[發明專利]一種中醫可穿戴設備網絡的數據匯聚方法

在審

• 申請號: 201910406431.0
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110278595A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 王天舒;胡孔法;楊曦晨;孫佳萍;胡晨駿
• 申請（專利權）人: 南京中醫藥大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04L12/715;H04W84/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 劉珊珊

本發明公開了一種中醫可穿戴設備網絡的數據匯聚方法，所述中醫可穿戴設備網絡包括區域內的所有可穿戴節點和觀測平臺，可穿戴節點之間、觀測平臺之間、可穿戴節點與觀測平臺均能夠進行數據傳輸；對所有可穿戴節點進行分簇，在每個簇的內部，根據可穿戴節點的地理位置和剩余能量選擇一個可穿戴節點作為簇頭節點，簇頭節點匯聚本簇內其他可穿戴節點采集的數據，并將匯聚的數據發送至觀測平臺。本發明方法，通過使簇頭節點分布均勻，簇集規模適中，將設備節點所采集的數據按照高效成簇的方式傳輸，有效地降低了能耗并延長了網絡生存周期。

技術領域

本發明涉及一種高效的中醫可穿戴設備網絡的數據匯聚方法，屬于無線通信網絡路由控制技術。

背景技術

隨著傳感器、無線通信以及人工智能等技術的不斷發展以及人們對生活水平要求的日益提高，國內外各大儀器制造廠商紛紛投入可穿戴設備的制造，并已逐步將這些設備融入到人們的生產與生活之中。同時，近年來國家對中醫藥領域高度重視，中醫藥發展已被提升至國家戰略。而與中醫藥密切相關的可穿戴設備，可以實時采集與監測人體的健康信息，幫助醫生對病人進行診斷與治療。例如脈象儀具有體積小易攜帶特點，可以實時采集人體脈搏信號。因此，將中醫可穿戴設備大量引入并應用至各大中醫院是今后中醫藥發展的必然趨勢。

中醫可穿戴設備節點可以實時采集患者的脈搏等體征信息，并將這些信息發送至其它可穿戴設備節點。大量中醫可穿戴設備節點之間通過自組織、無線、多跳的方式通信，從而構成中醫可穿戴設備網絡。然而，中醫可穿戴設備網絡內的可穿戴設備節點均通過電池供電，具有有限的續航時間。因此，如何減少中醫可穿戴設備節點的能量消耗并延長中醫可穿戴設備網絡的生存周期是中醫院可穿戴設備投放和運行的關鍵問題。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種中醫可穿戴設備網絡的數據匯聚方法，將中醫可穿戴設備節點分成規模適中的簇集，優化數據傳輸路徑，實時高效地傳輸患者數據，有效減少節點的能量消耗，延長可穿戴設備的生存時間。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種中醫可穿戴設備網絡的數據匯聚方法，包括節點分簇方案和簇頭選舉方案，首先通過G-Means算法將所述的可穿戴設備網絡分割成多個簇集，在各個簇集內部，結合節點的地理位置和剩余能量，分別選舉一個簇頭節點。每個簇集內所有可穿戴設備節點所采集的數據經過簇頭節點的收集與處理后匯聚至相應中醫醫生所使用的觀測平臺。因此，本發明優化了數據傳輸路徑，實時高效地傳輸患者數據，能夠有效減少可穿戴設備節點的能量消耗，延長設備節點的生存時間。

所述中醫可穿戴設備網絡包括區域內的所有可穿戴節點和觀測平臺，可穿戴節點之間、觀測平臺之間、可穿戴節點與觀測平臺均能夠進行數據傳輸；對所有可穿戴節點進行分簇，在每個簇的內部，根據可穿戴節點的地理位置和剩余能量選擇一個可穿戴節點作為簇頭節點，簇頭節點匯聚本簇內其他可穿戴節點采集的數據，并將匯聚的數據發送至觀測平臺。

優選的，采用G-Means算法對所有可穿戴節點進行分簇；中醫可穿戴設備網絡的數據匯聚方法包括如下步驟：

(11)設中醫可穿戴設備網絡中包括N個可穿戴節點，所有可穿戴節點構成節點集合N＝{p₁,p₂，…，p_n，…p_N}，可穿戴節點p_n的坐標為p_n＝(x_n,y_n)；

(12)計算節點集合N內所有可穿戴節點的中心坐標p_nc，節點集合N的初始中心集為C＝{p_nc}：

(13)基于K-Means算法(C′，G)＝K-Means(C,N)更新中心集C′，包括如下步驟：