TWI421055B - 身體區域網路之改進技術（一） - Google Patents

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Description

身體區域網路之改進技術(一)
本發明係有關於包括個人區域網路之無線感測器網路且特別但非專指關於包括安置在人或動物身上或周圍或植入人或動物體內的無線通訊感測器之身體區域網路。
已經有各種不同類型的無線感測器網路被提出。在這些無線感測器網路當中，所謂的身體區域網路或BAN是無線個人區域網路(WPAN)的一範例，被用來在相對短的距離上傳送資訊。與無線區域網路(WLAN)不同，經由WPAN實現的連接包含極少或無基礎架構。此特徵允許小、低功耗、低廉的解決方案在大範圍的裝置中實施。特別受到關注的是醫療BAN(MBAN)的可行性，其中感測器被用來監測一或一個以上病人的狀態。主要使用感測器来饋送感測資料給一資料槽之一BAN是一無線感測器網路(WSN)的一範例；然而，更多主動元件，諸如致動器，也可被包括在一MBAN中。
標準的IEEE 802.15.4定義低資料速率WPAN的實體層(PHY)及媒體存取控制(MAC)子層規範。IEEE 802.15.4與一較高資料速率WPAN、IEEE 802.15.3之標準具有某些類似性。文件IEEE標準802.15.4-2006及IEEE標準802.15.3-2003全部併入文中以供參考。
IEEE 802.15.4中設想類型的WPAN適於諸如工業監測之應用，但不提供MBAN所需要的資料可靠性。
在醫療應用中，有對減小與人類勞動相關聯的成本而提高可靠性與過程自動化並減少人為誤差之一需求。感測器可提供需要的智慧，且已在醫療設備中廣泛使用。這包括醫院的恢復護理、家庭護理、加護病房及先進的外科程序。有許多不同類型的感測器被用於醫療應用中，包括針對脈搏、溫度等之外部感測器、與體液接觸之感測器、用於導管(通過切口)中之感測器、外部應用的感測器、有無線感測器的一次性皮膚貼布、及可植入的感測器。
一醫院或醫療病房內在一病人周圍之感測器的一WPAN可提供多個臨床效益，包括病人行動性、監測靈活性、延伸監測到當前未受監測之護理區域、減小的臨床誤差及減小的總的監測成本。身體穿戴感測器可包括單一病人身上的各不同感測器類型。它們需要能夠快速施加於病人的身體或移除。
在一個體的基礎上，此類感測器可能具有低至每一病人1-2 kbps的位元率而在總計基礎上它們可需要一10 kbps的位元率。少至幾米的一範圍可能是足夠的。然而，醫療WSN應用在臨床環境中是關鍵任務應用。有界資料損失及有界潛時的強健無線鏈接、病人及感測器密度的容量、與其它無線電的共存、數日連續操作的電池壽命及身體穿戴裝置之小的形狀因數都在醫療WSN或MBAN的需求當中。這些需求可透過利用技術來滿足，諸如時域與頻域中之分集及誤差控制技術，包括前向誤差改正(FEC)及適應性重送請求(ARQ)、感測器資訊速率之小工作週期TDMA、及更高效的小天線。
正在努力定義一進一步的標準IEEE 802.15.6，其旨在定義身體區域網路特別是醫療應用上的特性。IEEE 802.15.6的一主要要求是醫療應用的高可靠性。這在當病人的生命依賴於醫療WSN應用中無線鏈接的可靠性之應急情況時尤為重要。諸如IEEE 802.15.4之現有IEEE標準是為商業應用而設計並未考慮到此類應急救命情形。
特別地，對處理確保與網路裝置(諸如在這一應急情況中所涉及的感測器)通訊可靠性之問題上存有一需求。
依據本發明之一第一層面，本發明提供一種包括用以監測一實體的一或一個以上感測器之裝置的無線感測器網路，包含：一感測器，其被安排成檢測有關於該實體之一參數的一值並將資訊無線發射至網路中的另一裝置；一協調者，其被安排成接收該無線發射的資訊；及判定手段，其響應於該檢測值或該發射資訊而判定該實體之一應急條件的存在。
該實體例如是一生命體，諸如因醫療目的而被檢測的一個人。
在上述網路中，該判定手段可位於該感測器、該協調者當中之任一者中，或當網路被連接至與該協調者通訊之一中央監測器時，其可由該中央監測器提供。
無論其位置所在，該判定手段可藉由將該檢測值或該發射資訊與至少一門檻值比較來判定應急條件(或更準確地，即將進入應急條件的存在)。例如，兩門檻值可被用來定義一範圍。
該判定手段可進一步操作以藉由將該檢測值或該發射資訊與至少一門檻值比較而判定該應急條件的不存在(或換言之，一應急條件的解除)。
在任一情況中，較佳地，該判定手段被安排成將該應急條件的一宣告發射給無線感測器網路中之至少一其它裝置。此一其它裝置較佳地響應於該宣告而發送一確認給該判定手段。在該判定手段被安排成判定非應急條件之情況中，較佳地是該判定手段也可操作以將此一判定對該(等)其它裝置宣告。
無線感測器網路典型地將是一網路，其中：資訊在網路內在訊框中被無線發射，每一訊框具有一訊框控制欄位，藉由將訊框控制欄位中的一值設為一預定義值可作成該應急條件的宣告。此類訊框可在協調者所定義之一較大超框格式中被定義。較佳地，該等訊框包括不同類型的訊框，及該預定義值表示一應急訊框類型。訊框類型中之另一較佳類型是一確認訊框，在此情況中響應於宣告而發送之確認為一確認訊框的形式。這裡，訊框控制欄位可包括用以發送該應急條件之存在或不存在信號之至少一位元。
可選擇地，一新MAC命令類型可藉由定義一命令訊框識別符代表一新命令類型之值而供用於應急通知。
這一基於訊框的系統可包括一基於IEEE 802.15.6的MBAN。在一較佳應用中，上述實體是一生命體，感測器係用以感測一病人之生命體的一生命參數，且該應急條件是一醫療應急。
依據本發明之一第二層面，本發明提供一種在該無線感測器網路中使用且包括該判定手段之感測器。
依據本發明之一第三層面，本發明提供一種在該無線感測器網路中使用且包括該判定手段之協調者。
依據本發明之一第四層面，本發明提供一種在一無線感測器網路中宣告一應急條件之方法，該無線感測器網路包含複數個包括用以監測至少一實體之感測器的裝置，該方法包含以下步驟：該等感測器之一感測器感測有關於該實體之一參數值；該感測器將資訊無線發射至網路中之另一裝置；藉由使用該感測值或該發射資訊來判定影響該實體之一應急條件的存在或不存在；及將該應急條件的存在或不存在對網路中的至少一其它裝置宣告。
依據本發明之一進一步的層面，本發明提供一種供使用於一透過無線通訊執行資料傳遞的裝置之一網路中的訊框格式，該訊框格式定義一訊框控制欄位，此訊框控制欄位包括一子欄位，其用以表示一用來對網路中之其它裝置宣告應急條件之存在的應急訊框。這一訊框格式例如可在一如IEEE 802.15.4中提出之一超框格式中使用。
本發明之進一步的層面提供當被一感測器裝置之一處理器或一無線感測器網路之一協調者執行時分別提供上述感測器或協調者之軟體。此軟體可被儲存於一電腦可讀取媒體上。
圖式簡單說明
為了更佳地理解本發明及更清楚展示本發明如何可被付諸實施，現在將僅以範例方式參考下面圖示，其中：第1圖說明一IEEE 802.15.4 WPAN中的協定層；第2圖說明該IEEE 802.15.4 WPAN之可能的PHY頻帶；第3圖說明一WPAN之星型與點對點拓撲；第4圖繪示一有信標IEEE 802.15.4WPAN中一超框的結構；第5-8圖說明一IEEE 802.15.4WPAN中一網路裝置與一協調者之間之可能的資料傳遞模式；第9圖繪示用於一IEEE 802.15.4WPAN中的一資料訊框之一訊框格式；第10A圖繪示在第9圖訊框格式中一訊框控制欄位的結構；第10B圖是第10A圖該訊框控制欄位中訊框類型位元的迄今定義值之一表格；第11A圖繪示用於IEEE 802.15.4中一MAC命令訊框之部分的訊框格式；第11B圖是第11A圖該訊框格式中一命令訊框識別符的迄今定義值之一表格；第12圖是在本發明之一實施例中用以宣告一應急之一第一程序中的步驟之一流程圖；第13圖是在本發明之一實施例中用以解除一應急之一第一程序中的步驟之一流程圖；第14圖是在本發明之一實施例中用以宣告一應急之一第二程序中的步驟之一流程圖；第15圖是在本發明之一實施例中用以解除一應急之一第二程序中的步驟之一流程圖；第16圖是在本發明之一實施例中用以宣告一應急之一第三程序中的步驟之一流程圖；第17圖是在本發明之一實施例中用以解除一應急之一第三程序中的步驟之一流程圖；第18圖繪示在本發明之一實施例中提出之訊框控制欄位的新穎結構；第19圖是第18圖該訊框控制欄位中訊框類型位元的可能值之一表格；第20圖繪示依據本發明之另一實施例而修改之一訊框格式之一訊框控制欄位的結構；第21圖是第20圖訊框控制欄位中的訊框類型值的一表格；及第22A與22B圖繪示在本發明之另一實施例中對第11A與B圖該命令訊框識別符的一修改。
在闡述本發明的實施例之前，將對IEEE 802.15.4一預期與目前正在開發中的IEEE 802.15.6標準有關的部分，及/或包括MBAN之身體區域網路之部分作一說明。
第1圖依據層狀的OSI模型繪示一IEEE 802.15.4 WPAN的大體結構，標為100，其中實體媒體是透過一包含無線電收發器及對它的低級控制之PHY層而存取。如所示，有在第2圖中闡述之針對PHY的兩可選擇頻帶101、102。較低頻帶101提供以868.3MHz為中心的一單一20kb/s的通道，及/或十個各自為以915MHz為中心40kb/s的通道。較高頻帶102提供16個各自為以2.44GHz的一頻率為中心的250kb/s通道。這些頻帶中的哪一個被使用視本地調整的需求而定。
對PHY的存取由第1圖中用105指示的一MAC(媒體存取控制)子層提供。在這之上，且本身在WPAN 100的外部，被提供一LLC(鏈路層控制)，其允許從其他網路存取WPAN；這可以依據IEEE 802.2標準、或另一類型的標準。最後，該LLC上面的上層109包括用以提供網路組態、操作、及訊息路由之一網路層及提供預期的全部功能之一應用層。
MAC子層的一任務是控制網路拓撲。星與點對點在通訊網路中是兩習知的拓撲，且都用於IEEE 802.15.4中。在兩種情況下，拓撲區分兩種基本的網路節點：裝置及協調者。如第3圖所示，在星型拓撲中，一些裝置11與一中心協調者10直接通訊；而在點對點組態中，一裝置11A與通訊器的通訊以中間裝置11B及11C充當中繼隨一或一個以上躍點(hops)而被完成。協調者充當上層的存取點；在一WSN的情況下，它充當供感測器收集資料的槽。假定，每一裝置的通訊範圍可能很有限(幾米)，該點對點拓撲允許一較大區域被涵蓋。因此，點對點典型地可被用於一些網路裝置在與協調者的直接無線通訊範圍之外的情況中。該拓撲可以是動態的、隨著裝置被加入或離開網路而改變。
舉例而言，在MBAN的情況下，一星型網路在其中一協調者在每一病人位置(諸如一病床)被提供的情況下將是合適的，與在一單個病人上的裝置交換信號。在一協調者被提供用以服務一些病人(該協調者可能位於一醫院病房的一固定點)的情況下，點對點將是一更加合適的拓撲。因此，雖然裝置11一般將是行動的，但該協調者可以是行動的或固定的。點對點網路在需要快速建立或改變網路、或網路的自我組織及自我修復的情況下也可更適合於快速變化環境。自我修復可包括，舉例而言，如果一現有協調者出現故障或離開網路就建立一新的協調者。
多個星型及/或點對點網路可在同一位置被建立，諸如一醫院，每一網路具有它們自己的協調者。在這種情況下，所需要的是各自的協調者相互協作以便避免相互間的干擾且允許分享或校對資料。在IEEE 802.15.4中，此類網路被稱為叢集，且針對叢集建立之一總協調者以及劃分與合併叢集作成規定。
在一WPAN中的節點可由不同能力的單元構成。一般地，協調者的作用將需要具有某一處理能力之一相對勝任的設備及能夠同時處理多源之傳輸的收發器。這相應地將使得提供足夠的電力(在一些情況下，可受電源供電)成為必需。另一方面，網路中的其它裝置可能具有較有限的處理能力且僅使用電池電力，及甚至可能過於簡單以致無法充當一中繼躍點。具有很低電力可用性的裝置在大部分時間可被關閉且只是偶爾「喚醒」，例如用以發射感測器資料給另一節點。因此，IEEE802.15.4標準區分了「完全功能」與「簡化功能」裝置。電力的可用性是MBAN與其它WPAN的一特定問題，其中感測器可被植入一人體或裝置中及因而無法有一大或可再充電的電池。
在IEEE802.15.4設想的兩種類型的WPAN為有信標與非信標。
在一有信標的網路中，協調者週期性地發射一信標且裝置週期性地聆聽該信標以同步於網路並存取通道。該通道存取遵循如第4圖所示之一超框結構，該超框結構由該協調者定義。每一超框30由兩部分構成：活動與閒置部分。活動部分被劃分成一競爭存取週期CAP 36，之後是一可取捨無競爭週期CFP 37供具有服務品質要求之應用的保證存取。
如第4圖中垂直劃分所指示，該超框被劃分成16空間相等的時槽，每一時槽能夠攜帶協調者或一裝置的一資料訊框。因此，考慮與一協調者相關的裝置，在訊框內的每一連續時槽中一次僅一裝置可與該協調者通訊。第一個是由協調者所發射的一信標訊框(見下面)之一槽31。在此之後，在CAP中提供幾個槽32，它們遵循習知的CSMA-CA演算法在一競爭的基礎上允許資料傳輸至或來自裝置。簡言之，在CSMA-CA中，每次一裝置希望在CAP內發射時，它等待一隨機週期。如果通道被發現是閒置的，在隨機後退之後，該裝置發射它的資料。如果通道在該隨機後退之後被發現是忙碌的，該裝置在試圖再次存取該通道之前等待另一隨機週期。
之後是CFP之一或一個以上受保證的時槽GTS 33，及如所示，這些時槽中的每一時槽延伸超過一基本的時槽。如CFP一詞所暗示，網路裝置並不競爭這些GTS，而是每一時槽被協調者保留以在一TDMA的基礎中供一網路裝置的排他使用。然而，GTS的分配可自一超框變化至下一超框。閒置週期屆滿之後，下一超框被發送另一信標訊框31的協調者標記。裝置在該超框的閒置週期34內可進入休眠。因而，藉由延伸閒置週期34的長度，裝置的電池電力可被保存得盡可能多。
在非信標的網路中，除非如此被請求(例如，為了發現網路的目的)，協調者並不要求發射同步化信標。通道存取並不受超框結構限制且裝置是異步的，透過CSMA-CA執行所有的資料傳遞。它們可以依據諸如感測器MAC(WiseMAC)的某一協定(其中沒有資料要發送的裝置在大部分時間可保持閒置(「休眠」))遵循自己的休眠模式，且協調者在每一資料訊框前面加入一喚醒前文以確保接收裝置在資料到達時是喚醒的。
對於一MBAN應用，協調者在身體或被監測體的外部。它可以是一PDA、一行動電話、一床邊監測站或甚至暫時充當一協調者之一足以勝任的感測器。如上所述，在有信標的網路中的協調者負責提供同步及通道存取給網路裝置。一超框的開始與結束也由一協調者來定義。該協調者具有到其它網路之可能通訊的兩主要特徵並例如透過簡單更換充電電池來存取一充足的電源。
一中央護理與監測單元也可被提供用來全面監督可能包含幾個協調者之一網路。這可為一具有監測設備的房間的形式，該等監測設備能夠自多個病人接收連續或偶發的接收應急資料流。在中央單元典型地將駐有護士或醫學專家，他們不斷觀察與監測病人的資料。他們將響應於病人條件的改變而做出行動。該中央護理與監測單元可無線連接到該或每一協調者(在此情況中它被視作部分的MBAN)或它可具有對每一協調者的一有線連接(這樣在此情況中它被視作在MBAN之外)。
第5至8圖繪示在一IEEE 802.15.4網路中一裝置與一協調者之間的資料傳遞。三種基本類型的傳遞在IEEE 802.15.4中被定義：
(i)資料傳遞給作為接收端之一協調者，一裝置(發送器)發射它的在星型與點對點拓撲中都使用的資料給該協調者；
(ii)自作為發送器之一協調者的資料傳遞，其中該裝置接收在星型與點對點拓撲中都使用的資料；
(iii)僅在點對點網路中使用之兩對等端之間的資料傳遞。
第5與6圖描繪分別針對有信標與非信標情況之自裝置(網路裝置11)與協調者(協調者10)的一傳遞。不同在於，在有信標情況中裝置1在CFP中使用CSMA-CA或在CAP中使用一GTS來發送資料(資料訊框42)之前必須等待接收一信標訊框41；而在非信標情況中正常的是非信標訊框及裝置11使用CSMA-CA來隨意發送一資料訊框42。在任一情況下，該協調者藉由發射一可取捨的確認訊框或ACK 43來確認資料的成功接收。這些不同類型的訊框在下面被更加詳細的闡述。
如果接收端由於任一原因而無法處理接收到的資料訊框，訊息不被確認。如果發送器在某一週期之後沒有接收一確認，則假定，傳輸不成功而重試該訊框傳輸。如果一確認在幾個重試之後仍未收到，發送器可選擇終止事務或再試一次。當確認不被需要時，發送器假定傳輸是成功的。
第7與8圖闡述自一協調者10到一裝置11的資料傳遞。當該協調者希望在一有信標的WPAN(第7圖)中傳遞資料給一裝置時，它在信標訊框41中指示資料訊息正擱置。該裝置週期性地聆聽該信標訊框及，如果一訊息正擱置，發射透過CSMA-CA而請求資料之一資料請求(MAC命令)44。協調者10藉由發射一確認訊框43來確認資料請求的成功接收。擱置資料訊框42接著使用時槽式的CSMA-CA而被發送或如果可能在確認之後立即發送。裝置11可藉由發射一可取捨的確認訊框43來確認資料的成功接收。該事務現在被完成。在成功完成資料事務之後，訊息被從信標中的擱置訊息列表中移除。
在非信標的情況中，已為一特定裝置11準備資料之協調者10必須等待相關裝置的一資料請求44，在競爭的基礎上發送。在接收這一請求之後，該協調者發送一確認訊框43(這也可被用來表示沒有資料就緒，如果情況如此)，之後是資料訊框42，裝置11響應於此可發送另一確認訊框43作為回應。
為了簡單，上面程序僅考慮了裝置與協調者之間的資料傳遞之上面第(i)與(ii)種情況，但在一點對點網路中，如上已提及，資料傳遞一般透過機制(iii)而發生，涉及一或一個以上中間節點，這增加了所涉及的碰撞與中繼之風險。
如第5至8圖所示，在一IEEE 802.15.4網路中的通訊包含四種不同類型的訊框：
─信標訊框41，被一信標型協調者用來發射信標
─資料訊框42，用於所有的資料傳遞
─確認訊框43，用於確認成功的訊框接收
─MAC命令訊框44，用於處理所有的MAC對等實體控制傳遞，諸如資料請求。
各該四種訊框類型的結構十分相似，且針對作為範例的一資料訊框42而被繪示在第9圖中。在圖中，兩水平條分別表示MAC子層與PHY層。時間從左到右推進，及訊框的每一連續欄位之時間長度被繪示(按八位元組計)在相關欄位的上面。每一訊框由以一特定順序的一系列欄位構成，這些欄位從左到右以它們被PHY所發射的順序來被描繪，其中最左邊位元在時間上首先被發射。在每一欄位中的位元從0(最左邊且最少有效)到k-1(最右邊且最有效)被計數，其中欄位的長度是k位元。
透過資料訊框42而被發送之資料源自上層。該資料酬載被傳遞給MAC子層且被稱為MAC服務資料單元(MSDU)。該MAC酬載在前面被加一MAC標頭MHR同時後附一MAC標腳MFR。該MHR包含訊框控制欄位50(見下面)、資料序列號(DSN)、定址欄位、及可取捨的輔助安全標頭。該MFR由一16位元訊框檢查序列FCS構成。該MHR、MAC酬載、及MFR一起形成該MAC資料訊框(即，MPDU)。該MPDU作為變成PHY酬載之PHY服務資料單元PSDU被傳遞給PHY。該PHY酬載前面被加一包含一前文序列及一訊框開始符號SFD之同步標頭SHR、及一包含該PHY酬載按八位元組計的長度之PHY標頭PHR。該前文序列及該資料SFD使得接收器能夠實現符號同步。該SHR、PHR、及PHY酬載一起形成該PHT封包(該PHY協定資料單元PPDU)。
信標訊框41、確認訊框43及MAC命令訊框44具有一相類似的結構，除了該MAC酬載在每一情況中具有一不同功能，該確認訊框沒有MAC酬載。再者，信標訊框41、確認訊框43及MAC命令訊框44源於MAC子層而不涉及上層。
在每一種訊框類型中所使用的訊框控制欄位50在第10A圖中被更加詳細的繪示。它由如所闡述因為不同目的而被分配給子欄位之16位元構成。特別地，該欄位的首三位元表示訊框類型51：信標訊框41、資料訊框42、確認訊框43及MAC命令訊框44。該訊框類型被表示的方式在第10B圖中被繪示。訊框類型位元51之後是一單一位元啟用安全子欄位52，表示安全是否由MAC層啟用。這之後是一訊框擱置子欄位53，用以指示發送器是否具有接收端的更多資料。後面是一Ack。請求子欄位54係指示是否一確認是被接收端請求。在這之後是一些進一步的子欄位55到59，它們用於定址目的或被保留在目前IEEE 802.15.4規格中。
如所提及，第10B圖是訊框類型子欄位51可能的位元值之一表格，繪示的是值100至111在IEEE 802.15.4規格中未被使用。
MAC命令訊框44在結構上與第11A圖所示十分類似。在此情況中，酬載包括一命令訊框識別符440來識別MAC命令訊框所表示之命令的類型。如第11B圖的表格(繪示識別符440之可能值，一些值為將來使用保留)中所繪示，在IEEE 802.15.4中定義各種命令類型。
已概述本發明的背景，現在將參考第12至21圖來說一些實施例。
本發明處理例如透過安置在每一病人體上或周圍或置入病人體內之感測器的一MBAN而監測至少一病人之情況。(視敘述脈絡而定，「MBAN」或「系統」等名詞可應用於它們的協調者為一單一病人而提供之複數感測器，或共同應用於多個病人的全部感測器/協調者)。假定，至少感測器中的一些參與感測一或一個以上參數，諸如心臟速率，它可能指示病人之一威脅生命的情況。本發明的實施例藉由提供一包括應急確認(即ACK/)機制之協定以在此類威脅生命情況期間支援病人來提供宣告一應急狀態及接觸此應急狀態之方法。視網路裝置的能力而定，提出三種不同的觸發協定來處理或分析感測資料或量值。
在接著的圖式中，「處於應急」指由於一些感測的參數已達到一臨界水平而使病人處於一生命受威脅的情況中；「ACK」對應於上述確認訊框43，及「應急程序」指響應於一應急的宣告而可採取的任何步驟。一「應急操作狀態」狀態是操作處於應急的一網路裝置之某一方式，而一「正常操作狀態」是當一網路裝置不處於應急時而應用之一條件。
在一第一協定中，其流程圖在第12與13圖中被繪示，感測器(網路裝置)本身決定是否宣告一應急狀態及解除應急狀態。首先，宣告應急的流程是參考第12圖而予以描述。假定，感測器是自一「正常」(非應急)狀態開始。這典型地將包含感測器在某一時間間隔量測與某一與病人相關的參數(此後稱為「生命參數」)，其透過或經由協調者可由感測器內部設定或受外部指示。為簡單，將考慮一感測「處於應急」之情況，但所描述的協定可應用於一組感測器中(諸如監測同一病人的所有感測器)。
宣告應急狀態，觸發類型1(第12圖)：
S11：在預定時間間隔，網路裝置或感測器11量測生命參數。感測器可將感測值無線發射至協調者(在如星型拓撲中直接地，或在一點對點網路的情況中透過一或多個躍點)。然而，每一(或任一)感測值在非應急狀態被發射並非是必要的。在任一情況中，感測值至少將臨時地儲存於感測器中。
S12：使用自身能力的網路裝置或感測器查明病人是否處於應急。更精確地，是判定狀態是否已自非應急變化到應急。例如，它檢查病人的心臟速率是否已超過一門檻值。因此，一般地，感測器將有一些形式的記憶體來儲存門檻值。視所涉及之生命參數而定，不只一門檻層級可能被用來設定一範圍。例如，一旦感測值落在一由上下門檻值，假設為160/120與80/60(收縮/舒張血壓，按mm Hg計)所界定之一可接受的範圍外，血壓感測器可判定一應急。
S13：網路裝置/感測器發送應急狀態之一指示給協調者10。這所表示的方式在下面闡述。現在，注意到的是，協調者指示元作為一特殊種類的訊框被發送，其視網路組態而定，可透過直接傳輸或經由用作中繼之其它裝置而被發送。在後一情況中，包含於指示元中之一目的地ID可被用來標示預期目的地。
S14：網路裝置或感測器11開始聆聽或檢測來自協調者10的一確認(ACK)。重要的是，感測器不僅發送應急狀態之宣告而且確保它已被接收，以使得協調者或更高權限者可採取適當的行動。
S15：協調者10將ACK回送至網路裝置11。在一基於訊框的系統中，諸如IEEE 802.15.4，確認訊框通常被用於此目的，及期望的是，此訊框類型也將在IEEE 802.15.6中被定義。
S16：一些應急行動將隨後。例如，感測器11可增加生命參數的量測頻率及/或發送訊息給協調者10的頻率；這可能包括開始將其感測讀數發送給協調者，即使感測器此前未如此實行。協調者相應地允許增加頻率，例如藉由提供一GTS給有關的感測器。換言之，協調者可開始提供一預定服務品質給感測器。協調者可採取額外的行動，諸如向一中央監測站報警(未繪示)或(在同一網路正監測複數病人的情況下)將資源轉給同一病人上之其它感測器，允許更仔細檢查此病人的其它生命參數。這可包括協調者通知MBAN中的所有其它感測器或一組有關於應急狀態之重要的生命參數之相關感測器。其它應急行動將包括協調者在系統外發送一些形式的警報，諸如音響警報或傳呼機訊息。
指出的是，應急行動可能增加有關感測器的電力消耗，且導致協調者所分配的頻寬自其它感測器轉移；因此，應急狀態不應該被無限延長(見下面)。
亦指出的是，在上述協定中，感測器發射感測值並非始終是必要的：感測器僅在一門檻值已被達到時才發射資訊(諸如感測值、或可能僅應急狀態的指示元)可能是足夠的。代之或另外地，感測器可儲存一些感測器讀數供一次全部傳輸。在這些方式中，可能地網路中不必要的電力消耗與例行感測器資料傳輸可被減至一最小值。
假定，感測的生命參數返回一非臨界的層級；感測器可利用此事實來解除應急狀態，允許協調者給予較高優先級給其它感測器與任務。針對此的程序在第13圖中繪示。假定，有關的感測器現在處於一應急條件，包括，例如，在一相對短的時間間隔感測生命參數並發送頻率訊息給協調者。
宣告應急的解除，觸發類型1(第13圖)：
S21：網路裝置或感測器11量測生命參數。感測值如同已指出者通常將被直接發射至網路；這在允許協調者及任一外部實體監測病人應急情況之應急狀態下也許是重要的。
S22：使用自身能力之網路裝置或感測器查明病人是否仍處於應急。較精確地，判定狀態是否已自應急變化至非應急(應急解除)。例如，如果感測參數降至一門檻值水平以下或在一可接受的範圍內，可假定(至少就感測參數而言)，病人不再處於一臨界狀態。以說明方式，在一脈搏感測器的情況中，在比如50-120(每分鐘跳動)的範圍內之一脈搏值可能被取作非臨界的。因此，如果先前在此範圍上之一病人的脈搏在最後的感測器讀數被發現已降至120之下，這將致使感測器作非應急之一判定。
S23：如果不再處於應急，網路裝置或感測器11發送解除應急狀態之一指示元給協調者10。當然，此「發送」不必是自感測器至協調者之一直接傳輸。在一點對點拓撲中，可能的是，感測器僅發射至它最近的鄰居，訊息經過一系列躍點到達協調者。
S24：網路裝置或感測器開始聆聽協調者10的ACK。
S25：協調者將ACK回送至網路裝置。
S26：一些行動將隨後用以解除應急。例如，感測器可減少其感測器讀數的頻率及/或與協調者的通訊，可能在大多數時候關閉以保存電力；感測器也可直接暫停發送每一感測器讀數，可能將它們儲存起來而供週期性傳輸。一般地，它將返回到第12圖之流程圖開始處假定的非應急狀態。同時，協調者為其它目的可重分配先前指定給感測器的一GTS。協調者也可能外部地發送一訊息以通知一更高權限者(人類或機器)應急已過去。
在一第二協定或觸發類型中，假定，感測器就感測參數自身無法判定一應急情況是否存在。往往，這將是由於感測器沒有足夠處理能力如此實行。或者，可能是感測參數自身不足以宣告一應急且其它因素必需被被計入。協調者10由於其相對較高的處理能力以及從其它源獲取資訊的可能性而有能力做到這一點。此類其它因素之一範例可為時間：對於感測生命參數在一短時間或一單獨讀數超越一門檻值可能是可接受的是，但可能在某一時期內之一些此類讀數將指示一應急狀態。如一範例，病人的脈搏速率由於一些外部刺激物可能瞬時升至一臨界水平但同時快速下降；這並不表示一應急。通常，協調者將具有儲存與計數能力來作出這一判決。
其它因素之另一範例為用來檢測同一病人的其它生命參數之感測器的感測器資料或指示。單獨一參數可能不允許作對一應急的結論性判定，但當結合其他感測器的資訊時可以這麼做。
流程類似於剛概述者，但如第14與15圖所示有一些不同。再次，假定在第一種情況(第14圖)中，初始狀態是非應急，及第二種情況(第15圖)在應急條件中開始。
宣告應急，觸發類型2(第14圖)；
S31：網路裝置或感測器11如前量測生命參數。
S32：網路裝置將一或一個以上感測的生命參數值發送給協調者。順帶一提，在所描述之任一流程中，這可能是由顯式發送感測值的信號及/或由發送一值之改變或由發送值的一些指示，諸如其落入的一範圍。再者，如所提及，在非應急狀態中可能不需要發送每一感測值。
S33：協調者分析資訊以查明病人是否「處於應急」。此步驟可包含單獨分析感測值或如所提及可將其它因素納入考慮。此類因素可包括同一病人上之其它感測器的感測值，或自感測參數成為臨界起的時間。
S34：如果一應急存在，協調者10發送一應急狀態確認給網路裝置。此行動不需要被限定為發送給S31中之特定網路裝置的一確認，但可對網路中的所有裝置或負責同一生命參數的一組裝置而作成。
S35：協調者開始聆聽或檢測感測器之已接收此確認的一ACK。
S36：網路裝置將ACK回送至給協調者。
S37：如前一樣，一些應急行動將隨後。例如，協調者指示感測器比在非應急狀態更頻繁地取感測器讀數，及/或發送此類讀數之一指示。在一簡單組態中，步驟S34中之感測器對應急狀態的接收可能足以啟動在感測器的必要改變，而不需要一單獨指令。然而，更通常的是，S34的應急指示將需要在步驟S37被協調者的一控制訊息跟進，可能通知感測器一新的資源分配供其傳輸。
宣告應急解除，觸發類型2(第15圖)：
S41：網路裝置或感測器量測生命參數。
S42：網路裝置將生命參數發送給協調者。
S43：協調者分析資訊以查明病人是否不再處於應急(即，是否應急狀態已結束及非應集狀態已開始)。這本質上與步驟S33的流程相反，雖然所涉及的任何門檻值或時段不必相同。例如，一用來判決非應急的期間可能比宣告一應急之期間設定得較長以確保臨界狀態已真正地過去。
S44：如果這樣，協調者將一應急狀態確認發送給網路裝置。
S45：協調者開始聆聽或檢測ACK。
S46：網路裝置將ACK回送至協調者。
S47：一些適當的行動將隨後用以解除應急：例如，感測器可將確認作為一切換到一較不活動休眠/喚醒模式以保存能量之命令。
上面不是宣告一應急的解除之唯一可能的方式。例如，在諸如醫院之同一位置已宣告許多應急之一情況中，無限保持應急狀態可能是沒有幫助的，既擁塞網路又增加醫療職工的負擔。因此，可作成規定在一預定時間逝去之後解除應急。這一規定視感測參數而定可能被選擇性地應用：例如，一病人可能會以一很高的血壓而幾乎無限存活，使得應急在必要時能夠被解除，但在一很低的血壓下不然。
上述兩協定僅涉及感測器與協調者。然而，一MBAN能以這一方式來實施：幾個協調者如上所提及向一些形式的中央監測器報告，這可以是自動的或在人的監督之下。例如，這一中央監測器可位於醫院內監視幾個病人之一護士長的桌旁。在此情形中，中央監測器可如下作出一應急是否存在之判定。
宣告應急狀態，觸發類型3(第16圖)：
S51：假定網路裝置或感測器11在非應急狀態開始，它量測生命參數。
S52：網路裝置以某一形式將感測生命參數發送給協調者10。
S53：協調者10透過某一手段將生命參數轉送給中間監測單元12。指出的是，在此情況中的傳輸手段不必是MBAN自身，它可以是一單獨的無線通訊網路，諸如一行動電話網路，或一些形式的有線連接，諸如一醫院內一有線的LAN。因此，中間監測器未必被視MBAN的一部分。再者，所發射的資料不必是感測值的一直接傳輸，而可能是達到某一門檻值或範圍的一通知。協調者將感測值指示給中央監測器的方式不必與感測器發射給協調者所使用的相同。
S54：集中式監測系統12分析資訊以查明病人是否處於應急(已進入應急狀態)。在此情況中，此判定可涉及與病人無關的因素，諸如任何其它病人(他們可能處於一更差狀態及因而更應受關注)受監測之情況。最終決策可隨人的介入而採取或可以是自動的。
S55：如果一應急狀態被判定，集中式監測系統12將一應急狀態確認發送給協調者，通常用與步驟S53相同的傳輸路由。
S56：響應於S55的確認，協調者也將一應急狀態確認發送給網路裝置。
S57：協調者開始聆聽或檢測ACK。
S58：網路裝置將ACK回送至協調者。
S59：一些應急行動將接續(其不需要等待步驟S56與S57的完成)。例如，一警報可在一醫療工作人員的工作站響起，以催促他們照看病人。中央監測器可將應急條件通知給如果存在的包括進一步協調者之其它網路裝置，及/或在它們中開始行動。
同樣地，中央監測器基於經過協調者中繼或過濾的感測資訊以及其察覺到的任何其它因素可採取解除應急的決策。
宣告解除應急狀態，觸發類型3(第17圖)：
S61：在應急狀態開始，網路裝置或感測器11量測生命參數。
S62：網路裝置將生命參數發送給協調者10。
S63：協調者透過一些網路將生命參數轉送給中央監測單元，如步驟S53。
S64：集中式監測系統12分析資訊以查明病人是否處於應急，即是否一現有應急狀態已結束。
S65：如果已結束，集中式監測系統將一應急狀態確認發送給協調者。
S66：作為響應，協調者也將一應急狀態確認發送給網路裝置。
S67：協調者開始聆聽或檢測ACK。
S68：網路裝置將ACK回送至協調者。
S69：一些行動將隨後；網路裝置可如以前那樣改變它的傳輸及/或休眠/喚醒模式，及例如協調者可向中央監測器12確認網路裝置已返回至非應急條件。
指出的是，步驟的順序不必嚴格遵循流程圖所示的順序。例如，在第12圖中，協調者可將發送ACK與分配一GTS(或增加的GTS)及通知感測器此事實相結合。同樣地，感測器11或協調者10只要其意識到應急狀態的變化就可開始採取應急程序，而不用等待其它方面的一ACK。
「應急」與「非應急」未必是僅有的兩種可能的條件。例如，諸如「異常」之一第三條件可被引入來表示病人(或更準確地，某一感測生命參數的值)正給予關注的理由，儘管還不處於一應急條件。這可藉由延伸上述程序被顯式宣告或藉由不立即返回到非應急狀態而被隱式定義，甚至等待直至感測值已返回到一正常讀數。換言之，如下面更詳細的闡述，用來分別判定應急與非應急狀態之任何門檻值視情況的嚴重性而定可在一系列步驟中被提高或降低。
第12至17圖的流程圖為了簡單考慮一單一感測器。然而，視有關生命參數而定，多個感測器可能被提供於同一病人上或植入同一病人來監測同一生命參數；例如，溫度。當然在這一情況中，針對單一感測器而予以描述的步驟實際上會涉及所有此類多個感測器。
同樣地，上面所闡述的程序可能不只涉及一協調者，例如在數個叢集各自具有它們自己的協調者向一單一中央監測單元報告之一點對點設定中。在此情況中，自一特定協調者至中央監測器的訊息不必總是直接地被發射而可以被一或一個以上其它協調者中繼。
雖然上述說明僅涉及一無線感測器網路中的感測器與協調者，有可能包括一中央監測器，但一MBAN可能包括這些種類裝置以外的其它裝置。可能地，一些介入病人護理的手段，諸如一藥物分發機制，在協調者及/或任一中央監測器的無線控制之下可被安排在網路中。因此，「應急程序」不需要被限定為控制感測器及它們的通訊，但在一應急狀態中可被延伸例如用以將一藥物傳送給病人以建立一生命參數(例如，心臟速率)。
上述說明有關用以判定一病人的一醫療應急之技術，因為這被視作本發明的一重要應用。然而，它不是唯一可能的應用。感測器在非醫療情況中可被用來監測一生命體。例如，使用上面描述的相同技術可監測任何處於危險的人(實例：老年或虛弱者、或兒童；處於危險環境中的人，等)。在此情況中，應急情況可代表某一形式的實體威脅諸如一事故。諸如脈搏、溫度、加速等之此類生命參數的感測器將在此情況中特別有用。
在一人或其它生命體的BAN之外應用本發明有許多可能性。一可能性是一WSN，其能夠檢測工業應急，諸如一關鍵任務工業環境(例如，一發電站)中之許多可能的情形。這可應用於一工廠環境中的多個控制點。例如，我們可考慮一工廠的加熱設備中的溫度感測器或食品生產線的壓力門檻值。立即ACK協定正如醫療應急一般被應用在這些系統中的應急。因此，在申請專利範圍中「實體」一詞係被解釋為涵蓋除一生命體外之任一此類的工業環境。
現在將給出上述協定如何適應於一像當前開發中、自IEEE802.15.4推出的IEEE 802.15.6之通訊標準中的一些說明。
第18與19圖闡述在本發明之一實施例中對IEEE 802.15.4訊框格式之一第一可能的修改，以藉由加入標為「應急」的一新位元並使其適於IEEE 802.15.6來適應應急情況。在此修改中，容許一新穎應急訊框類型但不許對IEEE 802.15.4中訊框類型作任何其它改變。
如已概述，IEEE 802.15.4提供各不同訊框類型，包括信標訊框41、資料訊框42、確認訊框43與MAC命令訊框44。在IEEE 802.15.6中，實施上述程序的一方式是將一進一步的訊框類型：應急訊框引入至定義的MAC訊框類型。
第18圖繪示一訊框控制欄位500的格式，其對應於已針對IEEE 802.15.4而提出之第10A圖的訊框控制欄位50。如由比較第18圖與第10A圖將可見，位元0-2如同在IEEE 802.15.4中表示訊框類型501，但如第19圖所示改變了可能的訊框類型值。在前面保留的值100-111(見第10圖)中，位元值「111」現在被用來表示新穎的應急訊框類型。值100、101及110繼續作為保留值供以後使用。
在訊框控制欄位500的剩餘子欄位中，除了位元第7號新近被用作應急狀態的一旗標(例如，「1」=應急及「0」=非應急)外，基本上與第10A圖訊框控制欄位50的元素相同。位元8現在被用來表示一確認政策(對應於第10A圖確認請求子欄位)。安全啟用位元502、訊框擱置位元503、PAN ID壓縮506、目的地定址模式507、訊框版本508及源定址模式509之子欄位具有與IEEE 802.15.4訊框控制欄位50中它們的對應項相同的功能。
第20與21圖在本發明之另一實施例中闡述對IEEE 802.15.4訊框格式之一第二可能的修改，以不僅包含應急訊框類型而且包含其它新穎特徵，包括一包含一所謂立即確認之一更靈活ACK規定、一網路裝置的電池狀態之一指示、及「緊急」的一指示。
第20圖訊框控制欄位500’的格式與第18圖訊框控制欄位500的不同主要在於，確認政策的單一位元505被定義不同ACK類型之兩位元替換，且在於，電池狀態與「緊急」(即，剩餘電量或電壓水平)的指示由需要額外位元(圖中標為「延伸位元」0-3)之新子欄位511與512表示。可以看出，各兩位元被分配給各該「緊急」與「電池電量」，針對每一兩位元允許多達四層級被定義。這些新子欄位的意思與使用超出了本發明的範圍，但是這裡指出的是，本發明中它們可結合應急狀態使用以在一BAN的裝置之間提供更靈活的發送信號。
此情況中IEEE 802.15.4修改的訊框類型值如第21圖所示，其應與第10A/B與19圖比較。與第19圖的實施例比較，不同在於，前者保留的值100及101現在被用來表示兩類型的ACK，即立即ACK與延遲ACK，立即ACK例如供處於應急的裝置使用以確認接收資料的每一個別訊框來獲得一更加可靠的通訊。立即ACK是同一申請人之一共同待決申請案的標的。
作為將本發明的新穎特徵整合於已提出的訊框結構中之一進一步的技術，一MAC命令訊框之命令訊框識別符(回參第11A與11B圖)可被使用。第22A與22B圖繪示一MAC命令訊框44’所需要的修改，包括加入新命令類型「應急通知」。第22A圖繪示部分的MAC命令訊框格式44’及第22B圖繪示命令訊框識別符440’的可能值的表格，新類型「應急通知」佔用前面未使用的值0x0a(見第22B圖)。除了定義新命令類型之外，命令訊框識別符440’之後的酬載被用來提供出命令的資訊(背景)。在第22A圖所示MAC命令訊框44’的情況中，一酬載的一範例將是宣告一應急狀態或取消(解除)應急狀態之一位元：例如「1」=應急，「0」=無應急，之後是用以引入一些提高/降低一應急狀態的層級之三位元(允許8應急層級針對總共9層級，包括非應急狀態)。額外的位元也可作為酬載而被提供，例如指示應急宣告在相對時間(ms)或絕對時間(ms自現時期開始以來)上的一歷時。。
總之，本發明之一實施例可提供如下特徵及優點：
﹡　將醫療應急情況連結於IEEE 802.15.6的一新應急確認發送信號。
﹡　定義一新訊框類型「應急」。
﹡　引入針對醫療應急之可能的一觸發類型一，其中感測器或網路裝置判定是否有一應急。
﹡　提供與觸發類型一相關聯之一應急觸發協定。
﹡　引入針對醫療應急之可能的觸發類型二，其中協調者評估情況並判定是否有一應急。
﹡　提供與觸發類型二相關聯之一應急觸發協定。
﹡　引入針對醫療應急之可能的觸發類型三，其中協調者將生命參數轉送給中央護理系統來評估情況並判定是否有一應急。
﹡　提供與觸發類型三相關聯之一應急觸發協定。
﹡　定義IEEE 802.15.6的一新控制訊框結構。
﹡　在指示一應急情況之一控制訊框中定義IEEE 802.15.6的一新位元。
本發明之實施例透過使用MBAN在方便應急管理上可發揮一關鍵作用。下面的情形可被指出：
(i)全球數億有心臟問題的病人藉由使用在他們的身體上形成一MBAN之無線感測器可在醫療或在家受監測。MBAN可為此類病人提供額外的行動性。然而，對於此組在諸如不正常心臟運作之情況或諸如心髒病發作之較嚴重情況下的病人，關鍵的是獲取一可靠的通訊通道來確保將不會失去應急或報警信號。本發明提供一安全應急觸發機制以藉由發送一「應急確認」來使得所涉及的所有實體意識到一應急。
(ii)全球數億人遭受糖尿病。最近已考慮葡萄糖量測的可植入或不開刀方法。一MBAN可用來24小時監測一病人的葡萄糖水平資訊。存在病人的葡萄糖水平在圖表下而需要病人的應急地理位置與其它必需的緊急醫療程序之情況。
(iii)MBAN可用來收集在監測一特別護理病人時所感測的資料，其中資料的損失可威脅生命。
(iv)改進勞動成本與一醫療系統中應急響應的效率。
(v)提高一醫療MBAN系統中之應急意識。
(vi)藉由自動化應急響應過程來減小勞動成本。
(vii)雖然主要是針對低資料速率應用來設想，但是MBAN可有傳遞流視訊/音訊資料的應用，其中個別封包的損失是重要的且影響品質。錯誤資料可對應急情況中疾病的診斷具有一負面影響。
(viii)對於醫療診斷，NMR或X射線影像需要非常清晰以便醫生正確地診斷病人。因此，再次，可靠的資料傳遞是必不可少的。
總之，本發明提供一種在一無線感測器網路中宣告一應急條件之方法，該無線感測器網路包含複數包括被安排成監測至少一實體的感測器(11)之裝置(10、11、12)，該方法包含以下步驟：感測器(11)中之一感測器感測有關於實體之一參數值；感測器將資訊無線發射至網路中的另一裝置(10)；使用感測值或發射的資訊來判定影響該實體之一應急條件的存在或不存在；及對網路中的至少一其它裝置(例如10)宣告該應急條件的存在或不存在。此判定步驟可於感測器(11)、無線感測器網路的一協調者(10)、或與此協調者通訊之一中央監測器(12)中之任一者中執行。該宣告步驟可藉由將一基於訊框的無線感測器網路之一訊框控制欄位設為預定義為表示一應急訊框之一值而被執行。一確認訊框可被接收端用來確認應急宣告的接收，之後接著是一應急程序。此應急程序可包含，例如，增加分配給感測器的頻寬以便確保感測器之後續資訊的可靠性。本方法例如可被應用於使用依據IEEE 802.15.6運作之MBAN監測一醫院內的病人。
本發明可採用一新穎感測器、協調者、或上述硬體模組的形式，且可藉由更換或修改感測器及/或協調者的處理器所執行之軟體來實施。
因此，本發明的實施例可在硬體中、或作為運行在一或一個以上處理器上的軟體模組、或在此兩者之一組合上被實施。發明也可被體現為用以執行部分或全部本文所予以描述的任何技術之一或一個以上裝置或設備程式(例如，電腦程式及電腦程式產品)。體現本發明的此類程式可儲存在電腦可讀取媒體上，或例如可以是呈一或一個以上信號的形式。此類信號可以是能自一網際網路網站下載或被提供在一載體信號上、或任一其它形式之資料信號。
雖然上面說明以範例方式已參考IEEE 802.15.4與IEEE 802.15.6，但是本發明可應用於無論是否依據IEEE 802.15.6而運作之任一類型基於訊框的無線感測器網路或MBAN，以及即便並非醫療身體區域網路但有一在應急情況中改進通訊可靠性之需求的其它類型BAN。
10．．．協調者
11、11A、13．．．網路裝置
11B、11C．．．中間裝置
12．．．中央監測單元、集中式監測系統、中央監測器
30．．．超框
31．．．信標訊框
32．．．槽
33．．．受保證的時槽
34．．．閒置週期
36．．．競爭存取週期
37．．．無競爭週期
41．．．信標訊框
42．．．資料訊框
43．．．確認訊框
44．．．資料請求、MAC命令訊框
44’．．．MAC命令訊框
50、500、500’．．．訊框控制欄位
51、501．．．訊框類型位元
52、502．．．啟用安全子欄位
53、503．．．訊框擱置子欄位
54．．．請求子欄位
55~59．．．子欄位
100．．．WPAN
101、102．．．頻帶
105．．．MAC子層
S11~S16、S21~S26、S31~S37、S41~S47、S51~S59、S61~S69．．．步驟
505．．．確認政策位元
506．．．PAN ID壓縮
507．．．目的地定址模式
508．．．訊框版本
509．．．源定址模式
511、512．．．新子欄位
第1圖說明一IEEE 802.15.4 WPAN中的協定層；
第2圖說明該IEEE 802.15.4 WPAN之可能的PHY頻帶；
第3圖說明一WPAN之星型與點對點拓撲；
第4圖繪示一有信標IEEE 802.15.4WPAN中一超框的結構；
第5-8圖說明一IEEE 802.15.4WPAN中一網路裝置與一協調者之間之可能的資料傳遞模式；
第9圖繪示用於一IEEE 802.15.4WPAN中的一資料訊框之一訊框格式；
第10A圖繪示在第9圖訊框格式中一訊框控制欄位的結構；
第10B圖是第10A圖該訊框控制欄位中訊框類型位元的迄今定義值之一表格；
第11A圖繪示用於IEEE 802.15.4中一MAC命令訊框之部分的訊框格式；
第11B圖是第11A圖該訊框格式中一命令訊框識別符的迄今定義值之一表格；
第12圖是在本發明之一實施例中用以宣告一應急之一第一程序中的步驟之一流程圖；
第13圖是在本發明之一實施例中用以解除一應急之一第一程序中的步驟之一流程圖；
第14圖是在本發明之一實施例中用以宣告一應急之一第二程序中的步驟之一流程圖；
第15圖是在本發明之一實施例中用以解除一應急之一第二程序中的步驟之一流程圖；
第16圖是在本發明之一實施例中用以宣告一應急之一第三程序中的步驟之一流程圖；
第17圖是在本發明之一實施例中用以解除一應急之一第三程序中的步驟之一流程圖；
第18圖繪示在本發明之一實施例中提出之訊框控制欄位的新穎結構；
第19圖是第18圖該訊框控制欄位中訊框類型位元的可能值之一表格；
第20圖繪示依據本發明之另一實施例而修改之一訊框格式之一訊框控制欄位的結構；
第21圖是第20圖訊框控制欄位中的訊框類型值的一表格；及
第22A與22B圖繪示在本發明之另一實施例中對第11A與B圖該命令訊框識別符的一修改。
10．．．協調者
11．．．網路裝置、感測器
S11~S16．．．步驟

Claims (10)

  1. 一種包括用以監測一實體的一或更多感測器之裝置的無線感測器網路，包含：一感測器，其被安排成檢測有關於該實體之一參數的一值並將資訊無線發射至該網路中的另一裝置；一協調者，其被安排成接收該無線發射的資訊；及判定手段，其響應於該檢測值或該發射資訊而判定該實體之一應急條件的存在，該判定手段被安排成將該應急條件之一宣告發射給該無線感測器網路中其它裝置之至少一者；其特徵在於資訊係透過媒體存取控制(MAC)訊框於該網路中發射，且該判定手段係被安排以藉由將一MAC訊框識別符設為一應急通知命令訊框類型而作成該應急條件之該宣告。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測器網路，其中該判定手段位於該感測器中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測器網路，其中該判定手段位於該協調者中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測器網路，其中提供有一與該協調者通訊之一中央監測器，且該判定手段係藉由該中央監測器所提供。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之無線感測器網路，其中該判定手段藉由將該檢測值或該發射資訊與至少一門檻值比較而作成該判定。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之無線感測器網路，其中該判定手段藉由將該檢測值或該發射資訊與至少一門檻值比較，而進一步可操作判定該應急條件的不存在。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測器網路，其中該其它裝置係響應於該宣告而發送一確認給該判定手段。
  8. 一種感測器，供使用在如申請專利範圍第2項所述之無線感測器網路中且包括該判定手段。
  9. 一種協調者，供使用在如申請專利範圍第3項所述之無線感測器網路中且包括該判定手段。
  10. 一種在一無線感測器網路中宣告一應急條件之方法，該無線感測器網路包含包括有被安排以監測至少一實體之感測器的複數裝置，該方法包含以下步驟：藉由該等感測器中之一感測器來感測有關於該實體之一參數值；藉由該感測器將資訊無線發射至該網路中的另一裝置；藉由使用該感測值或該發射資訊來判定影響該實體之一應急條件的存在或不存在；及將該應急條件的存在或不存向該網路中之至少一其它裝置宣告；其特徵在於資訊係透過媒體存取控制(MAC)訊框於該網路中發射，且該宣告步驟係藉由將一MAC訊框識別符設為一應急通知命令訊框類型而被完成。
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