времени прием в различных сетях не влияет на точность FTSP-алгоритма. Узлы-датчики ("синхронизируемые по времени") реализуют протокол FTSP тем же образом, что и ранее. Для них это выглядит аналогично тому, что сообщения временной синхронизации выдаются из локального времязадающего блока, все время принадлежащего их собственной сети. Следовательно, решение согласно этому варианту осуществления изобретения работает без какого-либо изменения во всех FTSP-реализациях синхронизируемых по времени устройств.

Вместо "блуждания" по всем каналам и транслирования сообщений временной синхронизации времязадающий блок может хранить список идентификаторов сетей и соответствующих каналов. В этом случае времязадающий блок ограничивает трансляцию сообщений временной синхронизации сетями, которые находятся в его списке. Кроме того, список может содержать характерные для сети настройки интервала, в котором сообщения временной синхронизации отправляются. Таким образом, могут быть удовлетворены различные требования сетей с точки зрения точности. Кроме того, времязадающий блок может играть более общую роль в качестве менеджера всей сети. Вместо только транслирования сообщений временной синхронизации, в этом случае, времязадающий блок транслирует сетевую управляющую информацию, уместную для всех сетей, например список свободных каналов без помех.

В то время как изобретение было иллюстрировано и описано подробно на чертежах и в предшествующем описании, такая иллюстрация и описание должны рассматриваться как иллюстративные или примерные, а не ограничивающие; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.

Другие вариации в раскрытых вариантах осуществления могут быть поняты и выполнены специалистами в данной области техники, применяющими на практике заявленное изобретение, из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержит" не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множества. Простой факт того, что определенные средства упомянуты во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает того, чтобы комбинация этих средств не может быть использована с преимуществом. Любые ссылочные символы в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем.


ВРЕМЕННАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ МНОЖЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ
ВРЕМЕННАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ МНОЖЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ
ВРЕМЕННАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ МНОЖЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 254 items.
27.03.2015
№216.013.364b

Возбуждение многоканальных громкоговорителей

Система возбуждения содержит разветвитель (107), который генерирует сигнал низкой частоты и сигнал высокой частоты из входного сигнала. Первая схема (111, 115) возбуждения связана с разветвителем (107) и генерирует сигнал возбуждения для аудиовозбудителя (105) из сигнала низкой частоты. Вторая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545383
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.04.2015
№216.013.3848

Терапевтическое устройство для лечения пациента с использованием магнитных наночастиц

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к терапевтическим устройствам для лечения пациента с использованием магнитных частиц. Устройство содержит первое средство нагревания, выполненное с возможностью нагревания первой области пациента, первое средство управления мощностью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545896
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3a89

Загрузочная труба для кухонного комбайна и кухонный комбайн, оснащенный загрузочной трубой

Предложена загрузочная труба (101) для подачи пищевого продукта на инструмент (104) обработки пищевых продуктов. Загрузочная труба (101) содержит входное отверстие (107) и выходное отверстие (108), а также внутреннюю стенку (112), соединяющую входное отверстие (107) и выходное отверстие (108)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546473
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3f03

Исполняемое клиническое руководство и средство выполнения руководства

Изобретение относится к медицинской технике. Технический результат - автоматическое координирование выполнения медицинских руководств. Способ координации выполнения клинических руководств, содержащий этапы, на которых: принимают ввод, содержащий состояние, соответствующее пациенту; извлекают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547619
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.4256

Выдающее мешалки или ложки устройство для машин для розлива напитка

Изобретение относится к устройствам для выдачи ложек или мешалок для машин для розлива напитков и направлено на увеличение надежности работы устройства и на увеличение количества ложек или мешалок в устройстве. Выдающее мешалки устройство для машин для розлива напитка и т.п. содержит первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548480
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.44a0

Бытовой электроприбор, содержащий антимикробный агент

Электрический паровой утюг 33 с резервуаром 4, предназначенным для помещения в него воды, и с устройством 8, предназначенным для удаления воздуха из резервуара 4 для воды и содержащим клапан 34. В корпусе 14 клапана имеются боковое отверстие 40 и шарообразное тело 30 клапана, которое при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549066
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.05.2015
№216.013.47be

Способы, устройства передачи и система управления передачей для беспроводной передачи мощности

Настоящие изобретения относятся к беспроводной передаче мощности. Технический результат - повышение эффективности и безопасности передачи электроэнергии. Предлагаются способ и устройство передачи мощности через электромагнитное сцепление с передающего устройства на набор приемных устройств,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549873
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4839

Механизм позиционирования высокоинтенсивного фокусированного ультразвука

Механизм (100, 200, 310) позиционирования высокоинтенсивного фокусированного ультразвука для позиционирования излучателя (292, 304) высокоинтенсивного фокусированного ультразвука, при этом механизм содержит: позиционирующую плиту (108, 308), выполненную с возможностью вмещения излучателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549996
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4a30

Регулируемый по силе света источник света со смещением по цветовой температуре

Изобретение относится к области светотехники. Устройство (1) освещения содержит входные выводы (2) для связи с сетью переменного тока (AC); цепочку (10) светоизлучающих диодов (LED), соединенную последовательно с входными выводами; выпрямитель (30), имеющий входные выводы (31, 32), соединенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550499
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4a4e

Адаптивное сообщение статуса буфера

Изобретение относится к способу для передачи информации в сети. Технический результат состоит в возможности сообщений статуса буфера (BSR) давать достаточную информацию о реальном состоянии буферов второй станции в случае ее высокой активности. Для этого осуществляют передачу из первой станции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550529
Дата охранного документа: 10.05.2015
Showing 141-150 of 1,333 items.
10.10.2013
№216.012.714d

Предотвращение наклона депилирующих устройств

Настоящее изобретение относится к депилирующему устройству, предназначенному для удаления волос с поверхности кожи. Задачей изобретения является создание депилирующего устройства с депилирующим элементом, который производит эффективное депилирующее воздействие, будучи расположенным внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494662
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.71c9

Система и способ автоматического создания звука, относящегося к световой атмосфере

Изобретение относится к автоматическому созданию звука, относящегося к световой атмосфере, которую создает осветительная система. Вариант воплощения изобретения обеспечивает систему (10) для автоматического создания звука, относящегося к световой атмосфере, содержащую средство (12) анализа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494786
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7359

Светоотражающий столб

Изобретение относится к светоотражающему столбу, который используют в качестве дорожного указателя, ограничителя дороги, сигнального столба или для аналогичных вариантов применения по отношению к транспортному или пешеходному движению, содержащему основной корпус, обладающий отличительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495186
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.749a

Теплопроводный установочный элемент для крепления печатной платы к радиатору

Изобретение относится к устройству для рассеяния тепла для выделяющего тепло электрического компонента. Технический результат - обеспечение экономически эффективного устройства, обеспечивающего эффективное рассеяние тепла, а также облегчение монтажа/демонтажа и предотвращение деформации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495507
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.10.2013
№216.012.76b9

Парогенератор с функцией промывки

Изобретение относится к парогенератору, в частности к промывке парогенератора. Технический результат заключается в улучшении и упрощении промывки парогенератора. Технический результат достигается в парогенераторе, содержащем котел, выполненный с возможностью нагрева воды до состояния пара, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496053
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.7701

Передающая среда для детекторов излучения, расположенная в изометрической плоскости

Изобретение относится к областям техники формирования изображений. Система формирования изображений содержит обод детекторов (60a, 60b, 60') излучения, в целом кольцевую электронную монтажную плату (62, 62'), расположенную коаксиально с ободом детекторов излучения и функционально связанную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496125
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.773a

Осветительное устройство с сид и передающим основанием, включающим люминесцентный материал

Осветительное устройство (10), включающее в себя: светоизлучающий диод (20) (СИД), излучающий излучение СИД (21), передающее основание (50), включающее в себя люминесцентный материал (51), где люминесцентный материал (51) расположен, чтобы поглощать, по крайней мере, часть излучения СИД (21) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496182
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7811

Интерактивный способ и интерактивная система

Изобретение относится к интерактивной системе и способу для автоматического формирования комбинации звуков и освещения, которые адаптируются к действию наблюдателя демонстрируемых предметов, чтобы привлечь внимание наблюдателя к одному или более демонстрируемым предметам, таким как продукты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496399
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7812

Устройство для взбивания молока и способ его очистки

Изобретение относится к устройству для взбивания молока и способу его очистки. Устройство (1) содержит впускной трубопровод (11) для приема молока, впускной трубопровод (15) для приема чистящей текучей среды, центральный трубопровод (13), в котором соединены впускные трубопроводы (11, 15), и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496400
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7813

Устройство для взбивания молока, содержащее средство для предотвращения закупоривания препятствия потоку воздуха остатком молока

Настоящее изобретение относится к устройству для выполнения процесса обработки жидкости. Задачей изобретения является создание устройства для выполнения процесса обработки жидкости с обеспечением решения блокирования препятствия потоку воздуха с отверстием под штифт во время его работы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496401
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД