Mecanismos de transferencia para redes de sensores.
Un dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica para la recogida de datos a partir de una pluralidad de sensores de una red de sensores inalámbricos,
comprendiendo dicho dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica:
- un detector (35) para detectar una señal de difusión de un dispositivo de acceso maestro alimentado por batería adaptado para recoger los datos;
- una unidad de control de transferencia (34) para iniciar una transferencia del control de recogida de datos desde dicho dispositivo de acceso maestro alimentado por batería a dicho dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica en base al resultado de detección de dicho detector (35) determinando que el dispositivo de acceso maestro alimentado por batería está en la proximidad del dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2009/050052.
Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.
Inventor/es: MILLER-SMITH,RICHARD MATTHEW.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04W84/20 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS (difusión H04H; sistemas de comunicación que utilizan enlaces inalámbricos para comunicación no selectiva, p. ej. extensiones inalámbricas H04M 1/72). › H04W 84/00 Topologías de red. › Disposiciones maestro-esclavo.
PDF original: ES-2466692_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Mecanismos de transferencia para redes de sensores Campo de la invención La presente invención se refiere a dispositivos de acceso y métodos de transferencia para la recogida de datos de sensores en redes de sensores, tales como, pero sin limitarse a estas, las redes de sensores corporales.
Antecedentes de la invención Los beneficios de la recogida de información médica de una persona sobre un largo periodo de tiempo y la vida diaria, se han vaticinado mucho tiempo. En los últimos años, muchos grupos de investigación han estado investigando las redes de sensores corporales (BSN) . Estas son redes de múltiples sensores o dispositivos de detección o nodos de detección, desplegados alrededor o incluso dentro del cuerpo y que transmiten sus datos sobre un enlace de radio digital. De este modo, cada uno de los sensores debería ser tan discreto y pequeño como sea posible.
Actualmente se conocen varios protocolos que pretenden ser protocolos para redes de "baja potencia" y por lo tanto podrían ser adecuados para las BSN. Ejemplos de tales protocolos se describen en el documento "Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs) ", del IEEE Normativa 802.15.4-2006, y el documento de Wei Ye y otros "S-MAC: An Energy-Efficient MAC Protocol for Wireless Sensor Networks". Sin embargo, el diseño de estas redes puede no ser óptimo para los dispositivos de muy baja potencia, especialmente si la mayor parte de los dispositivos sobre la red
solo están recogiendo datos de los sensores y están retransmitiendo estas lecturas a un único dispositivo.
Una BSN, por su propia naturaleza, es una red móvil que se puede llevar en el cuerpo humano, por ejemplo. Adicionalmente se proporciona un dispositivo de acceso o dispositivo de 'recopilación', que recoge los datos procedentes de los nodos de sensores y que también se pueden llevar en el cuerpo humano. Sin embargo sería ventajoso si este dispositivo portátil se pudiese quitar en ciertas áreas, por ejemplo, mientras que la persona que lleva la BSN esté en su casa. También, para reducir el uso de la batería del dispositivo portátil sería una ventaja si dispositivos fijos, por ejemplo los alimentados de la red eléctrica, pudiesen tomar el control de la red.
El documento de WON SOO KIM, IL WHAN KIM: "A Seamless Coordinator Switching (SCS) Scheme for Wireless personal Area Network", de IEEE TRANSACTIONS ON CONSUMER ELECTRONICS, volumen 49, número 3 de Agosto de 2003, páginas 554 - 560, muestra un método de transferencia de PNC en un sistema de WPAN. Si la baliza del PNC actual (maestro) no se puede recibir adecuadamente durante una pluralidad de periodos de trama predefinidos (lo que implica que el PNC se está alejando) , el DEV con la mayor puntuación tomará automáticamente el control sobre el papel del PNC.
El documento US 2007/293223 A1 muestra un proceso de re-selección de PNC basado en la potencia. En base al estado de la batería actual o al tipo de suministro de alimentación disponible (batería o red eléctrica) , se reselecciona el PNC, se podría activar la transferencia de PNC si está encendida la alimentación de corriente alterna de un PNC candidato; la transferencia se puede activar tanto por el PNC actual como por el PNC candidato.
Sumario de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un mecanismo de recogida de datos más flexible para las redes de sensores corporales o de otros tipos de redes inalámbricas.
Este objeto se consigue por un dispositivo de acceso de acuerdo con la reivindicación 1 y un método de acuerdo con la reivindicación 12. Las realizaciones ventajosas adicionales se definen por las reivindicaciones dependientes.
Por consiguiente, se proporciona un 'mecanismo de transferencia', por el que el control de la recogida de datos en la 55 red inalámbrica se puede transferir desde un dispositivo a otro. De este modo, el control de la recogida de datos de un dispositivo portátil se podría transferir en ciertas áreas a un dispositivo fijo y alimentado de la red eléctrica que está conectado a una fuente de potencia permanente. Además, el uso de la batería del dispositivo portátil se puede reducir cuando se ha transferido el control de la recogida de datos sobre el dispositivo fijo.
La unidad o funcionalidad de control de transferencia puede estar dispuesta para determinar el número de casos de pérdidas sucesivas de una señal de difusión periódica, por ejemplo, transmisiones de baliza, y, si el número determinado excede un umbral predeterminado, iniciar la transferencia por el propio dispositivo comenzando a transmitir su propia señal de difusión. Por lo tanto se puede proporcionar un mecanismo instantáneo de toma de control de emergencia en casos en los que la señal de difusión no esté temporalmente disponible.
La unidad o funcionalidad de control de transferencia puede estar dispuesta para determinar la calidad de la señal de difusión detectada y para iniciar la transferencia transmitiendo una señal de petición de transferencia al dispositivo maestro, si la calidad determinada es mayor que un umbral predeterminado. Esta opción de toma de control no instantánea es adecuada para casos donde la prioridad asignada al dispositivo solicitante es mayor que la prioridad asignada al dispositivo maestro. Como opción, la unidad o funcionalidad de control de transferencia tanto del dispositivo de acceso como el dispositivo maestro pueden estar dispuestas para detener el proceso de transferencia transmitiendo una señal de parada de la transferencia al otro extremo, si la calidad determinada se hace menor de un umbral predeterminado. Esto asegura que el control de recogida de datos no se transfiere a un dispositivo con calidad de recepción inferior.
En un ejemplo específico, la unidad o funcionalidad de control de transferencia está dispuesta para determinar la prioridad del dispositivo maestro en base a la señal de difusión detectada y para iniciar la transferencia transmitiendo una señal de petición de transferencia al dispositivo maestro, si la calidad determinada es menor que un umbral predeterminado y si la prioridad determinada es menor que la prioridad asignada al dispositivo de acceso. Por lo tanto, se puede iniciar una toma de control de prioridad ascendente si la calidad de las señales recibidas desde el dispositivo maestro disminuye. Como ejemplo, la calidad determinada se puede indicar en la señal de petición de transferencia.
Además, la unidad de control de transferencia del dispositivo de acceso con la función de maestro se puede adaptar para indicar la temporización señalizando un número de tramas durante las que mantendrá el control de la red de sensores inalámbricos. En base a este número indicado, el proceso de toma de control puede estar sincronizado, mientras que la carga de señalización se mantiene baja.
Además, la unidad de control de transferencia del dispositivo maestro puede estar adaptada para fijar una información de control en la señal de difusión en respuesta a la recepción de la señal de petición de transferencia, indicando la información de control que la transferencia es inminente. Esta medida asegura que otros dispositivos de acceso están informados acerca de cualquier proceso de transferencia en curso.
Además, la unidad de control de transferencia del dispositivo maestro puede estar dispuesta para determinar una prioridad del dispositivo fuente y para iniciar la transferencia a un dispositivo de origen con la mayor prioridad determinada, si la calidad determinada es menor que un umbral predeterminado. Esta selección basada en la prioridad asegura que el control de recogida de datos se transfiere a un dispositivo de acceso o de recopilación con la mayor prioridad asignada.
Más adelante se definen realizaciones ventajosas adicionales.
Breve descripción de los dibujos La invención se describirá ahora, a modo de ejemplo, en base a las realizaciones con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Fig. 1 muestra un cuerpo humano esquemático con una red de sensores y dispositivos de recopilación; la Fig. 2 muestra una estructura de supertrama ejemplar de acuerdo con una realización; la Fig. 3 muestra una estructura ejemplar de los datos de baliza de acuerdo con una realización;
la Fig. 4 muestra un diagrama esquemático de señalización de un procedimiento de transferencia de prioridad ascendente de acuerdo con una realización; la Fig. 5 muestra un diagrama esquemático de señalización de un procedimiento de transferencia de prioridad descendente de acuerdo con una realización; y la Fig. 6 muestra un diagrama esquemático de bloques de un dispositivo de... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica para la recogida de datos a partir de una pluralidad de sensores de una red de sensores inalámbricos, comprendiendo dicho dispositivo de acceso alimentado por la red 5 eléctrica:
- un detector (35) para detectar una señal de difusión de un dispositivo de acceso maestro alimentado por batería adaptado para recoger los datos;
- una unidad de control de transferencia (34) para iniciar una transferencia del control de recogida de datos desde dicho dispositivo de acceso maestro alimentado por batería a dicho dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica en base al resultado de detección de dicho detector (35) determinando que el dispositivo de acceso maestro alimentado por batería está en la proximidad del dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica.
3. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha unidad de control de transferencia (34) está dispuesta para determinar una calidad de la señal de difusión detectada y para iniciar dicha transferencia transmitiendo una señal de petición de transferencia a dicho dispositivo maestro, si dicha calidad determinada es mayor que un umbral predeterminado.
5. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en el que dicha unidad de control de transferencia (34) está dispuesta para determinar una prioridad de dicho dispositivo de acceso maestro alimentado por batería basada en dicha señal de difusión detectada y para iniciar dicha transferencia transmitiendo una señal de petición de transferencia a dicho dispositivo de acceso maestro alimentado por batería, si dicha calidad determinada es menor que un umbral predeterminado y si la prioridad determinada es menor que una prioridad asignada a dicho dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica.
6. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicha unidad de control de transferencia (34) está dispuesta para indicar dicha calidad determinada en dicha señal de petición de transferencia.
7. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:
- un receptor (38) para recibir una señal de petición de transferencia; y
- una señal de control de transferencia (34) para señalizar una respuesta de transferencia a un dispositivo de
origen de dicha señal de petición de transferencia, indicando dicha respuesta de transferencia una temporización en la que se transfiere el control de recogida de datos desde el dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica a dicho dispositivo de origen.
8. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha unidad de control de transferencia (34) está adaptada para indicar dicha temporización señalizando el número de supertramas durante el que dicho dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica mantiene el control de dicha red de sensores inalámbricos.
9. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que dicha
unidad de control de transferencia (34) está adaptada para fijar una información de control en dicha señal de difusión en respuesta a la recepción de dicha señal de petición de transferencia, indicando dicha información de control que la transferencia es inminente.
10. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que dicha unidad de control de transferencia (34) está dispuesta para detener el proceso de transferencia transmitiendo una señal de parada de la transferencia a dicho dispositivo maestro, si se determina que la calidad de la señal es menor que un umbral predeterminado.
11. El dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 65 a 10, en el que dicha unidad de control de transferencia (34) está dispuesta para determinar una prioridad de dicho dispositivo de origen y para iniciar dicha transferencia al dispositivo de origen con la mayor prioridad determinada, si dicha calidad determinada es menor que un umbral predeterminado.
12. Un método de control de la recogida de datos desde una pluralidad de sensores de una red de sensores 5 inalámbricos, comprendiendo dicho método:
- detectar una señal de difusión transmitida por un dispositivo de acceso maestro alimentado por batería que realiza dicha recogida de datos; e
- iniciar la transferencia del control de recogida de datos desde dicho dispositivo de acceso maestro alimentado
por batería a un dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica en base al resultado de dicha detección que determina que el dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica está en la proximidad del dispositivo de acceso maestro alimentado por batería.
13. Un producto de programa de ordenador que comprende un medio de código que cuando se ejecuta sobre un procesador realiza las etapas de un método de acuerdo con la reivindicación 12.
14. Una red de sensores corporales que comprende una pluralidad de nodos de sensores (10) y al menos un dispositivo de acceso alimentado por la red eléctrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11. 20
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