制造方法与流程

本发明涉及制造电子设备，特别是无线传感器的方法，通过这种方法制造的设备以及用于这种方法中的母板。

背景技术：

在土木工程领域中通常需要用诸如无线传感器之类的传感器来对诸如道路、桥梁、隧道等的结构进行仪器化，以监测结构的移动/完整性。这尤其有助于高效的维护和改进的安全性。如果这样的传感器具有无线通信，则它是有帮助的；它可以是电池供电的，或者通过能量收集来独立供电或通过能量收集来补充。然而，还期望能够实现长的电池寿命，尽管在差的信号传播的情况下rf环境通常具有挑战性。当前设备物理尺寸较大，典型尺寸为约10cm，并且具有有限的电池寿命，例如约2-3个月。通过明智地选择rf频率(例如400-900mghz是有帮助的)以及选择性激活传感器来提供睡眠和深度睡眠模式，可以实现相当大的改进。使用低功率处理器技术(例如从armltd(uk)可获得的技术)也可以帮助降低功耗。然而，即使当所有这些技术组合时，在具有令人惊讶的起因的情况下，显著的损耗仍然存在。

使用微型、低功率技术来对土木工程结构进行仪器化带来了其他困难：通常期望提供大量的传感器，使得可以密切监测结构并且标识结构的各个部分的相对运动以用于评估/动作。这通常需要以不同的方式对各个传感器进行编程——一些可以感测运动，一些可以感测温度，一些可以感测湿度，一些可以感测所有三个的组合。这些不同类型的传感器可以以最佳方式布置在结构上方，使得例如可以内插/外插来自不同传感器的读数。这种方法通常需要根据所进行的测量对具有不同软件的不同传感器进行编程。然而，对每一个单独的传感器进行编程可能花费大量的时间，例如约半小时(取决于各种因素)。当对具有大量传感器的结构进行仪器化时，该编程时间构成了显著的实际问题。

因此，已经开发了新技术来解决这些困难。虽然当用传感器对结构进行仪器化时，它们是特别有用的，但是我们描述的技术不限于这种应用，并且潜在地具有更一般的价值。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，因此提供了一种制造多个电子设备的方法，所述方法包括：制造多设备母板，所述多设备母板包括：多个可编程设备电路板，所述设备电路板中的每一个承载电子设备，电子设备至少包括设备处理器和用于存储用于控制设备处理器的代码的可编程非易失性设备存储器，以及设备编程区，其中设备电路板中的每一个可从母板的其余部分分离，除了一个或多个易碎链接之外，所述易碎链接中的至少一个包括到可编程电路板的编程连接；其中，所述设备编程区和设备电路板都是同一电路板的所有部分，并且其中，所述设备编程区承载母板处理器和母板程序存储器，所述母板程序存储器存储用于控制母板处理器对设备电路板进行编程的处理器控制代码；在所述母板程序存储器中存储用于所述电子设备的至少一个应用程序的代码；提供用于所述多设备母板的用户接口，其中所述用户接口包括用于外部计算机系统的物理接口和软件用户接口，其中所述软件用户接口被布置为使得用户能够配置所述电子设备中的每一个以执行定义的功能，其中所述电子设备的配置包括向所述电子设备的所述设备存储器提供软件，所述软件包括来自所述至少一个应用程序的代码，使得用户定义的应用能够在所述电子设备上运行以执行所述用户定义的功能；使用所述用户接口配置所述母板上的所述电子设备；分离所述配置的电子设备以供使用。

令人惊讶的是，当以降低功率的目的考虑设备的每个方面时，剩余的显著开销之一是提供外部的标准设备编程接口。上述方法的实施例使得能够采用非常轻量的编程接口，例如包括到设备处理器的简单串行数据连接。这是因为设备编程功能有效地分布在要编程的电路板和母板处理器之间，所述母板处理器实际上可以是用于该组设备的专用处理器。这又有助于实现通过该方法制备的电子设备的低功耗，以及其它优点，例如减少的物理重量。

在实施例中，母板处理器为用户提供编程接口，例如实现具有不同应用软件的不同设备的选择性编程。在实施例中，在已经配置了电子设备并从母板分离之后，该母板处理器(及其相关联的电路)变得冗余。

此外，在该方法的实施例中，一批电子设备可以被并行编程，然后根据需要从板上逐个地分离。例如，一行设备可以被配置为温度传感器，另一行可以被配置为湿度传感器等；或者板上的所有设备可以被配置为执行相同的选择的功能。母板处理器使得用户能够配置母板上的每一个设备以在从代码被本地存储到母板处理器(例如在非易失性存储器中)的一组功能中选择的实施例中执行特定的选择的功能。在实施例中，电子设备的可编程存储器基本上是空的，“空白页”(除了潜在地，来自一些小量的代码以实现实际的编程——尽管这可以在板上在处理器上)。在实施例中，母板处理器将应用程序软件下载到电子设备以配置设备以执行特定功能。根据设备的复杂性，可以结合设备的操作系统软件下载应用程序软件，以提供标准的低级接口，例如用于无线电发送器/收发器，网络连接等。在一些实施例中，与母板处理器相关联地存储的代码是源代码，并且这由母板处理器编译以执行用户选择的功能，然后将经编译的代码编程到设备中。然而，附加地或备选地，可以通过以下来配置设备：将通用或多用途软件写入到设备中，然后通过将数据写入设备的非易失性存储器内的一个或多个功能定义字段来配置该软件。在又其他方法中，不是编译代码以执行定义的功能，而是母板处理器可以从用于一组不同应用程序的代码中选择应用代码，每一个应用程序用于执行不同的定义的功能。

在一些优选实施例中，一旦设备已被编程，则其由母板处理器测试。当通过断开一个或多个易碎链接(其向设备提供电力和编程数据)而将设备从母板分离时，设备配置有壳体和/或被封装(在插入电池之后，如果必要的话)。在设备的传感器实施例中，编程后的代码可以包括用于在向设备施加电力之后延迟传感器操作的代码。这在安装期间是有帮助的，因为它提供用于安装传感器的时间，并且因此不产生假的错误读数，所述假的错误读数否则可能会混淆已经就位的传感器网络。这种方法还可以便于自动确定对传感器的对准/取向。

在优选实现中，设备电路板是与母板相同的板(pcb——印刷电路板)的一部分，例如以pcb阵列的形式，但是例如通过诸如接头或划线之类的易碎链接可分离。然而，本发明还提供了一种制造根据如上所述的本发明的多个电子设备的方法，其中设备电路板不是与母板相同的电路板的所有部分，并且其中易碎链接替代地包括可分开的电连接，例如使得电子(传感器)设备包括安装在母板顶部上的分开的子板。可以对下面描述的本发明的相关方面进行类似的修改。

根据本发明的相关方面，提供了一种制备多个传感器设备的方法，所述方法包括：制备包括第一pcb(印刷电路板)阵列区和第二设备编程区的母板，其中所述pcb阵列区包括各个设备pcb的阵列，每一个设备pcb具有用于传感器设备的布局，每一个设备具有到母板的易碎链接使得所述设备pcb和所述设备编程区形成面板；在所述各个设备pcb上制备传感器设备和在所述编程区上制备编程设备；操作在所述面板上的所述编程设备以在所述传感器设备在所述面板上时对所述传感器设备进行编程；和从所述面板移除所述传感器设备。

在实施例中，各个设备pcb中的每一个通过一个或多个携带电源以及在实施例中串行编程线和可选的时钟的可断开的接头连接在母板面板内。(备选地在这些和先前描述的实施例中，设备可以是无线可编程的)。如前所述，在优选实施例中，编程设备提供用于选择要由传感器设备执行的功能的用户接口，使得面板上的不同设备可以用不同的软件编程以执行不同的感测功能。

以这种方式编程的这种传感器设备的面板可以用于通过以下来对结构进行仪器化：首先在面板上编程一批或(优选地)所有设备，然后分离设备，可选地封装或容纳设备，然后根据需要将设备安装在结构上。

在一些优选的方法中，上述设备(传感器)电路板通过在设备仍在母板上时将外壳紧固在设备周围而高效地制造。将外壳紧固在设备上方的动作断开了一个或多个易碎链接，并且在实施例中同时将设备密封在外壳内。因此，特别对于传感器设备，外壳可以在设备周围形成实质上防水的密封，其可以实质上是独立的，即它可以具有rf链路，并且由安装在设备板上的电池供电。

在一些优选实施例中，外壳的一个或两个部分携带一个或多个刀片，以切断/断开一个或多个易碎链接。在实施例中，刀片从外壳或壳体的一部分(例如上部分)突出，并且被外壳或壳体的第二部分(例如下部分)中的凹部接收。刀片可以是导电或非导电材料。易碎链接通常具有两个或更多个导电迹线，为该设备提供编程接口。易碎链接的一部分可以保持被俘获在外壳/壳体的配合部分之间，因此，在刀片是导电的情况下，编程接口可以被解激活(例如设置为0s)，使得其不会通过被刀片短路而损坏。

在实施例中，外壳可以通过磁性吸引而被紧固关闭。这提供了一种非常快速和简单的完成设备制造的方法。因此，外壳/壳体的每一个部分可以具有一个或多个磁体，当外壳/壳体围绕设备闭合时，所述一个或多个磁体彼此相邻。在一些优选实施例中，刀片是磁性的，并且第二磁体被提供在刀片适配的凹部的基部处。非常坚固的磁体是可用的，但是可选地，还可以提供一个或多个附加的紧固件，以在闭合之后将外壳/壳体的部件保持在一起，例如一个或多个螺钉。

因此，在相关方面，本发明提供了一种制备电子设备的方法，所述方法包括：制备包括所述电子设备阵列的母板，每一个电子设备在母板的相应区域上，该区域除了一个或多个易碎链接之外与母板隔离；和通过将外壳紧固在设备周围使得外壳的边缘切割所述一个或多个易碎链接，将设备从所述母板分离。

本领域技术人员将理解，本发明的前述方面和实施例的特征也可以并入本发明的这个方面中。

在另一相关方面中，本发明提供一种多设备母板/面板，其包括多个制备的电子设备和设备编程区，每一个电子设备在面板的阵列区的基本上分开的pcb上，所述设备编程区包括处理器、存储的控制代码和设备程序代码，用于对设备进行编程以进行操作。

根据本发明的另一方面，因此提供了一种对多个电子设备进行编程的方法，所述方法包括：提供包括第一pcb(印刷电路板)阵列区的母板，其中所述pcb阵列区限定均用于电子设备的各个设备pcb的阵列，每一个电子设备具有到母板的易碎链接；在所述各个设备pcb上提供多个电子设备；提供用于所述编程区的编程系统；在所述电子设备在所述母板上时，操作所述编程系统以利用以下各项中的一个或多个来对所述电子设备进行编程：操作系统软件、应用软件和用于设备的配置数据；以及从所述母板移除所述电子设备。

在实施例中，在所述设备在母板上时，所述设备均被配置用于不同的终端用户。在一些中，电子设备中的至少一些包括相同类型的设备——例如相同品牌和/或型号的消费电子设备。然后，编程可以包括所有设备都在母板上时，用不同的各个最终用户的不同的配置数据来对不同的设备或设备组进行编程。

附加地或备选地，至少一些电子设备可以包括不同类型的电子设备。然后，该编程可以包括用不同的操作系统软件和/或不同的应用软件对不同类型的电子设备或不同类型的设备的组进行编程，特别是在不同类型的设备上执行实质上相同的功能(例如电子邮件，文字处理)。可选地，这可以包括利用用于(不同类型)设备的公共用户或公共所有者的配置数据来配置不同的应用软件——例如，不同的设备可以被设立为使用相同的公司电子邮件系统。

在实施例中，该方法还包括提供具有第二设备编程区的母板，编程系统至少部分地被设置(在实施例中，被制备)在其中，特别地使得设备pcb和设备编程区一起形成pcb面板。在实施例中，电子设备通过在设备pcb上原位制备它们而被提供在面板上。

本发明还提供一种通过如上所述方法制造的电子设备。这种设备例如可通过设备的电路板上的易碎链接(如上所述)的残留物来区分。然而，更具体地，该设备可以紧固在如前所述的壳体或外壳内。

因此，在另一方面，本发明提供一种在两部分壳体中的电子设备，壳体具有围绕携带设备的板适配的上部分和下部分，并具有配合边缘，其中，壳体的所述上部分和下部分的配合边缘中的至少一个具有刀片，并且其中，所述板具有由所述刀片在壳体的所述部分的所述配合边缘之间俘获并切割的易碎链接。

在实施例中，易碎链路携带用于设备的编程连接；这种编程连接可以包括在从设备延伸的(印刷电路)板的窄峡部上的一组导电迹线。在实施例中，刀片被磁致动；例如壳体部分的配合边缘可以各自承载相应的配合磁体，其中一个配合磁体可以限定刀片。优选地，编程连接被解激活，因此不受刀片短路的影响。

附图说明

现在将参考附图，仅通过进一步示例的方式描述本发明的这些和其它方面，附图如下：

图1：主板(面板)实施例。

图2：主板的功能框图。

图3：传感器板2000/200x布局。

图4：传感器板200x的功能框图。

图5：基站3000。

图6：板3000的功能框图。

图7：备用板4000。

图7：板4000的功能框图。

图9：功能框图示出了200x板之间的通信。

图10：功能框图示出了2003板和板2003之间的通信。

图11：3000/4000和200x板之间的通信的功能框图。

图12：软件图形用户界面。

图13：消费电子设备轴承主板。

图14具有到母板的易碎连接的设备板。

图15设备壳体实施例。

具体实施方式

图1示出了主板/面板或母板1000的制造。在实施例中，这包含多种传感器设备(200x->(2001、2002、2003、2004、2005))、可编程传感器连接器平台和基站收发器3000、备用板4000以及用于已连接的设备的构造。已连接的设备可以包括：相机、屏幕、储存设备、nand/nor/spi闪存、ddrdram接口、以太网、记忆棒、鼠标、land、wifi、蓝牙、耳机、扬声器、键盘(有线和无线)、迷你usb。

在一个示例中，板的大小如下：

-通常，主板(1000)是膝上型或a4大小的纸的大小，但是它可以以任何大小制造。

-传感器设备(2000)可以被设计为根据需要都是相同的大小或不同的大小，然而在该示例中，它们大致为(3.5cm×2.4cm×0.5cm)

-可编程传感器连接器平台和基站收发器(3000)大约为(15cm×2.4cm×0.5cm)

-备用板(4000)大约为(15cm×2.4cm×0.5cm)

图2示出了在一个实施例中的主板1000的连接。主板1000接口可以包括迷你usb、lan端口和电源连接。图2还示出了主板1000、传感器设备(200x->(2001、2002、2003、2004、2005))、可编程传感器连接器平台、基站收发器(3000)和备用板(4000)之间的链接连接。

图3示出了传感器设备板200x(2000、2001、2002、2003、2004等)的实施例。板200x通常包含传感器201x(光2010、温度2011、湿度2012、加速度计2013、声学2014、压力2015、红外2015、运动2016、应变2017等等)。在许多实施例中，传感器设备板200x包括处理器2200、时钟2210、存储器2220、电源管理系统2300、能量(电力)源2400和可包括内部或外部天线的无线电(rf链路)2500。传感器设备板200x可以具有多于一个的处理器。主板1000连接到电源，并且传感器设备板200x在其链接到主板的同时从主板1000汲取电力-板上电源不需要使用，直到设备板200x从主板上剪下。每一个设备例如通过携带一组迹线的峡部来较弱地、即可分离地链接到板，从而允许它被分开以单独使用。

在实施例中，存在传感器板200x的三个不同的布局实施例，其中部件的定位可以以三种方式布置：

a-传感器板200x，组件可以垂直摆开在平坦表面上

b-传感器板200x，组件可以水平摆开(层叠，这减少了组件之间的连接的长度，从而增加性能并降低功耗)

c-传感器板200x，组件可以是以垂直和水平组合摆开的布置

此外，一些或基本上所有的组件可以集成到一个芯片中。这具有加快数据处理，增加鲁棒性，降低设备成本以及降低传感器板设备200x的功耗的优点。

传感器板200x可以在连接到主板时进行编程。每一个传感器板200x经由导线连接弱地(易碎地)链接到主板1000，从而允许它被分开以单独地起作用。一旦与母板分开，传感器板200x可以进行无线编程。

图3的板的布局选项也适用于板3000、4000，并且适用于主板1000。

图4中示出了传感器板200x的实施例的功能框图。它示出了到组件的传感器板200x连接。传感器设备201x->(灯2010、温度2011、湿度2012、加速度计2013、声学2014、压力2015、红外2015、运动2016、应变2017等)连接到处理器2200。处理器2200连接到时钟2210、存储器2220、电源管理系统2300、能量(电力)源2400和无线电(rf链路)2500。在图5的实施例中，在传感器201x(其可以具有用于光2010、温度2011、湿度2012、加速度计2013、声学2014、压力2015、红外2015、运动2016、应变2017等的一个或多个传感器)内，传感器由mems(微机电)传感器2111、解调器2211、滤波器2311、温度传感器2411、adc(模数转换器)2511、数字逻辑fifo和spi(先进先出和串行外围接口)2611形成。

当mems传感器2111感测到环境或一些物理量的变化时，其将信息传递到解调器以进行处理，然后传递到滤波器以去除噪声。为了鲁棒性和信息可靠性，温度传感器2411抑制温度波动以免相当大地影响mems传感器2111的读数。温度传感器2411将信息馈送到adc2511，以将模拟读数转换为数字信号。adc2511然后将数字信号传递到数字逻辑2611。数字逻辑2611又通过例如6个引脚将读数传送到处理器2200。在实施例中，引脚是int1(实例1)、int2(实例2)、cs(片选)、mosi(主输出，从输入)、(miso)主输入，从输出和sclk(串行时钟)。

处理器2200通过有线和无线连接与其周围环境进行通信。有线2210连接和无线2220连接提供到处理器芯片外部的所有链路。有线通信2210由spi总线(串行外围接口)、i²c总线(内部集成电路)、uart总线(通用异步接收器/发送器)、pwm(脉冲宽度调制)和sw总线(串行导线)构建。通过有线2210连接，传感器板200x可以经由串行/usb链路(通用串行总线)进行编程。

在实施例中，处理器2200具有数据采集系统、有线数据连接2210和无线数据连接2220。有线数据连接(在这个和后面描述的板中)包括串行编程连接，其在实施例中跨越板之间的易碎链路并且用于对以菊花链方式连接的板进行编程。数据采集系统具有带隙电压基准，其产生恒定且稳定的电压，而与处理器上的温度和电源变化以及文件加载无关。处理器时钟2210通常具有看门狗时钟、唤醒时钟和一个或多个通用时钟。

在低功率处理电路2230的功能内，包括闪存和sram(静态随机存取存储器)的处理器存储器2231与电路集成；还有可能向传感器板设备200x增加另外的存储器。除了存储器之外，低功率处理电路2230的功能包括osc(振荡器起振芯片)、por(上电复位)功能、中断控制器和片上外围设备。

此外，传感器设备200x包含电源管理系统2300、能量源2400(电池，能量收集器或两者的组合)以及具有链接到处理器2200的无线部分的内部或外部天线的无线电设备2500。传感器设备200x可以具有这些组件中的任何一个的多于一个。

图5示出了“基站”3000、包含到设备和收发器基站的外围连接的板的实施例。该板可以被“剪下”(从母板上移除)并稍后用于改变传感器板200x上的程序。然而，优选地，在将初始程序加载到备用板4000的各个cpu之后，大部分配置是无线地完成的。

基站3000通常具有一个处理器2200、时钟2210、存储器2220、电源管理系统2300、能量(电力)源2400和可以包括内部或外部天线的无线电(rf链路)2500。然而，基站3000可以具有这些组件中的任何一个的多于一个。

主板1000在主板1000与基站3000彼此连接时向基站3000提供电力。基站3000不需要使用其内置的能量源，直到设备从主板1000剪下为止。每一个设备弱链接到板，允许它被分开以单独起作用。usb端口可以连接到计算机或数据加载器设备以将数据传递到基站3000以及从基站3000传递数据以用于数据监测和收集。

图6中的功能框图板3000示出了基站3000具有三个主要目的：

1、通过串行导线对传感器设备编程，

2、将数据加载到数据记录器、服务器或计算机，

3、如果主板1000具有在它内部的多于一个的基站3000，则用作备用系统板。在这种情况下，基站3000可以替换备用板4000。

基站3000包含在它内部的处理器2200。处理器2200通过有线和无线连接与其周围环境(已连接的设备)进行通信。有线连接2210和无线连接2220提供到处理器芯片的外部的链路。有线通信2210可以包括以下各项中的一个或多个：spi总线(串行外围接口)、i²c总线(内部集成电路)、uart总线(通用异步接收器/发送器)、pwm(脉冲宽度调制)和sw总线(串行导线)。通过有线通信，传感器板200x可以经由串行/usb链路(通用串行总线)进行编程。

处理器2200具有集成数据采集系统、有线连接2210和无线连接2220。数据采集系统具有带隙电压基准(与温度无关的电压基准电路)。带隙基准产生基本上与温度和电源变化以及处理器上的文件加载无关的恒定和稳定的电压。处理器时钟2210通常具有看门狗时钟、唤醒时钟和一个或多个通用时钟。

在低功率处理电路2230的功能内，处理器存储器2220与电路集成并使用闪存和sram(静态随机存取存储器)，但是向传感器板设备200x添加存储器也是可能的。除了存储器之外，低功率处理电路2230的功能包括osc(振荡器起振芯片)、por(上电复位)电路、中断控制器和片上外围设备。

此外，传感器设备200x包含电源管理2300系统、能量源2400(电池，能量收集器或两者的组合)以及具有链接到处理器2200的无线部分的内部或外部天线的无线电设备2500。传感器设备200x可以具有这些组件中的任何一个的多于一个。

基站3000优选地始终是唤醒的，并且应当优选地具有强信号和向完整网络(传感器设备200x节点)发送和接收的能力。因此，优选地，基站3000包括外部天线，并且通常由有线电源或能量收集器而不是电池供电。可选地，其还可以具有如果需要则由电池供电的能力。

基站3000优选地具有用于连接到多个设备的连接器，所述多个设备例如是：相机、屏幕、储存设备、nand/nor/spi闪存、ddrdram接口、以太网、记忆棒、鼠标、land、wi-fi、蓝牙、耳机、扬声器、有线和无线键盘、外部和内部附加存储器(sdio/sd卡/ram/闪存)、迷你总线等。然而，为了简单起见，图6的功能图仅示出了到迷你总线2400、lan端口5000、屏幕5001、硬盘驱动器5002以及内部和外部附加存储器5003(sdio/sd卡/ram/flash)的连接。

在图7中示出了备用板4000的实施例。主板1000可以包括或省略备用板4000。

备用板4000是在实施例中具有附加cpu和可以存储用于传感器板200x设备的一些或所有程序的存储器的备用系统。cpu和存储器可以稍后根据需要取回用于200x设备的所有程序。

图8中的板4000的功能框图示出了备用板4000具有两个主要目的：

1、用作备用系统。图9所示的备用板没有配置有无线电和天线，因此它不能用作基站。然而，当备用板4000包括无线电和天线时，它可以用作基站。

2、如果基站3000已经从主板1000剪掉，则通过串行导线对传感器设备进行编程。

备用板4000包含在它内部的处理器2200。处理器2200通过有线和无线连接与其周围环境进行通信。有线连接2210和无线连接2220提供到处理器芯片的外部的链路。有线通信2210可以包括以下各项中的一个或多个：spi总线(串行外围接口)、i²c总线(内部集成电路)、uart总线(通用异步接收器/发送器)、pwm(脉冲宽度调制)和sw总线(串行导线)。通过有线通信，传感器板200x可以经由例如串行/usb链路(通用串行总线)进行编程。

优选地，处理器2200具有数据采集系统(其可以包括a/d转换器)、有线连接2210和无线连接2220。数据采集系统可以包括带隙电压基准。处理器时钟2210通常具有看门狗时钟、唤醒时钟和一个或多个通用时钟。

在低功率处理2230的功能内，处理器存储器2220与使用闪存和sram(静态随机存取存储器)的电路集成，然而将存储器添加到备用板4000也是可能的。除了存储器之外，低功率处理2230的功能包括osc(振荡器起振芯片)、por(上电复位)、中断控制器和片上外围设备。

此外，备用板4000包含电源管理2300和能量源2400(电池、能量收集器或电源或任何或所有这些的组合)。

备用板4000具有连接器，其可以包括用于以下的连接器：相机、屏幕、储存设备、nand/nor/spi闪存、ddrdram接口、以太网、记忆棒、鼠标、land、wi-fi、蓝牙、耳机、扬声器、有线和无线键盘、外部和内部附加存储器(sdio/sd卡/ram/闪存)和迷你总线。然而，为了简单起见，图8的功能图仅示出了迷你总线2400、lan端口5000、屏幕5001、硬盘驱动器5002以及内部和外部附加存储器5003(sdio/sd卡/ram/flash)。

图9和10示出了图示传感器板200x之间的通信的功能图。200x板可以垂直、水平或并排对准。在实施例中，它们可以以三种方式中的一种或多种来编程：

1、在第一编程方法中，传感器板2003经由迹线以菊花链方式连接到另一传感器板2003，该另一传感器板2003经由迹线以菊花链方式连接到另一传感器板2003，等等。

2003->2003-2003->...

以这种方式对设备进行编程的步骤如下：

a.通过传感器设备2003的通信是通过串行导线的。传感器2003之间的开关在开始编程之前是开路(关断模式)。可以从软件或硬件关断和接通开关。

b.以下列方式对作为主设备的第一传感器2003设备进行编程：

i.直接链接在主板1000和具有用于编程的软件的计算机之间的迷你usb。接下来，对传感器板2003的存储器进行闪存操作，以用加载程序初始化其cpu。

ii.在编程之后，第一传感器板2003(主设备)将接通下一个传感器设备2003(从设备)并且对第二传感器设备进行编程。然后第二设备将接通链中的第三设备并对其进行编程，等等。该过程也可以通过第一传感器板(主设备)对所有其它传感器设备进行编程来实现。在该过程期间，传感器板2003不需要连接到电池或能量收集器，因为它通过usb获得其需要的电力。

iii.一旦传感器设备2003从主板1000剪掉，它们就可以连接到能量源以激活。

iv.注意，该方法可以同时针对传感器设备的若干堆叠完成。

2、部分地在图11中示出的第二编程方法将传感器板2003连接到已经通过迷你usb或jtag(联合测试访问组)接口编程的基站板3000，其具有用于各种传感器设备200x的一个或多个若干程序。

a.在这种情况下，传感器设备之间的所有开关都接通(开路)

b.该过程从图1中的第一行传感器设备2001开始。第一传感器设备2001用可以与或可以不与用于第二行传感器板2002的程序和由第三行传感器板2003等等使用的程序不同的程序来初始化。传感器设备中的每一行可以具有相同或不同的程序。用这种编程方法，人们甚至可以同时为不同的设备加载不同的操作系统。

3、部分地在图11中示出的，当基站板3000已经从主板1000剪掉时，第三编程方法将传感器板2003连接到备用板4000。备用板4000已使用迷你usb或jtag接口来编程有用于各种传感器设备200x的若干程序。

a.在这种情况下，传感器设备之间的所有开关都接通(开路)

b.该过程从图1中的第一行传感器板2001开始，用可以是或可以不是独特于第二行2002中的传感器设备2002中使用的程序和第三行传感器设备2003中使用的程序等等的程序来初始化第一传感器设备2001。在这种情况下，我们可以同时为不同的设备加载甚至不同的操作系统。

在实施例中，传感器设备通过可编程板3000和/或备用板4000链接到基站。通信是通过串行导线，并且基站3000或备用板4000用作主设备。

图11示出了主板1000、基站3000和备用板4000具有物理迷你usb连接，通过其它们可以加载程序并对其他设备进行编程。

图12示出了用于系统的软件图形用户界面(gui)6000的实施例。在软件图形用户界面6000的左上方是文件选项卡(filetab)6101。文件选项卡6101具有在软件系统中选择、打开、创建、保存、打印、连接、加载、删除、保存和关闭各个文件和项目的功能。通过点击文件选项卡6101并选择出现在下拉菜单中的子类别之一来在计算机或互联网使能设备中访问该功能。

打开(open)6102子类别提供了访问子选项项目(project)6103或文件(file)6104的选项。项目6103子选项允许用户访问在软件系统中创建的特定工作项目。项目6103子选项访问用于基站3000、备用板4000和多种传感器板200x的编译软件，其用于特定工作项目中。文件6104子选项访问用于特定基站3000、备用板4000或传感器板200x的单独编译的程序。

新建(new)6105子类别提供了项目6106和文件6107的子选项。项目6106子选项允许用户创建一个新项目，其之后将可通过项目6103子选项访问。新建文件6107子选项允许用户为特定的基站3000、备用板4000或传感器板200x创建单独编译的程序，其之后将可通过文件6104子选项访问。

保存(save)6108子类别提供保存项目6109、保存文件6110、保存图表6111、保存数据6112、保存原始数据6113或保存网络数据6114的子选项。

打印(print)6115子选项提供打印项目6116、打印文件6117、打印图表6118、打印数据6119、打印原始数据6120或打印网络数据6121的打印子选项。

为了连接到特定的板，用户将选择连接(connect)6122子类别，并选择连接到基站板6123、连接到备用板6124或连接到传感器板6125的三个子选项之一。

加载(load)6126子类别允许用户将项目加载到主板1000或备用板4000或者分别使用子选项加载项目到基站板6127、第二加载项目到备用板6128、最后加载文件到传感器板来将文件加载到传感器板200x。

移除(remove)6129子类别向用户提供子选项删除项目6130和删除文件6131。

关闭(close)6132子类别向用户提供保存并关闭项目6133、保存并关闭文件6134、全部保存和关闭程序6135的子选项。

在软件图形用户界面6000的左上角是查看选项卡(viewtap)6201。查看选项卡6201具有在主板1000、传感器板200x、基站3000和备用板4000上选择和打开信息的功能。查看选项卡6201允许用户查看无线传感器网络项目和文件信息。通过点击查看选项卡6201并选择出现在下拉菜单中的子类别和子选项之一来在计算机或互联网使能设备中访问该功能。

从子类别查看主板(viewmainboard)6202，用户可以选择功率(power)6203。使用功率6203子选项，用户可以查看主板1000的功耗信息。

从子类别查看传感器板(viewsensorboard)6204，用户可以选择功率6205和网络(network)6206子选项。使用功率6205子选项，用户可以查看传感器板200x的功耗信息。使用网络6206子选项，用户可以查看关于传感器板200x的无线传感器网络信息，例如射频、带宽使用、寄存器标识、迹线、信道使用、比特率、传输速率和其他信息。

从子类别查看基站(viewbasestation)6207，用户可以选择功率6208和网络6209子选项。使用功率6208子选项，用户可以查看基站3000的功耗信息。使用网络6209子选项，用户可以查看关于基站3000的无线传感器网络信息，例如所使用的无线电频率带宽、所使用的无线电频率、寄存器标识、迹线、所使用的无线电信道和频率、比特率、传输速率和其他信息。

从子类别查看备用站(viewbackupstation)6209，用户可以选择功率6210子选项。使用功率6211子选项，用户可以查看备用站4000的功耗信息。

在软件图形用户界面6000的右上方是工具选项卡(toolstab)6301。工具选项卡6301具有初始化主板1000、传感器板200x、基站3000和备用板4000以及配置传感器板200x和基站3000的功能。通过点击工具选项卡6301并选择出现在下拉菜单中的子类别和子选项之一来在计算机或互联网使能设备中访问该功能。

从子类别初始化(initialisation)6302，用户可以配置主板1000、传感器板200x的初始化，诸如传感器的类型((光2010、温度2011、湿度2012、加速度计2013、声学2014、压力2015、红外2015、运动2016、应变2017等)，基站3000和备用板4000。这些分别使用主板6303、传感器板6304、基站6305和备用板6306子选项来实现。

传感器板200x和基站3000是具有无线电的无线传感器网络组件。从配置网络(configurenetwork)6307子类别，用户可以配置传感器板200x和基站3000的元件，诸如射频带宽使用、寄存器标识、迹线、信道使用、比特率和传输速率。

在软件图形用户界面6000的左下象限中是帮助选项卡(helptab)6401。帮助选项卡6401具有搜索图形界面内的任何查询或信息的功能。

在图12的软件图形用户界面6000的实施例中，文件窗口6150位于左上象限中，查看窗口6250位于左下象限中，工具窗口6350位于右上象限中以及帮助/信息窗口6450位于右下象限中。

文件窗口6150显示文件选项卡6101下的所有可用动作，包括选择、打开、创建、保存、打印、连接、加载、删除、保存和关闭软件系统中的各个文件和项目。

查看窗口6250显示在视图标签6201下的所有可用动作，包括在主板1000、传感器板200x、基站3000和备用板4000上选择和打开信息。

工具窗口6350显示工具选项卡6301下的所有可用操作，包括初始化主板1000、传感器板200x、基站3000和备用板4000以及配置传感器板200x和基站3000。

帮助窗口6450显示帮助选项卡6401下的所有可用动作，包括搜索图形界面内的任何查询或信息。

在图12的软件图形用户界面6000的实施例中，连接状态和版本号显示6500位于右上象限的顶部。连接状态和版本号显示6500通知用户接口是否连接到主板1000、传感器板200x、基站3000和/或备用板4000以及软件的版本号。

壳体

现在参考图14，图14a示出了母板1000的一部分，其示出了设备板2000，每一个板具有由将板链接到另一板并且在每一端处链接到母板的板的峡部形成的两个易碎链接1402a，b。除了这些易碎连接之外，板通过切口或通道1404与母板分开。图14b更详细地示出了设备，其示出了每一个链路1402包括用于对设备进行编程的多个导电迹线1406。在2导线实施例中，这些包括数据线和时钟线；在4导线实施例中，这些包括data_in、data_out、clock和reset。如图14a所示，在实施例中，设备经由这些连接/编程接口被以菊花链方式连接。图14c示出了在实施例中，一个或多个紧固孔可以被提供在设备板中；接口迹线可以围绕这些运行。

图15a示出了在围绕设备紧固之前的设备壳体1500、1500'。在一些实施例中，壳体1500包括沿蛤壳型布置中的一个边缘铰接的上部分1502和下部分1504；在其它实施例中，壳体1500'的上部分1502'和下部分1504'是分开的，直到紧固在一起。图15b示出了从在任一端处承载刀片1506的这些壳体部分中的一个的上方的视图。图15c示出了从上方查看的这种刀片的放大，并且图15d示出了当围绕设备闭合时通过壳体的横截面图。在图15b、15c和15d中，刀片是弯曲的，但是它可以备选地是直的，如图15e所示。

参考图15d，壳体的一个部分1502中的刀片1506适配到壳体的另一个1504部分中的凹部或台阶1510中。刀片1506优选是磁性的并且与壳体部分1504中的对应磁体1508磁性地配合。优选但不是必须使用强磁体，例如稀土磁体，例如钕铁磁体，这些可以提供非常高的吸引力。板2000的峡部1402由刀片切割；凹部1510具有台阶边缘，以允许壳体边缘彼此靠近，从而为被俘获在壳体的边缘之间的板的厚度留出空间。导电迹线1406可能被刀片1506短路，因此优选地在编程之后，这些迹线上的电压被设置为零伏特或连接例如通过解激活编程界面而保持浮置。如图15e所示，可选地，壳体可以通过紧固件1512(例如螺钉或螺栓)进一步保持闭合。

在一些优选实施例中，设备在其壳体内被密封一次。在实施例中，壳体可以根据设备其包含的功能而被颜色编码，例如以简化传感器类型(温度、湿度、位移、倾斜、加速度、压力等)的标识。

应用

我们现在描述本发明的实施例的一些另外的示例应用。

情况1：

公司通常期望实现相同安全软件和/或相同电子邮件系统和/或相同应用的使用的一致性，等等，以用于它们使用的特定类型的技术。然而，公司员工使用的技术的类型或品牌和版本频繁变化，也可能使用不同的操作系统。这使得根据公司和员工需求对设备进行编程非常耗时，因为每一个设备必须根据其使用的操作系统进行单独配置。

本发明的实施例解决了这个问题，因为人们可以通过类型或品牌和/或操作系统顺序地或同时地对设备进行编程，在每一种情况下允许每一个设备下载适合于其操作系统的软件，从而实现跨不同的硬件设备的实质的软件一致性。例如，在主板1000上，可以根据传感器类型按行陈列板200x，其中每一行是不同的设备类型。备用板4000指导传感器板200x按行顺序或者一次全部下载软件。设备被编程为下载与其各个操作系统兼容的软件，从而节省时间并实现跨设备行下载相同软件的一致性。这里，设备可以包括例如不同消费电子设备(例如移动电话或甚至膝上型计算机)的不同主电路板。

在这种情况下，相同类型技术的不同部分用相同的软件和应用编程，但使用它们不同的操作系统。例如，一种类型或品牌的移动电话可以使用macos^tm，另一种类型或品牌的移动电话可以使用android^tm，而又另一种类型或品牌的移动电话可以使用winc^tm。这些设备由于其不同的操作系统而不以相同的方式配置，并且软件和应用的相同版本不能同时安装在所有设备上。相反，每一个设备必须用与该特定操作系统兼容的特定版本的软件单独编程。

因此，为了解决这个问题，我们使用如图13的实施例中所示的主板：在主板1000内，“传感器板”200x是根据操作系统按行陈列的移动电话，即每行不同的操作系统。移动电话通过jtag接口或连接串行导线连接到主板1000。在该示例中，通过图示的方式示出了iphone2018、三星2019、诺基亚2020。在操作中，备用板4000对iphone2018、三星2019和诺基亚2020进行编程。

该过程开始于备用板4000指示第一行iphone2018移动电话开始下载期望的软件，例如安全软件、电子邮件系统和其他应用。在编程完成之后，第一行移动电话然后可以配置有相同的定制软件和应用。接下来，备用板4000指导第二行(这里是三星2019)移动电话开始下载期望的软件，例如安全软件、电子邮件系统和其他应用。在编程完成之后，第二行移动电话将均配置有相同的定制软件和应用。第二行还将配置有与第一行iphone2018移动电话下载的相同的定制软件和应用，尽管他们使用不同的操作系统的事实。备用板然后指导第三排诺基亚2020移动电话开始下载所期望的软件。该过程在逐行的基础上继续，直到所有设备都被编程为止。

备选地，备用板4000指导所有行的移动电话同时下载相同的软件和配置。因此，iphone2018、三星2019和诺基亚2020可以下载相同的安全软件、相同的电子邮件系统，并且同时实现基本上相同的配置，而不需要在逐个设备的基础上单独地执行该功能。

情况2

在情况2中，不同类型的技术，例如不同类型的移动电话、膝上型计算机和和/或膝上型计算机和/或平板计算机，将被编程为具有在公司内使用的相同软件。这些设备没有以相同的方式配置，因为它们是不同类型的技术，并且它们使用不同的操作系统。因此，相同版本的软件和应用不能同时安装在所有设备上。相反，每一个设备必须用与该特定操作系统兼容的特定版本的软件单独编程。这使得根据公司和员工需求对设备进行编程非常耗时，因为每一个设备必须根据其使用的操作系统进行单独配置(并且对于不同的设备需要不同的许可证)。

本发明的实施例解决了这个问题，因为他们可以通过类型和/或操作系统顺序地或同时地对设备进行编程，允许每一个设备下载适合于其操作系统的软件，从而实现跨设备的应用软件一致性。在主板1000上，“传感器板”200x根据传感器类型按行陈列，其中每一行是不同的传感器类型。备用板4000指导传感器板200x按行顺序或者一次一些或全部下载软件。设备被编程为下载与其各个操作系统兼容的软件，从而节省时间并实现跨板的行下载相同软件的一致性。

技术人员将理解，先前描述的“传感器板”可以由各种其他设备类型的板代替。例如，在一个示例实施例中，主板1000携带以下各项中的一个或多个：nokia^tm2020移动电话、hp2021膝上型计算机、ipad^tm2022平板计算机和iphone^tm2018移动电话。它们根据设备类型按行陈列，并通过jtag接口和/或串行导线连接到备用板4000。备用板初始化第一行诺基亚2020移动电话以下载安全软件、电子邮件系统和应用。在此完成之后，备用板4000初始化第二行例如hp^tm膝上型计算机2021，以下载与第一行诺基亚2020移动电话相同的但适合于它们自己的操作系统的安全软件、电子邮件系统和应用。一旦完成这个，备用板4000指导第三行例如ipad^tm平板计算机2022下载应用等等，直到所有设备被编程有(功能上)相同的安全软件、电子邮件系统和应用。

备选地，备用板4000可以指导一些或所有行设备同时下载相同的软件并配置到其操作系统。因此，在前面的示例中，诺基亚2020移动电话、hp2021膝上型计算机，ipad2022平板计算机和iphone2018移动电话可以下载相同的安全软件、相同的电子邮件系统，并且并行地实现相同的有效配置，而不需要在逐个设备的基础上单独执行此功能。

情况3

在这种情况下，将rfid芯片添加到移动电话和平板计算机中，用于员工标识的目的，例如允许在门、电梯和通道处进入公司场所，并且例如在自动售货机或结帐处使用，在其处它们可以用于在购买商品或服务时借记员工的现金帐户。

在该示例中，在主板1000上，传感器板200x可以包括rfid芯片或设备或者由rfid芯片或设备组成。rfid芯片或设备可以被一致地编程以及根据需要对每个设备进行个性化。利用已编程和个性化的rfid芯片或设备，员工可以例如具有个人标识信息，例如预先安装的准备用于标识目的的生物测定信息。类似地，电子资金(现金)可以预先安装在这种或其他设备上。

情况4

在该示例情况中，传感器用于评估和监测运动员的不同肌肉和身体部位的活动和性能。例如，团队教练可以为团队中的每一个选手配置传感器。例如，团队教练可能希望看到选手的肌肉或器官(例如心脏、肺、大腿、二头肌、胸部和/或膝盖)的活动。教练可能希望整个团队至少具有最低性能标准，并且当有受伤的选手时，可能希望在他们恢复时监测那些选手的表现。备用板4000可以例如以团队的可接受的性能范围对传感器板200x进行编程。另外，每一个选手可以将他们的个性化信息编程到他们的传感器中，其可以例如安装在他们的衣服上。这可以允许，例如，教练监测哪些选手在可接受的团队宽(team-wide)的性能范围内执行；和/或哪些选手在位置特定性能范围内执行；和/或选手如何基于历史测量执行。可选地，教练还可以能够检查选手如何相互比较地执行。这可以允许团队改进训练方法并且针对每一个选手产生个性化的程序以增强运动性能。这样的系统可以例如允许教练标识每一个选手的身体的某些区域中的性能弱点，其可以指示伤害是否已经发生或者是否有发生的危险，从而允许要采取的补救行动。

情况5

在这种情况下，传感器用于监测医院中的患者位置和/或健康指示器。当患者登记到医院时，他们接收根据本发明的实施例编程的标签，所述标签包含已经被配置为与部署在整个医院中的传感器通信的技术。标签可以与整个建筑物中的传感器通信以标识患者在医院中的位置。附加地或备选地，标签可以用诸如患者的身份、健康史、所需的药物等的标识符来编程。在患者住院期间监测的进一步的信息，例如生命体征、护士和医生访问和/或给予的药物可以被存储到使用中的标签上。因此，根据本发明的实施例编程的传感器可以允许医院向患者提供更准确、高效和完全的护理。

毫无疑问，本领域技术人员将会想到很多其它有效的备选。将会理解的是：本发明并不限于描述的实施例，并且包括在本发明所附权利要求的精神和范围内的对于本领域技术人员来说很明显的修改。