038]圖2為本發(fā)明傳感器采集節(jié)點的結構圖。
[0039]圖3為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合說明書附圖對本發(fā)明創(chuàng)造作進一步的詳細說明。
[0041]本發(fā)明提供了一種面向家庭健康服務的信息感知系統(tǒng)，通過本系統(tǒng)，用戶能夠根據(jù)家庭環(huán)境的不同，及時、準確傳輸所采集到的信息，經過系統(tǒng)對采集到的數(shù)據(jù)進行簡單處理篩選后，用戶可獲得有用的告警提示，并可根據(jù)需要在顯示屏上輸入所需信息，使用顯示模塊顯示出來。本發(fā)明設計了具有高效算法的處理器，可以大大優(yōu)化傳感網(wǎng)絡節(jié)點布局，減少整個網(wǎng)絡的能源消耗。并且采用量化階數(shù)可調的模數(shù)轉換模塊、高速傳輸?shù)膫鬏斈K，不僅降低了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)誤差，而且實現(xiàn)可靠性傳輸。
[0042]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種面向家庭健康服務的信息感知系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點、顯示模塊、提示模塊、數(shù)據(jù)庫、控制平臺、能源模塊。
[0043]傳感器節(jié)點的功能是根據(jù)需要采集所需信息。
[0044]顯示模塊的功能是根據(jù)需要用戶在觸摸屏上輸入所需顯示信息，顯示模塊可將相應信息顯示出來。
[0045]提示模塊的功能是通過彩色液晶屏將處理器發(fā)送的提示信息顯示出來
[0046]數(shù)據(jù)庫的功能是對接收到的信號進行處理、存儲，并實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與外界網(wǎng)絡共享，以便于分析用戶的身體健康情況，以及環(huán)境是否符合用戶健康需求。
[0047]控制平臺的功能是將數(shù)據(jù)庫的信息展示給用戶，并提供用戶注冊，登陸查詢功能
[0048]能源模塊的功能是為傳感器節(jié)點、顯示模塊、提示模塊提供能源。
[0049]如圖2所示，本發(fā)明的傳感器節(jié)點包括傳感器、模數(shù)轉換器、處理器、傳輸模塊、能源模塊。傳感器根據(jù)需要采集所需信息，通過模數(shù)轉換器將傳感器采集到的信息轉換為數(shù)字信號，處理器接收到模數(shù)轉換器的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行相應處理，然后通過傳輸設備將處理器要發(fā)送給數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫。
[0050]本發(fā)明的傳感器節(jié)點有兩種節(jié)點組成，子節(jié)點和主節(jié)點，子節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街車渌?jié)點，周圍其他節(jié)點可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉發(fā)，傳給存儲功能和處理功能相對于子節(jié)點來說更強大的主節(jié)點，并最終通過主節(jié)點將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚。采用Dijkstra算法實現(xiàn)了傳感器節(jié)點非均勻分布，不僅降低了網(wǎng)絡負載，而是減少了能源消耗。
[0051]本發(fā)明的傳感器節(jié)點分布采用非均勻的節(jié)點分布策略，不僅實現(xiàn)多節(jié)點采集功能，大大降低能量效率，并實現(xiàn)使用能量平衡性，節(jié)省傳感器的使用能量，延長傳感器網(wǎng)絡的壽命，傳感器合理分布還可以解決比較大的、復雜的家庭環(huán)境信息采集難的問題，比如復雜的公司環(huán)境。
[0052]本發(fā)明的傳感器節(jié)點是采用非均勻節(jié)點分布策略實現(xiàn)的，原理如下。
[0053]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的處理器含有計時器功能，并可以自動啟動計時器；同時處理器具有可設定參數(shù)的功能，用可以根據(jù)需求，設定一個D-value值，D-value代表兩個節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)差值最大允許范圍。
[0054]本發(fā)明基于距離相近的節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)相似度比較大，在轉發(fā)過程中，處理器通過對數(shù)據(jù)篩選處理，比較相鄰節(jié)點接收到的數(shù)據(jù)，并啟動一個本節(jié)點的計時器，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)變化，設置D-value。如果在設計的計數(shù)時間范圍內，兩個節(jié)點的數(shù)據(jù)差值不大于D-value,則說明兩個節(jié)點的采集數(shù)據(jù)基本相同，本節(jié)點向此對應相鄰節(jié)點發(fā)送一個信號，用來關閉對應相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)采集功能，這樣就降低了網(wǎng)絡的負載，而且大大降低能量效率，解決了比較大的、復雜的家庭環(huán)境信息采集難的問題。根據(jù)環(huán)境的不同，實現(xiàn)了一種自適應非均勻傳感節(jié)點分布網(wǎng)絡，它不僅可以實現(xiàn)較廣的采集覆蓋區(qū)域，同時合理地減小了不必要的?目息米集。
[0055]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的傳感器模塊由多種傳感器組成，包括兩種傳感器，環(huán)境信息采集傳感器和人體信息采集傳感器。環(huán)境信息采集傳感器包括溫和濕度傳感器，人體信息采集傳感器包括血壓傳感器、體重傳感器、心跳傳感器、血糖傳感器、血脂傳感器。用來測量人體身體狀態(tài)發(fā)生的變換，能夠實現(xiàn)實時感應的功能。
[0056]本發(fā)明傳感器設計上具有輕薄保護性外殼，可以實現(xiàn)防水、抗壓的能力。常用的傳感器一般只是簡單的集成芯片，為了使分布在家庭環(huán)境中的傳感器在日常生活中具有廣泛的使用性，設計輕薄保護外殼，可以在正常生活的情況下實現(xiàn)抵抗外界環(huán)境損壞的能力。
[0057]本發(fā)明傳感器節(jié)點的能源模塊根據(jù)需要采用太陽能電池、交流電、或者USB轉換接口設備三種形式供電。為實現(xiàn)傳感器節(jié)點可移動，本發(fā)明溫濕度傳感器節(jié)點能源模塊采用太陽能電池板供電，所用太陽能電池板具有卓越的弱光效應，同時帶有穩(wěn)壓器，可提供傳感器節(jié)點穩(wěn)定電壓的電源。用戶可以根據(jù)環(huán)境和目標的變化主動調整傳感器節(jié)點位置，以達到對不同環(huán)境數(shù)據(jù)檢測的需求。
[0058]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的模數(shù)轉換器一般和傳感器組合在一起，這種結構可以避免處理器直接處理模擬信號，降低誤差，將數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號再通過處理器進行處理，大大降低了處理器實現(xiàn)的復雜度。
[0059]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的模數(shù)轉換采用Σ Λ型模數(shù)轉換器，其轉換的精度很高，具有很強的降低干擾、抗噪聲的功能，可以接近真實的還原采集到的數(shù)據(jù)，功耗小，和傳感器采用同樣電源裝置。由于我們采集信號的采樣頻率不會太高，十分適合采用Σ Λ型模數(shù)轉換器。Σ Λ型模數(shù)轉換器與傳統(tǒng)數(shù)模轉換器相比，其量化階數(shù)可調，本發(fā)明根據(jù)對不同信號的精確度要求不同，通過調節(jié)Σ Λ型模數(shù)轉換器量化階數(shù)，實現(xiàn)對采集信號的不同程度的量化。模數(shù)轉換器在感知系統(tǒng)中是很重要的，根據(jù)采集系統(tǒng)的應用場景，采用Σ Λ型模數(shù)轉換器是最佳的選擇。
[0060]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的處理器是傳感節(jié)點最核心的組成部分之一，它主要實現(xiàn)了對子節(jié)點和主節(jié)點接收到信號的緩存、處理、分類、更新。
[0061]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的處理器具有緩存功能，為不同數(shù)據(jù)添加所需index標志，實現(xiàn)對模數(shù)轉換器輸出數(shù)據(jù)的緩存，同時實現(xiàn)對其他節(jié)點轉發(fā)的數(shù)據(jù)的緩存。同時實現(xiàn)對采集到的數(shù)據(jù)的分類處理，分類處理包括:
[0062]1、對溫度、濕度、心跳、血壓、體重、血糖傳、血脂信號的分類處理；
[0063]2、對正常數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)的分類處理，對正常數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)的分類處理，是根據(jù)寫入的不同種類信號的標準值范圍，篩選出異常數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)；
[0064]3、對本節(jié)點和其他節(jié)點所發(fā)送的數(shù)據(jù)的處理；
[0065]處理器具有可以實現(xiàn)關閉自身處理進程的功能，通過應用程序控制處理器處理過程的開啟或者關閉。處理器通過讀取其他節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的內容，查看是否應該關閉本節(jié)點處理器進程。實現(xiàn)對整個傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的有效控制，合理控制傳感器布局，優(yōu)化傳感器網(wǎng)絡。
[0066]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的處理器采用對相關數(shù)據(jù)類型進行標簽分類處理的方式。根據(jù)緩存中的數(shù)據(jù)是否是本節(jié)點的數(shù)據(jù)進行加標簽處理分類，通過標簽識別與查找，快速準確地實現(xiàn)本節(jié)點采集數(shù)據(jù)與相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)對比。節(jié)點通過傳輸模塊向其他節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行相應的封裝，封裝的數(shù)據(jù)具有一定的格式規(guī)范，設定處理器開啟位為lock，當接收到相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)時，先查看接收到的數(shù)據(jù)lock位信息，如果lock位為1，則表示關閉本處理器處理進程，如果lock位為0，則開啟處理器處理進程。
[0067]本發(fā)明的傳感器節(jié)點的處理器根據(jù)本節(jié)點與相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)對比結果對接收到的相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)進行必要的響應，