(57)【要約】      （修正有）【課題】電子デバイス間の通信において効率的、かつ、安全に通信を確立しデータを交換する方法および装置を提供する。【解決手段】第１のデバイス１７０２は、基準値を決定し１７０６、決定した基準値をブロードキャストし１７０８、第２のデバイス１７０４が第１のデバイスにデータを要求する時は任意の新しいデータを送信し１７１０、第１のデバイスが新しいデータを有する時は新しい基準値を生成およびブロードキャストする１７１２。第１のデバイスが新しいデータを有しない時は、第１のデバイスから再び基準値をブロードキャストする。第２のデバイスは、第１のデバイスから基準値を受信し１７１４、受信した基準値が記憶した基準値と一致しなければ１７１８、第１のデバイスからの新しいデータを求める要求を送信し１７２０、第１のデバイスからの新しい基準値を記憶し１７２２、第１のデバイスからの新しいデータを受信する１７２４。【選択図】図１７
2020205596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1のデバイス上で基準値を決定するステップと、
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストするステップと、
第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求すれば前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続するステップと、
前記第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求すれば任意の新しいデータを送信するステップと、
前記第1のデバイスが新しいデータを有すれば新しい基準値を生成およびブロードキャストするステップと、
前記第1のデバイスが新しいデータを有しなければ前記第1のデバイスから再び前記基準値をブロードキャストするステップと、
前記第1のデバイスから前記第2のデバイスにおいて基準値を受信するステップと、
前記受信した基準値が記憶した基準値と一致すれば新しい基準値を待つステップと、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第1のデバイスからの新しいデータを求める前記第2のデバイスからの要求を送信するステップと、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第2のデバイスに前記第1のデバイスからの新しいデータを受信するステップと、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記受信した基準値を新しい記憶した基準値として記憶するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
基準値を決定する前記ステップが、状態変数値、ランダム値、増分値、日付/時刻スタンプ値およびデータ特性値の少なくとも1つに基づいて値を決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストする前記ステップが、Bluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)アドバタイジングデータをブロードキャストするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記基準値が前記BLEアドバタイジングデータに含まれる、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記ステップが、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとの間にワイヤレス通信チャネルを確立するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記ステップが、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとをペアリングするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記第1のデバイスが血糖計(BGM)であり、かつ前記第2のデバイスがスマートデバイスである、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
第1のデバイスと、
第2のデバイスと、
を備え、
前記第1のデバイスが、コントローラであって、前記コントローラ上で実行可能な命令であり、
前記第1のデバイス上で基準値を決定し、
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストし、
前記第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求すれば前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続し、
前記第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求すれば任意の新しいデータを送信し、
前記第1のデバイスが新しいデータを有すれば新しい基準値を生成およびブロードキャストし、
前記第1のデバイスが新しいデータを有しなければ前記第1のデバイスから再び前記基準値をブロードキャストするように動作する命令を記憶するように動作するメモリを有する、コントローラを含み、
前記第2のデバイスが、コントローラであって、前記コントローラ上で実行可能な命令であり、
前記第1のデバイスから前記第2のデバイスにおいて基準値を受信し、
前記受信した基準値が記憶した基準値と一致すれば新しい基準値を待ち、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第1のデバイスからの新しいデータを求める前記第2のデバイスからの要求を送信し、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第2のデバイスに前記第1のデバイスからの新しいデータを受信し、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記受信した基準値を新しい記憶した基準値として記憶するように動作する命令を記憶するように動作するメモリを有する、コントローラを含むシステム。
【請求項９】
基準値を決定する前記命令が、状態変数値、ランダム値、増分値、日付/時刻スタンプ値およびデータ特性値の少なくとも1つに基づいて値を決定する命令を含む、請求項8に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストする前記命令が、Bluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)アドバタイジングデータをブロードキャストする命令を含む、請求項8に記載のシステム。
【請求項１１】
前記基準値が前記BLEアドバタイジングデータに含まれる、請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記命令が、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとの間にワイヤレス通信チャネルを確立する命令を含む、請求項8に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記命令が、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとをペアリングする命令を含む、請求項8に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第1のデバイスが血糖計(BGM)であり、かつ前記第2のデバイスがスマートデバイスである、請求項8に記載のシステム。
【請求項１５】
コントローラと、
前記コントローラに結合されるメモリであって、前記コントローラ上で実行可能な命令であり、
基準値を決定し、
前記基準値をブロードキャストし、
スマートデバイスが、前記ブロードキャストした基準値を受信し、前記ブロードキャストした基準値が記憶した基準値と一致しないと判定した後に前記ワイヤレスデバイスに新しいデータを要求すれば、前記スマートデバイスに接続するように動作する命令を記憶するように動作する、メモリと、
を備えるワイヤレスデバイス。
【請求項１６】
基準値を決定する前記命令が、状態変数値、ランダム値、増分値、日付/時刻スタンプ値およびデータ特性値の少なくとも1つに基づいて値を決定する命令を含む、請求項15に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１７】
前記スマートデバイスが前記ワイヤレスデバイスに新しいデータを要求すれば前記スマートデバイスに新しいデータを転送するように動作する命令をさらに含む、請求項15に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１８】
前記ワイヤレスデバイスから前記基準値をブロードキャストする前記命令が、前記基準値を含むBluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)アドバタイジングデータをブロードキャストする命令を含む、請求項15に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１９】
前記スマートデバイスに前記ワイヤレスデバイスを接続する前記命令が、前記ワイヤレスデバイスと前記スマートデバイスとの間にワイヤレス通信チャネルを確立する命令を含む、請求項15に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２０】
前記ワイヤレスデバイスが血糖計である、請求項15に記載のワイヤレスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、2014年7月7日出願の「METHODS AND APPARATUS FOR IMPROVED DATA COMMUNICATIONS」という名称の米国仮特許出願第62/021,690号(整理番号BHC144012(BHDD/055/L))の優先権を主張し、同号はここですべての目的でその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明の実施形態はワイヤレス電子デバイス間の通信に関し、より詳細には、そのようなデバイス間で効率的かつ安全に通信を確立し、データを交換することに関する。
【背景技術】
【０００３】
Bluetooth(登録商標)Low Energy(BLE)またはBluetooth（登録商標） LEは、Bluetooth（登録商標） Smartとして市場化され、かつBluetooth（登録商標）4.0規格の一部として含まれるものであり、ヘルスケア、フィットネス、セキュリティおよびホームエンターテイメント産業における新規な用途に向けられる、Bluetooth（登録商標） Special Interest Group(SIG)によって設計および市場化されるワイヤレスパーソナルエリアネットワーク技術である。当初のBluetooth（登録商標）プロトコルと比較して、BLEは、同様の通信距離を維持しつつ相当に低減された消費電力およびコストを提供するものと意図される。Bluetooth（登録商標） SIGは、低エネルギーデバイスのためのいくつかのプロファイル(たとえば、デバイスがどのようにして特定の用途において動くかの仕様)を定義する。製造業者は、互換性を確保するためにそれらのデバイスの適切な仕様を実装する。単一のデバイスが複数のプロファイルの実装を含んでよい。現在の低エネルギーアプリケーションプロファイルは、低エネルギーリンクにわたる属性として知られる短いデータを送受信するための一般仕様である、汎用属性(GATT)プロファイルに基づく。Bluetooth（登録商標）4.0はより高いビットレートで低消費電力を提供するが、しかしバッテリサイクルに対する利用可能な実行時間を改善するために、ワイヤレス電子デバイス、特にバッテリ電力で動作するポータブルデバイス間のさらに効率的な通信が望ましい。したがって、必要とされることは、データ通信をより効率的にする現存のワイヤレスプロトコルへの改良または拡張である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
いくつかの実施形態において、低エネルギー通信の方法が提供される。方法は、第1のデバイス上で基準値を決定するステップと、第1のデバイスから基準値をブロードキャストするステップと、第2のデバイスが第1のデバイスにデータを要求すれば第2のデバイスに第1のデバイスを接続するステップと、第2のデバイスが第1のデバイスにデータを要求すれば任意の新しいデータを送信するステップと、第1のデバイスが新しいデータを有すれば新しい基準値を生成およびブロードキャストするステップと、第1のデバイスが新しいデータを有しなければ第1のデバイスから再び基準値をブロードキャストするステップと、第1のデバイスから第2のデバイスにおいて基準値を受信するステップと、受信した基準値が記憶した基準値と一致すれば新しい基準値を待つステップと、受信した基準値が記憶した基準値と一致しなければ第1のデバイスからの新しいデータを求める第2のデバイスからの要求を送信するステップと、受信した基準値が記憶した基準値と一致しなければ第2のデバイスに第1のデバイスからの新しいデータを受信するステップと、受信した基準値が記憶した基準値と一致しなければ受信した基準値を新しい記憶した基準値として記憶するステップとを含む。
【０００５】
いくつかの実施形態において、低エネルギー通信のシステムが提供される。システムは、第1のデバイスと、第2のデバイスとを含み、ここで第1のデバイスは、コントローラであって、コントローラ上で実行可能な命令であり、第1のデバイス上で基準値を決定し、第1のデバイスから基準値をブロードキャストし、第2のデバイスが第1のデバイスにデータを要求すれば第2のデバイスに第1のデバイスを接続し、第2のデバイスが第1のデバイスにデータを要求すれば任意の新しいデータを送信し、第1のデバイスが新しいデータを有すれば新しい基準値を生成およびブロードキャストし、第1のデバイスが新しいデータを有しなければ第1のデバイスから再び基準値をブロードキャストするように動作する命令を記憶するように動作するメモリを有する、コントローラを含む。第2のデバイスは、コントローラであって、コントローラ上で実行可能な命令であり、第1のデバイスから第2のデバイスにおいて基準値を受信し、受信した基準値が記憶した基準値と一致すれば新しい基準値を待ち、受信した基準値が記憶した基準値と一致しなければ第1のデバイスからの新しいデータを求める第2のデバイスからの要求を送信し、受信した基準値が記憶した基準値と一致しなければ第2のデバイスに第1のデバイスからの新しいデータを受信し、受信した基準値が記憶した基準値と一致しなければ受信した基準値を新しい記憶した基準値として記憶するように動作する命令を記憶するように動作するメモリを有する、コントローラを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態において、低エネルギー通信のためのワイヤレスデバイスが提供される。ワイヤレスデバイスは、コントローラと、コントローラに結合されるメモリであって、コントローラ上で実行可能な命令であり、基準値を決定し、基準値をブロードキャストし、スマートデバイスが、ブロードキャストした基準値を受信し、ブロードキャストした基準値が記憶した基準値と一致しないと判定した後にワイヤレスデバイスに新しいデータを要求すれば、スマートデバイスに接続するように動作する命令を記憶するように動作する、メモリとを含む。
【０００７】
いくつかの実施形態において、データ通信を改善する方法が提供される。方法は、第1のワイヤレス電子デバイスから第2のワイヤレス電子デバイスに送信されるデータの特性を記憶するステップであって、送信されるデータの特性が第2のデバイスに記憶される、ステップと、第1のデバイスによって送信されるべきデータの特性を第1のデバイスからブロードキャストするステップと、第2のデバイスにおいて送信されるべきデータのブロードキャストされた特性を受信するステップと、送信されたデータの記憶した特性と送信されるべきデータの受信したブロードキャストされた特性を第2のデバイスにおいて比較するステップと、送信されるべきデータの受信したブロードキャストされた特性が送信されたデータの記憶した特性と一致しなければ次のデータ転送を要求し、送信されるべきデータの受信したブロードキャストされた特性が送信されたデータの記憶した特性と一致すれば次のデータ転送を要求しないステップとを含む。
【０００８】
いくつかの実施形態において、2つのワイヤレスデバイスをペアリングする方法が提供される。方法は、スマートデバイスおよび周辺デバイスをペアリングモードに入れるステップと、周辺デバイス内の兼用圧電回路で少なくとも1つのペアリング動作イベントを検出するステップと、スマートデバイスに少なくとも1つのペアリング動作イベントの発生の徴候を送信するステップと、少なくとも1つのペアリング条件を充足した少なくとも1つのペアリング動作イベントの発生の徴候をスマートデバイスにおいて受信するステップと、少なくとも1つのペアリング条件の充足に応じて周辺デバイスとスマートデバイスをペアリングするステップとを含む。
【０００９】
いくつかの他の実施形態において、2つのワイヤレスデバイスをペアリングするためのシステムが提供される。システムは、Bluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)対応であるプログラマブルスマートデバイスを含む第1のワイヤレスデバイスと、BLE対応周辺デバイスおよび周辺デバイス内の兼用圧電回路を含む第2のワイヤレスデバイスとを含む。第2のワイヤレスデバイスは、プロセッサおよびプロセッサ上で実行可能な周辺デバイス命令を記憶するメモリを含み、ここで周辺デバイス命令は実行されると、第2のワイヤレスデバイスをペアリングモードに入れ、少なくとも1つのペアリング動作イベントの遂行を検出し、スマートデバイスに少なくとも1つのペアリング動作イベントの発生の徴候をブロードキャストするように動作可能である。スマートデバイスは、プロセッサおよびプロセッサ上で実行可能なスマートデバイス命令を記憶するメモリを含み、ここでスマートデバイス命令は実行されると、少なくとも1つのペアリング条件を充足した少なくとも1つのペアリング動作イベントの発生の徴候を受信し、少なくとも1つのペアリング条件の充足に応じてスマートデバイスおよび周辺デバイスをペアリングするように動作可能である。
【００１０】
なお他の実施形態において、兼用圧電回路が提供される。兼用圧電回路は、比較器およびデジタルアナログ変換器(DAC)を含むマイクロコントローラと、マイクロコントローラの入力に結合される出力を有する圧電ブザーとを含む。DACの出力は比較器の入力に結合され、圧電ブザーの出力は比較器の入力に結合される。
【００１１】
いくつかの実施形態において、2つのワイヤレスデバイスをペアリングする方法が提供される。方法は、2つのデバイスの少なくとも1つをペアリングモードに入れるステップと、ワイヤレスデバイスの少なくとも1つで少なくとも1つのペアリング動作イベントを遂行して少なくとも1つのペアリング条件を充足するステップと、少なくとも1つのペアリング条件の充足を検出するステップと、少なくとも1つのペアリング条件の充足の検出に応じて2つのワイヤレスデバイスをペアリングするステップとを含む。
【００１２】
いくつかの他の実施形態において、2つのワイヤレスデバイスをペアリングするためのシステムが提供される。システムは、Bluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)対応であるプログラマブルスマートデバイスを含む第1のワイヤレスデバイスと、BLE対応である第2のワイヤレスデバイスとを含む。第2のワイヤレスデバイスは、プロセッサおよびプロセッサ上で実行可能な第2のワイヤレスデバイス命令を記憶するメモリを含み、ここで第2のワイヤレスデバイス命令は実行されると、第2のワイヤレスデバイスをペアリングモードに入れるように動作可能である。スマートデバイスは、プロセッサおよびプロセッサ上で実行可能なスマートデバイス命令を記憶するメモリ含み、ここでスマートデバイス命令は実行されると、少なくとも1つのペアリング動作イベントの遂行を検出し、少なくとも1つのペアリング動作イベントの遂行が少なくとも1つのペアリング条件を充足したかどうかを判定し、少なくとも1つのペアリング条件の充足の判定に応じて2つのワイヤレスデバイスをペアリングするように動作可能である。
【００１３】
なお他の実施形態において、2つのワイヤレスデバイスをペアリングする方法が提供される。方法は、BLE対応であるスマートデバイス上のペアリングアプリケーションを実行するステップと、スマートデバイスに直に近接して第2のBLE対応デバイスを配置するステップと、第2のデバイスをペアリングモードに入れるステップと、ユーザに第2のデバイスをスマートデバイスから遠ざける方向に移動させるように指示するステップと、第1のペアリング条件が第1の動作イベントによって充足されたとの検出に応じてユーザに第2のデバイスをスマートデバイスに向けて移動させるように指示するステップと、第2のペアリング条件が第2の動作イベントによって充足されたとの検出に応じて第2のデバイスとスマートデバイスをペアリングするステップとを含む。
【００１４】
多数の他の態様が本発明のこれらおよび他の態様に従って提供される。本発明の他の特徴および態様は以下の詳細な説明、添付の請求項および添付の図面からより完全に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る例示のシステム図である。
【図２】本発明の実施形態に係る第1の例示の論理回路の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る第2の例示の回路の論理ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係るペアリング動作シーケンスの図である。
【図５】本発明の実施形態に係る例示の方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態における使用のために構成可能な血糖モニタのブロック図である。
【図７】本発明の実施形態における使用に適切な圧電ブザーの側面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るペアリング例示の方法を示す例示のシステム図である。
【図９】本発明の実施形態に係る例示の兼用圧電回路のブロック図である。
【図１０】図9の兼用圧電回路によって生成される例示の信号のグラフである。
【図１１】本発明の実施形態に係る例示の兼用圧電回路のブロック図である。
【図１２】図11の兼用圧電回路によって生成される例示の信号のグラフである。
【図１３】本発明の実施形態に係る例示の兼用圧電回路例のブロック図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る例示の方法を示すフローチャートである。
【図１５】BLEプロトコルスタックの簡略構造のブロック図である。
【図１６】BLE「無線」メッセージパケット構造の図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る例示の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態は、新しいデータが送信されるために実際に利用可能であればデータ伝送接続を唯一確立することによってワイヤレスデバイスにおけるエネルギーを浪費しないようにするための改善された方法および装置を提供する。換言すれば、実施形態は、ワイヤレスデバイスが別の受信デバイスに送信すべき新しいデータを有するかどうかを、エネルギーを費やして2つのペアリングしたデバイスを接続する前に安全に判定することを含む。いくつかの実施形態において、状態変数値がワイヤレスデバイスのBLEアドバタイジングデータブロードキャストに含まれ、受信デバイスは状態変数値を記憶する。値が以前に記憶した値と同じでなければ、受信デバイスは利用可能な新しいデータがあると仮定し、続けてデバイスを接続して新しいデータの転送を許容する。値が以前の値と同じであれば、これは新しいデータが利用可能でないことを示し、システムはデバイスを接続しないことによってエネルギーを節約する。いくつかの実施形態において、カウンタ(たとえば、逐次増加する値)が状態変数として使用され、いくつかの他の実施形態において、乱数が使用され、なおさらに他の実施形態において、新しいデータに関係したデータ特性が状態変数として使用される。BLEアドバタイジングデータブロードキャストにおける状態変数値が新しいデータが利用可能であるたびに以前の値とは異なる値に変化する限り、上記選択肢のいずれも使用され得る。
【００１７】
BLEなどの様々なワイヤレスプロトコルは通信リンクを確立する前にペアリング工程を必要とする。BLEは、2.4GHzの産業、科学および医療(ISM)無線バンドにおいて動作する無線周波数(RF)通信プロトコルである。BLE仕様は、血糖計(BGM)などのデバイスとスマートフォンまたはタブレットとの間の通信をサポートするプロファイル定義のほかに、近接モニタ(たとえば、スマートフォン上の)が近接レポータ(たとえば、BGM上の)が指定の範囲内にあるかどうかを検出するようにする近接プロファイルも含む。物理的近接は無線受信機の受信信号強度インジケータ(RSSI)値を用いて推定され得る。
【００１８】
本発明の代替の実施形態は、ユーザにキーを入力することも、またデバイスにキーを選択、表示および/または入力するための機構を含むことも要求することなく2つのデバイス間の通信リンクを安全に開始するために使用され得る新規なペアリング工程を提供する。いくつかの実施形態において、ペアリングは、デバイスをペアリングモードに入れ、デバイスを離すように次いで合わすように移動させることによって遂行される。経時的に近接測定を用いて(たとえば、BLEのための近接プロファイルを用いて)、通信リンクは、最初に2つのデバイスの至近接を検出し、次いで第1の閾(たとえば、低下した信号強度)へのデバイス間の増加する距離を検出し、最後に第2の閾(たとえば、上昇した信号強度)へのデバイス間の減少する距離を検出することに基づいて確立され得る。
【００１９】
いくつかの他の実施形態において、ペアリングは、デバイスをペアリングモードに入れ、次いで2つのデバイスを合わせてタップすることによって遂行される。タップは加速度計(たとえば、スマートフォン上の)を用いて検出され得る。なお他の実施形態において、発見もペアリングも、ペアリングモードにある1つのデバイスをスタンバイモードにある別のデバイスでタップすることによって達成される。タップイベントは、スタンバイモードのデバイスをウェイクアップさせてペアリングモードに入れるために使用される。両デバイスがペアリングモードになり、タップイベントに基づくペアリングは次いで上記のように進む。
【００２０】
ペアリングのための基準としてタップイベントを使用する実施形態において、ワイヤレスデバイスの加速度計の代わりに(または、に加えて)使用され得るタップイベントを検出するための代替手段は、ワイヤレスデバイスの圧電音響部品である。多くのワイヤレスデバイスに見られる圧電スピーカまたはブザーが音声信号(すなわち、音)を発生させるために典型的に使用されるが、本発明の実施形態によれば、圧電音響部品が、タップイベントを検出する振動、衝撃または衝突センサとして追加的に使用され得る。したがって、加速度計を有しないが、圧電ブザーまたは圧電スピーカなど、なんらかの形態の圧電音響部品を有するデバイスにおいて、圧電音響部品は、依然として音声を発生させるために機能的でありつつ本発明の実施形態のタップベースのペアリング方法に使用され得る。
【００２１】
上記実施形態の各種類において、ペアリングモードにある間の(またはペアリングモードにウェイクアップした上での)所定の物理的動作イベント(たとえば、少なくとも1つのペアリング条件を充足する変化する近接パターン/動作シーケンスまたはタップイベント)の検出は、2つのデバイス間の確立した通信リンクを安全に開始するための基準として従来の数字キー交換工程に取って代わるのに役立つ。ペアリングモードにある間に所定の物理的イベントを同時に経験する2つのデバイスのみがリンクを確立できるので、通信リンクの確立は「安全」と考えられることに留意されたい。傍受デバイスは、それらが所定の物理的動作イベント(たとえば、タップイベントまたはペアリング動作シーケンス/近接パターン)に関与しないので、接続する(たとえば、接続をハイジャックすることによって)のを妨げられる。換言すれば、非安全なペアリングシステムは、リンクが単に2つのデバイスを互いの範囲内でペアリングモードに入れることによって確立されるようにする。本発明の実施形態は、ペアリング動作イベントに関与することによってペアリング条件を充足する意図したデバイスのみがペアリングされ得、かつ任意の傍受デバイスはペアリングされ得ないことを保証する。したがって、これらの実施形態は単純で直観的なペアリング手順の簡便性も安心かつ確実感もユーザに提供する。
【００２２】
図1に着目すると、本発明の実施形態に係る例示のシステム100が提供される。いくつかの実施形態において、システム100は、BLE能力をもつBGM102、および同じくBLE能力をもつ1つまたは複数のスマートフォン104A、104B、104Cを含み得る。例示のシステム100は単に実例としてBGM102および1つまたは複数のスマートフォン104A、104B、104Cとともに図示されることに留意されたい。さらに、システム100は、ペアリング、ボンディングまたはインプリンティングを使用して信頼されたワイヤレス通信リンク106を安全に確立する任意の通信プロトコル(たとえば、BLE、Bluetooth（登録商標）、ANTプロトコルなど)で有効にされる任意のワイヤレスデバイスを代替的に使用できることに留意されたい。たとえば、本発明の実施形態は、Lockitron Deadbolt、MotorolaのH19TXTヘッドセット、Polaroid Pogo Connectスマートペン、Pebble電子ペーパーウォッチ、Wahoo Fitness KICKR固定エクササイズバイクシステム、Nike Hyperdunk+バスケットボールシューズ、Jabra Solemateドッキングステーションスピーカシステム、Withingsワイヤレス体重計WS-30、Scosche RHYTHMアームバンド脈拍センサ、Microsoft Sculptモバイルキーボード、Polaroid PoGoインスタントモバイルプリンタ、Kensington Vo200 Bluetooth（登録商標）インターネット電話、BlueAnt Supertooth3ハンズフリースピーカーホン、Interlink Electronics VP6600 Bluetooth（登録商標）用ExpressCard Media Remote、Lego Mindstorms NXTロボットキット、Baracoda D-Flyバーコードスキャナ、GARMIN GLOポータブル航空GPSなどのBluetooth（登録商標）デバイスをペアリングするために使用され得る。加えて、スマートフォンなどの「スマートデバイス」、Apple iPad（登録商標）などのタブレット、Kinivo BTD-400 Bluetooth（登録商標）4.0 USBアダプタなどのBluetooth（登録商標）アダプタをもつ任意のパーソナルまたはラップトップコンピュータ、ワイヤレス通信機構をもつ任意のプログラマブルデバイス、などが、本発明の実施形態の方法および装置を用いてペアリングされ得る。
【００２３】
図2は、ペアリングのためにタップイベントを使用する本発明の例示の論理回路200の実施形態を例証する機能ブロック図を描く。回路200の部品がハードウェアデバイスとして表されても、いくつかの実施形態において、回路はプログラマブルデバイス(たとえば、スマートフォン、タブレットなど)上で実行するソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェア部品の組合せとして具象化され得ることに留意されたい。例証される実施形態は、ペアリングされるべき2つのデバイスの少なくとも1つが加速度計を含むと仮定する。例示の回路200は、いくつかの実施形態において、以下の3つのペアリング条件が満たされる場合にデバイスをペアリングするのみであろう。第一に、タップが指定の「タップ閾」を上回る加速度計応答をもたらすだけ十分強い。第二に、RF信号強度が指定の「移動度閾」を上回る率で増加している(たとえば、デバイスが近づいている)。第三に、RF信号強度が指定の「近接閾」を上回る値である。いくつかの他の実施形態において、すべての3つのペアリング条件がペアリングのために充足されることを要求されるわけではない。
【００２４】
動作に際し、ペアリングされるべきデバイスの一方が加速度計が設置されたBLE対応スマートフォン104A(図1)であるのに対して、他方のデバイスがBLE対応BGM102であると仮定する。本発明の実施形態は、ユーザがインストールされたアプリケーションおよび単純なタップによるペアリング手順を用いてスマートフォン104AとBLE BGM102をペアリングするようにする。ユーザはスマートフォン104A上のアプリケーションを起動し、BGM102をオンにする。ユーザはデバイスを合わせて、互いに対してタップする。発見およびペアリングは、加速度計示度の急変およびデバイスの近接(すなわち、スマートフォン104A上で動くアプリケーションによって検出されるBGM102BLE信号強度の検出変化)に応じて自動的に開始される。
【００２５】
したがって、本発明の実施形態は、2つのBLE対応デバイスが、一方のデバイスがもう一方をタップし、ペアリング条件が充足されるときにペアリングする(BLE規格の観点から)ようにする。図2における論理回路200の機能ブロック図に例証されるように、ペアリング条件を満たすことは、条件によってゲート制御される信号の流れとして表され得る。例示の論理回路200は信号処理ブロック202および決定論理ブロック204に分割される。信号処理ブロック202は加速度計からの加速度計データ入力信号206、およびBLE無線受信機からのBLE信号強度信号208を受信する。これらの2つの入力信号および3つの所定の閾値に基づいて、論理回路200は、デバイスをペアリングすべきか否かを示す二値出力信号210を作成する。
【００２６】
信号処理ブロック202は、タップイベントが発生したと示すスマートフォン104Aの加速度の急変が発生したかどうかを判定する。いくつかの実施形態において、加速度計データ入力信号206は最初に方向フィルタ211に通されてYおよびZ方向の加速度の成分を除去する。一方のデバイスがもう一方をタップする(たとえば、瞬間動作)まさしくその瞬間を検出するために、一般的な「それほど急でない」移動(加速度計データ入力信号206の低周波成分として見られ得る)が、加速度計によって生成されるデータから除外される。低周波成分は、加速度計データ入力信号206に高域通過デジタルフィルタ212を適用することによって除外される。いくつかの実施形態において、高域通過デジタルフィルタ212は簡易1タップ無限インパルス応答(IIR)デジタルフィルタとして具象化され得る。この手法は、加速度計が加速度計デバイスの座標系において静止状態にある任意の試験質量によって経験される重量の現象と関連した加速度(たとえば、一般にg力加速度と称される)を測定するので、センサデータへの重力の影響を弱めるまたは平らにするのにも役立つ。
【００２７】
タップイベントの物理は、デバイスがタップイベント直後に反対方向(たとえば、互いから遠ざかる)にいくらかの加速度を経験するようなものである。したがって、高域通過デジタルフィルタ212出力の導関数(たとえば、連続出力間の差)をとることによって、結果としての信号は強調されてより明確に加速度の急変を示す。したがって、信号処理ブロック202は、デジタルフィルタ212出力を受け、決定論理ブロック204に信号の導関数(すなわち、d/dt)を出力する信号微分ブロック214を含む。いくつかの実施形態においてこの追加の信号処理は任意選択であり得るが、信号を強調することは工程をより堅牢に(たとえば、たとえば通常のぶつかり合いからの「振れ」により耐性があるように)、かつタップイベントを正確に識別することがより確実にできるようにする。
【００２８】
互いの方へのデバイスの相対移動度(すなわち、デバイスがどれくらい急速に近づいているか)を決定するために、BLE信号強度信号208の変化率が、信号208の導関数をとることによって決定される。したがって、信号処理ブロック202は、BLE信号強度信号208を受け、決定論理ブロック204に信号の導関数(すなわち、d/dt)を出力する第2の信号微分ブロック216を含む。
【００２９】
決定論理ブロック204は、高域通過デジタルフィルタ212出力から導出される強調信号、およびデバイスが互いに対して意図的にタップされたことを保証するだけ十分大きいが、タップがいずれかのデバイスに損傷を引き起こし得るほど大きくないように選択されるタップ閾値220に結合される入力をもつ第1の比較器218を含む。第1の比較器218の出力は、「真」のときに、タップイベントと関連した加速度がタップ閾値220を超えるのに十分であったかどうかを示す二値信号を生成する。
【００３０】
決定論理ブロック204は、第2の信号微分ブロック216の出力、およびデバイスがタップイベント前に合わすように意図的に移動されたことを保証するだけ十分大きいように選択される移動度閾値224に結合される入力をもつ第2の比較器222も含む。第2の比較器222の出力は、「真」のときに、タップイベントに至るデバイスの移動の相対速度が移動度閾値224を超えるのに十分であったかどうかを示す二値信号を生成する。
【００３１】
決定論理ブロック204は、BLE信号強度信号208、およびデバイスがそれらが互いに接触したことを保証するのにタップイベント時に互いに十分近かったことを保証するだけ十分大きいように選択される近接閾値228に結合される入力をもつ第3の比較器226も含む。第3の比較器226の出力は、「真」のときに、デバイスが近接閾値228を超えるだけ互いに十分近かった(たとえば、信号強度が近接を示す)ことを示す二値信号を生成する。
【００３２】
3つの比較器218、222、226の出力に結合されて、論理ANDゲート230が各々から二値信号を受ける。論理ANDゲート230は、3つの比較器218、222、226からのすべての3つの二値信号が「真」である場合にのみペアリングすべきことを示す二値出力信号210を生成する。任意の比較器二値出力信号が「真」でなければ、論理ANDゲート230は、デバイスがペアリングされるべきでないことを示す信号を生成する。
【００３３】
上記した実施形態はスマートフォン側の加速度計を使用してタップイベントを検出する。タップイベントを伴わない実施形態において、加速度計は必要とされない。図3は、タップイベントの代わりに所定の近接パターンまたはペアリング動作シーケンス/イベントの発生を検出することに基づくペアリング方法のための論理回路300を描く。所定の近接パターンは、たとえば、デバイスを閾最大距離まで離すように移動させ、次いでデバイスを閾最小距離まで合わすように移動させ、両移動が移動度閾を上回る速度で発生することであり得る。デバイスを合わすように次いで離すように移動させること、またはデバイスを最初は遅く離すように次いで一定の離れた距離に到達した後より速く移動させることなど、他の近接/動作パターンが使用され得る。
【００３４】
図3の論理回路300は、デバイスが互いの隣から始まり、次いで移動度閾を上回る速度で離すように移動されればペアリングが発生する単純な所定の近接パターンまたはペアリング動作シーケンス/イベントを検出するように構成される。より複雑な近接パターンを伴ういくつかの実施形態において、例示の論理回路300はデバイスが一定の速度より速く離れるように移動されたという初期判定のために使用され得、第2の論理回路が第2の移動が一定の速度より速く発生したと判定するために使用され得る。2つの移動はともに2つのペアリング条件を別々に充足するために使用され得る。同様に、論理回路300は、異なる時間に異なるペアリング動作イベントを検出して、対応するペアリング条件を充足する一連の移動を検出するように調節され得る。
【００３５】
例示の論理回路300は信号処理ブロック302および決定論理ブロック304を含む。信号処理ブロック302はBLE無線受信機からBLE信号強度信号306を受ける。この入力信号および2つの閾値に基づいて、論理回路300は、ペアリングすべきか否かを示す二値出力信号308を作成する。
【００３６】
互いの方へのデバイスの相対移動度(すなわち、デバイスがどれくらい急速に近づいているか)を決定するために、BLE信号強度信号306の変化率が、信号306の導関数をとることによって決定される。したがって、信号処理ブロック302は、BLE信号強度信号306を受け、決定論理ブロック304に信号の導関数(すなわち、d/dt)を出力する信号微分ブロック310を含む。
【００３７】
決定論理ブロック304は、信号微分ブロック310の出力、および移動が意図的であったことを示すように選択される最小必要速度より速くデバイスが離れるように移動されたことを保証するだけ十分大きいように選択される移動度閾値314に結合される入力をもつ第1の比較器312を含む。第1の比較器312の出力は、「真」のときに、デバイスの離れる移動の相対速度が移動度閾値314を超えるのに十分であったかどうかを示す二値信号を生成する。
【００３８】
決定論理ブロック304は、BLE信号強度信号306、および移動が意図的であったことを示すだけ十分遠くに離れるようにデバイスが移動されたことを保証するだけ十分大きいように選択される近接閾値318に結合される入力をもつ第2の比較器316も含む。第2の比較器316の出力は、「真」のときに、デバイスが近接閾値318を超えるだけ十分遠くに離れるように移動された(たとえば、信号強度が近接を示す)ことを示す二値信号を生成する。
【００３９】
2つの比較器312、316の出力に結合されて、論理ANDゲート320が各々から二値信号を受ける。論理ANDゲート320は、2つの比較器312、316からの両二値信号が「真」である場合にのみペアリングすべきことを示す二値出力信号308を生成する。いずれかの比較器二値出力信号が「真」でなければ、論理ANDゲート320は、デバイスがペアリングされるべきでないことを示す二値出力信号308を生成する。
【００４０】
ここで図4に着目すると、例示のペアリング動作シーケンス400または近接パターンが例証される。ペアリング動作シーケンス400は、最初に互いに隣接するデバイス(たとえば、スマートフォン104AおよびBGM102)が互いから少なくとも所定の距離まで離れるように移動される第1の動作イベント402、およびデバイスが合うように移動される第2の動作イベント404を含む。動作方向矢印406(1つのみ標識される)が、第1の動作イベント402中にスマートフォン104Aから遠ざかる、および第2の動作イベント404中にスマートフォン104Aに近づくBGM102の移動を示した。第1の動作イベント402が5つのステップに分解され、各ステップにより、BGM102がスマートフォン104Aからややさらに遠ざかるように移動されることに留意されたい。同様に、第2の動作イベント404は4つのステップに分解され、各ステップにより、BGM102はスマートフォン104Aにやや近づくように移動される。
【００４１】
また、ユーザ用の参照として、任意選択のセグメント化近接インジケータバー408がスマートフォン104A上に表示されることに留意されたい。セグメント化近接インジケータバー408は、ユーザがペアリング動作シーケンスを実行するのを援助するように適合されるユーザインターフェースの一部であり得る。表示はBGM102とスマートフォン104Aとの間の相対距離に基づいて変化する。2つのデバイスが近いほど、インジケータバーのより多くのセグメントが表示され、2つのデバイスがさらに離れるほど、インジケータバーのより少ないセグメントが表示される。したがって、たとえば、ユーザがデバイスを十分に遠くに離すように移動させてペアリング動作シーケンス400の所定の距離条件を充足したときに、セグメント化近接インジケータバー408は消失する。同様に、ペアリング動作シーケンス400が始まり、終わるときに、セグメント化近接インジケータバー408はセグメントのすべてとともに表示される。
【００４２】
いくつかの実施形態において、代替の表示または図形がデバイスの互いへの近接を示すために使用され得る。たとえば、セグメント化バーの代わりに、またはそれに加えて、一連の同心円が使用され得る。いくつかの実施形態において、色が使用され得る。たとえば、赤から紫にわたる色スペクトルが使用され得、ここで赤はデバイスが互いに近いことを示し、紫はデバイスが互いから遠いことを示す。さらに、いくつかの実施形態において、音が使用され得る。たとえば、急激なビープ音、急テンポ音楽および/または高音はデバイスが互いに近いことを示し得、そして遅いビープ音、スローテンポ音楽および/または低音はデバイスが互いから遠いことを示し得る。ペアリング動作シーケンスが動作が移動度閾より速い速度で遂行されることを必要とするいくつかの実施形態において、図形、色および/または音が、動作がより速く遂行される必要があることを示すために使用され得る。たとえば、ユーザがBGM102をあまりに遅く移動させていれば、近接インジケータバー408は赤く点滅できる。速度が移動度閾を超えれば、インジケータバーは無地の青色で表示され得る。
【００４３】
ここで図5に着目すると、本発明の実施形態に係るワイヤレスデバイスをペアリングする例示の方法500を描くフローチャートが記載される。方法500は、BLE対応であるスマートデバイス(たとえば、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータなど)上のアプリケーションを実行することから始まる(502)。本発明の実施形態は他のワイヤレス通信プロトコルを使用できるが、例示の方法500は実施形態をよりよく例証するためにBLEを用いて記載されることになる。アプリケーションは専用のペアリングアプリケーションであり得、またはそれはデバイスをペアリングすることによって確立されるワイヤレス接続を使用することになるより大きいアプリケーションの一部であり得る。アプリケーションは、図2および図3に関して上記した論理回路の実施形態のほかに図4に関して上記したユーザインターフェース実施形態を使用/実装できる。いくつかの実施形態において、アプリケーションはスマートデバイスをペアリングモードに入れることになる。
【００４４】
同じくBLE対応である第2のデバイスがスマートデバイスに直に近接して配置される(504)。第2のデバイスが次いでペアリングモードに入れられる(506)。スマートデバイスが、第2のデバイスのペアリングブロードキャスト信号の受信に応じて第2のデバイスへのその近接の徴候を表示する(508)。スマートデバイスが、ユーザに第2のデバイスをスマートデバイスから遠ざける方向に移動させるように指示する(510)。この動作は、一旦完了すると第1のペアリング条件を充足することになる第1の動作ペアリングイベントを表す。
【００４５】
2つのデバイス間の変化する距離に応じて、スマートデバイスが変化する近接インジケータを表示する(512)。一旦スマートデバイスが、第2のデバイスが十分な距離遠ざけるように移動されて第1の所定のペアリング動作シーケンス/イベント条件を充足したと検出すると、スマートデバイスが、ユーザに第2のデバイスをスマートデバイスに向けて移動させるように指示する(514)。この動作は、一旦完了すると第2のペアリング条件を充足することになる第2の動作ペアリングイベントを表す。
【００４６】
2つのデバイス間の変化する距離に応じて、スマートデバイスが変化する近接インジケータを表示する(516)。一旦スマートデバイスが、第2のデバイスがスマートデバイスの十分近くに移動されて第2の所定のペアリング動作シーケンス条件を充足したと検出すると、スマートデバイスが第2のデバイスとペアリングする(518)。
【００４７】
この例は、2つの異なる時間に充足されるが、所定のシーケンスにある2つのペアリング条件を含む。上記のように、ペアリング条件は並列におよび/または順次に完了することを要求され得る複数の動作イベントを必要とし得る。
【００４８】
図2に関して上記した「タップしてペアリング」実施形態はスマートデバイス側の加速度計を使用してタップイベントを検出する。本発明の他の実施形態は同じ方法が、スマートデバイスが加速度計を有しない、加速度計を使用しないことが所望される、かつ/または追加のセキュリティが所望される場合に2つのワイヤレスデバイスをペアリングするために使用されるようにする。
【００４９】
図6に着目すると、BGM102などの多くのハンドヘルド電子デバイスは圧電ブザー602またはスピーカなどの圧電音響部品を有し、それらはマイクロコントローラ604によって駆動される。図7に図示されるように、圧電音響部品(たとえば、圧電ブザー602)は、機械振動板704に結合されるプレートまたはディスクとして形成される能動素子702(たとえば、圧電結晶)を含む。電気音声信号または任意の交流(たとえば、マイクロコントローラ604からの)が、各々能動素子702の対向面に電気的に結合される正極706および負極708を介して能動素子702に印加される。能動素子702は電気信号に、矢印710および712によって示されるように、能動素子の両面にわたって印加される電圧に比例して曲がることによって応答する。応答はしたがって電気エネルギーを機械音響エネルギーに変換する。能動素子702は、分極材料(すなわち、一端が正に帯電され、かつ他方が負に帯電される分子でできている材料)を含む。電界が分極材料にわたって印加されると、分極分子は電界と自らを整列させることになり、材料の分子または結晶構造内で誘起双極子という結果になる。分子のこの整列は材料に寸法を変えさせる。この現象は電歪として知られている。加えて、たとえば石英(SiO2)またはチタン酸バリウム(BaTiO3)などの永久分極材料は、課される機械力の結果として材料が寸法を変えるときに電界を発生させることになる。この現象は圧電効果として知られている。したがって、同じ圧電ブザー602が音響変換器のほかにも信号生成振動/衝突センサとして動き得る。
【００５０】
本発明の実施形態は、ワイヤレスデバイスの現存の圧電ブザー602を使用して、デバイスがタップされるとマイクロコントローラ604に対する割込みを発生させる(たとえば、機械振動板704がデバイスがタップされるのに応じて振動し、能動素子702が振動する振動板704によって圧縮されるのに応じて電気信号を生成する)。タップに対するこの信号応答は、2つのデバイス間のペアリング工程において使用され得る。任意のスマートデバイスとペアリングできるデバイスを作成することを望むワイヤレスデバイス製造業者の観点から、第2のデバイス(たとえば、BGM102)の感度は予測可能かつ制御可能であるため、ペアリングは加速度計感度を正しく決定することに依存しない(たとえば、異なるスマートデバイスは異なる感度を有してよい)ので、スマートデバイスの加速度計の代わりに周辺または二次デバイスの圧電音響部品を使用することは有益であり得る。この手法の別の利益は必要とされるほとんどすべての電子ハードウェアが典型的に存在するまたは利用可能であるということであり、その結果追加の外部集積回路は必要とされない。
【００５１】
図8は、本発明の実施形態に係る例示のペアリング方法を描く。スマートフォン104Aおよび圧電ブザー602をもつBGM102がペアリングの準備ができていると仮定する。さらに、同じくペアリングモードにあり、かつ接続のために連続的にアドバタイズしているスマートフォン104Aのペアリング範囲内にいくつかの「傍受」BGM802があると仮定する。BGM102がペアリングモードに入れられ、したがってアドバタイズしていると、それがタップされれば、BGM102は圧電ブザー602を用いてタップイベントを検知し、スマートフォン104Aにこの情報を送信する。これに応じて、スマートフォン104Aは次いでタップされたBGM102とペアリングする。
【００５２】
代替の実施形態において、ペアリング条件は、BGM102もスマートフォン104Aも同時に(たとえば、信号遅延などを含む非常に小さいウインドウ内で)発生するタップイベントを検出することを要求されることであり得る。たとえば、スマートフォン104AおよびBGM102は互いに対してタップされ得、各々BGM102はその圧電ブザー602を用いて、スマートフォン104Aはその加速度計および/またはそれ自身の圧電スピーカを用いて、タップイベントを個々に検出する。BGM102は、「現在の」タイムスタンプおよびタップイベントに対するタイムスタンプ両方とともにスマートフォン104Aにタップイベントの報告を送信できる。スマートフォン104Aは、その情報およびタップイベントのそれ自身の記録を使用して、BGM102が報告したタップイベントがスマートフォン104Aが記録したタップイベントと同時に(たとえば、信号遅延などを含む非常に小さいウインドウ内で)起こったかどうかを判定できる(スマートフォン104AはBGM102からの「現在の」タイムスタンプを使用して、タップイベントタイムスタンプを比較するために、それ自身のクロックをBGMと同期できることに留意されたい)。図2および図3に描かれる実施形態に関して上記した近接および移動度情報とともに、スマートフォン104AはBGM102がスマートフォン104Aに対してタップされた、したがってペアリングすべき正しいデバイスであるかどうかを高い確度で判定できる。
【００５３】
図9は、圧電音響部品(たとえば、圧電ブザー602)が本発明の実施形態に係る音波発生器および振動/衝突センサ両方として機能するようにする例示の兼用圧電回路900を描く。回路900は、機能が同時に実行されないとしても、両機能を遂行するためにブザー602を同時に接続することを容易にする。圧電ブザー602はマイクロコントローラ604から2つのI/Oピンによって駆動される。本発明の実施形態が「タップ検出」のために圧電ブザー602を使用する時限であるペアリングの間に圧電ブザー602は音を発生させるためには使用されないので、図9に描かれる兼用構成において競合状態に関する懸念はない。ワイヤレスデバイスがタップされると、圧電ブザー602は、図10の上部グラフ1000Aに描かれるように低振幅電気信号VBUZZを生成する。この信号の周波数は圧電ブザーの共振周波数の近くであり、その振幅はミリボルト程度である。この信号は機械設計および具体的な圧電ブザー特性の関数である。この信号の振幅はマイクロコントローラ604に割込みを発生させるほど十分でない。しかしながら、比較器902を用いて、低振幅信号は検出され得、マイクロコントローラ割込みがこれに応じて発生し得る。多くの混合信号マイクロコントローラは埋込みアナログデジタル変換器(ADC)、デジタルアナログ変換器(DAC)、および本発明のこの例示の実施形態を実装するために活用され得るアナログ比較器を有する。
【００５４】
たとえば、マイクロコントローラ604内の埋込みDAC904は、比較器902のための閾電圧として役立つDC基準電圧VREFを発生させるようにプログラムされ得る。比較器902は基準電圧VREFと圧電ブザー602からの信号VBUZZを比較する。信号レベルが閾を超えれば(すなわち、VBUZZ>VREF)、比較器902は図10の下部グラフ1000Bに図示されるように割込みパルスを生成する。比較器902の出力は、マイクロコントローラ604によって検出され、かつ割込みとして使用され得る通常のデジタル電圧レベルVDDを有する。ダイオードD1はバイポーラ圧電ブザー信号VBUZZの負成分を排除する。高共振周波数をもついくつかの圧電ブザー602は、マイクロコントローラ604によって処理されるほど十分長くない超短入力パルス(たとえば、マイクロ秒程度)を生成してよい。割込み処理の速度は特定のマイクロコントローラ604、クロック周波数および割込みハンドラ設計に依存する。
【００５５】
代替の実施形態において、単安定マルチバイブレータ1102が図11の代替の兼用圧電回路1100に図示されるように使用され得る。マルチバイブレータ1102は比較器902から短入力パルス906を受け、図12のグラフ1200に図示されるように任意の構成可能な持続時間をもつ安定出力パルス1104を生成する。この出力パルスは短入力パルス906の持続時間に依存しない。出力パルス持続時間は、低速マイクロコントローラ604でさえ発生した割込みを処理できるように調節され得る。割込み持続時間は安定かつ絶対的に予測可能であり、これは割込み処理を簡単にする。
【００５６】
上述したように、多くのマイクロコントローラは埋込みADCを有する。図13に図示されるように、別の代替の兼用圧電回路1300はADC1302を使用して、圧電ブザー602によって生成される信号VBUZZにおいてタップイベントを検出できる。上記した方法とは異なり、圧電ブザー602によって生成される信号VBUZZは割込みを発生させるためには使用されない。周辺デバイス(たとえば、BGM102)がペアリングしようと試みていると、マイクロコントローラ604はADC測定を有効にする。ADC1302は入力電圧VBUZZを連続的にポーリングする。周辺デバイス(たとえば、BGM102)がタップされると、ADC1302は圧電ブザー602からVBUZZ信号を受け、それをデジタル値に変換する。この値が所定の「タップ」閾(たとえば、較正手順に基づいて決定される)を超えれば、周辺デバイスにおけるマイクロコントローラ604はタップイベントが発生したことを示す信号を生成する。信号はアドバタイジングデータに組み込まれる(前の方法でのように)。スマートデバイス(たとえば、スマートフォン104A)はこのデータを受信した上でペアリングを完了する。したがって、タップされるときに信号を生成する周辺デバイスのみがスマートデバイスに接続することになる。すべての他のアドバタイズしている周辺デバイスは無視される。同じくADC1302を使用しているこの実施形態は、デジタルフィルタの実装が電気雑音を低減させるようにする。
【００５７】
ペアリング以外に、本発明の実施形態の兼用圧電回路のための多数の追加の用途がある。たとえば、製造欠陥に対して保証付きであるが、衝突に対してはそうでない電子デバイスにおいて、兼用圧電回路は、デバイスが重大な衝突を経験したかどうかを記録する(たとえば、タイムスタンプで)ために使用され得る。記録は保証請求に対する責任を解決するために法廷的に使用され得る。
【００５８】
別の用途において、兼用圧電回路はセキュリティ機能と併せて使用され得る。たとえば、パスワード保護システムと同様で、デバイスは、ユーザが選択したリズムパターンのタップが兼用圧電回路によって検出されるまで意図的に無効にされ得る。この使用法は、英数字を入力するための機構(たとえば、キーボード)を有しないデバイスにリズムパターンの形態のパスワード保護を提供し得る。
【００５９】
なお別の用途において、兼用圧電回路は、電子デバイスが不正な人物によって触れられる、または移動される場合にアラームを鳴らすためのトリガとして使用され得る。たとえば、移動されて短時間フレーム内にアラームを無効にする(たとえば、デバイス上でボタンシーケンスを押す、またはリズムをタップすることによって)ことがなければ音声アラームが鳴るように設定され得る。
【００６０】
ここで図14に着目すると、兼用圧電回路でペアリングする例示の方法1400を描くフローチャートが図示される。方法1400は、BLE対応であるスマートデバイス(たとえば、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータなど)上のアプリケーションを実行することから始まる(1402)。本発明の実施形態は他のワイヤレス通信プロトコルを使用できるが、例示の方法1400は実施形態をよりよく例証するためにBLEを用いて記載されることになる。アプリケーションは専用のペアリングアプリケーションであり得、またはそれはデバイスをペアリングすることによって確立されるワイヤレス接続を使用することになるより大きいアプリケーションの一部であり得る。アプリケーションは、図2、図3、図9、図11および図13に関して上記した回路の実施形態のほかに図4に関して上記したユーザインターフェース実施形態を使用/実装できる。いくつかの実施形態において、アプリケーションはスマートデバイスをペアリングモードに入れることになる。
【００６１】
同じくBLE対応である周辺デバイスがスマートデバイスのBLE範囲内に入れられる(1404)。周辺デバイスが次いでペアリングモードに入れられる(1406)。スマートデバイスが周辺デバイスのアドバタイジング信号を受信する徴候を表示する(1408)。本発明の実施形態の兼用圧電回路によるタップイベントの検出に応じて、周辺デバイスがアドバタイジングブロードキャストにタップイベントの発生を示す情報を追加する(1410)。タップは、一旦スマートデバイスが通知を受信すると第1のペアリング条件を充足することになる第1の動作ペアリングイベントを表す。周辺デバイスがタップイベントを経験したという徴候の受信に応じて、スマートデバイスが周辺デバイスとペアリングする(1412)。いくつかの実施形態において、スマートデバイスは、たとえば近接閾および/または移動度閾を満たすことなどの追加のペアリング条件の充足を必要とし得る。
【００６２】
ここで図15に着目すると、BLEアドバタイジングブロードキャスト送信を使用して、たとえば新しいデータが転送のために利用可能であるときにのみペアリングを最小に抑え得る本発明の実施形態を例証するために、BLEプロトコルスタック1500の簡略描写が提供される。BLE無線実装がプロトコルスタック1500の物理層1502をサポートする一方で、リンク層1504コントローラが物理層1502インターフェースにわたる低レベル通信に対して責任を負う。リンク層1504は送受信されるフレームのシーケンスおよびタイミングを管理し、それはアドバタイジング、走査および接続状態のための状態機械を扱う。集合的に、BLEプロトコルスタック1500のこの下部(すなわち、物理層1502およびリンク層1504)はコントローラ1506と呼ばれ、かつBLE無線と密接に統合される。コントローラ1506は、物理層パケットおよびすべての関連したタイミングを扱うスタックの下層を動作させる。
【００６３】
BLEプロトコルスタック1500の上部はより一層緩和したタイミング制約を有し、かつ同じマイクロコントローラ上に実装されても、または別々のホスティングマイクロコントローラを使用してもよい。BLEコントローラとホストとの間の通信は、プロトコルスタック1500のホスト1510部からのBLEコントローラの完全なデカップリングを許容するハードウェアコントローラインターフェース1508(HCI)を用いて標準化される。
【００６４】
論理リンク制御および適応層プロトコル1512(L2CAP)要素は、BLEコントローラとプロトコルスタック1500のホスト1510部における異なる要素、すなわち、セキュリティマネージャ1514(SM)、汎用属性プロファイル1516(GATT)および汎用アクセスプロファイル1518(GAP)との間のデータストリームを集約および誘導することに対して責任を負うマルチプレクサである。セキュリティマネージャ1514はデータを暗号化および認証する機構を提供し、かつデバイスペアリングおよびキー配布に対して責任を負う。汎用属性プロファイル1516は、BLEにおいて使用される小さいパケットサイズのために最適化される属性プロトコル(ATT)を用いてピアデバイス上のサービスを発見し、特性値を読み書きするために使用されるサービスフレームワークを記載する。BLEにおいて使用されるGATTベースのプロファイル1520(アプリケーションプログラミングインターフェース1522(API)を介する)は、デバイス間のデータ交換のサイズを最小化し、したがってデバイスがアクティブRFモードにある時間を低減させる。汎用アクセスプロファイル1518はアプリケーション1524のためのインターフェースを提供して、異なる動作モード、たとえばアドバタイジングまたは走査を構成および有効にし、かつさらに他のデバイスとの接続を開始、確立および管理する。
【００６５】
組み合わされると、プロトコルスタック1500のBLEホスト1510部のすべての要素合わせて、サポートされる任意選択の機能性に依存しておよそ平均32Kのメモリに収まる。BLEプロトコルスタック1500は標準的なBluetooth（登録商標）デバイスに対するメモリ要件より相当に小さいが、それはそれでもホストデバイスにBLEプロトコルスタック1500のみのためにほんの数Kを超えるフラッシュメモリを有することを要求する。
【００６６】
アドバタイジングモードが有効にされると、BLEデバイスはこの目的のために専用のRFチャネル上でペイロードデータユニット(PDU)としてアドバタイジング情報を伝える特別なデータパケットを送信し始めることになる。BLEは、アドバタイジングおよびデータの両チャネルに対して無線パケットのための共通の構造を使用する。ここで図16に着目すると、BLE無線データパケット1600の例が描かれる。アドバタイジングチャネルはデバイスの発見および接続確立情報を伝え、非接続可能な宛名のないアドバタイジングPDUはデバイスMACアドレスおよびアドバタイジングデータ(AD)構造としてフォーマットされる最高31バイトのデータを含む。図16に図示されるように、BLE無線データパケット1600はプリアンブル1602(1バイト)、アクセスアドレス1604(4バイト)、ペイロードデータユニット1606(PDU)(最高39バイト)およびCRC1608(3バイト)を含む。データチャネルに対して、アクセスアドレス1604は2つのデバイス間の各リンク層1504(図15)接続ごとに異なるが、アドバタイジングチャネルに対して、それは同じ32ビット値(0x8E89BED6)を有する。
【００６７】
アドバタイジングチャネルペイロードデータユニット1606はヘッダ1610(2バイト)および実ペイロード1612(6〜37バイト)を有する。ヘッダ1610はペイロード1612のサイズおよびそのタイプについての情報を含み、アドバタイジングチャネルはデバイス間の接続をする前に(すなわち、ペアリング前に)情報を交換するために使用される。それ故に、接続をサポートする、より多くの情報を要求するかまたは追加のデバイス情報で応答する、かつ別のデバイスとのデータ接続の開始を要求するデバイスの能力(無能力)についての情報をブロードキャストするために、異なるペイロードタイプがサポートされる。たとえば、本発明のいくつかの実施形態において使用され得る情報のみの(たとえば、非接続可能な)宛名のない種類のペイロード1612は、情報および最高31バイトの実情報(たとえば、AD1616)を送るデバイスのメディアアクセス制御(MAC)アドレス1614(IEEEフォーマットを使用する6バイト)を含む。
【００６８】
BLEチャネルプランは37個のデータ通信チャネル、ならびにデバイス発見、接続開始およびブロードキャストのために使用される3つの専用アドバタイジングチャネルを含む。アドバタイジングチャネルは、802.11/Wi-Fiからの干渉に対するイミュニティを提供するようにスペクトルの異なる部分に割り当てられる。アドバタイジングイベントは、各有効アドバタイジングRFチャネル上でアドバタイジングデータを送ることを含む(1つ〜3つのチャネルが異なる実施形態において選択され得る)。2つの連続したアドバタイジングイベント間の時間は、アドバタイジング間隔として定義され、かつ非接続可能な宛名のないアドバタイジングタイプに対して100msから10.24secまで設定され得る(たとえば、値は0.625msの倍数である)。複数の並置されるデバイスからのアドバタイジングパッケージ衝突を最小化するために、ランダムな遅延間隔(0〜10ms)が各アドバタイジングイベント前に追加される。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスが受信デバイスにとって新しい、受信デバイスに送信すべきデータを有するかどうかを、送信デバイスにエネルギーを費やして2つのデバイス間のデータ接続を確立することを要求する前に安全に判定するための方法および装置が提供される。実施形態はしたがって接続の頻度を最小化することによってバッテリ寿命を保持する。たとえば、BLE実施形態において、ペイロードデータユニット1606はアプリケーション1524によって使用されてワイヤレスデバイスのBLE AD1616における状態変数値を送信でき、受信デバイスは状態変数値を記憶する。値が以前に記憶した値と同じでなければ、受信デバイスは利用可能な新しいデータがあると仮定し、続けてペアリングして新しいデータの転送を許容する。値が以前の値と同じであれば、これは新しいデータが利用可能でないことを示し、システムはデバイスを不必要にペアリングすることを回避することによってエネルギーを節約する。
【００７０】
送信デバイスの状況が変化したという実際のまたは厳密な徴候の代わりに状態変数値を使用することによって、システムは、機密情報を傍受デバイスに送信されることから保護でき、それによってペアリング工程およびユーザの機密情報の両セキュリティを保持できる。たとえば、ユーザのBGMは、ワイヤレスブロードキャストを通じてメータの状況をアドバタイズするBLEサーバとして構成され得る。メータの状況は機密ユーザまたは患者関連情報を含み得る。ブロードキャストされるデータが暗号化されないか、または容易に復号されるフォーマットであり得るので、患者の情報が未知の傍受第三者に曝露される可能性がある。したがって、状態変数値を使用することによって、BGMはメータ状況をブロードキャストしない。あり得る機密/個人データの例は、ユーザが最近血糖検査を終え、新しい結果がユーザのスマートフォン上のアプリケーションがダウンロードするためにメータで利用可能であるという事実を含み得る。
【００７１】
いくつかの実施形態において、BGM上の永続的なデータ変更(たとえば、不揮発性メモリに記憶されたデータが修正された)に至る任意のユーザアクションは、状態変数を変更する根拠であり得る。ブロードキャストされるアドバタイジングデータにのみ基づいて、ペアリングした、またはペアリングしていないスマートデバイスは、自らがBGMから読み取るべき新しいデータをBGMが有するかどうかを、BGMに接続することなく判定でき、したがってBGMへの不必要な接続が回避される。
【００７２】
いくつかの実施形態において、8ビット状態変数がアドバタイジングデータパケットの一部として使用され得る。他のサイズ変数、たとえば16ビット、32ビット、64ビットが使用され得る。状態変数は、たとえば、1ずつ増やされ、またはランダムに変更され、またはデバイスのメモリ(たとえば、BGM上のユーザデータ記憶のための不揮発性メモリとして使用されるEEPROMまたは他の種類のメモリ)に記憶される値が変化するたびに固定値ずつ減らされ得る。代替の実施形態において、データの日付/時刻スタンプが使用され得るか、またはデータサイズが使用され得る。より一般に、状態変数、日付/時刻スタンプ、データサイズなどといったデータ特性が、新しいデータが転送のために利用可能であることを示すアドバタイジングデータとして使用され得る。
【００７３】
BGMとペアリングされるスマートデバイスが複数あると、スマートデバイス上で動くアプリケーションは各々同一サイズまたは値の最後の接続状況またはデータ特性変数を維持する。状況変数がメータからのアドバタイジングデータから受信される状態/データ特性変数に等しくなければ、アプリケーションはメータの何かが変化したとわかる。アプリケーションはBGMに接続し、BGMから変化したデータを読み取り、それ自身の状態変数をBGMによってブロードキャストされるのと同じ値に更新し、次いで切断できる。
【００７４】
ここで図17に着目すると、本発明の実施形態に係る例示の方法1700を描くフローチャートが提供される。例示の方法1700は2つの関連する協調工程として具象化され得、1つは第1のデバイス1702(たとえば、BLEをもつBGM)上に具象化され、1つは第2のデバイス1704(たとえば、BLEをもつスマートフォンなどのスマートデバイス)上に具象化される。異なるワイヤレス通信プロトコルで有効にされる他のデバイスが使用され得ることに留意されたい。
【００７５】
第1のデバイス1702上で、基準値が決定される(1706)。基準値は、状態変数値、ランダム値、時刻/日付スタンプ、増分値、データ特性値、第1のデバイスのメモリに記憶されるデータに基づいて計算される値などであり得る。新しいデータが第2のデバイス1704に送信されるために利用可能であるときに異なる値が決定され得る限り、参照値を決定するための任意の実行可能な方法が使用され得る。基準値は次いで第1のデバイスによって、たとえば、アドバタイジングデータでブロードキャストされる(1708)。新しいデータの要求が第2のデバイス1704から受信されたならば、2つのデバイスは接続し(たとえば、ワイヤレス通信チャネルを確立し)、新しいデータは第1のデバイス1702から第2のデバイス1704に転送される(1710)。次に、第1のデバイスが新しいデータを有するかどうかが判定される(1712)。たとえば、第1のデバイスがセンサまたはBGMであり、最後の測定以後新しい測定がとられたならば、第1のデバイスは新しいデータを有することになる。いくつかの実施形態において、測定データを記憶するために使用されるメモリは、新しいデータがあるかどうかを判定するために任意の変化がないか監視され得る。新しいデータがあれば、フローは新しい基準値を決定するステップ(1706)に戻り、工程はそこから繰り返す。新しいデータがなければ、フローは現存の基準値をブロードキャストするステップ(1708)に戻り、そして工程はそこから繰り返す。
【００７６】
上記の工程が第1のデバイス1702上で進むのと同時に、第2の協調工程は第2のデバイス1704上で進む。基準値が、第1のデバイス1702のブロードキャストから第2のデバイス1704上で受信される(1714)。受信した基準値が次に以前に記憶した基準値と比較される(1716)。値が一致すれば、新しいデータは利用可能でないと仮定され(1718)、フローは基準値を受信するステップ(1714)に戻る。値が一致しなければ、新しいデータが利用可能であると仮定され(1718)、フローは第1のデバイス1702からの新しいデータの要求を送信するステップ(1720)に進む。新しい「非一致」基準値が記憶され(1722)、第1のデバイス1702からの新しいデータが第2のデバイス1704において受信され(1724)、工程は繰り返す。
【００７７】
いくつかの実施形態において、カウンタ(たとえば、逐次増加する値)が状態変数として使用され、いくつかの他の実施形態において、乱数が使用され、なおさらに他の実施形態において、新しいデータに関係したデータ特性が状態変数として使用される。BLEアドバタイジングデータブロードキャストにおける状態変数値が新しいデータが利用可能であるたびに以前の値とは異なる値に変化する限り、上記選択肢のいずれも使用され得る。
【００７８】
多数の実施形態が本開示に記載され、かつ例証目的のためにのみ提示される。記載した実施形態はいかなる意味でも限定的ではなく、またそのようであるとは意図されない。本開示の発明概念は、本開示から容易に明らかであるように、多数の実施形態に広く適用できる。当業者は、開示した実施形態が、構造的、論理的、ソフトウェアおよび電気的変更などの様々な変更および変形とともに実践されてよいと認識するであろう。開示した発明の特定の特徴が1つまたは複数の特定の実施形態および/または図面を参照しつつ記載されてよいとはいえ、別途明記されない限り、そのような特徴はそれらが記載される際に参照する1つまたは複数の特定の実施形態または図面における使用に限定されないことが理解されるべきである。
【００７９】
本開示はすべての実施形態の厳密な説明でもなく、すべての実施形態に存在しなければならない本発明の特徴の一覧でもない。
【００８０】
発明の名称(本開示の第1ページの始めに記載される)は、開示した発明の範囲としていかなる形であれ限定的とはとられるべきでない。
【００８１】
用語「製品」は、別途明記されない限り、米国特許法第101条によって企図されるように任意の機械、製作品および/または組成物を意味する。
【００８２】
用語「実施形態(an embodiment)」、「実施形態(embodiment)」、「実施形態(embodiments)」、「実施形態(the embodiment)」、「実施形態(the embodiments)」、「1つまたは複数の実施形態」、「いくつかの実施形態」、「1つの実施形態」などは、別途明記されない限り、「1つまたは複数の(しかし、すべてでない)開示した実施形態」を意味する。
【００８３】
用語「発明」および「本発明」などは「本発明の1つまたは複数の実施形態」を意味する。
【００８４】
実施形態を記載する際の「別の実施形態」への言及は、別途明記されない限り、言及した実施形態が別の実施形態(たとえば、言及した実施形態の前に記載した実施形態)と相互排他的であることを意味しない。
【００８５】
用語「含む」、「備える」およびその変形は、別途明記されない限り、「含むが、これに限定されない」を意味する。
【００８６】
用語「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その」は、別途明記されない限り、「1つまたは複数の」を意味する。
【００８７】
用語「および/または」は、別途明記されない限り、そのような用語が事物または可能性のリスト(可能性の列挙されたリストなど)を修飾するために使用される場合、事物または可能性の1つまたは複数の任意の組合せが意図されることを意味し、その結果いくつかの実施形態において事物または可能性の任意の単一の1つで十分でよいのに対して、他の実施形態においてリストにおける事物または可能性の2つ以上(または各々でも)が好まれてよい。したがって、たとえば、「a、bおよび/またはc」のリストは以下の解釈、すなわち、(i)「a」、「b」および「c」の各々、(ii)「a」および「b」、(iii)「a」および「c」、(iv)「b」および「c」、(v)「a」のみ、(vi)「b」のみ、および(vii)「c」のみのいずれかが適切であることを意味する。
【００８８】
用語「複数」は、別途明記されない限り、「2つ以上」を意味する。
【００８９】
用語「本明細書に」は、別途明記されない限り、「参照により組み込まれてよいものも含めて、本開示において」を意味する。
【００９０】
句「の少なくとも1つ」は、別途明記されない限り、そのような句が複数の事物(事物の列挙されたリストなど)を修飾する場合、それらの事物の1つまたは複数の任意の組合せを意味する。たとえば、ウィジェット、車および車輪の少なくとも1つという句は、(i)ウィジェットか、(ii)車か、(iii)車輪か、(iv)ウィジェットおよび車か、(v)ウィジェットおよび車輪か、(vi)車および車輪か、または(vii)ウィジェット、車および車輪かを意味する。
【００９１】
句「に基づいて」は、別途明記されない限り、「にのみ基づいて」を意味しない。換言すれば、句「に基づいて」は「にのみ基づいて」も「に少なくとも基づいて」も表現する。
【００９２】
各工程(方法、アルゴリズム、またはそれ以外で呼ばれようと)は本質的に1つまたは複数のステップを含み、したがって工程の「1つまたは複数のステップ」へのすべての言及は用語「工程」または同様の用語の単なる列挙に本質的な先行詞を有する。したがって、工程の「1つまたは複数のステップ」への請求項での任意の言及は十分な先行詞を有する。
【００９３】
順序数(「第1の」、「第2の」、「第3の」などといった)が用語前の形容詞として使用される場合、その順序数は、同じ用語によってまたは同様の用語によって記載される別の特徴から特定の特徴を区別するためなど、その特定の特徴を示すためにだけ使用される(別途明記されない限り)。たとえば、「第1のウィジェット」はそれを、たとえば「第2のウィジェット」から区別するためにだけそのように名づけられてよい。したがって、用語「ウィジェット」前の順序数「第1の」および「第2の」の単なる使用だけでは2つのウィジェット間の任意の他の関係を示さず、かつ同様にいずれかまたは両方のウィジェットの任意の他の特性を示さない。たとえば、用語「ウィジェット」前の順序数「第1の」および「第2の」の単なる使用だけでは(1)いずれかのウィジェットが順序または位置で任意の他のものの前または後に来ることを示さず、(2)いずれかのウィジェットが時間で任意の他のものの前または後に発生するまたは作用することを示さず、かつ(3)いずれかのウィジェットが重要性または品質などで任意の他のものの上または下に位置することを示さない。加えて、順序数の単なる使用だけでは順序数とともに識別される特徴に数量的限界を定めない。たとえば、用語「ウィジェット」前の順序数「第1の」および「第2の」の単なる使用だけでは2つ以下のウィジェットだけでなければならないことを示さない。
【００９４】
単一のデバイス、部品または物品が本明細書に記載されるとき、記載される単一のデバイス、部品または物品の代わりに、2つ以上のデバイス、部品または物品(それらが協調するか否かに拘わらず)が代替的に使用されてよい。したがって、1つのデバイスによって備えられると記載される機能性は代替的に、2つ以上のデバイス、部品または物品(それらが協調するか否かに拘わらず)によって備えられてよい。
【００９５】
同様に、2つ以上のデバイス、部品または物品が本明細書に記載される(それらが協調するか否かに拘わらず)場合、記載される2つ以上のデバイス、部品または物品の代わりに、単一のデバイス、部品または物品が代替的に使用されてよい。たとえば、複数のコンピュータベースのデバイスが単一のコンピュータベースのデバイスで置換されてよい。したがって、2つ以上のデバイス、部品または物品によって備えられると記載される様々な機能性は代替的に、単一のデバイス、部品または物品によって備えられてよい。
【００９６】
記載される単一のデバイスの機能性および/または特徴は代替的に、記載されるが、そのような機能性および/または特徴を有すると明示的に記載されない1つまたは複数の他のデバイスによって具象化されてよい。したがって、他の実施形態は記載されるデバイス自体を含む必要がなく、むしろそれらの他の実施形態においてそのような機能性/特徴を有する1つまたは複数の他のデバイスを含み得る。
【００９７】
互いと通信状態にあるデバイスは、別途明記されない限り、互いと連続通信状態にある必要はない。逆に、そのようなデバイスは必要または所望に応じて互いに送信する必要があるのみであり、大概データを交換することを実際に控えてよい。たとえば、インターネットを介して別の機械と通信状態にある機械は、数週間続けて別の機械にデータを送信しなくてよい。加えて、互いと通信状態にあるデバイスは1つまたは複数の仲介者を通して直接または間接的に通信してよい。
【００９８】
いくつかの部品または特徴をもつ実施形態の説明は、そのような部品および/または特徴のすべてまたはいずれかさえ必要とされることを意味しない。逆に、各種の任意選択の部品が本発明の多種多様な可能な実施形態を例証するために記載される。別途明記されない限り、部品および/または特徴は本質的でなく、または必要とされない。
【００９９】
さらに、工程ステップ、アルゴリズムなどが順番に記載されてよいが、そのような工程は異なる順序で働くように構成されてよい。換言すれば、明示的に記載されてよいステップの任意のシーケンスまたは順序は、ステップがその順序で遂行されるという要件を必ずしも示すわけではない。本明細書に記載される工程のステップは任意の実用的な順序で遂行されてよい。さらに、いくつかのステップは、非同時に発生すると記載または暗示される(たとえば、1つのステップがその他のステップ後に記載されるため)にも拘わらず同時に遂行されてよい。その上、図面におけるその描写による工程の例証は、例証される工程がそれへの他の変形および変更を除外することを意味せず、例証される工程またはそのステップのいずれも本発明に必要であることを意味せず、かつ例証される工程が好まれることを意味しない。
【０１００】
工程は複数のステップを含むと記載されてよいが、これはステップのすべてまたはいずれかさえ本質的または必要とされることを示さない。記載される発明の範囲内の様々な他の実施形態は、記載されるステップのいくつかまたはすべてを省略する他の工程を含む。別途明記されない限り、ステップは本質的でなく、または必要とされない。
【０１０１】
製品は複数の部品、態様、品質、特性および/または特徴を含むと記載されてよいが、これは複数のすべてが本質的または必要とされることを示さない。記載される発明の範囲内の様々な他の実施形態は、記載される複数のいくつかまたはすべてを省略する他の製品を含む。
【０１０２】
品目(番号付けされても、またはされなくてもよい)の列挙されたリストは、別途明記されない限り、品目のいずれかまたはすべてが相互排他的であることを意味しない。同様に、品目(番号付けされても、またはされなくてもよい)の列挙されたリストは、別途明記されない限り、品目のいずれかまたはすべてが任意のカテゴリを包括することを意味しない。たとえば、列挙されたリスト「コンピュータ、ラップトップ、PDA」は、そのリストの3つの品目のいずれかまたはすべてが相互排他的であることを意味せず、かつそのリストの3つの品目のいずれかまたはすべてが任意のカテゴリを包括することを意味しない。
【０１０３】
本開示に提供される節の見出しは便宜のためにすぎず、かついかなる形であれ本開示を限定するとはとられるべきでない。
【０１０４】
何かを「決定する」ことは各種の方式で遂行され得、したがって用語「決定する」(および同様の用語)は計算すること、算定すること、導出すること、調べること(たとえば、表、データベースまたはデータ構造を)、確認すること、認識することなどを含む。
【０１０５】
「ディスプレイ」は、その用語が本明細書で使用される場合、視聴者に情報を伝達する領域である。情報は動的でよく、その場合LCD、LED、CRT、デジタルライトプロセシング(DLP)、リアプロジェクション、フロントプロジェクションなどがディスプレイを形成するために使用されてよい。ディスプレイのアスペクト比は4:3、16:9などでよい。さらには、ディスプレイの解像度は、480i、480p、720p、1080i、1080pなどといった任意の適切な解像度でよい。ディスプレイに送られる情報のフォーマットは、標準精細度テレビ(SDTV)、拡張精細度TV(EDTV)、高精細度TV(HDTV)などといった任意の適切なフォーマットでよい。情報は同様に静的でもよく、その場合彩色ガラスがディスプレイを形成するために使用されてよい。静的情報は、所望に応じて動的情報を表示することが可能なディスプレイに提示されてよいことに留意されたい。いくつかのディスプレイは対話型でよく、かつよく理解されるように、タッチスクリーン特徴または関連したキーパッドを含んでよい。
【０１０６】
本開示は「制御システム」、インターフェースまたはプログラムを指してよい。制御システム、インターフェースまたはプログラムは、その用語が本明細書で使用される場合、オペレーティングシステム、デバイスドライバ、および制御システムのために記載される機能性を提供する命令をもつ適切なプログラム(集合的に「ソフトウェア」)と結合されるコンピュータプロセッサでよい。ソフトウェアは関連したメモリデバイス(時にコンピュータ可読媒体と称される)に記憶される。適切にプログラムされる汎用コンピュータまたはコンピューティングデバイスが使用されてよいことが企図されるのに対して、様々な実施形態の工程の実装のためのソフトウェア命令の代わりにまたはそれと組み合わせて、ハードワイヤード回路網またはカスタムハードウェア(たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC))が使用されてよいことも企図される。したがって、実施形態はハードウェアおよびソフトウェアの任意の具体的な組合せに限定されない。
【０１０７】
「プロセッサ」は、任意の1つまたは複数のマイクロプロセッサ、中央処理装置(CPU)デバイス、コンピューティングデバイス、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサまたは同様のデバイスを意味する。例示的なプロセッサはINTEL PENTIUM（登録商標）またはAMD ATHLONプロセッサである。
【０１０８】
用語「コンピュータ可読媒体」は、コンピュータ、プロセッサまたは同様のデバイスによって読み取られてよいデータ(たとえば、命令)を提供することに関与する任意の法令媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体および具体的な法令種類の伝送媒体を含むがこれらに限定されない多くの形態をとってよい。不揮発性媒体は、たとえば、光学または磁気ディスクおよび他の永続メモリを含む。揮発性媒体はDRAMを含み、それは典型的にメインメモリを構成する。法令種類の伝送媒体は、プロセッサに結合されるシステムバスを構成するワイヤを含め、同軸ケーブル、銅線および光ファイバを含む。コンピュータ可読媒体の一般的な形態は、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、CD-ROM、デジタルビデオディスク(DVD)、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンをもつ任意の他の物理媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH(登録商標)-EEPROM、USBメモリスティック、ドングル、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、搬送波、またはコンピュータが読み取り得る任意の他の媒体を含む。用語「コンピュータ可読メモリ」および/または「有形媒体」は詳細には信号、波、およびコンピュータによってそれでも読み取り可能でよい波形態または他の無形もしくは非一時媒体を除外する。
【０１０９】
様々な形態のコンピュータ可読媒体がプロセッサに命令のシーケンスを伝えることに関係してよい。たとえば、命令のシーケンスは、(i)RAMからプロセッサに送出されてよい、(ii)ワイヤレス伝送媒体を通じて伝えられてよい、および/または(iii)は多数のフォーマット、規格またはプロトコルに従ってフォーマットされてよい。プロトコルのより網羅的なリストのために、用語「ネットワーク」が以下定義され、かつここで同じく適用できる多くの例示的なプロトコルを含む。
【０１１０】
本明細書に記載される様々な方法およびアルゴリズムが制御システムによって実装されてよく、かつ/またはソフトウェアの命令が本発明の工程を実施するように設計されてよいことが直ちに明らかになるであろう。
【０１１１】
データベースが記載される場合、当業者によって、(i)記載されるものの代替のデータベース構造が直ちに利用されてよく、かつ(ii)データベースのほかに他のメモリ構造が直ちに利用されてよいことが理解されるであろう。本明細書に提示される任意のサンプルデータベースの任意の図解または説明は、情報の記憶された表現のための例証的な配置である。たとえば、図面または他の場合に例証される表によって示唆されるもののほかに、任意の数の他の配置が利用されてもよい。同様に、データベースの任意の例証される項目は例示的な情報を表すにすぎず、当業者は、項目の数および内容が本明細書に記載されるものと異なり得ると理解するであろう。さらに、データベースの表としての任意の描写にも拘わらず、他のフォーマット(リレーショナルデータベース、オブジェクトベースモデル、階層電子ファイル構造および/または分散データベースを含む)が、本明細書に記載されるデータ型を記憶および操作するために使用され得る。同様に、データベースのオブジェクト方法または行動が、本明細書に記載されるものなどの様々な工程を実装するために使用され得る。加えて、データベースは、そのようなデータベースにおけるデータにアクセスするデバイスからローカルにまたはリモートに、既知の方式で記憶されてよい。さらには、統一データベースが企図されてよいが、データベースが各種のデバイス間で分散および/または複製されてよいことも可能である。
【０１１２】
本明細書で使用される場合、「ネットワーク」は、1つまたは複数のコンピューティングデバイスが互いと通信してよい環境である。そのようなデバイスは、インターネット、LAN、WANもしくはイーサネット（登録商標）(もしくはIEEE802.3)、トークンリングなどの有線もしくはワイヤレス媒体を介して、または任意の適切な通信手段もしくは通信手段の組合せを介して直接または間接的に通信してよい。例示的なプロトコルは、Bluetooth（登録商標）、時分割多元接続(TDMA)、符号分割多元接続(CDMA)、汎欧州デジタル移動電話方式(GSM（登録商標）)、GSM（登録商標）進化型拡張データレート(EDGE)、汎用パケット無線サービス(GPRS)、広帯域CDMA(WCDMA（登録商標）)、高度移動電話システム(AMPS)、デジタルAMPS(D-AMPS)、IEEE802.11(WI-FI)、IEEE802.3、SAP、ベストオブブリード(BOB)、システムツーシステム(S2S)などを含むが、これらに限定されない。ビデオ信号または大きいファイルがネットワークを通じて送られている場合、そのような大きいファイルの転送と関連した遅延を軽減するために広帯域ネットワークが使用されてよいが、それは厳密には必要とされないことに留意されたい。デバイスの各々はそのような通信手段で通信するように適合される。任意の数および種類の機械がネットワークを介して通信状態にあってよい。ネットワークがインターネットである場合、インターネット上の通信は、リモートサーバ上のコンピュータによって維持されるウェブサイトを通して、または商用オンラインサービスプロバイダ、電子掲示板システムなどを含むオンラインデータネットワークにわたってでよい。なお他の実施形態において、デバイスはRF、ケーブルテレビ、衛星リンクなどにわたって互いと通信してよい。必要に応じて、暗号化、またはログインおよびパスワードなどの他のセキュリティ対策が、私有または機密情報を保護するために提供されてよい。
【０１１３】
本明細書に記載される様々な方法およびアルゴリズムは、たとえば適切にプログラムされる汎用コンピュータおよびコンピューティングデバイスによって実装されてよいことが直ちに明らかになるであろう。典型的に、プロセッサ(たとえば、1つまたは複数のマイクロプロセッサ)がメモリまたは同様のデバイスから命令を受け、それらの命令を実行し、それによってそれらの命令によって定義される1つまたは複数の工程を遂行する。さらに、そのような方法およびアルゴリズムを実装するプログラムが、いくつかの方式で各種の媒体(たとえば、コンピュータ可読媒体)を用いて記憶および送信されてよい。いくつかの実施形態において、様々な実施形態の工程の実装のためのソフトウェア命令の代わりにまたはそれと組み合わせて、ハードワイヤード回路網またはカスタムハードウェアが使用されてよい。したがって、実施形態はハードウェアおよびソフトウェアの任意の具体的な組合せに限定されない。したがって、工程の説明は、工程を遂行するための少なくとも1つの装置を同様に記載し、かつ工程を遂行するための少なくとも1つのコンピュータ可読媒体および/またはメモリを同様に記載する。工程を遂行する装置は工程を遂行するのに適切な部品およびデバイス(たとえば、プロセッサ、入出力デバイス)を含み得る。コンピュータ可読媒体は方法を遂行するのに適切なプログラム要素を記憶できる。
【０１１４】
本開示はいくつかの実施形態および/または発明の実施可能な説明を当業者に提供する。これらの実施形態および/または発明のいくつかは本出願において特許請求されない場合があるが、それでも本出願の優先権の利益を主張する1つまたは複数の継続出願において特許請求されてよい。出願人は、本出願において開示されかつ実施可能にされたが、特許請求されていない主題の特許を求めて追加出願を提出するつもりである。
【０１１５】
前記説明は本発明の例示の実施形態のみを開示する。本発明の範囲内に収まる上記開示した装置、システムおよび方法の変更は当業者にとって直ちに明らかになるであろう。
【０１１６】
したがって、本発明はその例示的な実施形態に関連して開示されたが、他の実施形態が、以下の請求項によって定められるような本発明の趣旨および範囲内に収まってよいことが理解されるべきである。
【符号の説明】
【０１１７】
100  システム
102  血糖計(BGM)
104A〜104C  スマートフォン
106  ワイヤレス通信リンク
200  論理回路
202  信号処理ブロック
204  決定論理ブロック
206  加速度計データ入力信号
208  BLE信号強度信号
210  二値出力信号
211  方向フィルタ
212  高域通過デジタルフィルタ
214  信号微分ブロック
216  第2の信号微分ブロック
218  第1の比較器
220  タップ閾値
222  第2の比較器
224  移動度閾値
226  第3の比較器
228  近接閾値
230  論理ANDゲート
300  論理回路
302  信号処理ブロック
304  決定論理ブロック
306  BLE信号強度信号
308  二値出力信号
310  信号微分ブロック
312  第1の比較器
314  移動度閾値
316  第2の比較器
318  近接閾値
320  論理ANDゲート
400  ペアリング動作シーケンス
402  第1の動作イベント
404  第2の動作イベント
406  動作方向矢印
408  セグメント化近接インジケータバー
602  圧電ブザー
604  マイクロコントローラ
702  能動素子
704  機械振動板
706  正極
708  負極
802  BGM
900  兼用圧電回路
902  比較器
904  埋込みデジタルアナログ変換器(DAC)
906  短入力パルス
D1  ダイオード
1100  兼用圧電回路
1102  単安定マルチバイブレータ
1104  安定出力パルス
1300  兼用圧電回路
1302  アナログデジタル変換器(ADC)
1500  BLEプロトコルスタック
1502  物理層
1504  リンク層
1506  コントローラ
1508  ハードウェアコントローラインターフェース(HCI)
1510  ホスト
1512  論理リンク制御および適応層プロトコル(L2CAP)
1514  セキュリティマネージャ(SM)
1516  汎用属性プロファイル(GATT)
1518  汎用アクセスプロファイル(GAP)
1520  GATTベースのプロファイル
1522  アプリケーションプログラミングインターフェース(API)
1524  アプリケーション
1600  BLE無線データパケット
1602  プリアンブル
1604  アクセスアドレス
1606  ペイロードデータユニット(PDU)
1608  CRC
1610  ヘッダ
1612  実ペイロード
1614  メディアアクセス制御(MAC)アドレス
1616  アドバタイジングデータ(AD)
1702  第1のデバイス
1704  第2のデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年9月11日(2020.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1のデバイス上で基準値を決定するステップであって、前記基準値は前記第1のデバイスの状態の実際のまたは厳密な徴候ではない、ステップと、
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストするステップと、
第2のデバイスが前記基準値を受信したことおよび前記基準値が前記第2のデバイスに格納されている基準値と一致しないことに応答して、前記第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求する場合にのみ前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続するステップと、
前記第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求すれば新しいデータを送信するステップと、
前記第1のデバイスが新しいデータを有すれば新しい基準値を生成およびブロードキャストするステップと、
前記第1のデバイスが新しいデータを有しなければ前記第1のデバイスから再び同じ前記基準値をブロードキャストするステップと、
前記第1のデバイスから前記第2のデバイスにおいて前記基準値を受信するステップと、
前記受信した基準値が記憶した基準値と一致すれば前記新しい基準値を待つステップと、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第1のデバイスからの新しいデータを求める前記第2のデバイスからの要求を送信するステップと、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第2のデバイスに前記第1のデバイスからの新しいデータを受信するステップと、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記受信した基準値を新しい記憶した基準値として記憶するステップと、
を含み、
前記基準値は、状態変数値、増分値、ランダム値、日付／タイムスタンプ値、及びデータ特性値の内の1つであり、前記第1のデバイスに新しいデータがあるたびに以前の値とは異なる値に変化する、方法。
【請求項２】
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストする前記ステップが、Bluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)アドバタイジングデータをブロードキャストするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記基準値が前記BLEアドバタイジングデータに含まれる、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記ステップが、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとの間にワイヤレス通信チャネルを確立するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記ステップが、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとをペアリングするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記第1のデバイスが血糖計(BGM)であり、かつ前記第2のデバイスがスマートデバイスである、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
第1のデバイスと、
第2のデバイスと、
を備え、
前記第1のデバイスが、コントローラであって、前記コントローラ上で実行可能な命令であり、
前記第1のデバイス上で基準値を決定し、前記基準値は前記第1のデバイスの状態の実際のまたは厳密な徴候ではなく、
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストし、
前記第2のデバイスが前記基準値を受信したことおよび前記基準値が前記第2のデバイスに格納されている基準値と一致しないことに応答して、前記第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求する場合にのみ前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続し、
前記第2のデバイスが前記第1のデバイスにデータを要求すれば新しいデータを送信し、
前記第1のデバイスが新しいデータを有すれば新しい基準値を生成およびブロードキャストし、
前記第1のデバイスが新しいデータを有しなければ前記第1のデバイスから再び同じ前記基準値をブロードキャストするように動作する命令を記憶するように動作するメモリを有する、コントローラを含み、
前記第2のデバイスが、コントローラであって、前記コントローラ上で実行可能な命令であり、
前記第1のデバイスから前記第2のデバイスにおいて前記基準値を受信し、
前記受信した基準値が記憶した基準値と一致すれば前記新しい基準値を待ち、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第1のデバイスからの新しいデータを求める前記第2のデバイスからの要求を送信し、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記第2のデバイスに前記第1のデバイスからの新しいデータを受信し、
前記受信した基準値が前記記憶した基準値と一致しなければ前記受信した基準値を新しい記憶した基準値として記憶するように動作する命令を記憶するように動作するメモリを有する、コントローラを含み、
前記基準値は、状態変数値、増分値、ランダム値、日付／タイムスタンプ値、及びデータ特性値の内の1つであり、前記第1のデバイスに新しいデータがあるたびに以前の値とは異なる値に変化する、システム。
【請求項８】
前記第1のデバイスから前記基準値をブロードキャストする前記命令が、Bluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)アドバタイジングデータをブロードキャストする命令を含む、請求項7に記載のシステム。
【請求項９】
前記基準値が前記BLEアドバタイジングデータに含まれる、請求項8に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記命令が、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとの間にワイヤレス通信チャネルを確立する命令を含む、請求項7に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第2のデバイスに前記第1のデバイスを接続する前記命令が、前記第1のデバイスと前記第2のデバイスとをペアリングする命令を含む、請求項7に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第1のデバイスが血糖計(BGM)であり、かつ前記第2のデバイスがスマートデバイスである、請求項7に記載のシステム。
【請求項１３】
ワイヤレスデバイスであって、
コントローラと、
前記コントローラに結合されるメモリであって、前記コントローラ上で実行可能な命令であり、
基準値を決定し、前記基準値は前記ワイヤレスデバイスの状態の実際のまたは厳密な徴候ではなく、
前記基準値をブロードキャストし、
スマートデバイスが、前記基準値を受信し、前記基準値が前記スマートデバイスに格納されている基準値と一致せず、前記ワイヤレスデバイスからの新しいデータを要求することに応答する場合にのみ、前記スマートデバイスに接続するように動作する命令を記憶するように動作する、メモリと、
を備え、
前記基準値は、状態変数値、増分値、ランダム値、日付／タイムスタンプ値、及びデータ特性値の内の1つであり、前記ワイヤレスデバイスに新しいデータがあるたびに以前の値とは異なる値に変化する、ワイヤレスデバイス。
【請求項１４】
前記スマートデバイスが前記ワイヤレスデバイスに新しいデータを要求すれば前記スマートデバイスに新しいデータを転送するように動作する命令をさらに含む、請求項13に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１５】
前記ワイヤレスデバイスから前記基準値をブロードキャストする前記命令が、前記基準値を含むBluetooth（登録商標） Low Energy(BLE)アドバタイジングデータをブロードキャストする命令を含む、請求項13に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１６】
前記スマートデバイスに前記ワイヤレスデバイスを接続する前記命令が、前記ワイヤレスデバイスと前記スマートデバイスとの間にワイヤレス通信チャネルを確立する命令を含む、請求項13に記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１７】
前記ワイヤレスデバイスが血糖計である、請求項13に記載のワイヤレスデバイス。
【外国語明細書】
2020205596000001.pdf