×
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 151-160 of 254 items.
10.05.2015
№216.013.4a82

Способ улучшения временного разрешения цифровых кремниевых фотоумножителей

Изобретение относится к области детекторов. Модуль (10) детектора излучения для использования во времяпролетном позитронно-эмиссионном (TOF-PET) томографическом сканере (8) формирует триггер-сигнал, указывающий обнаруженное событие излучения. Схема синхронизации (22), включающая в себя первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550581
Дата охранного документа: 10.05.2015
27.05.2015
№216.013.4f32

Система и способ для обработки звука

Изобретение относится к средствам обработки звука. Технический результат заключается в улучшении пространственного восприятия звукового сигнала. Система обработки звука принимает стереосигнал, который с помощью блока сегментации делится на частотно-временные сегменты стереосигнала, каждый из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551792
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.4f8f

Способ управления уровнем света в освещении зданий

Изобретение относится к управлению уровнем света в освещении зданий. Техническим результатом является обеспечение автоматической энергосберегающей системы управления освещением зданий. Результат достигается тем, что уровень света управляется системой (2) управления, функционально связанной, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551888
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.5197

Магнитно-резонансная визуализация химических соединений с помощью спектральной модели

Использование: для визуализации химических соединений. Сущность изобретения заключается в том, что собирают первые и вторые данные эхо-сигналов с разными временами появления эхо-сигнала, приводящими к первому и второму собранным комплексным наборам данных, моделируют первый и второй собранные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552408
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.5282

Способ осуществления связи в сети

Изобретение относится к системе беспроводной связи, применяющей режим множество входов, множество выходов (MIMO). Изобретение относится к способу работы системы связи в сети, причем система содержит первичную станцию и, по меньшей мере, одну вторичную станцию, причем первичная станция содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552643
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.5435

Способ микродиссекции и система обработки информации

Изобретение относится к области микроскопического исследования ткани и клеток. Техническим результатом является повышение точности извлечение материала из объекта в области биологии, гистологии или патологии. Способ содержит этапы, на которых: обеспечивают объект, содержащий биологический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553078
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.54f6

Встраиваемый осветительный узел

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение эффективности освещения ближним и дальним светом и повышение безопасности водителя. Встраиваемый осветительный узел (1A, 1B, 1С, 1D, 1E) содержит оптическое устройство (2, 3), первый источник (S) света для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553271
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.06.2015
№216.013.568a

Поддержание постоянства цвета в светодиодном осветительном устройстве, содержащем разные типы светодиодов

Изобретение относится к освещению. Техническим результатом является предотвращение изменения соотношения выхода светового потока светодиодов разного типа в составе одного осветительного устройства. Результат достигается тем, что осветительное устройство имеет множество светодиодов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553684
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.06.2015
№216.013.59ea

Приемопередающее устройство для нательной связи и связи вне тела

Изобретение относится к приемопередающему устройству для обработки протокола управления доступом к среде (MAC), используемого приемопередатчиком. Технический результат состоит в том, что обеспечивается оптимально согласованная антенная система для нательной связи и внешней связи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554559
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.59f8

Смеситель с нулевым мертвым объемом и способ смешивания

Изобретение относится к смесителям текучих сред. Микрофлюидная система (1) содержит закрытый расширяющийся объем (35) для смешивания текучей среды; гибкую мембрану (40), обеспечивающую смешивание в закрытом расширяющемся объеме (35), поверхность (5), содержащую, по меньшей мере, один канал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554573
Дата охранного документа: 27.06.2015
Showing 151-160 of 1,333 items.
27.10.2013
№216.012.781d

Гемодинамические мониторы и устройства тревожной сигнализации

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам медицинского контроля. Прибор для гемодинамического мониторирования содержит процессор и устройство вывода с устройством тревожной сигнализации. Процессор выполнен с возможностью получения физиологических параметров,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496411
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.781f

Мониторинг мерцательной аритмии

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к системам мониторинга ЭКГ, которые отслеживают индикации мерцательной аритмии в реальном времени. Система мониторинга мерцательной аритмии (МА) содержит источник данных электрокардиограммы, экстрактор признаков Р-волны, экстрактор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496413
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7840

Система отслеживания дентального положения для зубной щетки

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к стоматологическим системам. Система содержит зубную щетку, память, системы обработки, компенсации и информационную. Зубная щетка включает систему для определения ориентации зубной щетки во рту пользователя. Память хранит целевую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496446
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.788f

Биосовместимые продукты для визуализации магнитных частиц

Изобретение относится к применению индикаторной добавки для формирования изображений с помощью магнитных частиц (ИМЧ) для визуального мониторинга биосовместимого продукта. Биосовместимый продукт содержит индикаторную добавку для формирования изображений с помощью магнитных частиц (ИМЧ), с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496525
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7ace

Контейнер биодатчика с нарушенным полным внутренним отражением

Изобретение относится к биодатчику для обнаружения конкретной молекулы внутри анализируемого вещества. Контейнер (11) биодатчика содержит нижнюю часть (1) с углублением (2), приспособленным для размещения жидкого образца, и покрывающую часть (3) для закрывания упомянутого углубления (2)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497100
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b2e

Способ и устройство для обработки карты глубины

Изобретение относится к способу и устройству для обработки карты глубины для визуализации трехмерного (3D) изображения. Техническим результатом является предоставление способа обработки карты глубины изображения, которая направлена на снижение эффекта шума в карте глубины, которая исходит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497196
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b36

Устройство параметрического стереофонического повышающего микширования, параметрический стереофонический декодер, устройство параметрического стереофонического понижающего микширования, параметрический стереофонический кодер

Устройство (300, 400) параметрического стереофонического повышающего микширования, генерирующее левый сигнал (206) и правый сигнал (207) из монофонического сигнала (204) понижающего микширования на основе пространственных параметров (205). Упомянутое устройство параметрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497204
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b55

Светоизлучающий диод с преобразованной длиной волны с пониженной эмиссией непреобразованного светового излучения

Способ изготовления светоизлучающего устройства с преобразованной длиной волны содержит: светоизлучающий диод для эмитирования светового излучения с первой длиной волны, имеющего светоизлучающую поверхность, на данной поверхности расположен материал, преобразующий длину волны, который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497235
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7ba6

Устройство возбуждения led

Изобретение относится к регулировке яркости гирляндной цепи и может быть применено ко всем видам топологий LED-формирователей. Технический результат заключается в упрощении устройства. Центральной идеей является измерение или восприятие уровней тока или циклов включения с широтно-импульсной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497316
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7ba7

Система управления светом и способ автоматического предоставления сцены освещения

Изобретение относится к автоматическому предоставлению сцены освещения с помощью системы освещения, в частности, к управлению предоставлением. Основная идея изобретения заключается в улучшении предоставления сцены освещения посредством автоматической компенсации помехи как, например,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497317
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД