[发明专利]一种新型的无线传感器网络通信方法及系统

说明书

本发明公开了一种新型的无线传感器网络通信方法及系统。本方法为：1）将有源传感器设置于待测者身上；所述有源传感器包括一电极，该电极贴于该待测者体表；该待测者体表或该电极上设有一与该电极通信连接的微型收发机芯片；2）所述微型收发机芯片以该待测者为天线接收远程网络中心控制器发送的信号，并将该信号发送给所述有源传感器；3）所述有源传感器根据该信号对该待测者进行数据采集，并将采集的数据发送给所述微型收发机芯片；所述微型收发机芯片以该待测者为天线将采集的数据发送给所述远程网络中心控制器。本发明具有成本低、便捷性好、传输距离远、适用范围广等特点。

技术领域

本发明涉及一种将人体或动物体作为天线的无线通信方法及系统。利用待测者本身作为天线，经由贴于待测者体表面的电极，将信号传递给穿戴于待测者上的便携式收发机，或者将便携式收发机的发射信号经由待测者体表面的电极，传递给该待测者，利用待测者作为天线，将信号发送给远处的远程网络中心控制器，尤其涉及一种可以进行远程通讯的人体传感器网络，用于可穿戴医疗监控系统。

背景技术

无线通信在我们的生活中的应用越来越多，尤其是无线传感器网络以及可穿戴式医疗监护系统。由于其在收集人体或其他动物体的生理参数数据，用于疾病预测和早期诊断中具有重要作用，一直是医疗电子应用研究中的一项重要课题。基于低成本，低功耗的无线传输技术以及系统方案有助于病人在日常工作、生活中实时采集身体的基本生命参数，通过减少医患间面对面的问诊时间从而提高效率，缓解资源不足的矛盾。

传感用无线通信系统由多样的可穿戴传感器以及远程网络中心控制器组成，传感器探测温度，心率等信号，远程网络中心控制器收集存贮以及处理信号。传统的传感用无线通信系统的通讯频段多在400MHz左右的工业、科研、医疗频段（IMS）内实现，如Hoi-Jun Yoo教授研究组曾做过402MHz FSK调制的用于植入医疗的超低功耗收发机（Joonsung Bae,Namjun Cho,Hoi-Jun Yoo,A490uW fully MICS compatible FSK transceiver forimplantable devices,VLSI Circuits,2009Symposium on,pp.36,37,June2009）。不过由于400MHz左右的信号波长相比于高频（HF：3MHz-30MHz）和超高频（UHF：30MHz-300MHz）短，绕过障碍物能力相对弱，传播距离较近，而且还需要用于发射400MHz左右信号的天线，天线成本较高和尺寸较大都是其缺点。

而传统广播远距离通信的频率划分为：中波频率525—1605kHz；短波频率3500—18000kHz；调频频率88—108MHz的甚高频波段。广播的优势是波长长，以100MHz信号为例，其波长为3米，绕开障碍物能力强，是非常好的远距离通信的方式。如果使用甚高频广播频段作为前文所提到的无线传感器网络的载波频率，在相比以往的传输距离下，其所需的功耗更小，但是由于天线的尺寸反比于信号频率，用于传输甚高频信号的天线尺寸非常大（更低频率的天线尺寸更加巨大），例如对于100MHz信号的天线，其长度接近0.75米，不能够被便携仪器采用，且广播信号的干扰也非常严重。

最近，Hoi-Jun Yoo教授研究组为了解决可穿戴式医疗监护系统传感器与传感器控制器连线过多的问题，做出了一种新型的基于人体体表信道通信的无线传感器网络架构，如图1所示。虽然，此可穿戴式医疗监护系统大大减少了传感器的连线，方便了患者。不过此系统仍然需要一个带天线的，置于人体上的传感器控制器，发射400MHz左右的信号与远程网络中心控制器通信。此系统依然存在绕过障碍物能力弱，通信距离近，天线成本较高和尺寸较大等缺点。

目前，现有的文献和专利所述的用于无线传感器网络方案和技术，都没有很好的整体上解决低功耗，远距离传输，低成本，以及便携性方面的问题，这就极大地限制了这些技术的应用。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型的无线传感器网络通信方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：