[发明专利]一种医疗智能无线监测系统

权利要求书

1.一种医疗智能无线监测系统，其特征是，包括基于计算机的医疗监护模块和用于医疗监测的无线传感器网络，所述的无线传感器网络包括基站节点以及多个部署于设定的医疗监测区域内的传感器节点，所述基站节点通过串口或者网络接口与基于计算机的医疗监护模块相连；所述的传感器节点以设定的密度b泊松分布于医疗监测区域内，网络初始化时，将医疗监测区域沿纵向划分为K个大小相等的虚拟的条形医疗监测区域，每个条形医疗监测区域沿纵向平均划分多个矩形监测子区域，每个矩形监测子区域中的传感器节点通过选举确定一个汇聚处理节点和一个转发节点，剩余的传感器节点作为成员医疗监测节点，其中汇聚处理节点用于接收并处理所在矩形监测子区域内各成员医疗监测节点采集的人体生理参数监测数据，所述的转发节点用于由汇聚处理节点处理后的人体生理参数监测数据与自身采集的人体生理参数监测数据进行聚合，并传输到下一跳节点或基站节点；对各个条形医疗监测区域按照距离基站节点由近到远的距离依次设为P₁,P₂,…,P_K，其中前一个条形医疗监测区域划分的矩形监测子区域的数量比下一个条形医疗监测区域划分的矩形监测子区域的数量多1个；

设P₁,P₂,…,P_K划分的矩形监测子区域的数量分别为N,N-1,N-2,…,N-(K-1)，按照下列公式确定N的具体数值：

式中，ε_fs为传感器节点的通信模型采用自由空间模型时的功率放大损耗，ε_mp为传感器节点的通信模型采用多路径衰减模型时的功率放大损耗，Φ为医疗监测区域的面积，r_max为传感器节点中的最大通信半径，int[·]表示取整运算；

在竞选汇聚处理节点和转发节点时，传感器节点在其通信范围内向其他传感器节点广播自身的剩余能量以及位置信息，所有收到该信息的传感器节点被视为该传感器节点的邻居节点，且在收到该信息后更新自身的邻居信息列表，并具体执行：

(1)设定能量阈值W_T，矩形监测子区域内所有剩余能量大于能量阈值W_T的传感器节点选举成为候选节点，每个候选节点计算自身的汇聚处理节点竞争能力值和转发节点竞争能力值，设分别表示第c个转发节点的汇聚处理节点竞争能力值、转发节点竞争能力值，按照下列公式计算：

式中，W_c表示第c个转发节点的当前剩余能量，W_cs表示第c个转发节点的第s个邻居节点的当前剩余能量，m_c表示第c个转发节点的邻居节点数目，D_cs表示第c个转发节点与其第s个邻居节点之间的距离，r_c表示第c个转发节点的当前通信半径，D_co表示第c个转发节点与基站节点之间的距离，j₁、j₂为设定的权重系数；

(2)汇聚处理节点竞争能力值最大的候选节点竞选成为汇聚处理节点，转发节点竞争能力值最大的候选节点竞选成为转发节点。

2.根据权利要求1所述的一种医疗智能无线监测系统，其特征是，所述的基于计算机的医疗监护模块包括带本地数据库的本地医疗监护模块和带远程数据库的远程医疗监护模块，基站节点通过串口或网络接口与本地医疗监护模块或远程医疗监护模块连接，本地医疗监护模块和远程医疗监护模块通过有线相连。

3.根据权利要求1所述的一种医疗智能无线监测系统，其特征是，所述传感器节点包含传感器、模数转换电路、放大电路、定位模块、微控制器模块、无线通信模块和电源模块，所述每个传感器的输出端依次经过模数转换电路、放大电路连接微控制器模的输入端，所述定位模块、无线通信模块和电源模块分别与微控制器模块连接，所述无线通信模块包含控制器模块以及与其连接的无线射频发射器。