[发明专利]用于通过优化电功率来使能一次性使用无线传感器的系统和方法

说明书

提出一种用于通过优化电功率来使能无线一次性使用感测子系统的系统。该系统包括配置成在生物过程环境中被采用的感测子系统。此外，该感测子系统包括配置成测量生物过程环境的至少一个参数的感测单元。另外，感测子系统包括电耦合到感测单元并且配置成向感测单元传送电功率的电源。此外，感测子系统包括配置成将感测单元与电源电耦合或解耦的开关。另外，该系统包括控制子系统，所述控制子系统包括第一控制器，所述第一控制器配置成基于用户输入数据和感测子系统数据来确定至少一个功率控制参数并且基于功率控制参数来优化感测子系统中的电功率的消耗。

技术领域

本说明书的实施例一般涉及生物过程环境，以及更特别是涉及用于通过优化电功率来使能一次性使用无线传感器的系统和方法。

背景技术

通常，在生物过程环境中，按照规定序列对活细胞或者其分子成分（诸如蛋白质、脱氧核糖核酸（DNA）和肽）采取一系列动作或步骤，以开发和/或精制一个或多个期望的产品。这些系列的动作或步骤称作生物过程环境中的生物过程操作。但是，要求生物过程操作的正确控制和监测，以开发这些期望的产品。

许多生物过程系统使用设备来监测和控制生物过程操作。在一个示例中，设备包括过滤器、电路、可处置组件等。另外，这些组件具有在它们之间的管道连接，以将流体从一个组件输送给另一个组件。此外，有线传感器设置在组件和/或管道连接上，以测量生物过程环境中的参数。这些参数中的一些参数包括流体中的温度、压力、酸碱度（pH）和溶解氧（DO）。此外，这些有线传感器使用延长和/或互连接线来连接到外部读取器，以跟踪所测量的参数。

此外，由于有线连接，存在将传感器定位在生物过程环境中的期望的位置的限制或挑战。此外，有线连接可限制使用读取器与有限数量的传感器通过接口连接，这又可使现有系统是不可扩展的（non-scalable）。另外，读取器可在尺寸上是庞大的，并且占用生物过程系统中的额外空间。另外，传感器与读取器之间的这些互连接线可对用户执行生物过程操作引起不便。此外，传感器与读取器之间的布线的续生成本在缩放（scale）生物过程系统时可发生。

因此，存在对于用来监测和控制生物过程环境中的生物过程的改进系统和方法的需要。

发明内容

根据本说明书的方面，提出一种系统。该系统包括配置成在生物过程环境中被采用的感测子系统。此外，感测子系统包括配置成测量生物过程环境的至少一个参数的至少一个感测单元。备选地或另外地，感测子系统可包括一对感测单元，其中每个单元嵌入在用于管道或生物过程装置的连接的连接器的一个部分中。在这种情况下，感测单元配置成识别连接器部分被正确配合以提供正确组件之间的安全连接的时间。另外，感测子系统包括电耦合到感测单元并且配置成向感测单元传送电功率的电源。此外，感测子系统包括配置成将感测单元与电源电耦合或解耦的开关。另外，该系统包括控制子系统，所述控制子系统包括第一控制器，所述第一控制器配置成基于用户输入数据和感测子系统数据来确定至少一个功率控制参数并且基于功率控制参数来优化感测子系统中的电功率的消耗。

根据本说明书的另一个实施例，提出一种用于优化配置成在生物过程环境中被采用的感测子系统中的电功率的消耗的方法。该方法包括由感测子系统中的感测单元来测量生物过程环境的至少一个参数。另外，该方法包括由控制子系统中的第一控制器基于用户输入数据和感测子系统数据来确定至少一个功率控制参数。此外，该方法包括由第一控制器基于至少一个功率控制参数来优化感测子系统中的电功率的消耗。