CN113284608A - 一种具有无线传输功能的健康监控系统 - Google Patents

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CN113284608A CN202110214442.6A CN202110214442A CN113284608A CN 113284608 A CN113284608 A CN 113284608A CN 202110214442 A CN202110214442 A CN 202110214442A CN 113284608 A CN113284608 A CN 113284608A
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Abstract

本发明提供一种具有无线传输功能的健康监控系统,包括多个终端无线体域网模块、多个子控制节点模块、主控制节点模块、通信模块、数据接收终端;子控制节点模块与多个终端无线体域网模块中的部分终端无线体域网模块通信连接,多个子控制节点模块与主控制节点模块通信连接;主控制节点模块采用接收到多个终端无线体域网模块所采集的健康数据进行数据传输通信时间紧急程度评估,进而选择是否立即通信传输至数据接收终端或在固定的发送时间发送。利用主控制节点模块进行数据传输通信时间紧急程度评估的算法,专家可以在较短的时间内对病人的病情进行远程筛查,有利于在紧急必要的情况下快速提出诊断建议。

Description

一种具有无线传输功能的健康监控系统
技术领域
本发明属于健康监测技术领域,具体涉及一种具有无线传输功能的 健康监控系统。
背景技术
信息、通信技术日新月异的发展,在不断拓宽全新领域的同时,逐 渐渗透到传统行业的方方面面,给传统的行业带来巨大的生命力。在新 技术提供的条件下,在灵活的政策框架的范围内,在强大的市场需求拉 动下,完全有可能在传统的行业中衍化出一些新的产业形态。依托高科 技的通信手段和远程诊断体检设备,用新的运营模式来缓解目前医疗资 源紧张,医疗服务匾缺的困难。
中国人口占世界的22%,但医疗卫生资源仅占世界的2%。而且,有 限的医疗资源又分布不均衡,80%在城市,20%在农村。中国目前的医院 还是公有制为主,由于体制和分配上的原因,各科室专家大都集中在大 医院里,小医院医疗力量相对薄弱。市场上急需一套满足远程实时监控 需要且能够为在偏远地区及时共享数据至医疗服务系统,便于医疗服务 体系内的医生及时获取健康数据并进行诊断的监护系统,以解决医疗资 源紧缺和医疗服务需求的增加所导致的矛盾。
发明内容
本发明针对上述缺陷,提供一种利用主控制节点模块进行数据传输 通信时间紧急程度评估的算法,专家可以在较短的时间内对病人的病情 进行远程筛查,有利于在紧急必要的情况下快速提出诊断建议的具有无 线传输功能的健康监控系统。
本发明提供如下技术方案:一种具有无线传输功能的健康监控系统, 包括多个终端无线体域网模块、多个子控制节点模块、主控制节点模块、 通信模块、数据接收终端;
所述子控制节点模块与所述多个终端无线体域网模块中的部分终端 无线体域网模块通信连接,所述多个子控制节点模块与所述主控制节点 模块通信连接,进而所述多个终端无线体域网模块均通过子控制节点模 块与所述主控制节点模块通信连接;
所述主控制节点模块采用接收到所述多个终端无线体域网模块所采 集的健康数据进行数据传输通信时间紧急程度评估,进而选择是否立即 通信传输至数据接收终端或在固定的发送时间发送,包括以下步骤:
S1:构建节点传输功耗模型Pdt,i,计算功率传输权重参数σt
S2:估计所采集到的m个被监测者的年龄和性别差异上限γul和下限 γu,计算m个被监测者的健康数据需要传输的紧急指数Et
Figure BDA0002953382910000021
S3:根据所述主控制节点模块的传输时长αc和所述主控制节点模块 最近传输空闲的时间间隔αt构建所述主控制节点模块的传输数据所需时 间αi模型,并根据所述主控制节点模块传输全部所采集到的健康数据的 空隙时间ω和限制空隙时隙Lmax计算象征性饥饿因子βt
S4:根据所述步骤S1得到的功率传输权重参数σt、S2步骤得到的 需要救助的紧急指数Et和S3步骤得到的象征性饥饿因子βt计算适应度参 数Kt
S5:根据m个被监测者的健康数据,分别基于时间传输紧急性和时 间间隙分配的优先级别构建n个标准的时间传输紧急性评价矩阵Ri,j和n 个标准的时间间隙分配的优先级别评价矩阵Si,j,将所述归一化得到 (ri,j)m×n后计算时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000031
将所述归一化得到 (si,j)m×n后计算时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000032
其中所述 i∈[1,m],所述j∈[1,n];
S6:将所述m个被监测者的健康数据与所述步骤S4得到的适应度 参数Kt比较,确定所述m个被监测者的健康数据超出基于时间传输紧急 性所述适应度参数Kt的时间传输紧急性上异常值RA+、时间传输紧急性 下异常值RA-,以及超出时间间隙分配的优先级别所述适应度参数Kt的 值时间间隙分配的优先级上异常值SA+、时间间隙分配的优先级下异常值SA-
S7:根据所述S5步骤得到的时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000033
和所 述步骤S6得到的所述时间传输紧急性上异常值RA+、时间传输紧急性下 异常值RA-分别计算时间传输紧急性上阈值
Figure BDA0002953382910000034
时间传输紧急性下阈值
Figure BDA0002953382910000035
S8:根据所述S5步骤得到的时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000041
和S6步骤得到的时间间隙分配的优先级上异常值SA+、时间间隙分 配的优先级下异常值SA-计算时间间隙分配的优先级上阈值
Figure BDA0002953382910000042
时间间 隙分配的优先级下阈值
Figure BDA0002953382910000043
S9:计算时间传输紧急性上阈值
Figure BDA0002953382910000044
在整个数据传输的上阈值之和 中的优先权重Piw以及时间传输紧急性下阈值
Figure BDA0002953382910000045
在整个数据传输的下阈 值之和中的优选权重Niw
S10:计算下时间传输紧急性下阈值优先权重Niw占总优先权重的比 例S,将所述比例S与所述适应度参数Kt相比较,若大于所述适应度参 数Kt,则所述m个被监测者的健康数据为需要紧急传输的数据,所述通 信模块立即将所述m个被监测者的健康数据传输至所述数据接收终端; 若小于所述适应度参数Kt,则所述m个被监测者的健康数据为不需要紧 急传输的数据,所述通信模块在固定间隔时间点发送至所述数据接收终 端,判定规则表示如下:
Figure BDA0002953382910000046
进一步地,所述S1步骤包括以下步骤:
S11:构建节点传输功耗Pdt,i模型:
Pdt,i=Pch+[Pcm×(N-n)-(Phr×t)]+(Psn×t)+(Ppr×n)+(Ppr×N);
其中,所述Pch为数据传输过程中信道节点相关的功率损失,所述Pcm为节点数据传输计算功率,所述Psn为信道节点间传感功率,所述Phr为 健康数据传输过程中信道节点获得的能耗,所述Ppr为健康数据传输过程 中信道节点处理数据所需要的能耗;
S12:根据所述S11步骤得到的节点传输功耗Pdt,i计算功率传输权重 参数σt
Figure BDA0002953382910000051
其中,所述0≤σt≤1,所述Pin,j为数据传输时间间隙为t=0时所述 主控制节点模块的功率。
进一步地,所述S3步骤中包括以下步骤:
S31:构建所述主控制节点模块的传输数据所需时间αi模型:
αi=αct
S32:计算组成所述空隙时间ω的多个时隙中每个时隙It
Figure BDA0002953382910000052
S33:利用所述每个时隙It和所述限制空隙时隙Lmax计算象征性饥饿 因子βt
Figure BDA0002953382910000053
其中,所述αt的最大时间间隔为
Figure BDA0002953382910000055
其中所述N(t)表示与锚节点关联的所述主控制节点模块的数量。 对于主控制节点模块的未挂档时间表空位(齿轮表空缺),它作为时间项 传递,并且控制主控制节点模块最后传输数据所需时间αi到孤立空间的 时间跨度。
进一步地,所述S4步骤中的适应度参数Kt的计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000054
其中,所述μ1为根据所述m个被监测者的的健康状况测量的健康约 束的常数值;所述μ2根据所述m个被监测者的的年龄和性别测量的健康 约束的常数值;所述μ3根据所述m个被监测者的病历测量的健康约束的 常数值;所述适应度参数Kt的数值范围为0≤Kt≤1。
进一步地,所述步骤S5中将所述(ri,j)m×n归一化计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000061
计算时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000062
的公式如下:
Figure BDA0002953382910000063
所述WRj为所述时间传输紧急性评价矩阵Ri,j归一前的时间传输紧急 性权重系数;所述wrj为归一后得到的所述(ri,j)m×n的时间传输紧急性权 重系数;
所述步骤S5中将所述(si,j)m×n归一化计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000064
计算时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000065
的公式如下:
Figure BDA0002953382910000066
所述
Figure BDA0002953382910000069
为所述时间间隙分配的优先级评价矩阵Si,j归一前的时间间 隙分配的优先级权重系数;所述wsj为归一后得到的所述(si,j)m×n的时间 间隙分配的优先级权重系数。
进一步地,所述S7步骤的时间传输紧急性上阈值
Figure BDA0002953382910000067
计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000068
时间传输紧急性下阈值
Figure BDA0002953382910000071
计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000072
进一步地,所述S8步骤的时间间隙分配的优先级上阈值
Figure BDA0002953382910000073
计算公 式如下:
Figure BDA0002953382910000074
时间间隙分配的优先级下阈值
Figure BDA0002953382910000075
计算公式如下;
Figure BDA0002953382910000076
进一步地,所述S9步骤中的所述Piw的计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000077
所述0≤Piw≤1;
所述S9步骤中的所述Niw的计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000078
所述0≤Niw≤1。
进一步地,所述通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、4G移动通信模 块或5G移动通信模块;所述终端无线体域网模块包括心电信息采集模 块、体温采集模块、血压采集模块、脑电信息采集模块、呼吸频率采集 模块、肌电信息采集模块、体位检测陀螺模块。
进一步地,所述数据接收终端包括医疗卫生服务系统、医生电子诊 断服务终端、医疗信息存储云数据库。
本发明的有益效果为:
1、本发明提供的具有无线传输功能的健康监控系统中的主控制节点 模块采用接收到多个终端无线体域网模块所采集的健康数据进行数据传 输通信时间紧急程度评估,进而选择是否立即通信传输至数据接收终端 或在固定的发送时间发送主控制节点模块将用于简短地储存健康信息, 特别是对患者,并将其用于后续检查。利用主控制节点模块进行数据传 输通信时间紧急程度评估的算法,专家可以在较短的时间内对病人的病 情进行远程筛查,有利于在紧急必要的情况下快速提出诊断建议。它是 一种补偿方法,能够在临界条件下给出理想的解决方案,从而为这些节 点与外界之间提供一种快速高效的通信方法。
2、本发明提供的具有无线传输功能的健康监控系统采用了数据可靠 的传输方式的无线体域网,通过主控制节点模块对多个健康数据进行传 输通信时间紧急程度的评估,对每个代表身体参数的健康数据设置一个 下限阈值和上限阈值,超出这些阈值指定的时间间隔的任何数据都被视 为异常数据,并由协调器传输,与仅仅基于优先级的时隙分配和其他基 于时分的技术相比,本发明提出的具有无线传输功能的健康监控系统的 主控制节点模块所采用的方法在分组传送率、吞吐量和正常能量利用率 方面表现出更好的性能。这些医疗保健服务不仅可以在医院和医疗中心 监测病人,而且可以从偏远地区监测病人,而不影响病人的日常活动。
3、本发明提供的具有无线传输功能的健康监控系统采用了无线体域 网用于观察人体参数,例如体温、脉搏、呼吸频率、心电图和脑电图。 来自患者的这些观察值由控制器节点接收,主控制节点模块的控制器节 点将根据健康数据的患者严重性做出决策并进行分析。然后,该特定数 据将立即传输到接收器。接收器将感测到的信息通过互联网传输到医疗 服务器,医疗评估人员或医生将访问感测数据,并根据紧急情况,医生 将治疗病人。本发明提供的具有无线传输功能的健康监控系统的主控模 块对于确定关键数据的决策方案,通过根据异常值(超出下限和上限阈 值的值)设定和计算适应度参数Kt,进而对多个健康数据进行传输通信 时间紧急程度的评估,从而选择是否立即通信传输至数据接收终端或在 固定的发送时间发送主控制节点模块将用于简短地储存健康信息,提高 了紧急程度优先的健康数据优先传输,避免了信息的滞后和延迟,利于 远程操控和救治。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
其中:
图1为本发明提供的一种具有无线传输功能的健康监控系统整体结 构示意图;
图2为本发明提供的健康监控系统主控制节点模块进行数据传输通 信时间紧急程度评估方法流程图;
图3为本发明提供的健康监控系统的终端无线体域网模块结构示意 图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案 进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实 施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本 发明保护的范围。
如图1所示,为本发明提供的一种具有无线传输功能的健康监控系 统,包括多个终端无线体域网模块、多个子控制节点模块、主控制节点 模块、通信模块、数据接收终端;
子控制节点模块与多个终端无线体域网模块中的部分终端无线体域 网模块通信连接,多个子控制节点模块与主控制节点模块通信连接,进 而多个终端无线体域网模块均通过子控制节点模块与主控制节点模块通 信连接;
通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、4G移动通信模块或5G移动通信 模块;如图2所示,终端无线体域网模块包括心电信息采集模块、体温 采集模块、血压采集模块、脑电信息采集模块、呼吸频率采集模块、肌 电信息采集模块、体位检测陀螺模块。
数据接收终端包括医疗卫生服务系统、医生电子诊断服务终端、医 疗信息存储云数据库;
主控制节点模块采用接收到多个终端无线体域网模块所采集的健康 数据进行数据传输通信时间紧急程度评估,进而选择是否立即通信传输 至数据接收终端或在固定的发送时间发送,如图3所示,包括以下步骤:
S1:构建节点传输功耗模型Pdt,i,计算功率传输权重参数σt
S2:估计所采集到的m个被监测者的年龄和性别差异上限γul和下限 γu,计算m个被监测者的健康数据需要传输的紧急指数Et
Figure BDA0002953382910000111
S3:根据主控制节点模块的传输时长αc和主控制节点模块最近传输 空闲的时间间隔αt构建主控制节点模块的传输数据所需时间αi模型,并 根据主控制节点模块传输全部所采集到的健康数据的空隙时间ω和限制 空隙时隙Lmax计算象征性饥饿因子βt
S4:根据步骤S1得到的功率传输权重参数σt、S2步骤得到的需要 救助的紧急指数Et和S3步骤得到的象征性饥饿因子βt计算适应度参数Kt, 适应度参数Kt的计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000112
其中,μ1为根据m个被监测者的的健康状况测量的健康约束的常数 值;μ2根据m个被监测者的的年龄和性别测量的健康约束的常数值;μ3根 据m个被监测者的病历测量的健康约束的常数值;适应度参数Kt的数值 范围为0≤Kt≤1;如果Kt值非常高,则表明述主控制节点模块所监测到 的m个被监测数据需要传递给数据接收终端的紧急程度非常高;
S5:根据m个被监测者的健康数据,分别基于时间传输紧急性和时 间间隙分配的优先级别构建n个标准的时间传输紧急性评价矩阵Ri,j和n 个标准的时间间隙分配的优先级别评价矩阵Si,j,将归一化得到(ri,j)m×n后计算时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000113
将归一化得到(si,j)m×n后计 算时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000114
其中i∈[1,m],j∈[1,n], 将(ri,j)m×n归一化计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000121
计算时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000122
的公式如下:
Figure BDA0002953382910000123
Figure BDA0002953382910000124
为时间传输紧急性评价矩阵Ri,j归一前的时间传输紧急性权重系 数;wrj为归一后得到的(ri,j)m×n的时间传输紧急性权重系数;
将(si,j)m×n归一化计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000125
计算时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000126
的公式如下:
Figure BDA0002953382910000127
Figure BDA0002953382910000128
为时间间隙分配的优先级评价矩阵Si,j归一前的时间间隙分配的 优先级权重系数;wsj为归一后得到的(si,j)m×n的时间间隙分配的优先级 权重系数;
S6:将m个被监测者的健康数据与步骤S4得到的适应度参数Kt比 较,确定m个被监测者的健康数据超出基于时间传输紧急性适应度参数 Kt的时间传输紧急性上异常值RA+、时间传输紧急性下异常值RA-,以及 超出时间间隙分配的优先级别适应度参数Kt的值时间间隙分配的优先级 上异常值SA+、时间间隙分配的优先级下异常值SA-
S7:根据S5步骤得到的时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000129
和步骤 S6得到的时间传输紧急性上异常值RA+、时间传输紧急性下异常值RA-分别计算时间传输紧急性上阈值
Figure BDA0002953382910000131
时间传输紧急性下阈值
Figure BDA0002953382910000132
时间 传输紧急性上阈值
Figure BDA0002953382910000133
计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000134
时间传输紧急性下阈值
Figure BDA0002953382910000135
计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000136
S8:根据S5步骤得到的时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure BDA0002953382910000137
和 S6步骤得到的时间间隙分配的优先级上异常值SA+、时间间隙分配的优 先级下异常值SA-计算时间间隙分配的优先级上阈值
Figure BDA0002953382910000138
时间间隙分配 的优先级下阈值
Figure BDA0002953382910000139
时间间隙分配的优先级上阈值
Figure BDA00029533829100001310
计算公式如下:
Figure BDA00029533829100001311
时间间隙分配的优先级下阈值
Figure BDA00029533829100001312
计算公式如下;
Figure BDA00029533829100001313
S9:计算时间传输紧急性上阈值
Figure BDA00029533829100001314
在整个数据传输的上阈值之和 中的优先权重Piw以及时间传输紧急性下阈值
Figure BDA00029533829100001315
在整个数据传输的下阈 值之和中的优选权重Niw,Piw的计算公式如下:
Figure BDA00029533829100001316
0≤Piw≤1;
Niw的计算公式如下:
Figure BDA0002953382910000141
0≤Niw≤1;
S10:计算下时间传输紧急性下阈值优先权重Niw占总优先权重的比 例S,将比例S与适应度参数Kt相比较,若大于适应度参数Kt,则m个 被监测者的健康数据为需要紧急传输的数据,通信模块立即将m个被监 测者的健康数据传输至数据接收终端;若小于适应度参数Kt,则m个被 监测者的健康数据为不需要紧急传输的数据,通信模块在固定间隔时间 点发送至数据接收终端,判定规则表示如下:
Figure BDA0002953382910000142
其中,S1步骤包括以下步骤:
S11:构建节点传输功耗Pdt,i模型:
Pdt,i=Pch+[Pcm×(N-n)-(Phr×t)]+(Psn×t)+(Ppr×n)+(Ppr×N);
其中,Pch为数据传输过程中信道节点相关的功率损失,Pcm为节点 数据传输计算功率,Psn为信道节点间传感功率,Phr为健康数据传输过 程中信道节点获得的能耗,Ppr为健康数据传输过程中信道节点处理数据 所需要的能耗;
S12:根据S11步骤得到的节点传输功耗Pdt,i计算功率传输权重参数 σt
Figure BDA0002953382910000151
其中,0≤σt≤1,Pin,j为数据传输时间间隙为t=0时主控制节点模 块的功率。
S3步骤中包括以下步骤:
S31:构建主控制节点模块的传输数据所需时间αi模型:
αi=αct
S32:计算组成空隙时间ω的多个时隙中每个时隙It
Figure BDA0002953382910000152
S33:利用每个时隙It和限制空隙时隙Lmax计算象征性饥饿因子βt
Figure BDA0002953382910000153
其中,αt的最大时间间隔为
Figure BDA0002953382910000154
其中N(t)表示与锚节点关联的主控制节点模块的数量。对于主控 制节点模块的未挂档时间表空位(齿轮表空缺),它作为时间项传递,并 且控制主控制节点模块最后传输数据所需时间αi到孤立空间的时间跨度。
使用网络模拟器对本发明提供的主控制节点模块进行数据传输通信 时间紧急程度评估,进而选择是否立即通信传输至数据接收终端或在固 定的发送时间发送的算法进行仿真,就以下参数比较采用基于优先级的 时隙分配算法的时间传输紧急性的性能,分别测定时延、数据包投递率 PDR、丢包率、吞吐量和平均能量消耗量。表1给出了模拟参数。
数据包投递率PDR是各种传输包与传输包总数的比例,模拟仿真的 检测结果显示,采用本发明提供的主控制节点模块进行数据传输通信时 间紧急程度评估,进而选择是否立即通信传输至数据接收终端或在固定 的发送时间发送的算法的PDR随时间间隔单调增加,而其他算法的PDR 则随着时间波动起伏不定,其他算法的PDR在0.3s(97%)时有一个下 降,而采用本发明提供的主控制节点模块进行数据传输通信时间紧急程 度评估,进而选择是否立即通信传输至数据接收终端或在固定的发送时 间发送的算法的PDR则几乎相同,最小值为99.9%。因此,可以验证采 用本发明提供的主控制节点模块进行数据传输通信时间紧急程度评估, 进而选择是否立即通信传输至数据接收终端或在固定的发送时间发送的 算法其他算法更可靠的协议。
表1
Figure BDA0002953382910000161
Figure BDA0002953382910000171
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管 参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员 应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或 者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换, 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其 它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征 的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在 上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的 组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明 的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息 构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,包括多个终端无线体域网模块、多个子控制节点模块、主控制节点模块、通信模块、数据接收终端;
所述子控制节点模块与所述多个终端无线体域网模块中的部分终端无线体域网模块通信连接,所述多个子控制节点模块与所述主控制节点模块通信连接,进而所述多个终端无线体域网模块均通过子控制节点模块与所述主控制节点模块通信连接;
所述主控制节点模块采用接收到所述多个终端无线体域网模块所采集的健康数据进行数据传输通信时间紧急程度评估,进而选择是否立即通信传输至数据接收终端或在固定的发送时间发送,包括以下步骤:
S1:构建节点传输功耗模型Pdt,i,计算功率传输权重参数σt
S2:估计所采集到的m个被监测者的年龄和性别差异上限γul和下限γu,计算m个被监测者的健康数据需要传输的紧急指数Et
Figure FDA0002953382900000011
S3:根据所述主控制节点模块的传输时长αc和所述主控制节点模块最近传输空闲的时间间隔αt构建所述主控制节点模块的传输数据所需时间αi模型,并根据所述主控制节点模块传输全部所采集到的健康数据的空隙时间ω和限制空隙时隙Lmax计算象征性饥饿因子βt
S4:根据所述步骤S1得到的功率传输权重参数σt、S2步骤得到的需要救助的紧急指数Et和S3步骤得到的象征性饥饿因子βt计算适应度参数Kt
S5:根据m个被监测者的健康数据,分别基于时间传输紧急性和时间间隙分配的优先级别构建n个标准的时间传输紧急性评价矩阵Ri,j和n个标准的时间间隙分配的优先级别评价矩阵Si,j,将所述归一化得到(ri,j)m×n后计算时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure FDA0002953382900000021
将所述归一化得到(si,j)m×n后计算时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure FDA0002953382900000022
其中所述i∈[1,m],所述j∈[1,n];
S6:将所述m个被监测者的健康数据与所述步骤S4得到的适应度参数Kt比较,确定所述m个被监测者的健康数据超出基于时间传输紧急性所述适应度参数Kt的时间传输紧急性上异常值RA+、时间传输紧急性下异常值RA-,以及超出时间间隙分配的优先级别所述适应度参数Kt的值时间间隙分配的优先级上异常值SA+、时间间隙分配的优先级下异常值SA-
S7:根据所述S5步骤得到的时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure FDA0002953382900000023
和所述步骤S6得到的所述时间传输紧急性上异常值RA+、时间传输紧急性下异常值RA-分别计算时间传输紧急性上阈值
Figure FDA0002953382900000024
时间传输紧急性下阈值
Figure FDA0002953382900000025
S8:根据所述S5步骤得到的时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure FDA0002953382900000026
和S6步骤得到的时间间隙分配的优先级上异常值SA+、时间间隙分配的优先级下异常值SA-计算时间间隙分配的优先级上阈值
Figure FDA0002953382900000027
时间间隙分配的优先级下阈值
Figure FDA0002953382900000028
S9:计算时间传输紧急性上阈值
Figure FDA0002953382900000029
在整个数据传输的上阈值之和中的优先权重Piw以及时间传输紧急性下阈值
Figure FDA00029533829000000210
在整个数据传输的下阈值之和中的优选权重Niw
S10:计算下时间传输紧急性下阈值优先权重Niw占总优先权重的比例S,将所述比例S与所述适应度参数Kt相比较,若大于所述适应度参数Kt,则所述m个被监测者的健康数据为需要紧急传输的数据,所述通信模块立即将所述m个被监测者的健康数据传输至所述数据接收终端;若小于所述适应度参数Kt,则所述m个被监测者的健康数据为不需要紧急传输的数据,所述通信模块在固定间隔时间点发送至所述数据接收终端,判定规则表示如下:
Figure FDA0002953382900000031
2.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述S1步骤包括以下步骤:
S11:构建节点传输功耗Pdt,i模型:
Pdt,i=Pch+[Pcm×(N-n)-(Phr×t)]+(Psn×t)+(Ppr×n)+(Ppr×N);
其中,所述Pch为数据传输过程中信道节点相关的功率损失,所述Pcm为节点数据传输计算功率,所述Psn为信道节点间传感功率,所述Phr为健康数据传输过程中信道节点获得的能耗,所述Ppr为健康数据传输过程中信道节点处理数据所需要的能耗;
S12:根据所述S11步骤得到的节点传输功耗Pdt,i计算功率传输权重参数σt
Figure FDA0002953382900000032
其中,所述0≤σt≤1,所述Pin,j为数据传输时间间隙为t=0时所述主控制节点模块的功率。
3.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述S3步骤中包括以下步骤:
S31:构建所述主控制节点模块的传输数据所需时间αi模型:
αi=αct
S32:计算组成所述空隙时间ω的多个时隙中每个时隙It
Figure FDA0002953382900000041
S33:利用所述每个时隙It和所述限制空隙时隙Lmax计算象征性饥饿因子βt
Figure FDA0002953382900000042
其中,所述αt的最大时间间隔为
Figure FDA0002953382900000043
其中所述N(t)表示与锚节点关联的所述主控制节点模块的数量。对于主控制节点模块的未挂档时间表空位,它作为时间项传递,并且控制主控制节点模块最后传输数据所需时间αi到孤立空间的时间跨度。
4.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述S4步骤中的适应度参数Kt的计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000044
其中,所述μ1为根据所述m个被监测者的的健康状况测量的健康约束的常数值;所述μ2根据所述m个被监测者的的年龄和性别测量的健康约束的常数值;所述μ3根据所述m个被监测者的病历测量的健康约束的常数值;所述适应度参数Kt的数值范围为0≤Kt≤1;如果Kt值非常高,则表明述主控制节点模块所监测到的m个被监测数据需要传递给数据接收终端的紧急程度非常高。
5.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述步骤S5中将所述(ri,j)m×n归一化计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000051
计算时间传输紧急性加权决策矩阵
Figure FDA0002953382900000052
的公式如下:
Figure FDA0002953382900000053
所述
Figure FDA0002953382900000054
为所述时间传输紧急性评价矩阵Ri,j归一前的时间传输紧急性权重系数;所述wrj为归一后得到的所述(ri,j)m×n的时间传输紧急性权重系数;
所述步骤S5中将所述(si,j)m×n归一化计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000055
计算时间间隙分配的优先级加权决策矩阵
Figure FDA0002953382900000056
的公式如下:
Figure FDA0002953382900000057
所述
Figure FDA0002953382900000058
为所述时间间隙分配的优先级评价矩阵Si,j归一前的时间间隙分配的优先级权重系数;所述wsj为归一后得到的所述(si,j)m×n的时间间隙分配的优先级权重系数。
6.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述S7步骤的时间传输紧急性上阈值
Figure FDA0002953382900000059
计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000061
时间传输紧急性下阈值
Figure FDA0002953382900000062
计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000063
7.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述S8步骤的时间间隙分配的优先级上阈值
Figure FDA0002953382900000064
计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000065
时间间隙分配的优先级下阈值
Figure FDA0002953382900000066
计算公式如下;
Figure FDA0002953382900000067
8.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述S9步骤中的所述Piw的计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000068
所述0≤Piw≤1;
所述S9步骤中的所述Niw的计算公式如下:
Figure FDA0002953382900000069
所述0≤Niw≤1。
9.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、4G移动通信模块或5G移动通信模块;所述终端无线体域网模块包括心电信息采集模块、体温采集模块、血压采集模块、脑电信息采集模块、呼吸频率采集模块、肌电信息采集模块、体位检测陀螺模块。
10.根据权利要求1所述的一种具有无线传输功能的健康监控系统,其特征在于,所述数据接收终端包括医疗卫生服务系统、医生电子诊断服务终端、医疗信息存储云数据库。
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