野战环境下基于体域网的体征远程监测方法
【专利摘要】本发明提供一种野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，针对野战环境特殊应用背景，相对于传统体域网系统，本发明通过体征传感器节点收集各种体征数据，将数据发送至BAN协调器。BAN协调器将收集来的数据进行分析、数据融合后在BAN协调器网络内进行多跳转发，直到汇聚节点sink接收到数据，通过无线电台发送至后台服务器。该方法具有无需通信基础设施支持、低能耗、高度可扩展、健壮性好、支持远程网络管理、数据融合、北斗定位等特点，可广泛应用于野战体征监测、野外军事训练、野外特种行业人员监测、生物监测、严重灾害及其它无通信基础设施支持或不方便使用通信基础设施的体征监测场景中。
【专利说明】野战环境下基于体域网的体征远程监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种野战环境下基于体域网的体征远程监测方法。
【背景技术】
[0002] 在现代战争卫勤保障中，信息的作用越来越明显，其中伤病员信息的及时采集、传 输、处理、追踪和利用已成为分级救治卫勤保障的重要研究内容。随着国际局势的发展，对 于提高野战单兵医疗救护水平的要求日益迫切。新时期战争模式的巨大变化、野战单兵机 动程度的不断提高，都对野战救护技术的发展提出了新的要求。据统计，高技术条件下战场 死亡人员中，有70%是由于抢救不及时而造成的"二次死亡"，只有30%是直接死亡。许多 成果已从试验转为实战应用阶段。例如，美国等国家研制的"伤情检测衣"，美军重点研究 的LSTAT系统担架。
[0003] 目前无线医疗传感器网络在移动数字医疗、远程健康监护、远程医疗等领域已有 一些实际应用系统，但在野战环境中还存在一些问题需要解决。如在野战环境下，不可能更 换电池，传感器的能耗更加敏感；野战环境下对可穿戴式要求更高，需要保证单兵的军事作 业不受影响；野战环境下对系统的健壮性和可扩展性具有高要求；为野战救护需要，被监 测对象的地理位置信息的获取十分必要。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是实现一种在没有通信设施的情况下，对监控对象体征信息进行实 时远程监测的方法，具有BAN协调器自组网功能，满足野战环境下，对被监测对象的地理位 置信息的获取的需求，以及对系统的健壮性和可扩展性具有的较高要求。
[0005] 体域网：Body Area Network，BAN。
[0006] 本发明的技术解决方案是：
[0007] -种野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，通过体征传感器节点收集各种 体征数据，将数据发送至BAN协调器，BAN协调器将收集来的数据进行分析、数据融合后在 BAN协调器网络内进行多跳转发，直到汇聚节点sink接收到数据，通过无线电台发送至后 台服务器。
[0008] 进一步地，在数据收集时步骤如下：
[0009] 步骤一、传感器启动，周期性的上传数据到coml ;
[0010] 步骤二、采集节点从收串口 coml收到数据后，将数据放入发送数组中；
[0011] 步骤三、检查是否在设定的范围内或者与上一次数据相同；
[0012] 步骤四、如果达到丢弃的次数上限，则发送错误信号到BAN协调器，同时将标志变 量清零；
[0013] 步骤五、采集节点中设定一个定时器，定期发送有效数据；
[0014] 步骤六、BAN协调器通过截取后两个数据放入融合数组中；
[0015] 步骤七、BAN协调器同时从com3 口收到北斗定位数据，放入融合数组中；
[0016] 步骤八、BAN协调器将根据两种模式存储不同的数据；BAN协调器可以根据上层的 命令来改变相应的接收模式，默认为正常发送模式下工作；
[0017] 步骤九、BAN协调器在在数组a [0]位置加入BAN协调器ID ;
[0018] 步骤十、BAN协调器自动将数据从com2发送出去；
[0019] 步骤十一、BAN协调器将自身的数据交给相邻的BAN协调器，经过BAN协调器的多 跳转发，最终交付到Sink节点；
[0020] 步骤十二、Sink节点收到BAN协调器数据后，转发到无线电发送设备；
[0021] 步骤十三、无线电接收设备与后台服务器通过串口连接，无线电接收设备接收到 数据后，服务器上的串口程序将数据存入数据库，通过应用程序进行实时监控和数据分析。
[0022] 进一步地，步骤三中放入发送数组中的是可打印字符，将其转化为一个FLOAT型 数据，并检查是否在设定的范围内或者与上一次数据相同；如果不在设定的范围内或者是 与上一次数据相同，则丢弃数据，同时将标志变量加1。
[0023] 进一步地，步骤五中如果采集节点发送数组中有有效数据，并且计时时间到，将会 在其头部加上一个士兵号和传感器节点号依次放入TXD0寄存器中；发送完成后，将定时器 置零重新开始计时。
[0024] 进一步地，步骤六中BAN协调器根据传感器发来的数据第二个字节来比对是哪一 个传感器，若比对成功，通过截取后两个数据放入融合数组中，每个传感器都在融合数组中 有相应的位置进行来存放数据；若比对不成功就将数据进行丢弃。
[0025] 进一步地，BAN协调器数据融合协议格式如下：
[0026]
【权利要求】
1. 一种野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于，通过体征传感器节 点收集各种体征数据，将数据发送至BAN协调器，BAN协调器将收集来的数据进行分析、数 据融合后在BAN协调器网络内进行多跳转发，直到汇聚节点sink接收到数据，通过无线电 台发送至后台服务器。
2. 如权利要求1所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于：在 数据收集时步骤如下： 步骤一、传感器启动，周期性的上传数据到coml ; 步骤二、采集节点从收串口 coml收到数据后，将数据放入发送数组中； 步骤三、检查是否在设定的范围内或者与上一次数据相同； 步骤四、如果达到丢弃的次数上限，则发送错误信号到BAN协调器，同时将标志变量清 零； 步骤五、采集节点中设定一个定时器，定期发送有效数据； 步骤六、BAN协调器通过截取后两个数据放入融合数组中； 步骤七、BAN协调器同时从com3 口收到北斗定位数据，放入融合数组中； 步骤八、BAN协调器将根据两种模式存储不同的数据；BAN协调器根据上层的命令来改 变相应的接收模式，默认为正常发送模式下工作； 步骤九、BAN协调器在在数组a [0]位置加入BAN协调器ID ; 步骤十、BAN协调器自动将数据从com2发送出去； 步骤十一、BAN协调器将自身的数据交给相邻的BAN协调器，经过BAN协调器的多跳转 发，最终交付到Sink节点； 步骤十二、Sink节点收到BAN协调器数据后，转发到无线电发送设备； 步骤十三、无线电接收设备与后台服务器通过串口连接，无线电接收设备接收到数据 后，服务器上的串口程序将数据存入数据库，通过应用程序进行实时监控和数据分析。
3. 如权利要求2所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于：步 骤三中放入发送数组中的是可打印字符，将其转化为一个FLOAT型数据，并检查是否在设 定的范围内或者与上一次数据相同；如果不在设定的范围内或者是与上一次数据相同，则 丢弃数据，同时将标志变量加1。
4. 如权利要求2所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于：步 骤五中如果采集节点发送数组中有有效数据，并且计时时间到，将会在其头部加上一个士 兵号和传感器节点号依次放入TXD0寄存器中；发送完成后，将定时器置零重新开始计时。
5. 如权利要求2所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于：步 骤六中BAN协调器根据传感器发来的数据第二个字节来比对是哪一个传感器，若比对成 功，通过截取后两个数据放入融合数组中，每个传感器都在融合数组中有相应的位置进行 来存放数据；若比对不成功就将数据进行丢弃。
6. 如权利要求2所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于：BAN 协调器数据融合协议格式如下：
7. 如权利要求2所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于：步 骤七中BAN协调器设定定时器定时Y1分钟内提取二十个经度和纬度的数据，求取数据的平 均值；然后将平均值放入融合数组中。
8. 如权利要求2所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于：步 骤八中BAN协调器的两种数据存储模式为：在正常发送模式下，BAN协调器将只存储每个传 感器节点最接近于正常体征值的那个数据；在非正常模式下，BAN协调器将只存储每个传 感器节点最不接近于正常数据的那个数据；BAN协调器根据上层的命令来改变相应的接收 模式，默认为正常发送模式下工作。
9. 如权利要求1-8任一项所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征 在于：在对网络进行控制和管理的步骤如下： 步骤一、上层软件发送一个命令，串口程序进行解析后从串口发送给sink节点； 步骤二、sink节点收到串口发来的数据后，将数据进行检查后就广播发送到自己相邻 的BAN协调器； 步骤三、每个BAN协调器收到数据后，并且和自己的BAN协调器ID进行比对，比对成功 就立即执行这个命令比对成功后就查找自己的命令表，找到命令后就执行相应的命令； 步骤四、如果BAN协调器执行命令后，返回一个状态值发送出去； 步骤五、Sink节点收到BAN协调器的返回的状态，将结果通过无线电台发送到电脑串 口上。
10. 如权利要求9所述的野战环境下基于体域网的体征远程监测方法，其特征在于，步 骤三中每个BAN协调器命令表如下所示：
【文档编号】H04L29/08GK104158872SQ201410393586
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】徐佳, 杨文峻, 王震, 徐小龙, 李千目, 蒋凌云, 邹志强, 刘林峰 申请人:南京邮电大学