專利名稱：軀干傳感器網(wǎng)絡自適應管理裝置及決策方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療監(jiān)護技術(shù)領域的裝置及其方法，具體是一種軀干傳感器網(wǎng)絡自適應管理裝置及決策方法。
背景技術(shù)：
醫(yī)學監(jiān)護技術(shù)目前可以分為兩類，一類是指在醫(yī)院內(nèi)有職業(yè)醫(yī)生或者專業(yè)技術(shù)人員使用的專門的儀器，對病人進行生命指標的監(jiān)護；另外一類是在普通人員的家庭內(nèi)或者在戶外，由病人本身或者病人家屬使用家庭醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)對病人進行監(jiān)護，監(jiān)護所得到的生命指標由病人本身或家屬經(jīng)過醫(yī)生的指點進行分析，并適當反饋給相關醫(yī)生。醫(yī)學臨床監(jiān)護技術(shù)大多數(shù)是使用那個特殊的傳感器、處理器將病人各種生命體征通過有線或者無線技術(shù)傳遞至監(jiān)控端。家庭醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)也是使用多功能醫(yī)療監(jiān)護儀監(jiān)護病人的各種生命體征。目前醫(yī)院所使用的監(jiān)護方法，大多使用固定的醫(yī)療監(jiān)護儀，用連接設備將傳感器探頭連接在病人與監(jiān)護設備之間進行信號的傳遞。復雜的設備，眾多的連線，對于病人會造成心理上的壓力和緊張情緒，直接影響病人身體狀況，使得診斷所得到的數(shù)據(jù)與真實值有一定的差距，對于醫(yī)生，繁瑣的操作不但會耽誤最佳診治時機，當不慎由于設備上的誤差或者操作上的失誤，都有可能給病情診治帶來巨大的影響，甚至不可彌補的損失，因此給病人和醫(yī)療監(jiān)護人員都帶來不便，影響了病情的診斷。在無線傳感器網(wǎng)絡中，傳感器節(jié)點通常是由電池來供電的，眾所周知，干電池的電量是有限的，因此，能量控制是無線傳感器網(wǎng)絡設計的一個重要方面。以及有限的電量用來盡可能長的時間內(nèi)為系統(tǒng)服務，同樣有助于用戶的其他活動不受干擾，這對于無線節(jié)點來說，是至關重要的。無線身體傳感器，能量消耗主要在于數(shù)據(jù)傳輸以及檢測用戶的身體特征數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的無線傳感器節(jié)點通常都是專門的傳感器節(jié)點，造價昂貴，設計復雜，而普通的傳感器節(jié)點由于其自身的結(jié)構(gòu)簡單，可用的資源非常有限，無法實現(xiàn)之前各種復雜的方法的設計要求，因此也造成了之前的發(fā)明設計比較昂貴，嚴重影響了在醫(yī)療檢測領域的無線傳感器網(wǎng)絡的應用。安全對于無線身體傳感器網(wǎng)絡來說也是至關重要的，對絕大多數(shù)患者來說，他們的健康信息數(shù)據(jù)是不希望泄露出去的，而無線網(wǎng)絡的傳輸對外是開放的，非法的請求同樣有可能訪問到用戶的數(shù)據(jù)信息，這些使我們不希望看到的，因此，防止未授權(quán)用戶訪問數(shù)據(jù)信息的機制是必須的。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國申請?zhí)?00780006^5. 1，
公開日2009_3_18，公開了一種“無線身體傳感器網(wǎng)絡”，該技術(shù)中記載了一種用于連續(xù)測量ECG、Sp02、心率、血壓等的通信裝置，尤其是適用于用作穿戴的無線身體傳感器網(wǎng)絡的設計。但是該發(fā)明沒有安全保障的機制，無線的信息傳輸對于用戶來說，是不可信任的，而且在不同的狀況下不能自動做出改變，必須人為重新載入程序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種軀干傳感器網(wǎng)絡自適應管理裝置及決策方法，該系統(tǒng)采用一般的傳感器節(jié)點(micaz，telos)，進行決策的動態(tài)管理、節(jié)點能量的控制、數(shù)據(jù)通信安全認證，利用高頻率的無線通信傳輸系統(tǒng)將不同的模塊連接起來，使他們能夠傳遞必要的數(shù)據(jù)，減少監(jiān)護設備與醫(yī)療傳感器之間的連線，以及還通過自動的決策調(diào)控來實現(xiàn)延長整個系統(tǒng)有限的電量的使用時間，使用戶可以更長的時間內(nèi)自由活動， 其次，本發(fā)明另外的優(yōu)點在于，不同的情況下傳感器不必重新載入程序就可以改變決策的方法，這是之前的傳感器檢測系統(tǒng)所不支持的，這樣就省去了很多的開銷，同時也方便了家庭用戶在家里使用本系統(tǒng)，不必頻繁的重新載入程序。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種軀干傳感器網(wǎng)絡自適應管理裝置，包括附著在表面或植入體內(nèi)的若干個傳感器節(jié)點以及通過無線網(wǎng)絡連接的控制器，其中所述的傳感器節(jié)點為溫度傳感器、重力感應傳感器或濕度傳感器；所述的無線網(wǎng)絡是指傳感器節(jié)點之間，傳感器節(jié)點與控制器之間的遵循 802. 15. 4協(xié)議的無線傳輸網(wǎng)絡；所述的控制器采用具有處理器的掌上電腦或智能手機實現(xiàn)，該控制器包括權(quán)限管理單元、內(nèi)部解釋器和授權(quán)解釋器，其中內(nèi)部解釋器接收來自傳感器內(nèi)部的事件，授權(quán)解釋器模塊則接收來自外部節(jié)點的事件。本發(fā)明涉及上述裝置的決策方法，包括以下步驟第一步、初始化所有的節(jié)點、密鑰、控制器的節(jié)點列表。第二步、權(quán)限管理單元對請求權(quán)限進行驗證，具體過程如下2. 1)初始化階段，每個節(jié)點產(chǎn)生一個密鑰；2. 2)然后通過公式計算出共享密鑰；2. 3)每個幾點從控制器獲取分組密鑰，同時也將自己的共享密鑰上傳到控制器；2.4)控制器創(chuàng)建一個成員列表，將節(jié)點的ID，角色和分享密鑰存儲其中，并將這個表按組廣播出去，使每個組成員都能收到本組的成員列表；2. 5)每對節(jié)點通過這個列表信息計算出相互之間的對共享密鑰；2.6)當節(jié)點有請求時，請求節(jié)點就在發(fā)送給目標節(jié)點的消息中提供他的<ID，角色 > 信息；2. 7)授權(quán)管理單元隨后判斷請求節(jié)點是否具有這個ID，以及是否擔當這個角色；第三步、當有請求到來時，請求管理會首先查詢當前的請求事件是內(nèi)部事件還是外部事件。第四步、當是內(nèi)部事件時，就將該事件請求遞交給內(nèi)部解釋器來處理，當當前事件是外部事件，那么請求管理器會將該請求遞交給授權(quán)管理模塊，并跳到第五步。第五步、內(nèi)部解釋器查找決策存儲單元，當找到與該事件相匹配的決策就執(zhí)行相應的動作，否則拋棄。第六步、當授權(quán)管理模塊返回是，請求管理會將該事件請求傳給授權(quán)解釋器來處理，當返回否，則將該事件舍棄。
第七步、授權(quán)解釋器查詢相應的決策列表，當找到匹配的決策就執(zhí)行相應的動作， 否則拋棄，具體包括以下步驟6. 1)請求管理單元收到外部的事件之后，將其送交給授權(quán)管理單元；6. 2)授權(quán)管理單元對外部事件的請求進行權(quán)限驗證，當可以獲得授權(quán)，就將該事件將通過ft^cessRequest接口被遞交給授權(quán)解釋器；6. 3)授權(quán)解釋器然后查找與該事件匹配的決策，當某一個決策與該事件匹配，授權(quán)解釋器會查看當前的情況與該決策是否相符，當相符，就執(zhí)行相應的動作，否則，繼續(xù)查找。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例如圖1和圖2所示，本實施例涉及一種軀干傳感器網(wǎng)絡3自適應管理裝置，包括 附著在表面或植入體內(nèi)的若干個傳感器節(jié)點1以及通過無線網(wǎng)絡3連接的控制器2，其中所述的傳感器節(jié)點1為溫度傳感器、重力感應傳感器或濕度傳感器；所述的無線網(wǎng)絡3是指傳感器節(jié)點1之間，傳感器節(jié)點1與控制器2之間的遵循 802. 15. 4協(xié)議的無線傳輸網(wǎng)絡3 ；所述的控制器2采用具有處理器的掌上電腦或智能手機實現(xiàn)，該控制器2包括權(quán)限管理單元4、內(nèi)部解釋器5和授權(quán)解釋器6，其中內(nèi)部解釋器5接收來自傳感器內(nèi)部的事件，授權(quán)解釋器6模塊則接收來自外部節(jié)點的事件。本發(fā)明涉及上述裝置的決策方法，包括以下步驟第一步、初始化所有的節(jié)點、密鑰、控制器2的節(jié)點列表。第二步、權(quán)限管理單元4對請求權(quán)限進行驗證，具體過程如下2. 1)初始化階段，每個節(jié)點產(chǎn)生一個密鑰；2. 2)然后通過公式計算出共享密鑰；2. 3)每個幾點從控制器2獲取分組密鑰，同時也將自己的共享密鑰上傳到控制器 2 ；2. 4)控制器2創(chuàng)建一個成員列表，將節(jié)點的ID，角色和分享密鑰存儲其中，并將這個表按組廣播出去，使每個組成員都能收到本組的成員列表；2. 5)每對節(jié)點通過這個列表信息計算出相互之間的對共享密鑰；2.6)當節(jié)點有請求時，請求節(jié)點就在發(fā)送給目標節(jié)點的消息中提供他的<ID，角色 > 信息；2. 7)授權(quán)管理單元隨后判斷請求節(jié)點是否具有這個ID，以及是否擔當這個角色；
第三步、當有請求到來時，請求管理會首先查詢當前的請求事件是內(nèi)部事件還是外部事件。第三步、當是內(nèi)部事件時，就將該事件請求遞交給內(nèi)部解釋器5來處理，當當前事件是外部事件，那么請求管理器會將該請求遞交給授權(quán)管理模塊，并跳到第五步。第四步、內(nèi)部解釋器5查找決策存儲單元，當找到與該事件相匹配的決策就執(zhí)行相應的動作，否則拋棄。第五步、當授權(quán)管理模塊返回是，請求管理會將該事件請求傳給授權(quán)解釋器6來處理，當返回否，則將該事件舍棄。第六步、授權(quán)解釋器6查詢相應的決策列表，當找到匹配的決策就執(zhí)行相應的動作，否則拋棄，具體包括以下步驟6. 1)請求管理單元收到外部的事件之后，將其送交給授權(quán)管理單元；6. 2)授權(quán)管理單元對外部事件的請求進行權(quán)限驗證，當可以獲得授權(quán)，就將該事件將通過ProcessRequest接口被遞交給授權(quán)解釋器6 ；6. 3)授權(quán)解釋器6然后查找與該事件匹配的決策，當某一個決策與該事件匹配， 授權(quán)解釋器6會查看當前的情況與該決策是否相符，當相符，就執(zhí)行相應的動作，否則，繼續(xù)查找。
權(quán)利要求
1.一種軀干傳感器網(wǎng)絡自適應管理裝置，其特征在于，包括附著在表面或植入體內(nèi)的若干個傳感器節(jié)點以及通過無線網(wǎng)絡連接的控制器，其中所述的傳感器節(jié)點為溫度傳感器、重力感應傳感器或濕度傳感器； 所述的無線網(wǎng)絡是指傳感器節(jié)點之間，傳感器節(jié)點與控制器之間的遵循802. 15. 4協(xié)議的無線傳輸網(wǎng)絡；所述的控制器采用具有處理器的掌上電腦或智能手機實現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軀干傳感器網(wǎng)絡自適應管理裝置，其特征是，所述的控制器包括權(quán)限管理單元、內(nèi)部解釋器和授權(quán)解釋器，其中內(nèi)部解釋器接收來自傳感器內(nèi)部的事件，授權(quán)解釋器模塊則接收來自外部節(jié)點的事件。
3.一種根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述裝置的決策方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步、初始化所有的節(jié)點、密鑰、控制器的節(jié)點列表；第二步、權(quán)限管理單元對請求權(quán)限進行驗證；第三步、當有請求到來時，請求管理會首先查詢當前的請求事件是內(nèi)部事件還是外部事件；第三步、當是內(nèi)部事件時，就將該事件請求遞交給內(nèi)部解釋器來處理，當當前事件是外部事件，那么請求管理器會將該請求遞交給授權(quán)管理模塊，并跳到第五步；第四步、內(nèi)部解釋器查找決策存儲單元，當找到與該事件相匹配的決策就執(zhí)行相應的動作，否則拋棄；第五步、當授權(quán)管理模塊返回是，請求管理會將該事件請求傳給授權(quán)解釋器來處理，當返回否，則將該事件舍棄；第六步、授權(quán)解釋器查詢相應的決策列表，當找到匹配的決策就執(zhí)行相應的動作，否則拋棄。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的決策方法，其特征是，所述的第二步包括以下步驟 2. 1)初始化階段，每個節(jié)點產(chǎn)生一個密鑰；2. 2)然后通過公式計算出共享密鑰；2. 3)每個幾點從控制器獲取分組密鑰，同時也將自己的共享密鑰上傳到控制器； 2. 4)控制器創(chuàng)建一個成員列表，將節(jié)點的ID，角色和分享密鑰存儲其中，并將這個表按組廣播出去，使每個組成員都能收到本組的成員列表；2. 5)每對節(jié)點通過這個列表信息計算出相互之間的對共享密鑰；2. 6)當節(jié)點有請求時，請求節(jié)點就在發(fā)送給目標節(jié)點的消息中提供他的<ID，角色 > 信息；2. 7)授權(quán)管理單元隨后判斷請求節(jié)點是否具有這個ID，以及是否擔當這個角色。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的決策方法，其特征是，所述的第六步包括以下步驟6.1)請求管理單元收到外部的事件之后，將其送交給授權(quán)管理單元；6. 2)授權(quán)管理單元對外部事件的請求進行權(quán)限驗證，當可以獲得授權(quán)，就將該事件將通過ProcessRequest接口被遞交給授權(quán)解釋器；6. 3)授權(quán)解釋器然后查找與該事件匹配的決策，當某一個決策與該事件匹配，授權(quán)解釋器會查看當前的情況與該決策是否相符，當相符，就執(zhí)行相應的動作，否則，繼續(xù)查找。
全文摘要
一種醫(yī)療監(jiān)護技術(shù)領域的軀干傳感器網(wǎng)絡自適應管理裝置及決策方法，該系統(tǒng)包括附著在表面或植入體內(nèi)的若干個傳感器節(jié)點以及通過無線網(wǎng)絡連接的控制器，所述的傳感器節(jié)點為溫度傳感器、重力感應傳感器或濕度傳感器；所述的無線網(wǎng)絡是指傳感器節(jié)點之間，傳感器節(jié)點與控制器之間的遵循802.15.4協(xié)議的無線傳輸網(wǎng)絡；所述的控制器采用具有處理器的掌上電腦或智能手機實現(xiàn)。本發(fā)明通過自動的決策調(diào)控來實現(xiàn)延長整個系統(tǒng)有限的電量的使用時間，傳感器不必重新載入程序就可以改變決策的方法。
文檔編號H04L29/08GK102271149SQ20111008743
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者朱燕民 申請人:上海交通大學