用于体域网的数据调度方法及装置与流程

文档序号:12630384阅读:235来源:国知局
用于体域网的数据调度方法及装置与流程

本公开涉及医疗领域,具体地,涉及一种用于体域网的数据调度方法及装置。



背景技术:

医疗体域网是人体上的一种网络系统,体域网通过传感器节点采集人体的体征参数并将体征参数通过控制节点发送给远端服务器平台,使得医生能够远程进行诊断治疗。但是,医疗体域网对数据的传输有不同要求,因为人体异常情况产生的紧急数据,是需要根据实际情况优先传输。医疗体域网中不同的传感器节点具有不同的数据传输需求,而现有的体域网因各个节点之间的信道竞争产生资源浪费并且不能根据紧急需求情况对数据进行合理调度传输,会导致诊断的延误。



技术实现要素:

本公开的目的是提供一种用于体域网的数据调度方法及装置,能够根据传感器节点的不同需求,合理进行数据调度传输,保证紧急数据的实时传输。

为了实现上述目的,根据本公开的第一方面,提供一种用于体域网的数据调度方法,所述调度方法应用于控制节点,所述调度方法包括:向传感器节点发送同步信号;接收传感器节点发送的请求信号,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目;根据接收的请求信号,确定调度策略;向传感器节点发送包含调度策略的调度指令;接收所述传感器节点发送的数据。

可选地,所述请求信号还包括信道状态,所述信道状态包括数据包平均到达率和接收功率。

可选地,所述确定调度策略的步骤包括:获取平均等待时间;根据平均等待时间确定传感器节点在数据传输阶段的先后顺序,其中,传感器节点传输数据的顺序是按照平均等待时间从大到小排列,平均等待时间长的数据优先传输;确定传感器节点在数据传输阶段的传输时间长度,其中,传输时间长度包括传输紧急数据包所需的时间和传输非紧急数据包所需的时间。

可选地,所述获取平均等待时间的步骤包括:根据当前队列数据包数目和数据包平均到达率按照如下公式计算平均等待时间:

<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>Q</mi> <mi>n</mi> </msub> <msub> <mi>&lambda;</mi> <mi>n</mi> </msub> </mfrac> </mrow>

其中,n表示传感器节点编号,Tn为平均等待时间,Qn为当前队列数据包数目,λn为数据包平均到达率。

可选地,所述确定传感器节点在数据传输阶段的传输时间长度,包括:根据从传感器节点到控制节点的传输路径损耗值、紧急数据包数目、传感器节点的发射功率、噪声常数以及传感器节点的传输带宽按照如下公式确定传感器节点传输紧急数据包所需的时间:

<mrow> <msub> <mi>t</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>n</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Blog</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>L</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>B</mi> <mi>N</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,n表示传感器节点编号,tn,1为传感器节点n的紧急数据包所需时间,Ln为传输路径损耗值,An为紧急数据包数目,Pn,r传感器节点n的发射功率,B为传感器节点的传输带宽,N为噪声常数。

可选地,所述确定传感器节点在数据传输阶段的传输时间长度,包括:根据数据传输时间长度、队列数据包数目、紧急数据包数目以及噪声常数按照如下公式确定传输非紧急数据包所需的时间:

<mrow> <msub> <mi>t</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>t</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Q</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>

其中,tn,2为传感器节点n传输非紧急数据包所需的时间,n表示传感器节点编号,Ts为传感器节点在数据传输阶段的总时间长度,N为噪声常数,ti,1为传感器节点i的紧急数据包所需时间,An为紧急数据包数目,Qn为当前队列数据包数目。

可选地,所述调度方法还包括:在接收到传感器节点发送的全部数据时,向所述传感器节点反馈确认信息。

根据本公开的第二方面,还提供一种用于体域网的数据调度方法,所述调度方法应用于传感器节点,所述调度方法包括:接收控制节点发送的同步信号,并同步本地时钟以及接收功率;向控制节点发送请求信号,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目;接收控制节点发送的调度指令,其中所述调度指令包含调度策略;根据所述调度策略向控制节点发送数据。

可选地,所述请求信号还包括信道状态,所述信道状态包括数据包平均到达率和接收功率。

可选地,所述调度方法还包括:接收控制节点反馈的确认信息,所述确认信息用于表示数据传输是否成功。

可选地,所述调度方法还包括:根据接收到的所述确认信息更新队列状态信息,所述队列状态信息用于表示传输数据的状态。

可选地,所述调度方法还包括:根据调度策略,未被调度的传感器节点进入休眠模式。

根据本公开的第三方面,还提供一种用于体域网的数据调度装置,所述调度装置配置于控制节点,所述装置包括:第一发送单元,用于向传感器节点发送同步信号;第一接收单元,用于接收传感器节点发送的请求信号,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目;第一确定单元,用于根据接收的请求信号,确定调度策略;第二发送单元,用于向传感器节点发送包含调度策略的调度指令;第二接收单元,用于接收所述传感器节点发送的数据。

可选地,所述请求信号还包括信道状态,所述信道状态包括数据包平均到达率和接收功率。

可选地,所述第一确定单元包括:第一获取子单元,用于获取平均等待时间;第一确定子单元,用于根据平均等待时间确定传感器节点在数据传输阶段的先后顺序,其中,传感器节点传输数据的顺序是按照平均等待时间从大到小排列,平均等待时间长的数据优先传输;第二确定子单元,用于确定传感器节点在数据传输阶段的传输时间长度,其中,传输时间长度包括传输紧急数据包所需的时间和传输非紧急数据包所需的时间。

可选地,所述第一确定子单元包括:第一计算子单元,用于根据当前队列数据包数目和数据包平均到达率按照如下公式计算平均等待时间:

<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>Q</mi> <mi>n</mi> </msub> <msub> <mi>&lambda;</mi> <mi>n</mi> </msub> </mfrac> </mrow>

其中,n表示传感器节点编号,Tn为平均等待时间,Qn为当前队列数据包数目,λn为数据包平均到达率。

可选地,所述第二确定子单元包括:第二计算子单元,用于根据从传感器节点到控制节点的传输路径损耗值、紧急数据包数目、传感器节点的发射功率、噪声常数以及传感器节点的传输带宽按照如下公式确定传感器节点传输紧急数据包所需的时间:

<mrow> <msub> <mi>t</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>n</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Blog</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>L</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>B</mi> <mi>N</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,n表示传感器节点编号,tn,1为传感器节点n的紧急数据包所需时间,Ln为传输路径损耗值,An为紧急数据包数目,Pn,r传感器节点n的发射功率,B为传感器节点的传输带宽,N为噪声常数。

可选地,所述第二确定子单元还包括:第三计算子单元,用于根据数据传输时间长度、队列数据包数目、紧急数据包数目以及噪声常数按照如下公式确定传输非紧急数据包所需的时间:

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其中,tn,2为传感器节点n传输非紧急数据包所需的时间,n表示传感器节点编号,Ts为传感器节点在数据传输阶段的总时间长度,N为噪声常数,ti,1为传感器节点i的紧急数据包所需时间,An为紧急数据包数目,Qn为当前队列数据包数目。

可选地,所述装置还包括:第一反馈单元,用于在接收到传感器节点发送的全部数据时,向所述传感器节点反馈确认信息。

根据本公开的第四方面,还提供一种用于体域网的数据调度装置,所述调度装置配置于传感器节点,所述装置包括:第三接收单元,用于接收控制节点发送的同步信号,并同步本地时钟以及接收功率;第三发送单元,用于向控制节点发送请求信号以及信道状态,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目;第四接收单元,用于接收控制节点发送的调度指令,其中所述调度指令包含调度策略;第四发送单元,用于根据所述调度策略向控制节点发送数据。

可选地,所述请求信号还包括信道状态,所述信道状态包括数据包平均到达率和接收功率。

可选地,所述装置还包括:第五接收单元,用于接收控制节点反馈的确认信息,所述确认信息用于表示数据传输是否成功。

可选地,所述装置还包括:第一更新单元,用于根据接收到的所述确认信息更新队列状态信息,所述队列状态信息用于表示传输数据的状态。

可选地,所述装置还包括:第一休眠单元,用于根据调度策略,使未被调度的传感器节点进入休眠模式。

通过上述技术方案,控制器节点根据接收传感器节点发送的请求信号确定对传感器节点数据的调度策略,并将调度策略发送至传感器节点,传感器节点根据调度策略发送数据,通过确定的调度策略有效地解决了医疗体域网中不同的传感器节点中不同的数据传输需求,在由于人体异常产生的紧急数据根据调度策略会优先传输至远端服务器平台,这样有助于得到及时有效地诊断治疗,提高了数据传输的有效性和实时性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置实施环境的结构示意图;

图2是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图;

图3是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图;

图4是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图;

图5是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图;

图6是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图;

图7是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图;

图8是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图;

图9是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图;

图10是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图;

图11是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图;

图12是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图;

图13是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的信令图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。

为了使本领域技术人员更容易理解本公开实施例提供的技术方案,图1是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置实施环境的结构示意图。如图1所示,控制节点120与多个传感器节点110分别附着在人体的不同部位并且进行相互通信,传感器节点110可以采集数据、处理数据、存储数据以及无线发送功能等,并且可以采集人体生理参数,遍布人体周身或者体内的传感器节点110可以包括脑电图传感器、心电图传感器、血氧传感器、胶囊型内窥镜以及运动传感器等等。其中,多个传感器节点110可以与控制节点120以典型的星型拓扑结构组网,形成无线体域网。无线体域网中的每个传感器节点110分别采集相应的人体生理参数,并将人体生理参数发送至控制节点,由控制节点120以无线方式传输至远端服务器平台130,医生通过远端服务器平台130远程对患者进行诊断。

根据本公开的第一方面,提供一种用于体域网的数据调度方法。图2是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图。如图2所示,该调度方法应用于控制节点,该方法可以包括:

在步骤S21中,向传感器节点发送同步信号;

在步骤S22中,接收传感器节点发送的请求信号,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目;

在步骤S23中,根据接收的请求信号,确定调度策略;

在步骤S24中,向传感器节点发送包含调度策略的调度指令;

在步骤S25中,接收所述传感器节点发送的数据。

在医疗体域网中数据调度与传输是周期性的而且是以帧为周期划分,在每一帧周期内,传感器节点和控制节点完成控制信息的交互以及数据的传输,帧结构是指在一个传输周期内传输时间的逻辑结构。其中,一个帧周期内按照时间顺序可以包括三个阶段:同步阶段、调度阶段以及数据传输阶段。

在步骤S21中,在每一个帧周期开始时,控制节点向所有传感器节点发送同步信号,其中同步信号以固定功率发送,即记录向传感器节点传输开始的时候起始功率值。

在步骤S22中,控制节点可以接收传感器节点发送的申请数据传输的请求信号,该请求信号包括了各个传感器节点中当前队列数据包的个数信息、紧急数据包个数信息、数据包平均到达率以及接收到同步信号后记录的接收功率值信息。其中,当前队列数据包的个数信息是指传感器节点采集的人体生理参数的总集合,传感器节点收集后需要发送给控制节点的数据包总数目,也即数据队列的总长度。紧急数据包的个数信息是指传感器节点采集的人体异常情况产生的紧急数据,需要优先传输至远端服务器平台让医生优先处理的情况,所以,紧急数据包的传输优先于非紧急数据包。数据包平均到达率和接收到同步信号后记录的接收功率值信息统称为信道状态,数据包平均到达率和接收功率值均为已知,控制器节点根据该数据包平均到达率和接收功率值能实时了解到传输信道状态情况,并根据信道状态做出数据传输的调度调整。

在步骤S23中,在根据请求信号,即以上所述的当前队列数据包的个数信息、紧急数据包个数信息、数据包平均到达率以及接收到同步信号后记录的接收功率值信息,确定传感器节点在数据传输阶段的数据传输规则,其中,包括各个传感器节点在数据传输阶段的先后顺序以及传感器节点中的数据相应传输时间长度。示例地,A、B、C……等多个传感器节点,每个传感器节点都包含了若干个紧急数据包和一般数据包,控制节点根据请求信号,计算出A、B、C……等多个传感器节点中的每个数据包所需的时间以及分配的时间,即知道了每个传感器节点传输完所包含的所有数据包需要的总时间长度,并且分配各个传感器节点的传输顺序,例如按A、B、C……的顺序传输或者C、A、B……的顺序传输等等各种可能的情况,然后根据传输的时间长度可以确定每个传感器节点的传输时间点。

在步骤S24中,在控制节点完成调度策略之后,会将调度策略发送给各个传感器节点,这样,每一个传感器节点就都能知道各自开始传输数据的时间点以及数据传输过程中的时间长度,这样,传感器节点就能有序的进行数据传输。

在步骤S25中,控制节点接收传感器节点发送的数据,并将这些数据传送至远端服务器平台,医生就能通过数据进行诊断和治疗。

图3是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图。如图3所示,确定调度策略的步骤包括:

在步骤S231中,获取平均等待时间,其中,获取平均等待时间的步骤包括:根据当前队列数据包数目和数据包平均到达率按照如下公式计算平均等待时间:

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其中,n表示传感器节点编号,Tn为平均等待时间,Qn为当前队列数据包数目,λn为数据包平均到达率。

在步骤S232中,根据平均等待时间确定传感器节点在数据传输阶段的先后顺序,其中,传感器节点传输数据的顺序是按照平均等待时间从大到小排列,平均等待时间长的数据优先传输;

示例地,A、B、C……等多个传感器节点,所对应的平均等待时间分别为TA、TB、TC……,并且TC>TA>TB……,则传感器节点的传输顺序为:C、A、B……

在步骤S233中,确定传感器节点在数据传输阶段的传输时间长度,其中,传输时间长度包括传输紧急数据包所需的时间和传输非紧急数据包所需的时间。

当前队列数据包包括紧急数据包以及非紧急数据包,因此每个传感器节点在数据传输阶段的时间长度是由紧急数据包传输所需的时间以及非紧急数据包传输所需的时间两部分共同组成:

tn=tn,1+tn,2

tn表示传感器节点在数据传输阶段的时间长度,tn,1表示为传感器节点n的紧急数据包所需时间,tn,2表示为传感器节点n传输非紧急数据包所需的时间。

其中,传输节点n中所包含的紧急数据包所需的传输时间根据从传感器节点到控制节点的传输路径损耗值、紧急数据包数目、传感器节点的发射功率、噪声常数以及传感器节点的传输带宽按照如下公式确定传感器节点传输紧急数据包所需的时间:

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其中,n表示传感器节点编号,tn,1为传感器节点n的紧急数据包所需时间,An为紧急数据包数目,Pn,r传感器节点n的发射功率,B为传感器节点的传输带宽以及N为噪声常数,均为已知数值。

Ln表示为传输路径损耗值,可以通过以固定功率发送的同步信号和记录同步信号的接收功率按照如下公式计算可得:

Ln=P-Pn

其中,P为固定功率,Pn为接收功率。

同样地,传输非紧急数据包所需的时间根据如下公式可得:

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其中,tn,2为传感器节点n传输非紧急数据包所需的时间,n表示传感器节点编号,Ts为传感器节点在数据传输阶段的总时间长度,N为噪声常数,ti,1为传感器节点i的紧急数据包所需时间,An为紧急数据包数目,Qn为当前队列数据包数目。Qn-An即为非紧急数据包数目,为所有紧急数据包传输所需要的总时间,则为所有非紧急数据包传输所需要的总时间。

图4是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图。如图4所示,调度方法还包括:

在步骤S26中,在接收到传感器节点发送的全部数据时,向所述传感器节点反馈确认信息。示例地,控制节点在接收到A传感器节点发送的全部数据之后,控制节点会向A传感器节点发送确认信号,用来表示A传感器节点的数据传输是否成功。例如,发送的确认信号可以定义为当确认信号为1时表示数据传输成功,否则表示数据传输失败。

根据本公开的第二方面,还提供一种用于体域网的数据调度方法,该调度方法应用于传感器节点。

图5是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图。如图5所示,调度方法包括:

在步骤S51中,接收控制节点发送的同步信号,并同步本地时钟以及接收功率。

每一个传感器节点接收控制节点发送的同步信号,该同步信号以固定功率发送。传感器节点接收到同步信号之后,会根据同步信号调整本地时针,以便在数据传输阶段能统一传感器节点各自开始传输数据的时间点,避免信道产生混乱和资源浪费。同时,传感器节点还可以记录同步信号的接收功率,根据该接收功率以及以固定功率发送的同步信号,即可知道传感器节点到控制节点的路径损耗值。

在步骤S52中,向控制节点发送请求信号,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目。

在同步信号之后,传感器节点会向控制节点发送申请数据传输的请求信号,其中请求信号包括当前队列数据包数目、紧急数据包数目、数据包平均到达率和接收功率,数据包平均到达率和接收功率表示信道状态。

在步骤S53中,接收控制节点发送的调度指令,其中所述调度指令包含调度策略。

每一个传感器节点都接收控制节点发送的调度指令,即每一个传感器节点都知道各自开始传输数据的时间点以及传输时间长度。

在步骤S54中,根据所述调度策略向控制节点发送数据。

传感器节点根据调度策略中每一个传感器节点各自开始传输数据的时间点以及传输时间长度发送数据。

图6是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的流程图。如图6所示,调度方法还包括:

在步骤S55中,接收控制节点反馈的确认信息,所述确认信息用于表示数据传输是否成功。

当控制节点接收到数据之后会反馈确认信号,确认信息用于表示数据传输是否成功,示例地,发送的确认信号可以定义为当确认信号为1时表示数据传输成功,否则表示数据传输失败。传感器节点接收到确认信号之后即可确认数据传输是否成功。

在步骤S56中,根据接收到的确认信息更新队列状态信息,所述队列状态信息用于表示传输数据的状态。

传感器节点根据接收到的确认信息情况更新队列状态信息,信息更新后本帧周期结束,控制节点准备发送下一帧周期的同步信号,传感器节点也准备接收下一帧周期的同步信号。

在步骤S57中,根据调度策略,未被调度的传感器节点进入休眠模式。

示例地,传感器节点接收调度策略之后会知道各自传输的时间点,调度策略确定了传感器节点A在时间点a进行数据传输,在未到时间点a时,传感器节点A处于休眠状态,在到达时间点a时,传感器节点A开始进行数据传输,其他的传感器节点处于休眠状态。

根据本公开的第三方面,还提供一种用于体域网的数据调度装置,所述调度装置配置于控制节点。

图7是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图。如图7所示,装置包括:

第一发送单元710,用于向传感器节点发送同步信号;

第一接收单元720,用于接收传感器节点发送的请求信号,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目;

第一确定单元730,用于根据接收的请求信号,确定调度策略;

第二发送单元740,用于向传感器节点发送包含调度策略的调度指令;

第二接收单元750,用于接收所述传感器节点发送的数据。

可选地,所述请求信号还包括信道状态,所述信道状态包括数据包平均到达率和接收功率。

图8是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图。如图8所示,第一确定单元730包括:

第一获取子单元731,用于获取平均等待时间;

第一确定子单元732,用于根据平均等待时间确定传感器节点在数据传输阶段的先后顺序,其中,传感器节点传输数据的顺序是按照平均等待时间从大到小排列,平均等待时间长的数据优先传输;

第二确定子单元733,用于确定传感器节点在数据传输阶段的传输时间长度,其中,传输时间长度包括传输紧急数据包所需的时间和传输非紧急数据包所需的时间。

图9是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图。如图9所示,其中,第一确定子单元732包括:第一计算子单元734,用于根据当前队列数据包数目和数据包平均到达率按照如下公式计算平均等待时间:

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其中,n表示传感器节点编号,Tn为平均等待时间,Qn为当前队列数据包数目,λn为数据包平均到达率。

可选地,所述第二确定子单元733包括:第二计算子单元735,用于根据从传感器节点到控制节点的传输路径损耗值、紧急数据包数目、传感器节点的发射功率、噪声常数以及传感器节点的传输带宽按照如下公式确定传感器节点传输紧急数据包所需的时间:

<mrow> <msub> <mi>t</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>n</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>Blog</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>L</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>B</mi> <mi>N</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,n表示传感器节点编号,tn,1为传感器节点n的紧急数据包所需时间,Ln为传输路径损耗值,An为紧急数据包数目,Pn,r传感器节点n的发射功率,B为传感器节点的传输带宽,N为噪声常数。

可选地,所述第二确定子单元733还包括:第三计算子单元736,用于根据数据传输时间长度、队列数据包数目、紧急数据包数目以及噪声常数按照如下公式确定传输非紧急数据包所需的时间:

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其中,tn,2为传感器节点n传输非紧急数据包所需的时间,n表示传感器节点编号,Ts为传感器节点在数据传输阶段的总时间长度,N为噪声常数,ti,1为传感器节点i的紧急数据包所需时间,An为紧急数据包数目,Qn为当前队列数据包数目。

图10是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图。如图10所示,装置还包括:第一反馈单元760,用于在接收到传感器节点发送的全部数据时,向所述传感器节点反馈确认信息。

根据本公开的第四方面,还提供一种用于体域网的数据调度装置,所述调度装置配置于传感器节点。

图11是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图。如图11所示,装置包括:

第三接收单元810,用于接收控制节点发送的同步信号,并同步本地时钟以及接收功率;

第三发送单元820,用于向控制节点发送请求信号以及信道状态,所述请求信号包括当前队列数据包数目和紧急数据包数目;

第四接收单元830,用于接收控制节点发送的调度指令,其中所述调度指令包含调度策略;

第四发送单元840,用于根据所述调度策略向控制节点发送数据。

其中,请求信号还包括信道状态,所述信道状态包括数据包平均到达率和接收功率。

图12是根据本公开的另一种实施方式提供的用于体域网的数据调度装置的结构框图。如图12所示,装置还包括:

第五接收单元850,用于接收控制节点反馈的确认信息,所述确认信息用于表示数据传输是否成功。

第一更新单元860,用于根据接收到的所述确认信息更新队列状态信息,所述队列状态信息用于表示传输数据的状态。

第一休眠单元870,用于根据调度策略,使未被调度的传感器节点进入休眠模式。

所属本领域的技术人员应该清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的调度装置的各单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,此处不再赘述。

图13是根据本公开的一种实施方式提供的用于体域网的数据调度方法的信令图。如图13所示,从一个帧周期开始,控制节点向传感器节点发送同步信号,传感器节点根据同步信号同步本地时钟以及接收功率,并且向控制节点发送请求信号,控制节点根据请求信号确定调度策略,并向传感器节点发送包含调度策略的调度指令,根据接收到的调度策略被调度的传感器节点在分配的时间点上发送数据,未被调度的传感器节点处于休眠状态。在控制节点接收到传感器节点发送的数据之后会向传感器节点反馈确认信息,传感器节点在接收到确认信息之后更新队列状态信息,信息更新后本帧周期结束,控制节点准备发送下一帧周期的同步信号,传感器节点准备接收下一帧周期的同步信号。

通过上述技术方案,控制器节点根据接收传感器节点发送的请求信号确定对传感器节点数据的调度策略,并将调度策略发送至传感器节点,传感器节点根据调度策略发送数据,通过确定的调度策略有效地解决了医疗体域网中不同的传感器节点中不同的数据传输需求,在由于人体异常产生的紧急数据根据调度策略会优先传输至远端服务器平台,这样有助于及时有效地诊断治疗,提高了数据传输的有效性和实时性。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

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