[发明专利]一种基于全IP无线传感器网络的医疗实时监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗监控系统，尤其涉及的是一种基于全IP无线传感器网络的医疗实时监控系统。

背景技术

无线传感器网络具有结构紧凑、易于布置、易于维护、价格便宜、测量精度高等优点，非常适合医疗的监测与控制。近年来，国内外研究人员对基于无线传感器网络的医疗监控系统进行了相关研究，并取得了一定的研究成果。但目前的基于无线传感器网络的医疗监控系统存在很多不足。目前，基于无线传感器网络的医疗监控系统所采用的路由技术是基于以数据为中心的工作机制，无法实现患者携带的传感器节点与互联网节点的点到点通信，即互联网节点无法与某一特定传感器节点进行通信以监测此传感器节点所采集的数据。

针对现有系统的不足，本发明提出了一种基于全IP无线传感器网络的医疗实时监控系统，以实现医生对患者的实时监控。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于全IP无线传感器网络的医疗实时监控系统。

技术方案：本发明公开了一种基于全IP无线传感器网络的医疗实时监控系统，所述全IP无线传感器网络包括三类节点：网关节点，固定节点以及用于病人携带的移动节点；其中网关节点与IPv6互联网的接入路由器连接，网关节点与固定节点具有路由转发功能，移动节点不具有路由转发功能；一个网关节点与一个以上固定节点构建成一个树状结构，作为网关树，网关树的根节点为网关节点，中间节点及叶子节点为固定节点；所有网关树构建成路由骨干网，移动节点通过路由骨干网与IPv6互联网通信，与移动节点直接通信的网关树中的固定节点作为该移动节点的关联节点，同一时刻，一个移动节点只有一个关联节点；与同一个接入路由器连接的所有网关树构建成全IP无线传感器网络的子网。

所述全IP无线传感器网络覆盖于医院大楼，医院大楼的每一层布置一个网关节点和一个以上固定节点形成网关树。也可以将一个城市或者一个小区设置接入一个接入路由器，根据具体拓扑结构而定。整个医院大楼中所有网关节点通过一个接入路由器连接到互联网，形成一个子网；移动节点与网关树的一个固定节点进行关联，从而实现与IPv6互联网的通信。

固定节点和移动节点为传感器节点。

全IP无线传感器网络的节点的IPv6地址由两个部分组成：第一部分是全局路由前缀，一个全IP无线传感器网络中所有节点的IPv6地址的全局路由前缀都相同；第二部分为节点ID，节点ID唯一标识全IP无线传感器网络中的一个传感器节点；网关节点与传感器节点的节点ID是链路地址；网关节点的IPv6地址预先设置。

固定节点的IPv6地址的节点ID有效位长度与其所处网关树中的深度值成正比；

上述基于网关树的全IP无线传感器网络以及传感器节点的IPv6地址分层结构可有效压缩地址长度，降低通信延迟，从而节省传感器节点能量，延长寿命。

当固定节点X启动后，通过加入网关树获取IPv6地址，固定节点X获取IPv6地址的过程描述如下：

步骤101：开始；

步骤102：固定节点X广播固定节点地址请求消息；

步骤103：已获取IPv6地址的邻居网关节点或固定节点收到固定节点地址请求消息后，判断自己是否有可分配地址空间，如果是，进行步骤105，否则进行步骤104；

步骤104：已获取IPv6地址的邻居网关节点或固定节点放弃地址请求消息，进行步骤109；

步骤105：已获取IPv6地址的邻居网关节点或固定节点向固定节点X返回一个固定节点地址响应消息，消息负载为分配的节点ID和深度值；

步骤106：固定节点X选择深度值最小的邻居网关节点或者固定节点作为父节点并向父节点返回一个固定节点地址确认消息，消息负载为分配的节点ID，同时将父节点分配的节点ID与父节点的全局路由前缀相结合，形成自己的IPv6地址；

步骤107：父节点收到固定节点X返回的固定节点地址确认消息后，将分配给固定节点X的节点ID标记为已分配状态；

步骤108：固定节点X加入网关树并获取IPv6地址；

步骤109：结束。

上述固定节点的IPv6地址配置过程有效缩短了固定节点地址长度，降低了通信延迟，节省了固定节点能量，延长了固定节点的寿命。基于分层地址结构，该系统无需路由发现过程即可采用网关树自动实现路由，由于路由在链路层实现，因此控制消息无需包含IPv6头部，缩短了传输延迟，节省了固定节点能量，延长了固定节点的寿命。