軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)的高能效MAC協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展逐漸滲透進(jìn)入多元化的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。生物和生理傳感器、低功耗集成電路、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及無(wú)線通信等技術(shù)的快速成長(zhǎng)，使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)朝著新一代的傳感研究方向發(fā)展。這種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)更加適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，例如，道路交通擁擠程度的監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)植物生長(zhǎng)狀態(tài)的監(jiān)護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)施施工情況的檢驗(yàn)以及人體生理健康狀態(tài)的健康護(hù)理等等。
　　 然而，由于醫(yī)療健康監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的特殊特性使其對(duì)無(wú)線通信中的傳輸延時(shí)、服務(wù)質(zhì)量和能量消耗等

2、有著一定的要求，特別是在急診的環(huán)境中更是如此。本文的工作就是圍繞無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的其中一個(gè)分支方向，軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)(BSN)而展開(kāi)，它是一個(gè)豐富的跨學(xué)科領(lǐng)域，是醫(yī)療衛(wèi)生保健系統(tǒng)的革命性工程，它用低成本的方式通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)時(shí)更新的醫(yī)療數(shù)據(jù)和持續(xù)、動(dòng)態(tài)的健康監(jiān)護(hù)緊密結(jié)合在一起。大量的智能生理傳感器可集成到一個(gè)可穿戴的無(wú)線軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)能用于患者病情的早期診斷。
　　 本文針對(duì)穿戴式醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備的能耗問(wèn)題，提出了一種專門(mén)為

3、軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的高能效、低復(fù)雜度改進(jìn)的介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議。該MAC協(xié)議通過(guò)去除不必要的控制幀信息以及采取非對(duì)稱方式將大量的控制和處理工作移至中心主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，提高傳感器節(jié)點(diǎn)的能量效率，實(shí)現(xiàn)沖突避免。同時(shí)采用不同幀丟失的數(shù)據(jù)重發(fā)機(jī)制能夠重新找回已丟失的數(shù)據(jù)，保證生理信息的完整性，更加準(zhǔn)確的將特殊環(huán)境的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制端。另外，自適應(yīng)調(diào)節(jié)的時(shí)間同步機(jī)制能夠控制時(shí)間同步間隔時(shí)間，能大范圍的改善由于時(shí)間同步帶來(lái)的數(shù)據(jù)相關(guān)性不匹配等問(wèn)題，

4、適應(yīng)不同的生理應(yīng)用。
　　 此外，本文還引出自主設(shè)計(jì)的軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它能提供在體生理信息監(jiān)護(hù)和人體近端無(wú)線數(shù)據(jù)通信功能。軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效MAC協(xié)議在此平臺(tái)上完全實(shí)現(xiàn)，并對(duì)其功耗、無(wú)線性能、丟包率、網(wǎng)絡(luò)吞吐量和能量消耗性能進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估，結(jié)果表明該MAC協(xié)議具有較高的能量效率。
　　 最后，三個(gè)基于軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的推廣實(shí)驗(yàn)說(shuō)明該硬件平臺(tái)及MAC協(xié)議工作穩(wěn)定可靠。軀體傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)平臺(tái)將在泛在式健康