优先权文件
本申请要求申请日为2019年01月16日、申请号为62/793,265的美国临时申请的优先权权益，其全部内容通过引用归并本文。
技术领域
本公开总体上涉及振荡器，更具体地涉及利用本地振荡器频率测量来检测诸如运动或接近的环境变化。
背景技术
物联网(IoT)是物理设备、交通工具、建筑物和其他嵌有电子器件、软件、传感器、执行器的物品的联网以及使得这些对象能够收集和交换数据的网络连接。IoT有望提供超越机器对机器(M2M)通信并涵盖各种协议、域和应用的设备、系统和服务的高级连接。
IoT可封装在各种各样的设备中，诸如：心脏监测植入物；耕畜身上的生物芯片应答器；带内部传感器的机动车；照明、供暖、通风、空调(HVAC)系统自动化；以及使用Wi-Fi进行远程监测的洗衣机/烘干机、吸尘机器人、空气净化器、烤箱或冰箱/冰柜等电器。通常，IoT设备封装无线传感器或此类传感器的网络。
大多数IoT设备是收集数据并将此类数据传输到中央控制器的无线设备。除其他实例之外，该数据可包括从紧邻周边环境检测到的运动或接近数据。应满足一些要求才能广泛部署IoT设备。这类要求包括可靠的通信链路、低能耗和低维护成本。
众多版本的接近传感器可商购且在相关技术中有所公开。图1A示出基于标准红外线(IR)的接近传感器100的一个实例的示意图。传感器100包括两个电阻器122和124，其中第一电阻器122具有约250欧姆的电阻，而第二电阻器124具有约10千欧的电阻。电源150提供约5伏的电力，且传感器电路由输出端160和地电位110完成。IR源130和光电二极管140并行放置，其中IR源130发射可由光电二极管140检测到的IR光束。在一实施例中，IR源130和光电二极管140皆为发光二极管(LED)且配置为发射器/接收器对。当光电二极管检测到发射光束从附近对象反射时，拦截的IR光束会降低光电二极管的电阻，并生成由此所得的电信号，该电信号可在160处输出作为指示在预定接近范围内检测到对象的信号。
另举一例，如图1B所示，接近传感器可以是基于电容特性。传感器170包括DC电源171和DC输出端172，其中DC电源171向振荡器173供电以为电容器充电。电容器由两个极板组成，然而传感器170内仅存在单个电容器极板175。电容式接近传感器内的电路使用所供应的DC电源171来产生交流电，以测量内部AC电路中的电流，并在AC电流量变化时切换输出电路。仅当附近有另一个可保持相反电荷的极板177时，AC才能将电流移入和移出内部电容器极板175。近到足以被检测到的目标充当另一个极板。如果该目标(例如外部极板177)足够靠近传感器170以通过充当介电界面的气隙176受到传感器的内部电容器极板175中的电荷影响，它将通过传感器170附近变得带相反电荷而作出响应，然后传感器170将能够将大量电流移入和移出其内部极板。电流传感器174用来确定电流的变化和附近对象的接近。
接近传感器的又一实例是电感式传感器180，如参阅图1C。由连接到振荡电路181的线圈182产生高频磁场183。当目标184接近磁场183时，由于电磁感应，感生电流(涡电流)在目标184中流动。随着目标184接近传感器180，感生电流增加，这会导致振荡电路181上的负载增加。于是，振荡减弱或停止。传感器180例如通过振幅检测电路检测该振荡状态变化，并输出检测信号。
虽存在其他接近传感器的变型方案，但各自均需单独的电源来提供检测附近对象接近所需的电压。附加地，电容式和感应式传感器常局限于仅检测金属或含铁对象，而无法检测非金属物品的移动或传感器本身的移动。
尽管上文论述的电路与接近传感器相关，但运动传感器也存在类似的限制。独立电源的必要性限定了专为低功耗用途而设计的设备，诸如IoT设备，而仅检测金属对象的限制对于许多IoT应用而言过于受限。
某些IoT设备设计为支持低功耗通信协议，诸如蓝牙低功耗(BLE)、LoRa等。然而，利用此类协议的IoT设备需要外接电源，例如纽扣电池。例如，由于成本、大小、对环境影响缺乏耐久性以及频繁更换，依赖电源是电子设备的限制因素。附接地，依赖外接电源(如电池)需要更大的空间分配，这通常会给针对尽量最小尺寸设计的IoT设备带来难题。
作为使用电池的替代方案，可以从诸如光、运动和电磁功率(包括现有的射频传输)等环境来源收集电力。必须有效地管理这种最小功率来实施各种传感器，包括接近传感器、运动传感器等。
有鉴于此，有利地提供一种能够克服上述挑战的解决方案。
发明内容
本公开的若干示例性实施例概述如下。本概述的目的是方便读者获得对此类实施例的基本理解，而不完全限定本公开的范围。发明内容并非对所有预期实施例的综述，既非确定所有实施例的重要或关键元素，亦非说明任何或所有方面的范围。本发明的目的在于以简化形式呈现一种或多种实施例的某些构思，以作后文具体实施方式的引言。为方便起见，本文可以使用术语“某些实施例”来指代本公开的单个实施例或多个实施例。
本公开某些实施例包括一种基于本地振荡器频率的接近传感器，包括：具有至少一个电容元件的集成电路；以及设计有电感元件的天线，其中，电容元件和电感元件形成以本地振荡器(LO)频率振荡的接近传感器，其中，集成电路配置为测量相对于LO频率的频率偏移，其中，该频率偏移指示检测到附近对象。
本公开某些实施例还包括一种与接近传感器集成的无电池物联网(IoT)标签，包括：设计为具有电感元件的发射天线；以及具有电容元件的集成电路，其中，电感元件和电容元件形成以本地振荡器(LO)频率振荡的接近传感器，且其中，相对于LO频率的频率偏移指示检测到附近对象。
本公开某些实施例还包括一种用于检测附近对象接近的方法，包括：确定接近传感器的本地振荡器(LO)频率；测量接近传感器的当前振荡频率；确定测量窗口期间LO频率与当前振荡频率之间的频率偏移；以及判定频率偏移是否超过预定阈值，其中，超过预定阈值的频率偏移指示至少检测到附近对象。
本公开某些实施例还包括一种基于本地振荡器频率的接近传感器，包括：设计为具有电感元件的天线；以及具有电容元件的集成电路；其中，电感元件和电容元件形成以本地振荡器(LO)频率振荡的接近传感器，其中，集成电路配置为测量接近传感器的当前振荡频率，且其中，相对于LO频率的频率偏移指示检测到附近对象。
附图说明
本文具体指出本公开的主题，并在说明书随附的权利要求书中显式地要求保护本公开的主题。结合附图，本公开的上述及其他特征和优点参阅下述具体实施方式将更为清楚明了，图中：
图1A是IR接近传感器的示意图；
图1B是电容式接近传感器的示意图；
图1C是电感式接近传感器的示意图；
图2是根据一实施例的具有接近传感器的IoT标签的示意图；
图3A至图3D是根据各种实施例的IoT标签的示图；
图4是根据一实施例的IoT标签的LO频率测量结果的时间序列曲线图；
图5是移除放置在IoT标签上的一瓶液体的影响曲线图；
图6是根据一实施例的IoT标签的示例性示意图；
图7是图示根据一实施例的用于基于本地振荡器频率测量来检测移动或接近的方法的流程图；以及
图8是示出根据一实施例的分析系统部署的网络图。
具体实施方式
重点应当指出，本公开实施例仅为本文创新教导的许多有利用途的实例。一般而言，本申请说明书中作出的陈述未必限制要求保护的各种实施例中的任一实施例。此外，某些陈述可适于某些发明特征，但不适于其他特征。一般而言，单数元素可为复数且反之亦然，不失一般性，除非另作指明。在附图中，各图相同的数字表示相同的部件。
本公开各实施例包括一种用于基于IoT标签、尤其是无电池IoT标签的本地振荡器的振荡器频率频移来确定运动或接近的方法及系统。
图2是根据一实施例提供接近和运动检测的IoT标签200的示意图。在一实施例中，IoT标签200包括集成电路(IC或芯片)220以及放置在嵌体205上的至少一个天线210-1、210-2。在一实施例中，嵌体205是单层嵌体，其包括连接到至少一个天线210-1、210-2的集成电路220且可以安装于基板(图中未示出)上。基板为单层材料，可以是单金属层或任何适当的集成电路安装材料，诸如印刷电路板(PCB)、硅、柔性印刷电路(FPC)、低温共烧陶瓷(LTCC))、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、纸张等。
在一示例性实施例中，IoT标签200包括蚀刻到嵌体205内的一对天线210-1和210-2。第一天线210-1用于从环境信号中收集能量，而第二天线210-2用于发射信号，诸如BLE信号。每个天线210-1、210-2可以是包括环形天线、具有双馈大环、变压器双馈的偶极天线以及类似配置的类型。应当指出，发射天线210-2同样可以用于收集能量。另外，在一些配置中，可以利用多个天线来收集能量，其中每个天线设计为以不同的频域接收信号。
每个天线210-1、210-2构造为具有阻抗匹配结构，以在期望的操作频率下在集成电路接口处产生所需的阻抗(标记为“210-L”)。应当强调，电感元件210-L不是专用电感器，而是具有电感品质特征的接口到天线阻抗，因为通常需要具有电容性质的集成电路接口。电感元件210-L仅出于论述目的而示为电感器。
在一实施例中，至少第一天线210-1连接到电容元件230。电容元件230可以是包含在集成电路220内的电容器。在另一实施例中，电容元件230实现为包含在集成电路220中的各种电路(图中未示出)的集成电容或寄生电容。寄生电容可能存在于天线210-1与集成电路220之间的连接处，其中电容元件230位于天线馈线与地电位之间。寄生电容是电子组件或电路的部件之间因彼此接近而不可避免存在的电容。在又一实施例中，电容元件230可以是集成电路220的电容接口阻抗。
本公开提供IoT标签200的运动和接近感测特性的接近传感器227由电感元件210-L和电容元件230来实现。这些元件形成以特定频率振荡的接近传感器227，该频率取决于环境。当不存在环境干扰或接近传感器上的作用力时，振荡频率保持基本恒定。应当指出，传感器227没有绝对的谐振频率，其振荡频率取决于环境。在下文中，本地振荡器(LO)频率定义为最后测量(或已知)的接近传感器227的振荡频率。
所示实施例的传感器227利用电感元件210-L从第一天线210-1提供的电感。电感元件210L为外置，因此电感受到环境中轻微电磁变化的影响，例如附近对象或表面的移动或接近。因此，因环境影响引起的每一次电感变化均导致相对于传感器227的LO频率的频率偏移。这样的偏移指示检测到存在附近对象、附近对象的运动、IoT标签200本身的运动或IoT标签200区域内的其他活动。
在一实施例中，LO频率及其任何偏移可由集成电路220在内部测量。如此，可随着时间推移对所测量的频率进行采样和监测。可确定该频率的变化以指示外部对象或人物的拾取、移动、接近检测等事件。在一实施例中，偏移也可以由外部分析系统确定，如下详述。
在一实施例中，集成电路220提供无线IoT设备或标签200的功能性。集成电路220包括数种实现为模拟电路、数字电路或两者的执行功能。例如，集成电路220可执行以下功能：诸如读取和写入例如外围设备的存储器；执行简单的逻辑操作；跟踪功率电平；生成和准备传输数据包；生成循环冗余校验(CRC)代码；数据包白化；加密/解密与验证数据包；将数据从并行转换为串行；以及将数据包比特分段到模拟发射器路径以供传输。
在一实施例中，集成电路220包括频率测量电路(图2未示出)，其耦合到传感器227且配置为测量传感器227的LO频率和/或电流振荡频率。下面论述用于测量LO频率的各种实施例。在一实施例中，测量得出指示任何运动或接近检测的数字频率字(Frequency Word)。
在一实施例中，可以相对于连接到集成电路220的第二振荡器(图中未示出)测量或参照LO频率。参照的振荡器(例如，辅助振荡器)可预先校准到某个频率。这种振荡器的校准可以使用空中信号来执行，例如参阅转让给共同受让人的未决美国专利申请US15/994,388，其内容通过引用归并本文。在另一实施例中，基准信号可以未经校准，在此情形下，公知的是通常产生特定范围内的频率。在这两种情形下，集成电路220皆可检测到相对频率随时间的变化。
电感元件210-L集成到天线2101内部且位于集成电路220外部，因此电感元件210-L对来自外部信号的牵引或锁频效应灵敏。这类影响可能扭曲频率测量结果。因而，在一实施例中，在激活频率测量之前执行空闲信道评估(CCA)过程。CCA是一种用于侦听信道上的RF传输以判定该信道是否正使用或是否可用于传输的过程。将信道上检测到的任何信号能量与预定的CCA参数值进行比较，以确立该信道是否可供使用。附加地，删除确定为由外部干扰导致的离群点测量结果。
在一实施例中，IoT标签200为无电池且由收集到的能量供电，例如，经由天线210-1和210-2收集到的能量。因此，IoT标签200可能无法执行需要能量的处理任务，诸如上述CCA过程、离群点检测以及生成拾取或移动事件。为此，在一实施例中，IoT标签200连接到分析系统，该分析系统配置为执行至少CCA、离群点检测以及生成拾取或移动事件的过程。分析系统的部署可在网关和/或云计算平台中执行，如参阅图8。
在一些实施例中，使用也会受环境影响的单独传输天线(例如210-2)来执行频率测量结果的传输。在一些实施例中，收集天线(例如210-1)额外用于传输和感测。在后一种情形下，天线调谐电路(图中未示出)能够控制传输频率。传输天线210-2也可能对环境灵敏，因此在一实施例中，IoT标签200配置为使得传输流程涉及调谐设置的动态校准以维持信号传输所需的特定频率。
在拾取事件期间，传感器227的振荡频率发生变化，如下参阅图4和图5。因校准发生延迟，还需要对电容器充电，因此在拾取事件本身期间可能会传输失败，原因是传输将在未校准的频率下完成。因此，在一实施例中，数次传输频率测量结果才能确保接收设备成功接收的高概率。在这一实施例中，频率测量结果可以包括执行测量的时间而非将其传输的时间的本地时间戳。在一实施例中，由外部分析系统执行对准确频率测量数据和相关时间戳的确定。
图3A至图3D是根据各实施例的IoT标签300的例图。图3A示出IoT标签300的第一实施例，其包括连接到集成电路或芯片(图中未示出，但其在稍后的生产期间放置于天线顶点315处)的两个环形天线310。如图所示，天线310连接到测试连接器焊盘320和330，稍后可以在生产过程中将其移除。环形天线310在天线接口处具有电感阻抗(如上文就图2中所述)以及电容器(图中未示出)，作为IoT标签300的独立组件，或作为放置于315(图中未示出)的芯片部分，参阅上文图2中所述。
图3B和图3C示出具有两个或三个圆环天线310的IoT标签300的两种实施例，这些天线进一步连接到集成电路(图中未示出)。图3D包括由圆形天线315围绕的两个三角环形天线310，每个天线均连接到集成电路(图中未示出)。
图4示出根据一实施例包含在IoT标签中的接近传感器(227)的振荡频率的测量结果时间序列的例图400。在所示实例中，初始LO频率405约为2353MHz。可以清楚地标识两次拾取事件410和420，即IoT标签本身已被拾取的事件。在这两个事件期间，振荡频率大约变化1MHz至1.5MHz。这些变化是由于人手在移动时接近天线而引起天线电感变化所致。因而，如可从上例确定，接近事件是基于相对于LO频率的偏移以及对当前振荡频率的一次或多次连续测量而确定。应当指出，当传感器227稳定在新的振荡频率左右时(例如，由于新环境)，这样的频率设置为(新)LO频率。
如可由时间序列确定，振荡频率不仅在拾取事件410和420期间发生变化，还应指出，每次拾取事件前后的频率也略有变化。应当指出，第一次拾取事件410之前的初始LO频率405高于拾取后频率415。相对于第二次拾取事件420，拾取前频率415与拾取后频率425之间可以看出类似的频移。这些变化归因于将IoT标签放下，相对于其拾取前初始位置发生了轻微取向变化。
在所示实例中，振荡频率在第一次拾取410之后大约降低了400kHz，而在第二次拾取420之后又降低了100kHz。因此，即使在第一次拾取事件本身期间未采取测量，例如，由于在上述基于收集设备的情形下缺乏能量，也可在拾取后检测到标签的移动。这样的灵敏检测可根据IoT标签本身足够高的分辨率来实现，或者利用基于云的系统对多个IoT标签进行额外处理和平均，如下所述，因为所示实例中的增量偏移低于IoT标签的分辨率。
但在某些情形下，LO频率相对于当前振荡频率的变化可能明显。图5示出移除已放置在IoT标签上的一瓶液体的影响的曲线表500。将瓶从IoT标签移除后的振荡频率520比移除前测得的初始LO频率510约高100MHz。
图6是根据一实施例的IoT标签600的示例性示意图。在所示实施例中，IoT标签600包括能量收集器601，其耦合到电容器602(诸如片上电容器)、电力管理单元(PMU)603、集成电路605和驻留存储器606。IoT标签600可以进一步包括至少一个收集天线610和一个发射天线620。在一实施例中，天线610和620中的一个或两个天线印刷或蚀刻到上面布置有IoT标签600的基板中。收集天线610耦合到收集器601且用于能量收集，发射天线620用于无线通信以发射IoT标签600的频率数据。在一实施例中，IoT标签600不包括任何外接DC电源，诸如电池。
在一实施例中，集成电路605实施电子电路(诸如存储器、逻辑、RF等)来执行允许使用低功耗(功率)通信协议进行通信的各种功能。这种协议的实例包括但不限于
收集器601配置为向集成电路605提供多个电压电平，同时保持低负载DC耗散值。在一示例性实施方案中，能量收集器601可以包括耦合到收集天线610的电压倍增器(图中未示出)。电压倍增器可以是多个AC整流电路的DC输出端的串联连接，其中全部AC输入端共同连接到天线。发射天线620配置为集成电路605的接收/发射天线。
PMU 603耦合到电容器602且配置为将功率调节到集成电路605。具体而言，电容器602的电容非常有限，因此应谨慎维持功耗。执行这种维护是为了避免电容器602耗尽而重置集成电路605。
在另一实施例中，PMU 603可以进一步配置为向集成电路605提供多级电压电平指示。这类指示允许集成电路605在电容器602充电或放电时的任何给定时刻确定电压供应状态。根据本实施例，PMU 603可以包括由控制器控制的检测电路。检测电路包括不同的电压基准阈值检测器，其中在给定时间只有这类检测器的子集为有源以执行检测。
IoT标签600不包括提供基准时钟信号的晶体振荡器。相反，根据一实施例，IoT标签600使用的基准时钟信号是使用从发射天线620接收的空中信号而生成。
驻留存储器606是系统IoT标签600中持续供电的集中区域。在低功率状态期间要保留的数据位于驻留存储器606中。在一实施例中，保留区域被优化到亚阈值或接近阈值电压，例如0.3V至0.4V。这就允许减少保留单元的泄漏，并允许通过使电容器电压下降到更低电平来延长保留时间，而不丢失数据。
在一实施例中，集成电路605进一步包括测量电路607，其配置为测量接近传感器621(以及标签600)的LO频率和电流振荡频率。具体而言，测量电路607配置为执行对当前振荡频率的重复测量，且确定传感器621随时间的频率偏移。
在一实施例中，由电路607在IoT标签600中使用校准到某个频率的基准振荡器(图中未示出)来执行频率测量。这种基准振荡器可生成对应的测量窗口。在此窗口期间测量LO频率和/或当前振荡频率是通过对窗口内发生的振荡器信号过零次数进行计数而完成。在一示例性实施例中，每个频率测量结果可以是存储在驻留存储器606中的数字频率字640。
在一示例性实施例中，基准振荡器被校准到2.4GHz，这是从振荡器导出的基准频率。可从基准振荡器导出测量窗口，例如，具有1μs、16μs、64μs等长度。测量窗口的持续时间越长，其分辨率越佳。在1μs窗口中，频率测量的分辨率为1MHz(2.4GHz基准频率为2400个过零点，2.401GHz基准频率为2401个过零点，等等)。使用64μs测量窗口时，分辨率约为15kHz。
虽然更长的测量窗口允许更佳的测量分辨率，但执行测量所需的能量与测量窗口的持续时间成正比增加。因此，基于IoT标签(诸如IoT标签600)的能量收集在给定的收集范围内对于标签所能执行的测量长度有限。
在一实施例中，IoT标签600配置为使用与电容器602的可用能量直接相关的时间窗口长度进行测量，并将测量结果上传到分析系统，例如云计算平台中。可进一步分析上传到外部分析系统的测量结果，以确定任何运动或接近事件。
例如，数个子序列测量结果可相互关联或取平均值以去除离群点或消除噪点。互不相同的测量结果(例如超出预定阈值)可指示IoT标签600邻近的运动或接近变化。举一简例，如果一系列频率测量读数为“0000”，而新频率测量读数为“0FFF”，则可确定频率可能因IoT周围的移动而发生变化。可由分析系统执行判定频率是否因IoT标签附近的运动或移动而发生变化。
在一实施例中，发射天线620经由配置为检测频率变化的接近传感器621连接到集成电路605。应当指出，接近传感器621未必为专用传感器，而是基于因IoT标签600附近的运动或接近变化而导致相对于当前LO频率的振荡频率变化来检测运动或接近的机制。仅出于论述目的，接近传感器621示为分立的元件。
在实例IoT标签600中，测量以及传输测量数据仅发生在存在用于传输的收集能量的预定阈值时。如此，预计在能量收集期间无法进行来自LO的传感器测量。假设每次测量消耗电容器602处的可用能量，测量之间的时段与IoT标签600的电容器或电池的充电时间有关，且取决于激励信号的可用性、占空比和强度。
在一示例性实施例中，电容器602的充电时间以秒为单位。在此情形下，IoT标签600可能错过诸如拾取事件等短期事件。因此，IoT标签600在收集操作期间为“盲点(blind)”。附加地，传输需要能量，从而若要单独传输每次测量结果，则在传输操作的充电时间期间将会经历额外的延迟或“盲”区间。在一实施例中，IoT标签600配置为将数据存储在驻留存储器640中。这样的数据可以包括有关预定数目事件的相关频率变化，然后才将一组数据传输到例如基于云的系统。
如上所述，当相对于基准振荡器测量频率偏移值时，测量会受到基准的变更和可变性影响。基准振荡器的稳定性会受到引入到测量中的各种温度变化和相位噪声(PN)影响。通过使用分析系统，可以使用更长的测量和/或平均连续测量对PN求平均。分析系统可额外补偿某些因素，诸如温度影响，例如是通过检索温度传感器的数据并对测量结果应用适当的校正。
在一实施例中，与游走频率相比，基准振荡器配置为受到环境的影响最小。例如，基准振荡器可实施为：内部环形振荡器；内部LC振荡器，其中电感器L位于芯片内部，因此不受环境影响；或者带有外部电感器的LC振荡器，其并非设计为天线，故受环境中电磁变化的影响相对较小。应当指出，外部电感器相比内部电感器可具有更佳的品质因数，故相比具有内部电感器的LC振荡器会消耗更少的功率。
还应指出，基准振荡器既可自行动态校准，又可自由运行。当基准振荡器未经校准时，基准振荡器的运行范围为已知。在任一情形下，皆可准确检测频率测量中的差分变化。
图7是示出根据一实施例的使用例如IoT标签的接近传感器来检测移动或接近的方法的示例性流程图700。接近传感器的结构请参阅上文。
S710，测量LO频率。LO频率随电感元件210-L和电容元件230(两者如图2所示)而变。LO频率取决于环境，当不存在环境干扰或接近传感器上的作用力时，LO频率保持基本恒定。因环境引起的每一次电感变化均会导致相对于LO频率的频率偏移。测量产生频率测量数据，该频率测量数据可以存储在驻留存储器中。
S720，在测量窗口上执行对传感器当前振荡频率的一次或多次连续测量。在一实施例中，对测量结果求平均为均值、中值、标准偏差和平均频率值的类似计算中的至少一个。可基于设定的时段(例如，在1秒内测得频率的平均值)、基于所进行的测量次数(例如，在进行十次测量之后)等来确定平均测量结果。当IoT标签由收集到的能量供电时，测量次数可以是基于可用功率，因此进行10次测量的时段可以根据IoT标签的存储和可用功率而变化。
S730，确定LO频率与连续测量之间的频率偏移，并判定这种偏移是否超过预定阈值。阈值既可为静态又可为动态，且基于环境参数。例如，可以基于所确定的IoT标签的当前操作温度来调整阈值。
S740，在一实施例中，将频率测量数据传输到位于IoT标签外部的外部分析系统。在某一实施例中，将每次测量结果均传输到外部分析系统。虽然这会确保准确的数据，但需要额外的能量，这可能并非始终可供使用。在又一实施例中，仅传输计算出的平均测量结果。在又一实施例中，仅将已确定超过预定阈值的测量结果传输到外部分析系统。后两实施例需要比第一实施例更少的传输功率，但在将数据传输到基于云的系统时引入延迟。在还一实施例中，传输次数可基于可用功率来调整。在另一实施例中，全部LO频率测量结果皆发送到分析系统，并由分析系统判定对频率偏移和拾取/接近事件的确定。
在一些实施例中，当天线配置为利用外部电感器来增加Q因数并节省电流时，使用也受环境影响的发射天线来执行频率测量结果的传输。在一些实施例中，使用相同的LO和天线来进行发射以及感测。在后一情形下，LO具有配置为控制传输频率的天线调谐电路。在此情形下，应在测量期间将调谐设置设定为特定的一致值。这可与用于传输的调谐值不同。该值应保持一致，以允许基于云的系统准确比较测量结果。在某些情形下，例如当一个频率存在若干外部干扰时，振荡器测量使用不同的调谐频率来执行。在这类情形下，IoT标签不仅应向基于云的系统传输LO测量值，还应传输测量期间使用的天线调谐设置。
传输天线对环境也很灵敏，因此传输流程通常涉及调谐设置的动态校准以保持特定频率。在拾取事件期间，频率变化很快，如参阅图4和图5。因校准发生延迟，还需要对电容器充电，因此在拾取事件本身期间可能会传输失败，原因是传输将在未校准的频率下执行。因此，在一实施例中，几次传输测量数据以确保提高成功接收测量数据的概率。在这一实施例中，频率测量结果包括完成测量的时间而非将其传输的时间的本地时间戳。
图8是示出根据一实施例的分析系统810部署的网络图800。如图8所示，IoT标签820连接到网关830，该网关830进一步连接到云计算平台840。网关830是配置为连接到IoT标签820(例如通过BLE连接)和云计算平台840(例如通过Wi-Fi或以太网连接)的设备。IoT标签820的运行方式请具体参阅上文。
分析系统810可以安装于网关830中或集成于云计算平台840中。IoT标签820为无源设备，它从环境来源中收集能量且配置为以最低功率要求运行，因此可将对IoT标签820采集的数据执行的任何分析(包括频率变化和偏差分析)卸载到分析系统810。
在一实施例中，网关830配置为执行能量-c(图中未示出)，其中可以将频率测量结果及其变化传输到基于云的分析系统810。分析系统810配置为分析频率测量结果时间序列。
在一实施例中，IoT标签820根据能量状况而通电和断电。由于功率要求，这样的标签无法独立鲁棒地跟踪测量结果时间序列，但当与网关830或基于云的平台840耦合时仍然有用。IoT标签800自身外部的分析系统810的另一优势在于，分析系统810可配置为接收来自多个IoT标签的数据点。在一实施例中，云计算平台840配置为一起分析许多共同定位的标签的数据以确定关于周围环境的公共结论。在测量结果为噪声的情形下，云计算平台840可额外平均并滤除噪声。
网关830可以是任何计算设备，诸如智能电话、平板型计算机、个人计算机、路由器等。
基于接收到的数据，分析系统810可执行各种形式的分析、补偿漂移以及进行噪声滤除/平均，以能够检测拾取或移动效果。在一实施例中，分析系统810配置为接收多个标签、尤其是协同定位的标签的测量数据。在某些情形下，分析系统根据先验信息或根据从同一网关接收数据来确定哪些标签共同定位(通常，网关与标签的范围限定为几米)。
在一实施例中，分析系统810配置为根据关联来自不同IoT标签的测量数据来推断共同定位。在IoT标签的能量来源非静态的实施例中，部署在云计算平台840中的分析系统810配置为检测何时数个标签变得一起充能。
在一实施例中，数据的传输是基于同样负责拾取事件的电源。举例而言，某人携带用作收集电源的智能电话接近多个标签。标签变得一起充能并开始传输到基于云的系统。当该人移动靠近标签时，每个标签的LO频率均会受到影响。如果该人拾取单个标签，则该标签的频率相对于其他标签的变化更大。当该人放下标签并开始移开时，放下后的频率值与拾取前的频率值略有不同，因为标签取向可能有所变化，如参阅图4。对于其余的标签，放下后的频率不变。随着该人继续移开，全部标签皆将在能量耗尽时停止传输。这些事件序列中的每一个均可由分析系统810根据频率测量数据进行传输和分析。在一实施例中，分析系统810配置为考虑来自标签历史不同阶段的可用的每标签测试数据。
在本公开各实施例可实施为硬件、固件、软件或其任意组合。此外，该软件优选实施为有形地体现在由部件或某些器件和/或器件组合组成的程序存储单元或计算机可读介质上的应用程序。该应用程序可以上传到包括任何适用架构的机器并由其执行。优选地，该机器在具有诸如一个或多个中央处理单元(“CPU”)、存储器和输入/输出接口等硬件的计算机平台上实施。计算机平台也可以包括操作系统和微指令代码。本文描述的各种过程和功能可以是可由CPU执行的微指令代码的一部分或应用程序的一部分或者它们的任意组合，无论这样的计算机或处理器是否显式示出。此外，各种其他外围单元可以连接到计算机平台，诸如附加数据存储单元和打印单元。另外，非暂时性计算机可读介质是除暂时性传播信号以外的任何计算机可读介质。
如本文所用，短语“至少一个”后跟项列是指可单独使用所列项目中的任一项，或可使用所列项目中两项或更多项的任意组合。例如，如果系统描述为包括“A、B和C中至少一个”，则该系统可包括单独A；单独B；单独C；A和B组合；B和C组合；A和C组合；A、B和C组合。
本文引用的所有实例和条件语言旨在教导目的，以助读者理解本公开实施例的原理和发明人促进本领域所贡献的构思，应解释为不限于这些具体引用的实例和条件。而且，本文言及本公开实施例的原理、观点和实施例及其具体实例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能的等效方案。此外，还旨在包含目前公知的等效方案及未来开发的等效方案，即无论结构如何，包含所开发的执行相同功能的任何元素。
机译： 基于本地振荡器的频率接近传感器
机译： 基于本地振荡器的频率接近传感器
机译： 本地振荡器频率的接近传感器
