CN104735755B - 一种无线体域网的业务处理的方法及系统 - Google Patents
一种无线体域网的业务处理的方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104735755B CN104735755B CN201310718078.2A CN201310718078A CN104735755B CN 104735755 B CN104735755 B CN 104735755B CN 201310718078 A CN201310718078 A CN 201310718078A CN 104735755 B CN104735755 B CN 104735755B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- node
- emergency service
- emergency
- sensor
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 57
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W72/00—Local resource management
- H04W72/04—Wireless resource allocation
- H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
- H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
- H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/90—Services for handling of emergency or hazardous situations, e.g. earthquake and tsunami warning systems [ETWS]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/02—Power saving arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Public Health (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本申请公开了一种无线体域网(WBAN)的业务处理的方法及系统，将WBAN的所有传感器节点及中心管理节点进行二叉树组网，中心管理节点为网络的顶点；包括：按网络分布进行传感器节点的时隙分配；发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号，触发所有传感器节点进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙；紧急业务的传感器节点及其直属的上层的父节点，由网络层从低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成的时隙进行紧急业务处理。通过本发明对WBAN节点按照二叉树网络分布进行时隙分配，实现通过唤醒信号触发所有节点进入紧急通信状态；发生紧急业务的节点及其直属父节点抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙进行紧急业务处理。
Description
技术领域
本发明涉及无线体域网领域，尤指一种无线体域网的业务处理的方法及系统。
背景技术
近年来，由于世界人口的急剧增长以及人类平均寿命的延长，不断攀升的医疗保障需求给医疗保障技术的应用及发展带来了巨大的挑战。在这一形势下，许多用于提高医疗保障水平的技术不断涌现，无线体域网(WBAN)便是其中之一。WBAN是一种通过依附在人体表面上或植入人体内部的多个传感器节点、和一个中心管理节点组成的网络。传感器节点，用于对人体生命体征信息进行采集。中心管理节点，用于将采集的医疗数据信息进行处理后，通过外部通信传输网络，将医疗数据信息发送给远程医疗中心，以进行健康状况检查和分析等。通过WBAN能够实时地进行医疗数据信息的采集，大量的减少了医护工作者的工作，也降低了医疗成本。
目前的WBAN网络主要面临两个问题。首先，保证监测质量的同时，延长节点的工作时长是WBAN网络所面临的首要问题。由于传感器节点是独立依附在人体进行数据采集，因此，在应用设计时，传感器节点的体积限制了自身的电能储备。因此，需要WBAN网络保证在数据信息采集和处理过程中尽可能消耗较低能量，以实现传感器节点长时间的数据采集。另外，WBAN中的紧急业务的传输是WBAN应用的另一个主要问题。当紧急情况的发生时，例如，人体的血氧浓度突然大幅度下降，需要将这些通过传感器节点获取的涉及使用者生命健康的生命体征信息，及时的处理并传输到远程医疗中心。
针对上述的两个问题，相关研究机构和学者提出了各自的解决方案。例如，B.Latre等人在《第四届国际移动和普适计算系统会议》(2007年8月，第479-486页)上文提出一种在树形结构的WBAN中，通过TDMA及多跳的方式进行数据的传递。该方案能够根据网络的业务量情况进行自适应地调整，对于普通业务而言能够获得很高的吞吐量，但是在紧急业务下，依然会存在数据传输过程的较大时延问题。另外，B.Otgonchimeg等人在《欧洲语音图像信号处理协会所办的无线通信和网络期刊》、(第一卷，2011年)上提出了一个针对WBAN中紧急业务的快速传输方案。在帧结构中插入一些专门用于传输紧急业务的空闲窗口，根据紧急业务发生情况的历史数据或者已经知道的紧急业务发生频率来设定这些空闲窗口的个数和位置。该方案虽然能够为突发的紧急业务提供低时延服务，但是在每一帧中都额外插入这些专门的窗口会存在对时隙资源的浪费问题，尤其是在紧急业务发生频率很小的情况下，时隙资源浪费的问题更为明显。此外，由于紧急业务具有突发性和稀疏性，基于历史数据得出窗口的个数也会存在与实际需求不相符的问题。
综上所述，目前的WBAN无法实现在满足低功耗条件下的业务处理时，网络时延和时隙资源的合理设计，从而影响了WBAN网络的业务处理。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种无线体域网的业务处理的方法及系统。能够在正常业务时通过低能耗进行对紧急业务的侦听，在紧急业务时抢占所需时隙，进行紧急业务的及时处理。
为了达到本申请的目的，本发明提供一种无线体域网WBAN业务处理的方法，将WBAN的所有传感器节点及中心管理节点进行二叉树组网，中心管理节点为网络的顶点；包括：
按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙；
发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号，触发WBAN内的所有传感器节点进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙；
紧急业务的传感器节点及其直属的各上层的父节点，按照网络层由低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙，进行紧急业务处理。
进一步地，为各传感器节点分配相应的时隙之后，该方法还包括：
正常业务时，获得当前时隙的传感器节点及其直属上一层父节点进入正常通信状态，其它传感器节点进入准睡眠状态。
进一步地，按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙包括：
根据所述传感器节点的二叉树组网的网络分布按照网络编号由小到大的进行时隙分配；
底层传感器节点分配单位时隙；各父节点分配其下属所有节点总数加1的时隙。
进一步地，准睡眠状态为：工作频率为正常通信状态时的1/D的状态，其中D等于8或16。
进一步地，唤醒信号为：将用于唤醒正常工作状态进入紧急业务的m-序列中的每一比特信息重复至原来的D倍的唤醒序列。
进一步地，设置所有时隙都具有第一时间区间和第二时间区间；其所有时隙的第一时间区间长度相同，第二时间区间时间长度也相同；在正常业务时，该方法还包括：在第一时间区间内，进行唤醒信号侦听，第二时间区间内将数据信息传输到其直属的上一层父节点。
进一步地，第一时间区间内，对获得的唤醒信号按照每D比特抽取1比特信息以还原m-序列；当发生紧急业务时，所述触发所有传感器节点进入紧急工作状态包括：通过还原的m-序列；触发正常通信状态下的传感器节点进入紧急通信状态。
进一步地，该方法还包括：当出现多于两个紧急业务时，则按照时间先后处理紧急业务。
进一步地，紧急业务处理完成时，该方法还包括：中心管理节点广播发送紧急业务的解除指令到WBAN内的所有传感器节点；按照时隙分配重新开始正常业务。
另一方面，本发明还提供一种无线体域网WBAN业务处理的系统，将WBAN内的所有传感器节点及中心管理节点按照二叉树进行组网，设置中心管理节点为二叉树网络的顶点；包括：一个中心管理节点和至少两个传感器节点；其中，
中心管理节点包括：时隙分配单元及紧急业务员单元；其中，
时隙分配单元，用于按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙；为紧急业务的传感器节点及其直属的各上层的父节点，按照网络层由低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙；
紧急业务单元，用于发生紧急业务时，根据时隙分配单元抢占的时隙进行发生紧急业务的传感器节点的紧急业务的处理；
传感器节点，用于发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号到网络内的所有传感器节点；WBAN内的所有传感器节点接收到唤醒信号后进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙。
进一步地，中心管理节点还包括正常业务单元，用于在未发生紧急业务时，设置获得当前时隙的传感器节点及其直属上一层父节点进入正常通信状态，其它传感器节点进入准睡眠状态。
进一步地，按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙包括：
根据传感器节点的二叉树组网的网络分布按照网络编号由小到大的进行时隙分配；
底层传感器节点分配单位时隙；各父节点分配其下属所有节点总数加1的时隙。
进一步地，中心管理节点还包括准睡眠状态单元，用于设置未处于正常通信状态的传感器节点的工作频率为正常通信状态时的1/D；其中，D等于8或16。
进一步地，传感器节点包括唤醒信号单元，用于将用于唤醒正常工作状态进入紧急业务的m-序列中的每一比特信息重复至原来的D倍，以生成触发准睡眠状态的节点进入紧急通信状态的唤醒信号。
进一步地，中心管理节点还包括区间设置单元，用于设置所有时隙都具有第一时间区间和第二时间区间；其所有时隙的第一时间区间长度相同，第二时间区间时间长度也相同；在正常业务时，该方法还包括：设置第一时间区间内，接收唤醒信号，第二时间区间内传输数据信息至其直属的上一层父节点。
进一步地，在所述第一时间区间内，当发生紧急业务时，所述传感器节点还包括序列抽取单元，用于对获得的唤醒信号按照每D比特抽取1比特信息以还原m-序列；在发生紧急业务时，通过还原的m-序列，触发正常通信状态下的传感器节点进入紧急通信状态。
进一步地，中心管理节点还包括紧急业务协调单元，用于当出现多于两个紧急业务时，则按照时间先后协调处理紧急业务。
进一步地，中心管理节点还包括紧急业务解除单元，用于处理完紧急业务时，中心管理节点广播发送紧急业务解除指令到WBAN内的所有传感器节点；按照正常业务处理单元进行业务处理。
本申请技术方案包括，将WBAN的所有传感器节点及中心管理节点进行二叉树组网，中心管理节点为网络的顶点；还包括：按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙；发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号，触发WBAN内的所有传感器节点进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙；紧急业务的传感器节点及其直属的各上层的父节点，按照网络层由低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙，进行紧急业务处理。通过本发明对WBAN的节点按照二叉树网络分层进行时隙分配，实现了通过唤醒信号触发所有节点进入紧急通信状态；紧急业务的节点及其直属父节点抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙，进行紧急业务处理。
另一方面，通过准睡眠模式，使未处于正常通信状态的传感器节点按照正常通信状态下的1/D频率进行工作，从而在实现侦听唤醒信号的同时，降低了传感器节点的能耗。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实现无线体域网的业务处理的方法的流程图；
图2为本发明一种无线体域网人体应用实例示意图；
图3为本发明按照二叉树网络组网的四层网络结构分布示意图；
图4为本发明实现紧急业务处理的时延性能的示意图；
图5为本发明实现正常业务处理的时延性能的示意图；
图6为本发明实现全网能耗性能的示意图；
图7为本发明实现无线体域网的业务处理的系统的结构框图。
具体实施方式
图1为本实现无线体域网的业务处理的方法的流程图，如图1所示，将WBAN的所有传感器节点及中心管理节点进行二叉树组网，中心管理节点为网络的顶点；包括：
步骤100、按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙。
本步骤中，所述按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙包括：根据所述传感器节点的二叉树组网的网络分布按照网络编号由小到大的进行时隙分配；底层传感器节点分配单位时隙；各父节点分配其下属所有节点总数加1的时隙。
需要说明的是，给传感器节点分配时隙是通过中心管理节点实现的，当然，确定网络组成后，也可以由传感器节点按照二叉树组网的网络位置主动的去获取时隙，由中心管理节点分配时隙是公知常识，在此不再赘述。
图2为本发明一种无线体域网人体应用实例示意图，如图2所示，处于中心位置的五角星为中心管理节点，以虚线作为二叉树神经网络的拓展连线，可以看出依附在人体的传感器节点的大体分布情况。
图3为本发明按照二叉树网络组网的四层网络结构分布示意图，如图所示，按照二叉树网络的功能，在组网完成后，在四层网络的底层，有8个传感器节点，标号9、10、11、12分别为1～2、3～4、5～6、7～8相应的父节点，13为1～4、9、10的父节点，14分别为5～8和11、12的父节点；因此，底层传感器节点分配单位时隙，即1～8分别分配第1～第8时隙；各父节点分配其下属所有节点总数加1的时隙，即9、10、11、12分别分配3个时隙；13、14分别分配7个时隙。
需要说明的是，时隙实际是一个时间概念，相当于分配给传感器节点执行各自业务处理的时间；二叉树神经网络按照其固定的方式进行编号，按照编号进行时隙分配，另外二叉树网络的各层是通过通信链路的通信强度来确定的。
步骤101、发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号，触发WBAN内的所有传感器节点进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙。
本步骤中，准睡眠状态为：工作频率为正常通信状态时的1/D的状态，其中D等于8或16。
唤醒信号为：将用于唤醒正常工作状态进入紧急业务的m-序列中的每一比特信息重复至原来的D倍的唤醒序列。
需要说明的是，由于准睡眠状态的工作频率为正常通信状态时的1/D的状态，因此在现有技术中，起到从睡眠状态到工作状态的m-序列需要将每一比特信息重复至原来的D倍，以此达到在原有的周期内，如果出现紧急业务，则唤醒信号可以被准睡眠状态下的传感器节点发现。
另外，将用于唤醒正常工作状态进入紧急业务的m-序列，是指现有技术中，所有节点都处于正常工作状态时，m-序列可以将正常通信状态的传感器节点，触发到紧急通信状态。
步骤102、紧急业务的传感器节点及其直属的各上层的父节点，按照网络层由低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙，进行紧急业务处理。
依旧通过图2对步骤102进行说明，假设图中的1号传感器节点出现紧急业务，及获取的医疗数据信息包含一项严重超过实现设定安全范围的生命体征信息，此时1号、9号、13号传感器节点依次抢占当前时隙开始的连接的3个时隙，应用与紧急业务传输。
本发明方法还包括：正常业务时，获得当前时隙的传感器节点及其直属上一层父节点进入正常通信状态，其它传感器节点进入准睡眠状态。
本步骤中，设置所有时隙都具有第一时间区间和第二时间区间；其所有时隙的第一时间区间长度相同，第二时间区间时间长度也相同；在正常业务时，本发明方法还包括：在第一时间区间内，进行唤醒信号侦听，第二时间区间内将数据信息传输到其直属的上一层父节点。
进一步地，第一时间区间内，对获得的唤醒信号按照每D比特抽取1比特信息以还原m-序列；当发生紧急业务时，所述触发所有传感器节点进入紧急工作状态包括：通过还原的m-序列；触发正常通信状态下的传感器节点进入紧急通信状态。
本发明方法还包括：当出现多于两个紧急业务时，则按照时间先后处理紧急业务。
本发明方法还包括：紧急业务处理完成时，本发明方法还包括：中心管理节点广播发送紧急业务的解除指令到WBAN内的所有传感器节点；按照时隙分配重新开始正常业务。
需要说明的是，以上实施方式中，设置第一及第二时间区间、紧急业务及正常业务的处理等，都是通过中心管理节点实现的。
通过仿真方式，针对紧急业务处理、正常业务处理与严格睡眠-不支持时隙抢占(Strict-Sleep-Preemption-Unsupported,简称SS-PU)”和“全时段工作-支持时隙抢占(Full-Active-Preemption-Supported,简称FA-PS)”与本发明在时延和功耗进行了性能比对。
图4为本发明实现紧急业务处理的时延性能的示意图，如图4所示，按照最低层传感器节点发生紧急业务，进行数据仿真，实现将紧急业务处理完成的SS-PU、FA-PS及本发明的性能比较，其中黑色百分比栏为SS-PU的时延，无色百分比栏及右斜线百分比栏为FA-PS及本发明准睡眠模式下恢复到紧急业务处理的时延。从图4可以分析得出，本发明的时延基本和全时段工作的传感器节点网络相当，当是全时段工作的传感器节点的能耗必定理论上比本发明高出D-1倍左右。
图5为本发明实现正常业务处理的时延性能的示意图，如图5所示，按照从最低层1号传感器节点进行正常业务处理，进行数据仿真，实现将正常业务处理完成的SS-PU、FA-PS及本发明的性能比较，其中黑色百分比栏为SS-PU的时延，无色百分比栏及右斜线百分比栏为FA-PS及本发明准睡眠模式下恢复到紧急业务处理的时延。从比对示意图可以得出，在正常工作状态下，本发明方法时延居于两者之间。
图6为本发明实现全网能耗性能的示意图，如图6所示，按照从最低层1号传感器节点进行正常业务处理，和1号节点发生紧急业务进行一次包含正常业务处理和紧急业务处理的效果仿真。实现将包含两种业务处理完成的SS-PU、FA-PS及本发明的能耗比较，其中黑色百分比栏为SS-PU的时延，无色百分比栏及右斜线百分比栏为FA-PS及本发明准睡眠模式下恢复到紧急业务处理的时延。从比对示意图可以得出，本发明方法和严格睡眠模式向的全网工作能耗相当。
综合以上数据，本发明方法在紧急业务的时延和全时段工作的传感器节点网络，优于严格睡眠模式；在全网能耗性能上和严格睡眠模式向的全网工作能耗相当。因此通过本发明方法实现了时延和能耗上，同时进行改进使WBAN的应用更加成熟。
图7为本发明实现无线体域网的业务处理的系统的结构框图，如图7所示，将WBAN内的所有传感器节点及中心管理节点按照二叉树进行组网，设置中心管理节点为二叉树网络的顶点；包括：一个中心管理节点和至少两个传感器节点；其中，
中心管理节点包括：时隙分配单元及紧急业务员单元；其中，
时隙分配单元，用于按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙；为紧急业务的传感器节点及其直属的各上层的父节点，按照网络层由低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙。
按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙包括：
根据传感器节点的二叉树组网的网络分布按照网络编号由小到大的进行时隙分配；
底层传感器节点分配单位时隙；各父节点分配其下属所有节点总数加1的时隙。
传感器节点，用于发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号到网络内的所有传感器节点；WBAN内的所有传感器节点接收到唤醒信号后进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙。
紧急业务单元，用于发生紧急业务时，根据时隙分配单元抢占的时隙进行发生紧急业务的传感器节点的紧急业务的处理。
中心管理节点还包括正常业务单元，用于在未发生紧急业务时，设置获得当前时隙的传感器节点及其直属上一层父节点进入正常通信状态，其它传感器节点进入准睡眠状态。
中心管理节点还包括区间设置单元，用于设置所有时隙都具有第一时间区间和第二时间区间；其所有时隙的第一时间区间长度相同，第二时间区间时间长度也相同；在正常业务时，该方法还包括：设置第一时间区间内，接收唤醒信号，第二时间区间内传输数据信息至其直属的上一层父节点。
第一时间区间内，当发生紧急业务时，所述传感器节点还包括序列抽取单元，用于对获得的唤醒信号按照每D比特抽取1比特信息以还原m-序列；在发生紧急业务时，通过还原的m-序列，触发正常通信状态下的传感器节点进入紧急通信状态。
需要说明的是，序列抽取单元，一般以软件方式实现，是一个类似与触发式的命令，在每一个传感器节点都设置有相同的内容，用于在出现满足触发条件时，触发传感器节点进行相应的工作。
中心管理节点还包括准睡眠状态单元，用于设置未处于正常通信状态的传感器节点的工作频率为正常通信状态时的1/D；其中，D等于8或16。
传感器节点包括唤醒信号单元，用于将用于唤醒正常工作状态进入紧急业务的m-序列中的每一比特信息重复至原来的D倍，以生成触发准睡眠状态的节点进入紧急通信状态的唤醒信号。
中心管理节点还包括紧急业务协调单元，用于当出现多于两个紧急业务时，则按照时间先后协调处理紧急业务。
中心管理节点还包括紧急业务解除单元，用于处理完紧急业务时，中心管理节点生成并广播发送紧急业务解除指令到WBAN内的所有传感器节点；按照正常业务处理单元进行业务处理。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种无线体域网WBAN业务处理的方法，其特征在于，将WBAN的所有传感器节点及中心管理节点进行二叉树组网，中心管理节点为网络的顶点；包括：
按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙；
正常业务时，获得当前时隙的传感器节点及其直属上一层父节点进入正常通信状态，其它传感器节点进入准睡眠状态；其中，所述准睡眠状态为：工作频率为正常通信状态时的1/D的状态，其中D等于8或16；
发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号，触发WBAN内的所有传感器节点进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙；其中，所述唤醒信号为：将用于唤醒正常工作状态进入紧急业务的m-序列中的每一比特信息重复至原来的D倍的唤醒序列；
紧急业务的传感器节点及其直属的各上层的父节点，按照网络层由低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙，进行紧急业务处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙包括：
根据所述传感器节点的二叉树组网的网络分布按照网络编号由小到大的进行时隙分配；
底层传感器节点分配单位时隙；各父节点分配其下属所有节点总数加1的时隙。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置所有时隙都具有第一时间区间和第二时间区间；其所有时隙的第一时间区间长度相同，第二时间区间时间长度也相同；在正常业务时，该方法还包括：在第一时间区间内，进行唤醒信号侦听，第二时间区间内将数据信息传输到其直属的上一层父节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一时间区间内，对获得的唤醒信号按照每D比特抽取1比特信息以还原m-序列；当发生紧急业务时，所述触发所有传感器节点进入紧急工作状态包括：通过还原的m-序列；触发正常通信状态下的传感器节点进入紧急通信状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当出现多于两个紧急业务时，则按照时间先后处理紧急业务。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，紧急业务处理完成时，该方法还包括：中心管理节点广播发送紧急业务的解除指令到WBAN内的所有传感器节点；按照时隙分配重新开始正常业务。
7.一种无线体域网WBAN业务处理的系统，其特征在于，将WBAN内的所有传感器节点及中心管理节点按照二叉树进行组网，设置中心管理节点为二叉树网络的顶点；包括：一个中心管理节点和至少两个传感器节点；其中，
中心管理节点包括：时隙分配单元、正常业务单元、准睡眠状态单元及紧急业务单元；
其中，时隙分配单元，用于按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙；为紧急业务的传感器节点及其直属的各上层的父节点，按照网络层由低到高依次抢占当前时隙开始至紧急业务完成时的时隙；
正常业务单元，用于在未发生紧急业务时，设置获得当前时隙的传感器节点及其直属上一层父节点进入正常通信状态，其它传感器节点进入准睡眠状态；
准睡眠状态单元，用于设置未处于正常通信状态的传感器节点的工作频率为正常通信状态时的1/D；其中，D等于8或16；
紧急业务单元，用于发生紧急业务时，根据时隙分配单元抢占的时隙进行发生紧急业务的传感器节点的紧急业务的处理；
传感器节点，用于发生紧急业务时，发生紧急业务的传感器节点广播唤醒信号到网络内的所有传感器节点；WBAN内的所有传感器节点接收到唤醒信号后进入紧急通信状态，正常通信状态的传感器节点放弃当前时隙；
其中，所述传感器节点包括唤醒信号单元，用于将用于唤醒正常工作状态进入紧急业务的m-序列中的每一比特信息重复至原来的D倍，以生成触发准睡眠状态的节点进入紧急通信状态的唤醒信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述按照二叉树组网的网络分布为各传感器节点分配相应的时隙包括：
根据传感器节点的二叉树组网的网络分布按照网络编号由小到大的进行时隙分配；
底层传感器节点分配单位时隙；各父节点分配其下属所有节点总数加1的时隙。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中心管理节点还包括区间设置单元，用于设置所有时隙都具有第一时间区间和第二时间区间；其所有时隙的第一时间区间长度相同，第二时间区间时间长度也相同；在正常业务时，设置第一时间区间内，接收唤醒信号，第二时间区间内传输数据信息至其直属的上一层父节点。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在所述第一时间区间内，当发生紧急业务时，所述传感器节点还包括序列抽取单元，用于对获得的唤醒信号按照每D比特抽取1比特信息以还原m-序列；在发生紧急业务时，通过还原的m-序列，触发正常通信状态下的传感器节点进入紧急通信状态。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中心管理节点还包括紧急业务协调单元，用于当出现多于两个紧急业务时，则按照时间先后协调处理紧急业务。
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中心管理节点还包括紧急业务解除单元，用于处理完紧急业务时，中心管理节点广播发送紧急业务解除指令到WBAN内的所有传感器节点；按照正常业务处理单元进行业务处理。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310718078.2A CN104735755B (zh) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | 一种无线体域网的业务处理的方法及系统 |
| PCT/CN2014/076603 WO2015096339A1 (zh) | 2013-12-23 | 2014-04-30 | 一种无线体域网的业务处理的方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310718078.2A CN104735755B (zh) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | 一种无线体域网的业务处理的方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104735755A CN104735755A (zh) | 2015-06-24 |
| CN104735755B true CN104735755B (zh) | 2019-10-11 |
Family
ID=53459086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310718078.2A Expired - Fee Related CN104735755B (zh) | 2013-12-23 | 2013-12-23 | 一种无线体域网的业务处理的方法及系统 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104735755B (zh) |
| WO (1) | WO2015096339A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106100860B (zh) * | 2016-06-16 | 2019-06-14 | 湖北文理学院 | 一种基于稀疏表示的体域网节点休眠方法 |
| CN110167115A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-23 | 河南科技大学 | 基于唤醒机制的无线体域网mac协议、通信方法及系统 |
| CN115103454B (zh) * | 2022-06-23 | 2024-05-24 | 重庆邮电大学 | 一种面向6TiSCH网络的突发性紧急数据流时隙抢占方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102056158A (zh) * | 2009-10-29 | 2011-05-11 | 仁荷大学校产学协力团 | 无线体域网的网络设备与网络控制设备及其安全唤醒方法 |
| CN102497620A (zh) * | 2011-12-01 | 2012-06-13 | 华为技术有限公司 | 无线传感器网络内消息传输的方法及系统 |
| CN103281686A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 上海交通大学 | 一种无线体域网内紧急业务的快速传输方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060241521A1 (en) * | 2005-04-20 | 2006-10-26 | David Cohen | System for automatic structured analysis of body activities |
| EP2314093B1 (en) * | 2008-08-11 | 2018-04-18 | Koninklijke Philips N.V. | Techniques for efficient data transfers in a body area network |
| US8537721B2 (en) * | 2008-08-11 | 2013-09-17 | Koninklijke Philips N.V. | Method for scheduling transmissions of global beacons in body area networks |
| EP2227046B1 (en) * | 2009-03-04 | 2015-07-29 | Fujitsu Limited | Improvements to body area networks |
| FR2965061A1 (fr) * | 2010-09-16 | 2012-03-23 | Commissariat Energie Atomique | Procede et systeme apte a exploiter des trajets indirects de signaux de type uwb pour localiser un nœud de communication sans fil compris par un corps |
-
2013
- 2013-12-23 CN CN201310718078.2A patent/CN104735755B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-04-30 WO PCT/CN2014/076603 patent/WO2015096339A1/zh active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102056158A (zh) * | 2009-10-29 | 2011-05-11 | 仁荷大学校产学协力团 | 无线体域网的网络设备与网络控制设备及其安全唤醒方法 |
| CN102497620A (zh) * | 2011-12-01 | 2012-06-13 | 华为技术有限公司 | 无线传感器网络内消息传输的方法及系统 |
| CN103281686A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 上海交通大学 | 一种无线体域网内紧急业务的快速传输方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 应用于无线体域网2.4+GHz超低功耗唤醒接收机的设计;吴凤姣;《北京交通大学学报》;20130603;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104735755A (zh) | 2015-06-24 |
| WO2015096339A1 (zh) | 2015-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108011915B (zh) | 一种基于云通讯的采集前置系统 | |
| US8543082B2 (en) | Method and system for transmitting the notification message in earthquake and tsunami warning system | |
| CN104735755B (zh) | 一种无线体域网的业务处理的方法及系统 | |
| HUE028442T2 (en) | Parameter configuration procedure, base station and user equipment | |
| CN112788618A (zh) | 非连续接收参数的配置、监听寻呼的方法、设备及终端 | |
| CN103618620A (zh) | 多层结构的前置机系统 | |
| EP2661134B1 (en) | Group call method, device and terminal | |
| CN109391661B (zh) | 物联网终端的区块链组网方法和系统 | |
| Almajed et al. | A resilient smart body sensor network through pyramid interconnection | |
| CN102970244A (zh) | 一种多cpu核间负载均衡的网络报文处理方法 | |
| Isa et al. | Energy efficiency of fog computing health monitoring applications | |
| Babaie et al. | The new clustering algorithm with cluster members bounds for energy dissipation avoidance in wireless sensor network | |
| CN106162634B (zh) | 一种网关之间的数据交互方法及网关 | |
| Samanta et al. | Quality-driven energy-efficient big data aggregation in wbans | |
| Klymash et al. | Designing the industrial and environmental monitoring system based on the internet of things architecture | |
| CN1984119A (zh) | 一种利用时分技术实现流量控制的方法 | |
| CN114448840A (zh) | 流量信号转换方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN106953809A (zh) | 一种基于485分时通信的设备资源采集方法 | |
| CN104640213B (zh) | 一种无线体域网的连接建立方法 | |
| CN106911813B (zh) | 一种基于云的使用移动终端的移动医疗系统 | |
| CN103281686B (zh) | 一种无线体域网内紧急业务的快速传输方法 | |
| Sharma et al. | Clustering Based Routing Protocol to increase the stability in WBAN | |
| Luo et al. | Routing explicit side information for data compression in wireless sensor networks | |
| CN106843101A (zh) | 数据分析处理方法及装置 | |
| CN103945337B (zh) | 应用在td‑lte集群通信系统的组资源同步方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191011 Termination date: 20201223 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |