[发明专利]无线体域网中数据的获取方法及中心设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线体域网技术领域，尤其涉及一种无线体域网中数据的获取方法及中心设备。

背景技术

体域网(Body Area Network，BAN)是附着在人体身上的一种网络，由一套小巧可移动、具有通信功能的传感器和一个身体主站(中心设备)组成。每一传感器既可佩戴在身上，也可植入体内。无线体域网是一种适用于体表或体内的短距离无线通信网络，主要用于生物体征信息的监控及其他无线应用，由各种遍布于体内外的医用传感器节点(Node)和一个中心节点(Hub)组成，传感器如心电图传感器、心率传感器、血压传感器或温度传感器等。

中心节点负责汇聚由传感器节点采集到的生理数据，用于身体检查和疾病预测分析等。这种基于无线体域网的医疗应用极大地方便了用户和医院，同时也节省了医疗成本。除了典型的医疗应用外，无线体域网还可用于监控运动员的各项生理参数，以便运动员能根据相应的参数进行有效地训练；在军事上，也可用于在战场上及时了解士兵身体状况。IEEE已经在2012年3月发布了WBAN的第一个标准(IEEE802.15.6)。

医疗应用的传感器通常贴附于体表或者植入体内，考虑到人体舒适性和体内植入的难度，这种类型的传感器都是小型化，因而限制了传感器电池容量。有些传感器可能需要工作几年甚至十几年，如何尽可能降低功耗，并延长传感器节点使用寿命是个严峻的挑战。此外，当传感器向中心节点发送数据包时，由于人体环境特殊性及人体运动特性，使得无线链路变得不稳定，如何可靠地传输数据是无线体域网技术面临的另外一个难题。

进一步来看，媒体访问控制层(Media Access Control，MAC)控制各个传感器节点何时接入信道，执行收/发数据包操作，因此MAC层也关系到无线体域网的功耗和数据传输。鉴于此，低功耗、低时延及可靠的传输成为无线体域网应用中亟待解决的问题。

现有技术中，IEEE802.15.6标准协议中给出基于信标模式(Beacon Mode)下的超帧结构(Superframe)，如图1所示。帧以信标Beacon为开始，并由以下几部分组成：独占访问期1(Exclusive Access Phase1，EAP1)、随机访问期1(Random Access Phase1，RAP1)、管理访问期1(Managed Access Phase1，MAP1)、独占访问期2、随机访问期2、管理访问期2、信标Beacon2及竞争接入期(Contention Access Phase，CAP)，其中：

EAP是专门用于紧急业务包传输时段，采用CSMA/CA或者时隙ALOHA，是一种竞争机制。RAP和CAP是用于普通业务包传输时段，采用CSMA/CA或者Slotted ALOHA，是一种竞争机制。MAP是用于紧急业务/普通业务的传输时段，采用基于“调度”(Scheduling)和“轮询”(Polling)的接入方式。如果需要使用一个CAP时段，中心节点就要通过信标Beacon2(B2)来通告各传感器节点。

在IEEE802.15.6中，因为MAP时段是通过“调度”和“轮询”的方式运行，可以避免传输过程中的冲突，但不足之处在于：MAP需要中心节点和传感器节点进行一系列的“询问—应答”，这个过程带来额外的交互能耗。在标准协议中有两部分的MAP时段，因为MAP时段是通过“轮询”的方式进行，因此每个传感器节点的通信模块都必须打开以便中心节点轮询到自己，这样会带来额外的功耗，数据传输的时延较长。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无线体域网中数据的获取方法及中心设备，旨在实现无线体域网中数据的可靠传输，并降低功耗及时延。

为实现上述目的，本发明提供的一种无线体域网中数据的获取方法，包括：

中心设备获取节点设备形成的网络拓扑结构信息，根据所述网络拓扑结构信息确定超帧的时隙信息；

在发布所述时隙信息后，依次获取独占访问EAP时段、随机访问RAP时段及管理访问MAP1时段的业务数据包；

获取所述MAP1时段的丢包信息，根据所述丢包信息分配管理访问MAP2时段的时隙；

在发布分配后的时隙后，在所述MAP2时段根据分配后的时隙获取业务数据包。

优选地，所述中心设备获取节点设备形成的网络拓扑结构信息，根据所述网络拓扑结构信息确定一超帧的时隙信息的步骤包括：

获取所述节点设备的类型、节点设备采集的数据类型及采集频率；