无线体征监测系统的低功耗调度

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1、无线体征监测系统的低功耗调度方法摘要:基于超宽带(uwb)体域网和异构的生理传感器,设计了可对多种生理信息进行实时采集与处理的无线体征监测系统,并针对此类系统提出了基于体征状态机的低功耗调度方法,以便长期监测人体的健康与安全。在该调度方法中,协调器根据系统的体征状态机自适应地确定下一监测周期的传感器集合,并控制相应的生理传感器进行协同工作。仿真结果表明在同样的监测情况下,建议的调度方法有效减少了多生理传感器的不必要运行和无线传输的数据量,从而延长了整个监测系统的工作寿命。关键词:体域网;体征监测;异构的生理

2、传感器;低功耗调度lowpowerschedulingschemeforwirelessphysiologicalmonitoringsystemliuhao*,liweimin,lixiaoli(engineeringresearchcenterofdigitizedtextileandfashiontechnology(donghuauniversity),ministryofeducation,shanghai201620,china)abstract:basedonu

3、ltrawideband(uwb)bodyareanetwork(ban)andheterogeneousbiosensors,akindofwirelessphysiologicalmonitoringsystemwasdesigned,whichcouldacquireandprocessmultiplephysiologicalsignals.forreducingthetotalenergyconsumption,alowpowerschedulingschemewasfurtherpropos

4、edsoastoprovidelongtermcontinuoussensingforwearershealthandsafety.accordingtothephysiologicalstatemachineofthemonitoringsystem,acoordinatorcouldadaptivelydeterminethebiosensorsetfornextmonitoringcycle,andthoseselectedbiosensorscancooperativelyprocesstheh

5、eterogeneousdata.thesimulationresultsshowthatwiththesamemonitoringconditions,theproposedschemecaneffectivelyreducethebiosensorsinvalidoperationandwirelessdatatransmission,andthusextendtheoperationallifetimeofthebanbasedmonitoringsystem.keywords:bodyarea

6、network(ban);physiologicalmonitoring;heterogeneousbiosensor;lowpowerscheduling0引言近年来,随着可穿戴计算和生物信息传感技术的飞速发展,无线体征监测系统(wirelessphysiologicalmonitoringsystem,wpms)能够在人体自然状态下对体征状况进行长期的无创连续监测,并根据系统设置进行实时的状态指示或异常体征告警[1-2]。一方面,人体的病变与康复是一个日积月累的过程,无线体征监测系统连续地检

7、测各种生理信息,可对生理趋势或治疗效果进行跟踪分析,有助于疾病的早期发现或康复治疗,并在体征异常的情况下做出应急反应[3]。为了实现长期监测的目标,chen等[4]针对无线体征监测应用提出了一种低功耗的微控制器设计方案,有效降低了电路系统的功耗。另一方面,心脏病发作或跌倒中风等异常体征状况具有很大的偶然性和突发性。为此,秦晓华等[5]采用分层体系结构开发了一种可穿戴的体征监测系统,实现了心率检测、跌倒检测、紧急呼叫与gps定位等功能,以帮助减少异常体征状况对穿戴者生命的威胁。未来,无线体征

8、监测系统一方面将能够监测更多的生理信息,以实现全方位的体征监测;另一方面系统将朝着舒适、安全、易用等方向发展[6]。体域网(bodyareanetwork,ban)又称体域传感网(bodysensornetwork,bsn),通常由分布在人体上或植入体内的一个协调器和若干生理传感器组成,且依赖于电池供电[7]。不同于一般的无线传感网络,体域网仅在人体区域内进行近距离的通信,协调器作为其中心节点,与多