CN103281793A

CN103281793A - 适用于无线体域网紧急状态下的节点动态调度方法

Info

Publication number: CN103281793A
Application number: CN2013102093754A
Authority: CN
Inventors: 李勇; 王平; 王朝刚; 李小龙; 刘铸德
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: CN103281793B

Abstract

本发明涉及体域网网络管理和调度方法，提出一种基于双信标超帧模式的动态调度算法，解决体域网紧急数据上传的时延问题。本发明使用信标帧和B2帧共同使能的双信标超帧模式，中心节点根据EAP阶段收到的警报和MAP阶段收到的数据，对节点的优先级进行动态设置，同时根据优先级重新分配节点的网络资源配置，在当前MAP剩余时隙不能满足报警节点的访问资源请求时，中心节点通过B2帧和调度命令帧对网内资源进行重新配置，对低优先级群组节点，使用B2帧进行调度，通过占用或改变其访问时隙，满足高优先级节点数据上传所要求的访问时隙数、访问周期等网络资源；对优先级不同的单个节点，使用调度命令帧逐个进行调度管理。

Description

适用于无线体域网紧急状态下的节点动态调度方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及网络调度方法，具体的说是无线体域网紧急状态下的调度方法，该方法在保证体域网网络稳定运行的前提下，通过动态调度网络的资源配置，最大限度降低紧急数据的发送时延。

背景技术

体域网主要提供人体生命体征参数的监护服务。体域网监护系统，根据用户个人的特殊情况对网内节点采样周期、访问时隙数、访问周期进行相应的设置。在不同健康情况下，生命体征参数动态变化，因此，网络需要对网内节点的采样周期、访问时隙数、访问周期等网络资源配置参数进行动态化设置。

体域网节点采集的数据直接关系到用户的生命安全与健康，采集到危险数据的节点应被保证以极低的时延发送报警至体域网中心节点，同时获取较多的时隙用于数据的上传。体域网对节点的网络资源配置参数应根据节点数据对人体健康的危险程度进行灵活、动态的设定，数据危险系数较高的节点获取较多的时隙，较短的访问周期和采样周期，相反，数据危险系数较低的节点获取较少的时隙，较长的访问周期和采样周期。

为保证体域网中心节点对网内节点资源的动态配置，体域网中心节点须频繁发送调度命令帧。但是，大量的调度命令帧会造成网络拥堵和资源浪费。

在西安电子科技大学被授权的名为“无线体域网中自适应低时延媒体接入控制方法”的专利（专利号：ZL201010546017.9）中，针对IEEE802.15.4用于WBAN时，不能满足对GTS（保证时隙）业务的自适应灵活支持、GTS分组的传输时延和网络节点能耗的要求，提出了一种无线体域网中自适应低时延媒体接入控制方法。该方法在超帧结构中固定CAP时期长度，CFP时期的长度和非激活期长度根据当前超帧中GTS业务量自适应变化，实现根据GTS业务情况对GTS时隙进行动态分配，从而实现了对GTS业务的自适应灵活支持和降低网络节点的能耗；另外，在超帧结构中增加一个通知帧时隙，实现当前超帧发送GTS请求的节点便可以在当前超帧中获得GTS时隙分配信息，并在当前超帧的扩展CFP时期发送GTS业务，从而减小GTS分组的时延。但该方法仍然存在以下两方面的不足：

（1）在上述方法中，当体域网内普通节点有保证时隙需求时，在竞争期通过时隙载波侦听多址接入冲突避免机制接入信道，向协调器发送保证时隙请求，这样的接入方法不足之处在于：如果当前超帧的CAP阶段的时隙全部被占用用于处理其他的命令，则节点发送的GTS请求不能得到立即处理，而必须等到下一个超帧CAP才能进行竞争接入，即：该方法不能保证体域网节点采集到的危险数据以极低的时延发送报警至体域网中心节点，难于满足体域网紧急状态下申请危险数据的发送时隙的要求；

（2）无线体域网中自适应低时延媒体接入控制方法在GTS时隙发送数据的实现过程中，普通节点向协调器发送GTS请求后，协调器根据普通节点欲申请的GTS时隙数，并综合当前超帧中可分配的GTS时隙数目对其进行GTS时隙分配。如果当前超帧中未被占用的GTS数小于普通节点申请的GTS数，则对该GTS请求不予分配GTS时隙。该方法没有考虑针对当前超帧剩余GTS不足以用于给普通节点分配GTS请求的情况以及多个节点申请GTS引起的资源冲突问题；由于体域网节点采集的数据直接关系到用户的生命安全与健康，它不能根据节点数据的危险系数动态的确定优先级，并依据优先级对网络内节点进行动态的网络资源调度，不利于解决体域网紧急数据上传的时延问题。

在富士通株式会社被授权的名为“对体域网的改善”的专利（专利号：ZL201080010420.8）中，针对无线体域网应用于医学领域时对紧急情况处理的可靠性的要求，提出了一种对体域网的改善的方法，用于更为有效地确保用于的生命安全和健康。该方法实现了当传感器节点采集到危险数据时，向协调器发送装载紧急状况信息的类型帧，协调器发送确认帧告知节点已收到紧急状况宣布，并采取应以措施。例如，增加分配给传感器发送数据的时隙从而确保来自传感器的后续信息的可靠性。

该方法在解决体域网紧急状况的问题时，尽管协调器在当前超帧确认接收到节点的紧急状况宣布，并采取发送信标帧向其告知发送紧急数据的时隙，但是由于GTS时隙的分配信息需要在下一个超帧中的信标中进行广播，所以在当前超帧的CFP时期，节点不能及时传输分组，而必须等到下一个超帧的CFP时期才能进行传输，这样无疑增加了对紧急状况处理的时延。

在皇家飞利浦电子股份有限公司被授权的名为“用于调度全局信标在体域网中的传输的方法”的专利（专利号：ZL200980131246.X）中，针对体域网在应用过程中对同步、介质预留、QoS和容错性的特殊要求，提供了一种用于调度全局信标在体域网（BAN）中的传输的方法。该BAN包括主节点和从属节点，其中主节点以树形拓扑结构进行设置。该方法包括：在上行周期期间将上行的全局信标（AGB）从树的叶节点传播到根节点，其中AGB至少包括在时间轮期间时隙的预留；由根节点处理AGB以确定时隙占用信息；在下行周期期间将下行的全局信标（DGB）从根节点传播到叶节点，其中DGB至少包括在时间轮期间时隙的预留；以及由除根节点之外主节点处理DGB以至少更新DGB中所包含的时隙占用信息。

该方法可以实现主节点侦听全局信标周期并在网内节点分配的时隙中发送全局信标以使它们的时钟同步并交换预留请求，但是在用于节点交换预留请求时，为了确保全局地传播节点申请的交换预留请求，全局信标的传输的适当顺序是至关重要的。即后传输的节点需了解先传输节点的用于下一轮的预留请求，并将其携带在自己全局信标中。它不满足体域网应根据节点数据的危险系数动态的确定优先级，并依据优先级对网络内节点进行动态的网络资源调度，同时上述用于调度全局的信标实现较复杂，不能针对体域网的紧急状况进行高效、迅速地调度管理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对体域网紧急状态下资源紧缺和调度管理中的资源浪费问题，体域网应使用一种高效，灵活的调度方法。本发明提出使用动态优先级与网络资源配置相结合的资源分配方法，节点的优先级与其数据危险系数相关；为提高调度效率，节省网络资源，体域网使用信标帧和B2帧双信标超帧，信标帧负责全网络的超帧配置，B2帧负责群组节点的调度管理，通过广播的形式将调度管理命令发送至全网，节省了网络下行命令数量和下行命令占用的时间。本方法结合适用于体域网的超帧结构，一方面保证网络的时隙可以根据医疗需要得到充分有效的利用，另一方面实现网络低时延运行，保证报警信息，关键数据的实时上传。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提出一种无线体域网中的网络调度方法，采集到危险数据的节点构建报警帧，在信标帧的EPA阶段发送至中心节点，系统进入紧急模式；中心节点确定危险等级，并根据危险等级设置该节点的优先级，中心节点查询节点的剩余时隙，若剩余时隙满足报警节点需求的访问时隙，则构建调度命令帧，将新的资源配置装入帧载荷并发送至报警节点；若剩余时隙不满足报警节点的需求，则将节点短地址ID及优先级储存至待调度请求记录中，等待在竞争接入访问CAP2阶段发送调度命令帧；节点在MAP阶段保护时隙对中心节点进行访问；在MAP阶段结束后，中心节点查询待调度请求记录，根据待调度节点的分配计划，构造B2帧，中心节点广播B2帧，节点收到B2帧后，对其进行解析；中心节点在CAP2阶段，从最高优先级的节点开始，逐个构造调度命令帧，将新的资源配置放入帧载荷，发送至节点；当网内无危险数据时，中心节点为在紧急模式下被释放访问时隙的节点构建调度命令帧，根据其优先级设置访问周期。

若待调度请求记录中含有新的EAP、CAP1、MAP时长记录，中心节点将新的本次超帧长度存入在信标帧载荷内，根据公式T_SF=T_EAP+T_CAP1+T_MAP+T_CAP2+T_B+T_B2计算本次超帧长度，其中，T_EAP为EAP时长，T_CAP1为CAP1时长，T_MAP为MAP时长，T_CAP2为CAP2时长，T_B为信标占用时长，T_B2为信标帧B2帧占用时长。中心节点根据待调度请求记录构建B2帧具体包括：中心节点从最低优先级节点的时隙开始累加，直至当前占用MAP访问时隙的节点优先级不低于待调度节点优先级，将其ID逐个添加至B2帧载荷中，并将访问周期参数置0。新的资源配置包括访问时隙和访问周期，根据公式T_u=2P_n×t_s确定访问时隙，其中，T_u为访问时隙长度，P_n为第n个节点优先级，t_s为超帧内单个时隙长度。中心节点构造调度命令帧前，根据公式：T_d=T_m+(T_EAP1-2)+(T_CAP1a-2)计算当前剩余时隙T_d，若当前剩余时隙T_d满足节点的调度请求，则构建调度命令帧，新的资源使用期从中心节点收到节点回复调度命令确认帧的当前超帧周期开始，其中，T_m为剩余时隙总和。若通过暂时释放部分低优先级节点的访问时隙仍不能满足待调度节点的需求，中心节点将根据公式：T_MAP2=T_MAP1+（T_EAP1-2）+（T_CAP1a-2），T_EAP2=2，T_CAP1b=2，获得新的EAP、CAP1、MAP时长，其中，T_MAP2为新的MAP时长，T_EAP2为新EAP时长，T_CAP1b为新CAP1时长，将上述新的时长存入待调度请求记录中。

CAP2阶段，中心节点根据当前剩余时隙数，查询待调度请求记录，从最高优先级的节点开始，逐个构造调度命令帧，并发送至待调度的节点。新的资源使用期从中心节点收到节点回复调度命令的确认帧的下一超帧周期开始。

中心节点针对报警帧采取以下措施：（a）分析警报中的危险数据，确定危险等级，并根据危险等级给该节点重新设置优先级，并根据优先级为节点制定新的资源配置，包括访问时隙和访问周期。（b）查询MAP阶段的剩余时隙。

若MAP剩余时隙满足报警节点的需求，中心节点构建调度命令帧，将资源分配装入帧载荷并发送至报警节点，资源使用期从中心节点收到报警节点回复调度命令的确认帧开始，终止于报警节点的数据回到正常状态；若剩余时隙不能满足报警节点的需求，在CAP2阶段构建调度命令帧并发送至报警节点。新的资源使用期从中心节点收到报警节点回复调度命令的确认帧开始。

中心节点分析并储存在MAP阶段接收到的所有数据，对数据危险系数有变化的节点优先级进行设置，使其优先级与数据危险系数匹配，并将节点ID及优先级储存至待调度请求记录中。

中心节点根据待调度请求记录构建B2帧，首先针对记录中最高优先级的节点，中心节点从最低优先级节点的时隙开始累加，直至当前占用MAP访问时隙的节点优先级不低于待调度节点优先级，并将其ID逐个添加至B2帧载荷中，并将访问周期参数置0。被占用时隙的节点并未进入休眠，若采集到危险数据时，被占用时隙节点通过发送报警帧获取相应的优先级和资源配置。

中心节点广播B2帧，节点收到B2帧后，对其进行解析，并将载荷中的NID与本地ID进行核对，如果本地ID与帧载荷中的某NID（节点标识符）相同，则根据B2帧载荷中的优先级参数、访问周期参数对本地进行设置。

中心节点在CAP2阶段中，查询待调度请求记录，从最高优先级的节点开始，逐个构造调度命令帧，并发送至节点。

在紧急状态下，中心节点将CAP1、EAP阶段时长设为原有时长的1/2，其他原EAP、CAP1阶段时隙设置为MAP时隙以保证在紧急模式下危险数据的发送成功率，并将新EAP、CAP1、MAP开始和结束的时隙记录在信标帧载荷。中心节点通过广播信标帧公布新的CAP1、MAP时长设置。

当报警节点采集的数据逐步达到正常状态，中心节点根据其数据的危险等级的变化逐步调整其优先级及所对应的资源分配。当网内无危险数据，系统回到正常模式，中心节点恢复网内节点在正常模式下的资源配置，包括在紧急模式下被暂时释放MAP阶段访问时隙的低优先级节点。

本发明针对体域网的网络调度协调问题，从医疗应用需求角度出发，提出一种基于信标帧和B2双信标超帧的调度方法，解决以往无线网络在竞争时期所有业务均等机会发送造成的报警信息时延的问题，通过统一调度，实现了网络资源配置的灵活化、合理化；极大降低网络的阻塞；对特定节点的临时资源分配保证了体域网对医疗服务的支持。

本发明还具有以下优点：

（1）根据数据的危险等级实时的动态设置节点优先级，同时根据优先级的变化及时更新节点的网络资源配置，使网络的资源配置紧密跟随用户身体健康的变化；（2）在超帧结构中加入专供报警帧使用的EAP阶段和用于群组节点调度管理的B2帧，使用EAP报警专属时隙段降低了报警帧的发送时延，在网络调度中使用B2帧，降低了网络资源的消耗，提高了网络调度的能力。

附图说明

图1体域网的双信标超帧模式结构示意图；

图2体域网信标帧的帧结构示意图；

图3本发明的报警帧的帧结构示意图；

图4本发明的B2帧的帧结构示意图；

图5本发明的调度命令帧的帧结构示意图；

图6本发明无线体域网中的网络调度流程图；

图7本调度方法操作实施流程图。

具体实施方法

体域网网络运行分为正常模式与紧急模式。正常模式下，网络内无危险数据，节点入网后，根据用户需要，中心节点对其优先级和资源配置进行设定，并储存该节点的优先级和资源配置。当节点采集到危险数据，构建报警帧，在EAP阶段发送至中心节点。中心节点收到报警帧后，网络进入紧急模式。

图1为体域网的双信标超帧模式结构示意图。主要由EAP（独占访问阶段）、CAP1（竞争接入访问阶段1）、MAP（管理访问阶段）、B2帧和CAP2（竞争接入访问阶段2）组成。信标帧用于节点的入网，时间同步，网络内节点的统一管理。EAP（独占访问阶段）是用于警报帧的发送的专属时隙段，该时段使用CSMA/CA竞争接入，EAP阶段的使用可以降低报警数据的时延。CAP1阶段用于节点加入网络、离开网络、掉线等事件的处理，中心节点在此阶段与新入网节点制定资源配置，收回分配给离开或掉线节点的访问时隙，释放其访问链路配置；同时，中心节点将在此阶段发送上一超帧CAP2阶段未发送的调度请求命令帧。MAP（管理接入访问阶段）是用于节点定期访问和临时访问的时段，该阶段的时隙均为保护时隙GTS。B2帧负责群组节点的调度，包括群组节点的访问周期、访问时长、采样周期等统一的调度。

中心节点广播信标帧，信标帧载荷包括本次超帧的EAP长度、CAP1长度、MAP长度、CAP2长度等超帧参数。网内其他节点收到信标帧后，根据信标帧载荷中的超帧参数对本地进行设置。当节点采集到危险数据，节点构建报警帧并在EAP阶段发送，中心节点根据数据危险级确定报警节点新的优先级和与之对应的资源配置；若当前剩余时隙满足报警节点新的资源分配，中心节点构建调度命令帧，在EAP阶段发送至报警节点；若当前剩余时隙不足以满足报警节点新的资源分配，中心节点将节点ID及优先级储存至待调度请求记录中，在CAP2阶段构建调度命令帧并发送至报警节点；MAP阶段，节点在已获取的时隙向中心节点发送数据帧，中心节点储存节点数据，并根据数据的危险等级判断是否对该节点的优先级进行重新设置，中心节点将在MAP阶段获取新优先级的节点ID及其新优先级存入待调度请求记录中；MAP阶段结束后，中心节点根据待调度节点的资源需求，查询已分配节点记录，开始构造并广播B2帧，通过B2帧调节低优先级节点的资源配置，暂时释放其访问时隙以满足高优先级节点数据上传的需求。

图2为体域网信标帧的帧结构示意图。由MAC帧头、帧载荷和帧校验序列（FCS）组成。其中，帧载荷部分装载了当前超帧时长、分配时隙长度、EAP时长、CAP时长、MAP时长、跳信道状态等信息，体域网内节点通过接收中心节点发送的信标帧完成相应参数的配置。

图3为本发明的报警帧的帧结构示意图。由MAC帧头、帧载荷和帧校验序列（FCS）组成。其中，帧载荷部分用于装载报警节点的警报信息，包括警报标志位、警报数据和时隙请求。

图4为本发明的B2帧的帧结构示意图。由MAC帧头、帧载荷和帧校验序列（FCS）组成。通过帧载荷部分装载下一CAP时长、下一活跃超帧、休眠时长、优先级设置、下一跳信道和节点标识符等信息，用于实现B2帧对群组节点的管理功能。

图5为本发明的调度命令帧的帧结构示意图。由MAC帧头、帧载荷序列和帧校验序列（FCS）组成。通过帧载荷部分装载节点的访问周期、采样周期和访问时隙数完成中心节点对体域网内节点的调度管理操作。

图6为本发明无线体域网中的网络调度流程图。包括步骤：

（1）中心节点广播信标帧，信标帧载荷包括本次超帧的EAP长度、CAP1长度、MAP长度、CAP2长度等超帧参数。网内其他节点收到信标帧后，根据信标帧载荷中的超帧参数对本地进行设置。

（2）当节点采集到危险数据，节点构建报警帧并在EAP阶段发送，中心节点根据数据危险级确定报警节点新的优先级和与之对应的资源配置；

（3）若当前剩余时隙满足报警节点新的资源分配，中心节点构建调度命令帧，在EAP阶段发送至报警节点；若当前剩余时隙不足以满足报警节点新的资源分配，中心节点将节点ID及优先级储存至待调度请求记录中，在CAP2阶段构建调度命令帧并发送至报警节点；

（4）MAP阶段，节点在已获取的时隙向中心节点发送数据帧，中心节点储存节点数据，并根据数据的危险等级判断是否对该节点的优先级进行重新设置，中心节点将在MAP阶段获取新优先级的节点ID及其新优先级存入待调度请求记录中；

（5）MAP阶段结束后，中心节点根据待调度节点的资源需求，查询已分配节点记录，开始构造并广播B2帧，通过B2帧调节低优先级节点的资源配置，暂时释放其访问时隙以满足高优先级节点数据上传的需求。

（6）CAP2阶段，中心节点根据当前剩余时隙数，查询待调度请求记录，从最高优先级的节点开始，逐个构造调度命令帧，并发送至待调度的节点。新的资源使用期从中心节点收到节点回复调度命令的确认帧的下一超帧周期开始。

图7所示为本发明调度方法操作流程图。

假设体域网网络拓扑采用星型结构，即所有节点的信息都直接发送到中心节点。

步骤1，体域网中心节点查询待调度请求记录，根据该记录构造信标帧，其帧结构如图2所示。若待调度请求记录中含有新的EAP、CAP1、MAP时长记录，中心节点将新的本次超帧长度（EAP、CAP1、MAP时长）存入在信标帧载荷内。

本次超帧长度T_SF=T_EAP+T_CAP1+T_MAP+T_CAP2+T_B+T_B2，其中，T_EAP为EAP时长，T_CAP1为CAP1时长，T_MAP为MAP时长，T_CAP2为CAP2时长，T_B为信标占用时长，设置为1个时隙，T_B2为信标帧B2帧占用时长，设置为1个时隙。

中心节点在超帧开始时广播信标帧，信标帧中包括本次超帧的时长、EAP、CAP1、MAP时长、信道状态、下一跳信道等协议参数，处于活跃状态的节点收到信标帧后，对信标帧进行解析，根据信标帧内的协议参数设置本地的参数，完成中心节点对网内节点的统一调度管理。根据体域网应用的需求，每次超帧的结构是可变的。

采集到危险数据的节点构建报警帧，在EPA阶段发送至中心节点，中心节点收到报警并处理警报带来的调度请求，系统进入紧急模式。采集到危险数据的节点n在EAP阶段通过CSMA/CA竞争向中心节点发送警报，报警帧结构如图3所示。中心节点收到警报后，网络进入紧急模式。中心节点立即回复确认帧并分析警报中的危险数据，确定危险等级，并根据危险等级给该节点重新设置优先级，优先级的设置如图7所示，分为紧急、危险、非正常、正常、不重要对应（4－0）5个优先级指数。中心节点根据优先级为节点制定新的资源配置，包括访问时隙和访问周期。具体可采用如下方式确定访问时隙，如根据公式：T_u=2P_n×t_s确定访问时隙，其中，T_u为访问时隙长度，P_n为第n个节点优先级，t_s为超帧内单个时隙长度。中心节点查询MAP节点的剩余时隙，若剩余时隙满足报警节点需求的访问时隙，即满足T_u=2P_n×t_s，则构建调度命令帧，将新的资源配置装入帧载荷并发送至报警节点，新的资源配置有效期从中心节点收到报警节点回复调度命令的确认帧开始。若剩余时隙不能满足报警节点的需求，则将节点ID及优先级储存至待调度请求记录中，等待在CAP2阶段发送调度命令帧。节点收到调度命令后，根据调度命令对本地进行设置，并回复确认帧。

步骤2，节点在MAP阶段保护时隙对中心节点进行访问。中心节点储存节点数据，并根据数据的危险等级判断是否对该节点的优先级进行重新设置。中心节点将在MAP阶段获取新优先级的节点ID及其新优先级存入待调度请求记录中。若网内无危险数据，同时待完成调度记录中无报警节点的待调度请求，系统将恢复正常模式。

步骤3，构建B2帧。在MAP阶段结束后，中心节点查询待调度请求记录，根据待调度节点的分配计划，查询已分配节点记录，开始构造B2帧。

查询至待调度记录中的待调度节点n，优先级为P_n，待获取的访问时隙为T_u=2P_n×t_s。若剩余时隙T_u＜T_n，中心节点将查询已分配记录，通过暂时释放个别或部分低优先级节点的MAP访问时隙，从而在MAP阶段获取足够的时隙以满足待调度请求。中心节点从最低优先级节点开始累加，若

中心节点将被释放访问时隙的节点ID逐个添加至B2帧载荷中，并将访问周期参数统一设置为0。其中，P_i为被释放访问时隙节点i的优先级，P_n为报警节点的优先级，T_m为剩余时隙总和，T_u为MAP阶段现有剩余时隙总数，T_i为节点i的访问时隙。

若通过暂时释放部分低优先级节点的访问时隙仍不能满足待调度节点的需求，中心节点将改变EAP、CAP1、MAP时长以满足待调度节点的数据请求，使T_MAP2=T_MAP1+（T_EAP1-2）+（T_CAP1a-2），T_EAP2=2，T_CAP1b=2，T_MAP2为新的MAP时长，T_EAP2为新EAP时长，T_CAP1b为新CAP1时长，将新配置的EAP、CAP1、MAP时长存入待调度请求记录中。

步骤4，中心节点广播B2帧，节点收到B2帧后，对其进行解析，并将载荷中的NID与本地ID进行核对，如果本地ID与帧载荷中的某NID相同，则根据B2帧载荷中的优先级参数、访问周期参数对本地进行设置。根据待调度请求记录，中心节点在CAP2阶段，查询待调度请求记录，从最高优先级的节点开始，逐个构造调度命令帧。经过B2帧调度后，计算当前剩余时隙为T_d=T_m+(T_EAP1-2)+(T_CAP1a-2)，T_d为当前剩余时隙。若当前剩余时隙T_d足满足节点的调度请求，则构建调度命令帧，将新的资源配置放入帧载荷，并发送至节点。新的资源使用期从中心节点收到节点回复调度命令的确认帧的当前超帧周期开始。

当网内无危险数据时，系统回到正常模式，中心节点将为在紧急模式下被释放访问时隙的节点构建调度命令帧，根据其优先级设置其访问周期。新的资源使用期从中心节点收到节点回复调度命令的确认帧的下一超帧周期开始。

步骤5，中心节点和网络进入下一个超帧。

Claims

1.一种无线体域网中的网络调度方法，其特征在于，采集到危险数据的节点构建报警帧，在信标帧的EPA阶段发送至中心节点，系统进入紧急模式；中心节点确定危险等级，并根据危险等级设置该节点的优先级，中心节点查询节点的剩余时隙，若剩余时隙满足报警节点需求的访问时隙，则构建调度命令帧，将新的资源配置装入帧载荷并发送至报警节点；若剩余时隙不满足报警节点的需求，则将节点短地址ID及优先级储存至待调度请求记录中，等待在竞争接入访问CAP2阶段发送调度命令帧；节点在MAP阶段保护时隙对中心节点进行访问；在MAP阶段结束后，中心节点查询待调度请求记录，根据待调度节点的分配计划，构造B2帧，中心节点广播B2帧，节点收到B2帧后，对其进行解析；中心节点在CAP2阶段，从最高优先级的节点开始，逐个构造调度命令帧，将新的资源配置放入帧载荷，发送至节点；当网内无危险数据时，中心节点为在紧急模式下被释放访问时隙的节点构建调度命令帧，根据其优先级设置访问周期。

2.根据权利要求1所述的网络调度方法，其特征在于，若待调度请求记录中含有新的EAP、CAP1、MAP时长记录，中心节点将新的本次超帧长度存入在信标帧载荷内，根据公式T_SF=T_EAP+T_CAP1+T_MAP+T_CAP2+T_B+T_B2计算本次超帧长度，其中，T_EAP为EAP时长，T_CAP1为CAP1时长，T_MAP为MAP时长，T_CAP2为CAP2时长，T_B为信标占用时长，T_B2为信标帧B2帧占用时长。

3.根据权利要求1所述的网络调度方法，其特征在于，中心节点根据待调度请求记录构建B2帧具体包括：中心节点从最低优先级节点的时隙开始累加，直至当前占用MAP访问时隙的节点优先级不低于待调度节点优先级，将其ID逐个添加至B2帧载荷中，并将访问周期参数置0。

4.根据权利要求1所述的网络调度方法，其特征在于，新的资源配置包括访问时隙和访问周期，根据公式T_u=2P_n×t_s确定访问时隙，其中，T_u为访问时隙长度，P_n为第n个节点优先级，t_s为超帧内单个时隙长度。

5.根据权利要求1所述的网络调度方法，其特征在于，中心节点构造调度命令帧前，根据公式：T_d=T_m+(T_EAP1-2)+(T_CAP1a-2)计算当前剩余时隙T_d，若当前剩余时隙T_d满足节点的调度请求，则构建调度命令帧，新的资源使用期从中心节点收到节点回复调度命令确认帧的当前超帧周期开始，其中，T_m为剩余时隙总和。

6.根据权利要求1或5所述的网络调度方法，其特征在于，若通过暂时释放部分低优先级节点的访问时隙仍不能满足待调度节点的需求，中心节点将根据公式：T_MAP2=T_MAP1+（T_EAP1-2）+（T_CAP1a-2），T_EAP2=2，T_CAP1b=2，获得新的EAP、CAP1、MAP时长，其中，T_MAP2为新的MAP时长，T_EAP2为新EAP时长，T_CAP1b为新CAP1时长，将上述新的时长存入待调度请求记录中。