[发明专利]一种基于云雾资源低延迟调度的健康监护系统及方法

说明书

本发明公开一种基于云雾资源低延迟调度的健康监护系统，包括生理传感器节点、雾计算服务器、云数据中心和移动智能终端。本发明还公开一种基于云雾资源低延迟调度的健康监护方法，生理传感器节点向网络距离最近的雾计算服务器传输生理监测数据；雾计算服务器负责接收、处理和融合数据，并上传至云数据中心；移动智能终端与网络距离最近的雾计算服务器连接，接收智能报警信息、健康评估结果和干预措施；雾计算服务器、云数据中心内部基于时间阈值约束的资源调度算法处理请求以保证低延迟。此种技术方案发挥智能前端化、延迟低、位置感知强等优势，克服生理传感器在能量和存储方面的局限性，增加用户体验，有利于第一时间发现问题并给予救护。

技术领域

本发明属于医疗信息领域，特别涉及一种基于云雾资源低延迟调度的健康监护系统及方法。

背景技术

据《中国心血管健康指数(2017)》显示，居民心血管病(CVD)危险因素普遍暴露，呈现在低龄化、低收入群体中快速增长及个体聚集趋势。中国心脑血管病死亡率呈上升趋势。血管病患人数2.9亿，其中脑卒中1300万，冠心病1100万，肺原性心脏病500万，心力衰竭450万，风湿性心脏病250万，先天性心脏病200万，高血压2.7亿。心血管病(CVD)的预防和监护非常重要，特别是猝发性心脏疾病，如果事先能监测到细微征兆并采取有效措施，70％-80％的患者可以避免死亡，第一时间发现并给予救护非常重要。

目前医院健康监护中心、社区医院、养护中心等场所下人员密集，流动量大，台式监护设备往往体积较大、不方便携带，监护费用高，很难满足日益增长的患者的需求。便携式监护终端计算和存储资源受限，采用蓝牙、ZigBee、WIFI、6LoWPAN等短距协议，最终将数据集中具有较大存储和计算能力的云端，但云端面临响应速度、网络带宽和网络拥塞等挑战，很难满足低延迟性要求，移动性和位置感知等要求，影响人体健康监护的实时性和实用性。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于云雾资源低延迟调度的健康监护系统及方法，其综合运用物联网、雾计算、云计算等技术，发挥雾计算的智能前端化、延迟低、位置感知强等优点，克服人体生理传感器节点在能量和存储方面的局限性，增加用户体验，在健康监护中心、社区医院等场所扩大监护的人数和自由度，从而有利于第一时间发现问题并给予救护。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于云雾资源低延迟调度的健康监护系统，包括生理传感器节点、雾计算服务器、云数据中心和移动智能终端；

所述生理传感器节点内置支持通信协议的无线收发器，与网络距离最近的雾计算服务器连接并保持交互；

所述雾计算服务器内置通信协议的融合网关，负责接收、处理和融合生理传感器传输的生理监测数据，基于TCP/IP协议与云数据中心保持交互并上传数据；

所述移动智能终端内置无线通信模块，基于无线WIFI方式与网络距离最近的雾计算服务器连接，接收智能报警信息、健康评估结果和干预措施，其中雾计算服务器和云数据中心内部基于时间阈值约束的资源调度算法处理请求，以保证低延迟。

上述通信协议包含蓝牙、ZigBee、WIFI和6LoWPAN。

上述网络距离采用网络坐标模型基于欧氏距离计算。

一种基于云雾资源低延迟调度的健康监护方法，包括如下步骤：

步骤S1，雾计算服务器计算生理传感器节点和雾计算服务器的网络距离；

步骤S2，生理传感器节点选择适当的通信协议与网络距离最近的雾计算服务器连接并保持交互；

步骤S3，附着体表的若干生理传感器节点采集生理数据；

步骤S4，雾计算服务器接收步骤S3采集的生理数据、实现网络协议转换和本地化数据实时融合和处理，记录生理传感器采集时间，访问次数和数据日志；