一种体域网系统的信息采集系统及方法【技术领域】，尤其涉及一种体域网系统的信息采集系统及方法。[0002]目前，老年化越来越严重，慢性疾病也在不断增多，越来越多的人长期处于亚健康状态，身体体质不断减弱，糖尿病、高血压等慢性病的发病率、死亡率不断提高，对居民的身体健康造成了严重的威胁。传统的求医模式，无法顾及病前预防，而慢性病的病程又较长，需要长期的治疗，不仅对病人家庭造成了沉重的经济、护理压力，也占据了大量的社会医疗资源。[0003]体域网(body area network, BAN)的出现就是为了缓解上述问题。具体地，体域网由一套小巧可移动、具有通信功能的无线传感器和一个网关(也称身体主站)组成。其中，每一个无线传 感器既可佩戴在身上，也可植入体内，这些无线传感器能够采集身体重要的生理体征信号(如温度、血氧、血压、心电等)、人体活动或动作信号以及人体所在环境信息，处理这些信号并将它们传输到随身携带的网关上。网关是网络的管理器，也是体域网和外部网络(如3G、WiMAX、W1-Fi等)之间的桥梁，使数据能够得以安全地传送和交换。[0004]然而，传统的网关主要用来完成协议转换的作用，即实现体域网和外部网络的互联，而不去关注所传输的应用数据的具体内容，这样有些不重要甚至冗余的信息也会在网络上传播，而有些重要的数据却有可能无法得到及时的处理。这样会降低系统的服务质量，而冗余信息的传播也会浪费能量，增加网关功耗。
[0005]为了解决现有技术中体域网输出的冗余信息会增加网关功耗的问题，本发明提供了一种体域网系统的信息采集系统及方法，使得体域网不仅能够完成生理体征数据的采集与转发，还可以对生理体征进行有目的的采集，减少了冗余信息，降低了网关功耗。[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0007]一种体域网系统的信息采集系统，包括网关处理器、外部网络、第一接口设备、第二接口设备和至少一个无线传感器，各所述无线传感器通过所述第一接口设备与所述网关处理器电连接，所述网关处理器通过所述第二接口设备与所述外部网络电连接；
[0008]所述无线传感器，用于按照初始采样周期采集至少一项生理体征；
[0009]所述网关处理器包括等级确定单元和优选采样周期确定单元；
[0010]所述等级确定单元，用于依次对每项生理体征，确定所述生理体征对应的等级；
[0011]所述优选采样周期确定单元，用于根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期，并控制所述无线传感器按照所述优选采样周期采集所述生理体征。
[0012]优选的是，所述信息采集系统还包括:
[0013]电源管理系统，用于按照所述初始采样周期采集所述体域网系统的电池的剩余电量;[0014]第一判断单元，用于根据所述电源管理系统发送的所述电池当前的剩余电量，判断是否进入低功耗采集模式；
[0015]第二判断单元,与所述等级确定单元电连接，用于接收所述等级确定单元发送的等级；在进入所述低功耗采集模式的情况下，判断所述等级是否大于或等于设定的等级阈值；在所述等级大于或等于所述等级阈值的情况下，通知所述优选采样周期确定单元根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期并控制所述无线传感器按照所述优选采样周期采集所述生理体征；并且在所述等级小于所述等级阈值的情况下，控制所述无线传感器停止采集所述生理体征。
[0016]优选的是，所述第一判断单元，具体用于判断所述电池当前的剩余电量是否小于设定的第一电量阈值，并且在所述电池当前的剩余电量小于所述第一电量阈值的情况下，确定进入所述低功耗采集模式。
[0017]优选的是，所述信息采集系统还包括:
[0018]第三判断单元，分别与所述第二判断单元和所述电源管理系统电连接，用于在所述第二判断单元控制所述无线传感器停止采集所述生理体征后，根据接收到的所述电源管理系统发送的电池当前的剩余电量，判断是否退出所述低功耗采集模式；并且在退出所述低功耗采集模式情况下，通知所述优选采样周期确定单元根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期并控制所述无线传感器按照所述优选采样周期采集所述生理体征。
[0019]优选的是，所述第三判断单元，具体用于判断所述电池当前的剩余电量是否大于或等于设定的第二电量阈值，所述第二电量阈值大于或等于所述第一电量阈值，并且在所述电池当前的剩余电量大于或等于所述第二电量阈值的情况下，确定退出所述低功耗采集模式。
[0020]一种体域网系统的信息采集方法，包括:
[0021]无线传感器按照初始采样周期采集至少一项生理体征；
[0022]网关处理器接收所述无线传感器发送的生理体征，依次对每项生理体征，确定所述生理体征对应的等级，并且根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期；
[0023]所述网关处理器控制所述无线传感器按照所述优选采样周期采集所述生理体征。
[0024]优选的是，所述方法还包括:
[0025]电源管理系统按照所述初始采样周期采集所述体域网系统的电池的剩余电量；
[0026]所述网关处理器在根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期之前，根据所述电源管理系统发送的所述电池当前的剩余电量，判断是否进入低功耗采集模式；如果进入所述低功耗采集模式，则判断所述等级是否大于或等于设定的等级阈值；如果是，则根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期，并控制所述无线传感器按照所述优选采样周期采集所述生理体征；如果否，则控制所述无线传感器停止采集所述生理体征。
[0027]优选的是，所述根据所述电池当前的剩余电量，判断是否进入低功耗采集模式包括:
[0028]判断所述电池当前的剩余电量是否小于设定的第一电量阈值；
[0029]如果是，则确定进入所述低功耗采集模式。
[0030]优选的是，所述方法还包括:[0031]所述网关处理器在所述停止采集所述生理体征后，根据所述电池当前的剩余电量，判断是否退出所述低功耗采集模式；
[0032]如果是，则根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期，并控制所述无线传感器按照所述优选采样周期采集所述生理体征。
[0033]优选的是，所述根据所述电池当前的剩余电量，判断是否退出低功耗采集模式包括:
[0034]判断所述电池当前的剩余电量是否大于或等于设定的第二电量阈值，所述第二电量阈值大于或等于所述第一电量阈值；
[0035]如果是，则确定退出所述低功耗采集模式。
[0036]本发明的有益效果在于，应用本实施例体域网系统的信息采集系统及方法，根据初始采集的各项生理体征数据对应的等级，确定采集各项生理体征的优选采样周期，这样等级较低的生理体征的采样周期较长，从而减少了在体域网系统中传输此种生理体征的数据量，也就减少了在体域网系统中传输的不重要或冗余信息的数据量，可以灵活控制网络的流量，保证了紧急数据的及时采集，尽可能地降低了体域网系统的网络负载，提高了体域网系统的服务质量。



[0037]图1示出了本发明实施例体域网系统的信息采集方法的一种流程图；
[0038]图2示出了本发明实施例体域网系统的信息采集方法的另一种流程图；
[0039]图3示出了本发明实施例体域网系统的信息采集系统的一种结构示意图；
[0040]图4示出了本发明实施例体域网系统的信息采集系统的另一种结构示意图。
[0041]附图标记说明
[0042]301无线传感器402第一判断单元
[0043]302等级确定单元403第二判断单元
[0044]303优选采样周期确定单元 404第三判断单元
[0045]401电源管理系统

[0046]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0047]为了解决现有技术中体域网系统存在的缺陷:在进行生理体征信息采集过程中，不考虑采集信息的具体内容，而是将采集到的全部信息都传播到外部网络中，其中不乏冗余信息，影响了重要信息的及时采集与传输，增加网络负载，降低了系统的服务质量，本发明实施例提出了一种体域网系统的信息采集系统及方法。
[0048]如图1所示，是本发明实施例体域网系统的信息采集方法的一种流程图，所述体域网系统的信息采集方法，包括以下步骤:
[0049]步骤101:无线传感器按照初始采样周期采集至少一项生理体征。
[0050] 具体地，上述生理体征可以为身体温度、血氧、血压、心电等，采用佩戴在用户身上或植入用户体内的无线传感器采集用户的这些生理体征，每个无线传感器对应一个甚至多个生理体征，不同种类的无线传感器属于本领域技术人员采集生理体征的惯用技术手段，故在本文中不再赘述。
[0051]特别地，在所述步骤101之前，可以增加定时功能，当定时时间到达时，执行步骤101。
[0052]步骤102:网关处理器接收所述无线传感器发送的生理体征，依次对每项生理体征，确定所述生理体征对应的等级。
[0053]具体地，每项生理体征对应的等级优选地由查表确定，其中包含所述生理体征与等级对应关系的一维表或者二维表，已被本领域技术人员所熟知，可国内外标准数据表进行标定，也可以通过有限次实验进行标定，在本文中不再赘述。例如血压，所述数据表可以利用世界卫生组织(World Health Organization, WHO)建议使用的血压标准进行标定,根据用于采集血压的无线传感器获取到的用户高压数据和低压数据，在所述二维数据表中查询对应所述高压数据和低压数据的等级。
[0054]在本发明的一优选的实施例中，一共将各种生理体征分别分为1、2、3这三个等级，等级1、2、3对应的数据紧急程序依次递增，例如当根据采集到的高压数据和低压数据确定用户的血压比较高或比较低时，确定对应血压的等级为3。具体地，如果和血压标准比较后确定血压值很正常，那么将血压数据对应的等级设定为等级I ;如果血压值轻微偏离标准值，那么将血压数据对应的等级设定为等级2 ;如果血压值明显偏离标准值，则将血压数据对应的等级设定为等级3。
[0055]值得说明的是，步骤101中采集各项生理体征所采用的初始采样周期优选为等级I对应的优选采样周期。
[0056]步骤103:网关处理器根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期。
[0057]具体地，网关处理器在确定各项生理体征对应的等级后，根据所述等级，查表确定对应该项生理体征的优选采样周期。所述优选采样周期优选地由查表获得，其中包含所述等级与优选采样周期对应关系的一维表，已被本领域技术人员所熟知，可通过有限次实验进行标定，在本文中不再赘述。
[0058]一般来说，对于某一项生理体征，随着等级的增加，采集该项生理体征的优选采样周期也随之减少，即优选采样频率增加了。例如对于血压来说，等级I对应的优选采样周期优选为30min,等级2对应的优选采样周期优选为20min,等级3对应的优选采样周期优选为lOmin，当然对应不同的生理体征，所采用的优选采样周期也可以做适应性变化。
[0059]步骤104:网关处理器控制无线传感器按照所述优选采样周期采集所述生理体征。
[0060]应用本实施例体域网系统的信息采集方法，网关处理器根据初始采集的各项生理体征数据对应的等级，确定采集各项生理体征的优选采样周期，这样对于等级较低的生理体征，采样周期较长，从而减少了在体域网系统中传输此种生理体征的数据量，也就减少了在体域网系统中传输的不重要或冗余信息的数据量，可以灵活控制网络的流量，保证了紧急数据(对应等级较高的生理体征的数据)的及时采集，尽可能地降低了体域网系统的网络负载，提高了体域网系统的服务质量。
[0061]进一步地，由于所述体域网系统是便携式的，所以一般由干电池或者蓄电池供电。基于此，在本发明另一优选的实施例中，考虑到所述体域网系统的电池的剩余电量这个因素，对各项生理体征的采集方法再做进一步限定。
[0062]如图2所示，是本发明实施例体域网系统的信息采集方法的另一种流程图，所述信息采集方法在图1所示的信息采集方法的基础上，还包括以下步骤:
[0063]步骤201:电源管理系统按照所述初始采样周期采集所述体域网系统的电池的剩余电量。
[0064]具体地，电源管理系统包括电量传感器，该电量传感器用于采集所述体域网系统的电池的剩余电量，另外，所述初始采样周期优选为等级I对应的优选采样周期。
[0065]步骤202:网关处理器在根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期之前，根据电源管理系统发送的所述电池当前的剩余电量，判断是否进入低功耗采集模式。
[0066]具体地，在确定所述优选采样周期之前，例如可以在采集各项生理体征之前，根据采集到的电池当前的剩余电量，判断是否进入低功耗采集模式。
[0067]所述根据所述电池当前的剩余电量，判断是否进入低功耗采集模式的方法包括:判断所述电池当前的剩余电量是否小于设定的第一电量阈值；如果是，则确定进入所述低功耗采集模式。特别地，所述设定的第一电量阈值优选为10%。
[0068]步骤203:如果未进入所述低功耗采集模式，则顺序执行步骤103和步骤104。如果进入所述低功耗采集模式，则网关处理器判断所述等级是否大于或等于设定的等级阈值。特别地，对于上 述将某项生理体征共分为3个等级的实施例，所述设定的等级阈值优选为3。
[0069]如果是，则顺序执行步骤103和步骤104。
[0070]具体地，当确定某一项生理体征对应的等级大于或等于所述等级阈值时，说明该项生理体征为紧急数据，顺序执行步骤103和步骤104。
[0071]步骤204:如果否，则网关处理器控制无线传感器停止采集所述生理体征。
[0072]具体地，当确定某一项生理体征对应的等级小于所述等级阈值时，说明该项生理体征为非紧急数据，则在所述低功耗采集模式下，网关处理器控制无线传感器停止对此类非紧急数据进行采集。
[0073]这样，当体域网系统的电池的剩余电量过低时，体域网系统中传输的都是紧急数据，使得在系统电量不够的情况下，不仅有效延长了系统的工作时间，还能够保证紧急数据的及时传输和处理，从而保证用户/病人能够在更长的时间内得到监护，极大地降低了紧急情况发生的可能性；另外，采用本实施例中的采集方法，还能够增加自身的休眠时间，极大地降低了功耗。
[0074]在本发明一优选的实施例中，网关处理器还会在控制无线传感器停止一些生理体征信息的采集后，当电池的剩余电量恢复至所述第二电量阈值之上时，控制该无线传感器重新采集这些生理信息。所述第二电量阈值大于或等于所述第一电量阈值。
[0075]详细地，同样参照图2，所述方法还包括以下步骤:
[0076]步骤205:网关处理器在所述停止采集所述生理体征后，根据所述电池当前的剩余电量，判断是否退出所述低功耗采集模式。如果是，则顺序执行步骤103和步骤104 ;如果否，则控制无线传感器继续停止采集所述生理体征。
[0077]具体地，所述判断是否退出所述低功耗采集模式的方法包括:判断所述电池当前的剩余电量是否大于或等于设定的第二电量阈值，所述第二电量阈值大于或等于所述第一电量阈值；如果是，则确定退出所述低功耗采集模式。
[0078]当确定退出所述低功耗采集模式后，网关处理器需要重新控制无线传感器对所述生理体征进行采集，则此时顺序执行步骤103和步骤104。
[0079]值得说明的是，上述体域网系统不仅能够按照上述方法采集用户的生理体征，还能够采集用户自身的活动状态以及用户身边的环境状态，并且能够根据各个活动状态/环境状态对应的等级，调整各个活动状态/环境状态对应的优选的采样周期。
[0080]上述信息采集方法是在体域网系统中的应用，相应的体域网系统的信息采集系统的结构示意图如图3所示。
[0081]所述体域网系统的信息采集系统包括网关处理器、外部网络、第一接口设备、第二接口设备和至少一个无线传感器301，各所述无线传感器301通过所述第一接口设备与所述网关处理器电连接，所述网关处理器通过所述第二接口设备与所述外部网络电连接。[0082]具体地:上述信息采集系统的所有无线传感器301均包含在一个无线个域网(PAN)内，第一接口设备用于和无线个域网连接，和无线个域网中的各个无线传感器301通信，并作为无线个域网的协调器，其中，无线个域网可以是zigbee网络、蓝牙网络或者其他无线网络，无线个域网中的无线传感器301分布在人体身上，用来采集人体的生理体征，t匕如心电、血压或者体温等信息，每一个无线传感器301都具有无线通信模块，用来和所述第一接口设备通信。所述第二接口设备用于和外部网络(例如IP网络)连接，其可以是WIFI设备，也可以是2G/3G/4G网络通信设备。
[0083]无线传感器301，用于按照初始采样周期采集至少一项生理体征。所述网关处理器包括等级确定单元302和优选采样周期确定单元303。
[0084]其中，等级确定单元302，用于依次对每项生理体征，确定所述生理体征对应的等级；
[0085]优选采样周期确定单元303，用于根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期，并控制所述无线传感器301按照所述优选采样周期采集所述生理体征。
[0086]特别地，所述信息采集系统还包括与所述无线传感器301电连接的定时单元，当所述定时单元内部的时钟到达指定时间后，通知所述无线传感器301动作。
[0087]如图4所示，是本发明实施例体域网系统的信息采集系统的另一种结构示意图，本实施例所述的信息采集系统在图3中所示的信息采集系统的基础上加入了电源管理系统401、第一判断单元402、第二判断单元403和第三判断单元404，具体地:所述系统还包括:
[0088]电源管理系统401，用于按照所述初始采样周期采集所述体域网系统的电池的剩余电量；
[0089]第一判断单元402，用于根据所述电源管理系统401发送的所述电池当前的剩余电量，判断是否进入低功耗采集模式；
[0090]第二判断单元403，所述第二判断单元403与所述等级确定单元302电连接，用于接收所述等级确定单元302发送的等级；在进入所述低功耗采集模式的情况下，判断所述等级是否大于或等于设定的等级阈值；在所述等级大于或等于所述等级阈值的情况下，通知所述优选采样周期确定单元303根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期并控制所述无线传感器301按照所述优选采样周期采集所述生理体征；并且在所述等级小于所述等级阈值的情况下，控制所述无线传感器301停止采集所述生理体征。
[0091]进一步地，所述第一判断单元402，具体用于判断所述电池当前的剩余电量是否小于设定的第一电量阈值，并且在所述电池当前的剩余电量小于所述第一电量阈值的情况下，确定进入所述低功耗采集模式。
[0092]再次参照图4，所述系统还包括:第三判断单元404，所述第三判断单元404分别与所述第二判断单元403和所述电源管理系统401电连接，用于在所述第二判断单元403控制所述无线传感器301停止采集所述生理体征后，根据接收到的所述电源管理系统401发送的电池当前的剩余电量，判断是否退出所述低功耗采集模式；并且在退出所述低功耗采集模式情况下，通知所述优 选采样周期确定单元303根据所述等级，确定所述生理体征对应的优选采样周期并控制所述无线传感器301按照所述优选采样周期采集所述生理体征。
[0093]进一步地，所述第三判断单元404，具体用于判断所述电池当前的剩余电量是否大于或等于设定的第二电量阈值，所述第二电量阈值大于或等于所述第一电量阈值，并且在所述电池当前的剩余电量大于或等于所述第二电量阈值的情况下，确定退出所述低功耗采集模式。
[0094]应用本实施例体域网系统的信息采集系统，根据初始采集的各项生理体征数据对应的等级，确定采集各项生理体征的优选采样周期，这样对于等级较低的生理体征，采样周期较长，从而减少了在体域网系统中传输此种生理体征的数据量，也就减少了在体域网系统中传输的不重要或冗余信息的数据量，可以灵活控制网络的流量，保证了紧急数据(对应等级较高的生理体征的数据)的及时采集，尽可能地降低了体域网系统的网络负载。
[0095]另外，本实施例考虑到体域网系统的电池的剩余电量这个因素，在确定进入低功耗采集模式的情况下，只采集等级比较高的生理体征，从而体域网系统中传输的都是紧急数据，使得在系统电量不够的情况下，能够保证紧急数据的及时传输和处理，从而保证用户/病人能够在更长的时间内得到监护，极大地降低了紧急情况发生的可能性；另外，还能够增加自身的休眠时间，极大地降低了功耗。
[0096]值得说明的是，上述体域网系统不仅能够采集用户的生理体征，还能够采集用户自身的活动状态以及用户身边的环境状态，并且能够根据各个活动状态/环境状态对应的等级，调整各个活动状态/环境状态对应的优选的采样周期。
[0097]上述各单元的具体处理过程可参照前面本发明实施例的方法中的描述，在此不再赘述。
[0098]需要说明的是，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0099]以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。