[發(fā)明專利]基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式行走監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法

在審

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• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106851548A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳建寧;凌雲(yún);王佳境;伍濱;董鎧;徐海東
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號: H04W4/00
• 分類號: H04W4/00;H04L29/08
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司35211
• 代理人: 戴雨君

1.基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：其包括多傳感器體域網(wǎng)采集器和位于遠(yuǎn)端的運(yùn)動數(shù)據(jù)分析中心；多傳感器體域網(wǎng)采集器上設(shè)有第一無線通信模塊，多傳感器體域網(wǎng)采集器用于獲取人體運(yùn)動的動力鏈的運(yùn)動數(shù)據(jù)并通過第一無線通信模塊將運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送至運(yùn)動數(shù)據(jù)分析中心，運(yùn)動數(shù)據(jù)分析中心用于遠(yuǎn)程監(jiān)測和鑒別評估人體步態(tài)運(yùn)動狀況。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：多傳感器體域網(wǎng)采集器包括兩個以上的傳感器采集節(jié)點(diǎn)和一個匯聚節(jié)點(diǎn)，兩個以上的傳感器采集節(jié)點(diǎn)分別設(shè)于人體運(yùn)動的關(guān)鍵部位，傳感器采集節(jié)點(diǎn)用于采集人體各個運(yùn)動關(guān)鍵部位的運(yùn)動數(shù)據(jù)并將運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)，第一無線通信模塊集成于匯聚節(jié)點(diǎn)內(nèi)，匯聚節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)控制各傳感器采集節(jié)點(diǎn)同步采集數(shù)據(jù)并將運(yùn)動數(shù)據(jù)整合后通過第一無線通信模塊發(fā)送至運(yùn)動數(shù)據(jù)分析中心。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器采集節(jié)點(diǎn)包括運(yùn)動參數(shù)傳感采集模塊、采集節(jié)點(diǎn)電源管理模塊，計算及控制模塊和第一節(jié)點(diǎn)無線通信模塊，計算及控制模塊采用總線形式分別與運(yùn)動參數(shù)傳感采集模塊和第一節(jié)點(diǎn)無線通信模塊雙向連通，采集節(jié)點(diǎn)電源管理模塊用于傳感器采集節(jié)點(diǎn)的供電管理。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述匯聚節(jié)點(diǎn)包括基于高性能ARM微處理器的嵌入式控制模塊以及與嵌入式控制模塊連接的存儲模塊、顯示模塊、匯聚節(jié)點(diǎn)電源管理模塊、第二節(jié)點(diǎn)無線通信模塊、第一無線通信模塊和擴(kuò)展通信接口模塊，第二節(jié)點(diǎn)無線通信模塊與第一節(jié)點(diǎn)無線通信模塊相互配套，第二節(jié)點(diǎn)無線通信模塊接收傳感器采集節(jié)點(diǎn)采集的運(yùn)動數(shù)據(jù)；存儲模塊存儲接收的運(yùn)動數(shù)據(jù)；嵌入式控制模塊協(xié)調(diào)控制各傳感器采集節(jié)點(diǎn)同步采集數(shù)據(jù)；擴(kuò)展接口模塊用于外接報警功能模塊和定位功能模塊；顯示模塊實(shí)時顯示匯聚節(jié)點(diǎn)接收的運(yùn)動數(shù)據(jù)；嵌入式控制模塊通過第一無線通信模塊發(fā)送運(yùn)動數(shù)據(jù)至運(yùn)動數(shù)據(jù)分析中心，匯聚節(jié)點(diǎn)電源管理模塊用于匯聚節(jié)點(diǎn)的供電管理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述第一節(jié)點(diǎn)無線通信模塊和第二節(jié)點(diǎn)無線通信模塊均為Zigbee無線通信模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述第一無線通信模塊為WIFI無線通信模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：運(yùn)動數(shù)據(jù)分析中心包括接入服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器，接入服務(wù)器與第一無線通信模塊連接并接收運(yùn)動數(shù)據(jù)，接入服務(wù)器分別與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器雙向連通，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與WEB服務(wù)器雙向連通，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于運(yùn)動數(shù)據(jù)的存儲并提供運(yùn)動數(shù)據(jù)的讀取服務(wù)，WEB服務(wù)器上搭載有管理應(yīng)用軟件用于人機(jī)交互以及數(shù)據(jù)處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式低功耗行走遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述多傳感器體域網(wǎng)采集器基于人體運(yùn)動動力鏈的特點(diǎn)構(gòu)建，兩個以上的所述傳感器采集節(jié)點(diǎn)和一個匯聚節(jié)點(diǎn)組成星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器采集節(jié)點(diǎn)將運(yùn)動數(shù)據(jù)壓縮處理后發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)。

9.基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式行走監(jiān)測方法，采用了權(quán)利要求1-8之一所述的基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式行走監(jiān)測系統(tǒng)，其包括以下步驟：

（1）將多傳感器采集節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)組成星型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；

（2）多傳感器采集節(jié)點(diǎn)周期性采集運(yùn)動數(shù)據(jù)，并將運(yùn)動數(shù)據(jù)壓縮處理；

（3）多傳感器采集節(jié)點(diǎn)根據(jù)采集周期封裝壓縮后的運(yùn)動數(shù)據(jù)，并進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)等待定時器將其喚醒；

（4）多傳感器采集節(jié)點(diǎn)根據(jù)采集周期定時喚醒，并將壓縮后的運(yùn)動數(shù)據(jù)傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)；

（5）匯聚節(jié)點(diǎn)接收壓縮后的運(yùn)動數(shù)據(jù)，并通過第一無線通信模塊傳輸至運(yùn)動數(shù)據(jù)分析中心；

（6）一次數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，重復(fù)步驟2-5，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動傳感數(shù)據(jù)周期性采集。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于無線體域網(wǎng)的可穿戴式行走監(jiān)測方法，其特征在于：所述步驟（1）具體包括以下步驟：

（1-1）匯聚節(jié)點(diǎn)和多傳感器采集節(jié)點(diǎn)初始化；

（1-2）匯聚節(jié)點(diǎn)廣播構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)命令，并等待多傳感器采集節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)；

（1-3）多傳感器采集節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽信道，并向匯聚節(jié)點(diǎn)申請接入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址；

（1-4）匯聚節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)絡(luò)地址；

（1-5）多傳感器采集節(jié)確認(rèn)匯聚節(jié)點(diǎn)應(yīng)答信息，成功入網(wǎng)則進(jìn)入步驟（1-6），失敗則返回步驟（1-3），重新申請入網(wǎng)；

（1-6）完成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，等待數(shù)據(jù)傳輸。