低功耗蓝牙个人健康网络的设计与实现.pdf

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1、84传感器与微系统(1hnsducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第6期低功耗蓝牙个人健康网络的设计与实现高波，葛宁(1．清华大学电子工程系。北京100084：2．清华大学深圳研究生院。广东深圳518055)摘要：蓝牙传感器组成的医疗体域网的应用越来越广泛，而网络中的节点功耗决定着其生命周期的长短。根据实验结果，提出了一种自适应功率控制算法。根据节点接收信号强度指示的信号特性，建立接收信号强度指示与数据包投递率的关系作为效率模型，设计一种算法，可以根据接收信号强度指示，动态地控制节点射频发射功率，从而在保

2、证数据包投递率的前提下，有效降低其功耗。实验结果表明：该算法可以使蓝牙传感器的功耗最多降低25％。关键词：蓝牙；无线体域网；接收信号强度指示；自适应功率控制中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：1000--9787(2013)06--0084--04DesignandimplementationofBluetoothlowpowerconsumptionpersonalhealthnetworkGAOBo，GENing。(1．DepartmentofElectronicEngineering，TsinghuaUniversity，Beiji

3、ng100084，China；2．GraduateSchoolatShenzhen，TsinghuaUniversity，Shenzhen518055，China)Abstract：ApplicationofBluetooth~nsor—basedmedicalbodyareanetworkiswiderandwider，thewholenetworklifetimedependsonpowerconsumptionofsensornodes．Anadaptivepowercontrolalgorithmisproposedaccordingtoe

4、xperimentalresult．Accordingtocharacteristicsofnodereceivedsignalstrengthindication(RSSI)，constructrelationshipbetweenRSS1andpacketdeliveryratio(PDR)，whichisusedaseficiencymode1．TheproposedalgorithmisabletoadaptivelycontroltransmittingpowerbasedonRSSIandreducepowerconsumption，o

5、nthepremiseofPDR．Theexperimentalresultsshowthatthealgorithmcanreduceatmost25％powerconsumptionofBluetoothsensor．Keywords：Bluetooth；wirelessbodyareanetwork；receivedsignalstrengthindication(RSSI)；adaptivepowercontro】0引言间降低到了3ms，那么就可以在功率动态控制方面进行设我国已经逐渐进入老年化社会，空穴老人的数量与日计。对此，本文结合常规医

6、疗传感器，通过功率动态控制的俱增，慢性病和老年病时刻威胁着他们的健康，日常健康监方式，可以显著降低设备通信的功耗，经过测试实验，最大护变得尤为重要。由多种无线医疗传感器组成的医疗体域可以降低25％的能耗。网络将是未来数字医疗信息行业的主要发展方向J。在1网络模型实际的应用中，为了使设备更加便携小巧，经常会以钮扣电这个网络由主从节点组成，网络拓扑形式为星型结构，池等电源作为其能源供给，然而有限的电量又限制了设备各从节点为医疗传感器，驱动各种医疗传感器对人身体的的续航能力，为了提高设备通信的工作效用，同时也为了降体征数据进行采集，通过蓝牙通信模块传输到

7、连接计算机低无线信号的空间辐射，应使无线通信的功耗尽量降的主节点，并对数据进行处理，通过网络发送至医疗机低。所以，寻求更加低功耗的通信模式成了一个重要课构J，网络模型如图1所示。题。不少学者已经做了很多研究，主要是减少连接时1．1蓝牙模块间，动态控制发射功率等。蓝牙4．0标准已经将连接时采用frI公司生产的CC2540蓝牙芯片，该芯片包含一个收稿日期：2013-04—17基金项目：国家重大专项基金资助项目(2011ZX00004--001-01)；深圳市战略新兴产业发展专项(JcYJ20l20619140254275，CXZZ20120616141

8、708264)第6期高波，等：低功耗蓝牙个人健康网络的设计与实现85示(RSSI)，可以根据协议，控制从节点进一步降低或提