一種多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，所述方法包括：步驟1：接收器上電產(chǎn)生隨機信道；步驟2：接收器搶占隨機信道，接收器在公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對；步驟3：傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，接收器與傳感前端配對成功后，接收器從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)；步驟4：當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾，造成數(shù)據(jù)丟包率達到閾值時，接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的空閑信道繼續(xù)工作，實現(xiàn)了多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法配對簡單、直觀、各無線通道速率獨立、穩(wěn)定、空間容量大的技術效果。
【專利說明】
一種多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及多通道生物信號采集領域，具體地，涉及一種多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法。
【背景技術】
[0002]目前生物信號的采集由多通道生物信號采集器和各種傳感器組成。傳感器通過導線連接到采集器的各個通道，每個通道獨立采集相對應的傳感器數(shù)據(jù)。采集器連接的傳感器越多，連接導線則越多。過多的導線使系統(tǒng)繁雜，同時導線對傳感器的牽姅，使傳感器在生物體上的安置受到影響，甚至導致傳感器脫落，導致采集失敗。
[0003]另外現(xiàn)有無線傳輸方案在本應用中具有一定的局限性。例如wif1、藍牙等方案，設備配對需要查找設備名稱、密碼驗證等等環(huán)節(jié)，針對傳感器這種非智能設備來說操作相對復雜。另外傳感器數(shù)據(jù)對應傳輸?shù)侥膫€采集通道也不直觀。同時，由于wif1、藍牙等都采用同一頻段的自動跳頻技術，隨著采集通道數(shù)量增多，發(fā)生無線信號碰撞的概率大大增加，信號延遲，從而影響傳輸速度。在生物信號的實時采樣中，信號的卡頓是不能容忍的。
[0004]綜上所述，本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請實施例中發(fā)明技術方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術至少存在如下技術問題:
在現(xiàn)有技術中，現(xiàn)有的多通道生物信號采集器與傳感器之間的傳輸方式存在有線傳輸方式復雜，不便于使用，無線傳輸方式存在實現(xiàn)難度大，傳輸速度不穩(wěn)定的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，解決了現(xiàn)有的多通道生物信號采集器與傳感器之間的傳輸方式存在有線傳輸方式復雜，不便于使用，無線傳輸方式存在實現(xiàn)難度大，傳輸速度不穩(wěn)定的技術問題，實現(xiàn)了多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法配對簡單、直觀、各無線通道速率獨立、穩(wěn)定、空間容量大的技術效果。
[0006]為解決上述技術問題，本申請將傳統(tǒng)傳感器分為接收器和傳感前端兩部分。接收器插在多通道生物信號采集器的采集通道上。
[0007]傳感前端由電池供電，負責采集信號，并將信號轉化為無線電數(shù)據(jù)傳輸。
[0008]接收器上電后產(chǎn)生一個隨機延遲時間和隨機信道chi。隨機延遲時間到達后，接收器立即探測空間的信道s是否干凈，若空間信道Chl未被占用，該接收器則立即占用信道chi。否則接收器再次產(chǎn)生新隨機信道ch2，直到找到可用信道。
[0009]這兩個隨機值在時間和空間兩個維度上產(chǎn)生了一個二維的隨機事件。避免了大量接收器同時上電時發(fā)生同時搶占同一信道的情況。
[0010]搶占信道成功后，接收器在該信道以全功率向空間發(fā)射信息，以避免其他接收器搶占到該信道。然后接收器跳頻到公共信道，以最低功率發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對。在未配對前接收器一直處于這兩個信道的交替工作中。
[0011]傳感前端上電后，進入公共信道以接收配對信息。傳感前端靠近需要配對的接收器，當傳感前端探測到公共信道信號強度達到閾值強度時，傳感前端認為配對信息有效，并根據(jù)配對信息將通訊信道切換到與之配對的接收器的通訊信道。接收器在通訊信道接收到傳感前端的配對完成信號，則關閉公共信道，停止配對。并開始從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)。
[0012]當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾造成數(shù)據(jù)丟包率達到閾值時，接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的無干擾信道繼續(xù)工作，實現(xiàn)信道的無縫切換，提高通訊的抗干擾能力。
[0013]進一步的，接收器產(chǎn)生隨機信道后，立即切換到監(jiān)聽模式，監(jiān)聽空間中該信道是否已被占用；若探測到空間中該隨機信道信號強度大于可支撐穩(wěn)定通訊的-80dBm，則認為該信道已被占用，則繼續(xù)產(chǎn)生新的隨機信道監(jiān)聽，直到探測到信道信號強度小于-80dBm，且持續(xù)時間大于25ms，以保證不會漏掉其他接收器的信道占用信息則認為該信道可用。
[0014]進一步的，接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道發(fā)射信息，然后接收器跳頻到公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對，在成功配對前，接收器以10hz的速度在可用信道和公共信道之間切換。
[0015]進一步的，接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道以+1dBm的功率向空間持續(xù)發(fā)射5ms的信息，盡可能的讓其他距離較遠的接收器能監(jiān)聽到該信道已被占用。然后接收器跳頻到公共信道，以_30dBm功率持續(xù)發(fā)射5ms配對信息，等待傳感前端的配對，如此小的發(fā)射功率，傳感前端必須貼近接收機才能達到配對強度閾值，避免了傳感前端與其他接收機的誤配。在成功配對前，接收器以10hz的速度在可用信道和公共信道之間切換。
[0016]進一步的，傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，傳感前端逐漸靠近需要配對的接收器，當傳感前端與接收器非常貼近時信號強度達到-60dBm，足以避免傳感前端與其他接收機誤配。則傳感前端認為配對信息有效，并根據(jù)配對信息將通訊信道切換到配對的接收器的通訊信道;接收器在通訊信道接收到傳感前端的配對完成信號，則關閉公共信道，停止配對，并開始從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)。
[0017]進一步的，當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾，造成數(shù)據(jù)丟包率達到3%，此時信號采集的波形即將出現(xiàn)明顯的卡頓和失真。接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的空閑信道繼續(xù)工作，以保證有良好的用戶體驗。
[0018]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點: 由于采用了將多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法設計為所述傳感器包括接收器和傳感前端兩部分，接收器插在多通道生物信號采集器的采集通道上，所述方法包括:步驟1:接收器上電產(chǎn)生隨機信道;步驟2:接收器搶占隨機信道，接收器在公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對;步驟3:傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，接收器與傳感前端配對成功后，接收器從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù);步驟4:當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾，造成數(shù)據(jù)丟包率達到閾值時，接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的空閑信道繼續(xù)工作的技術方案，即本發(fā)明采用無線連接的方法，使多通道生物信號采集器和傳感器之間無導線連接，減少了系統(tǒng)的復雜度，減少傳感器的牽姅，使傳感器更易在生物體上安放且更加牢固，本發(fā)明實現(xiàn)的無線連接方法配對簡單，僅需將無線傳感器與接收器靠近即可完成配對，采用空間信道探測和自動信道分配的方法，實現(xiàn)接收器與傳感器獨占一個信道進行點對點數(shù)據(jù)傳輸，保障生物信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性，采用丟包率檢測、空間信道探測和自動跳頻的方法，實現(xiàn)信道被干擾可自動切換到干凈信道繼續(xù)工作，保障生物信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性，本發(fā)明以無線數(shù)據(jù)傳輸為基礎，采用自動信道分配，靠近配對，自動跳頻等方法，實現(xiàn)了同一空間內(nèi)多路無線信號點對點傳輸傳感器的無線化，解決了傳統(tǒng)生物信號采集主機與傳感器之間連線繁雜的問題，所以，有效解決了現(xiàn)有的多通道生物信號采集器與傳感器之間的傳輸方式存在有線傳輸方式復雜，不便于使用，無線傳輸方式存在實現(xiàn)難度大，傳輸速度不穩(wěn)定的技術問題，進而實現(xiàn)了多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法配對簡單、直觀、各無線通道速率獨立、穩(wěn)定、空間容量大的技術效果。
【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定；
圖1是本申請實施例一中多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法的流程示意圖；
圖2是本申請實施例一中多通道生物信號采集器與傳感器的系統(tǒng)組成示意圖；
其中，a-多通道生物信號采集器，b-接收器，C-無線信道，d-傳感前端。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明提供了一種多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，解決了現(xiàn)有的多通道生物信號采集器與傳感器之間的傳輸方式存在有線傳輸方式復雜，不便于使用，無線傳輸方式存在實現(xiàn)難度大，傳輸速度不穩(wěn)定的技術問題，實現(xiàn)了多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法配對簡單、直觀、各無線通道速率獨立、穩(wěn)定、空間容量大的技術效果。
[0021]為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0022]下面結合具體實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0023]實施例一:
請參考圖1-圖2，本申請?zhí)峁┝艘环N多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，所述傳感器包括接收器和傳感前端兩部分，接收器插在多通道生物信號采集器的采集通道上，所述方法包括:
步驟1:接收器上電產(chǎn)生隨機信道；
步驟2:接收器搶占隨機信道，接收器在公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對；步驟3:傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，接收器與傳感前端配對成功后，接收器從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)；
步驟4:當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾，造成數(shù)據(jù)丟包率達到閾值時，接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的空閑信道繼續(xù)工作。
[0024]其中，在本申請實施例中，所述步驟I具體包括:接收器上電產(chǎn)生隨機延遲時間和隨機信道chi，隨機延遲時間結束時，接收器探測隨機信道chi是否干凈，若隨機信道chi未被占用，該接收器則立即占用隨機信道chi，若隨機信道chi被占用，則接收器產(chǎn)生新的隨機信道ch2;重復步驟I，直到接收器找到可用信道。
[0025]其中，在本申請實施例中，所述步驟2具體包括:接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道發(fā)射信息，然后接收器跳頻到公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對。
[0026]其中，在本申請實施例中，接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道以全功率向空間發(fā)射信息，然后接收器跳頻到公共信道，以最低功率發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對。
[0027]其中，在本申請實施例中，所述步驟3具體包括:傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，傳感前端逐漸靠近需要配對的接收器，當傳感前端探測到公共信道信號強度達到閾值強度時，則傳感前端認為配對信息有效，并根據(jù)配對信息將通訊信道切換到配對的接收器的通訊信道;接收器在通訊信道接收到傳感前端的配對完成信號，則關閉公共信道，停止配對，并開始從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)。
[0028]下面結合具體的例子對本申請中的方法進行介紹:
以BL-420N多通道生物信號采集器為例，該采集器具有4個采集通道，可同時采集4路傳感器信號。將4個接收器分別插到每個通道上，上電后每個接收器先后獲取到有效的通訊信道，并等待配對。
[0029]此時，打開心電傳感前端電源，并將其靠近插在通道I上的接收器。聽到“嘀”聲后表示配對成功，同時BL-420N的上位機軟件I通道出現(xiàn)心電波形。
[0030]可根據(jù)上述操作將通道2與血壓傳感前端配對，上位機軟件2通道出現(xiàn)血壓波形。
[0031]將通道3與呼吸傳感前端配對，上位機軟件3通道出現(xiàn)呼吸波形。
[0032]將通道4與肌張力傳感前端配對，上位機軟件4通道出現(xiàn)肌肉收縮波形。
[0033]將通道配對完成后可獨立觀測各通道數(shù)據(jù)和波形，并可根據(jù)實驗操作任意挪動生物樣本和傳感器位置，十分方便。
[0034]上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優(yōu)點:
由于采用了將多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法設計為所述傳感器包括接收器和傳感前端兩部分，接收器插在多通道生物信號采集器的采集通道上，所述方法包括:步驟1:接收器上電產(chǎn)生隨機信道;步驟2:接收器搶占隨機信道，接收器在公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對;步驟3:傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，接收器與傳感前端配對成功后，接收器從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù);步驟4:當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾，造成數(shù)據(jù)丟包率達到閾值時，接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的空閑信道繼續(xù)工作的技術方案，即本發(fā)明采用無線連接的方法，使多通道生物信號采集器和傳感器之間無導線連接，減少了系統(tǒng)的復雜度，減少傳感器的牽姅，使傳感器更易在生物體上安放且更加牢固，本發(fā)明實現(xiàn)的無線連接方法配對簡單，僅需將無線傳感器與接收器靠近即可完成配對，采用空間信道探測和自動信道分配的方法，實現(xiàn)接收器與傳感器獨占一個信道進行點對點數(shù)據(jù)傳輸，保障生物信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性，采用丟包率檢測、空間信道探測和自動跳頻的方法，實現(xiàn)信道被干擾可自動切換到干凈信道繼續(xù)工作，保障生物信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性，本發(fā)明以無線數(shù)據(jù)傳輸為基礎，采用自動信道分配，靠近配對，自動跳頻等方法，實現(xiàn)了同一空間內(nèi)多路無線信號點對點傳輸傳感器的無線化，解決了傳統(tǒng)生物信號采集主機與傳感器之間連線繁雜的問題，所以，有效解決了現(xiàn)有的多通道生物信號采集器與傳感器之間的傳輸方式存在有線傳輸方式復雜，不便于使用，無線傳輸方式存在實現(xiàn)難度大，傳輸速度不穩(wěn)定的技術問題，進而實現(xiàn)了多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法配對簡單、直觀、各無線通道速率獨立、穩(wěn)定、空間容量大的技術效果。
[0035]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內(nèi)的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0036]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權項】
1.一種多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，所述傳感器包括接收器和傳感前端兩部分，接收器插在多通道生物信號采集器的采集通道上，所述方法包括: 步驟1:接收器上電產(chǎn)生隨機信道； 步驟2:接收器搶占隨機信道，接收器在公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對； 步驟3:傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，接收器與傳感前端配對成功后，接收器從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)； 步驟4:當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾，造成數(shù)據(jù)丟包率達到閾值時，接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的空閑信道繼續(xù)工作。2.根據(jù)權利要求1所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，所述步驟I具體包括:接收器上電產(chǎn)生隨機延遲時間和隨機信道chi，隨機延遲時間結束時，接收器探測隨機信道chi是否干凈，若隨機信道chi未被占用，該接收器則立即占用隨機信道chi，若隨機信道chi被占用，則接收器產(chǎn)生新的隨機信道ch2;重復步驟I，直到接收器找到可用信道。3.根據(jù)權利要求2所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，所述步驟2具體包括:接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道發(fā)射信息，然后接收器跳頻到公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對。4.根據(jù)權利要求3所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道以全功率向空間發(fā)射信息，然后接收器跳頻到公共信道，以最低功率發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對。5.根據(jù)權利要求1所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，所述步驟3具體包括:傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，傳感前端逐漸靠近需要配對的接收器，當傳感前端探測到公共信道信號強度達到閾值強度時，則傳感前端認為配對信息有效，并根據(jù)配對信息將通訊信道切換到配對的接收器的通訊信道;接收器在通訊信道接收到傳感前端的配對完成信號，則關閉公共信道，停止配對，并開始從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權利要求2所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，接收器產(chǎn)生隨機信道后，立即切換到監(jiān)聽模式，監(jiān)聽空間中該信道隨機信道是否已被占用;若探測到空間中該隨機信道信號強度大于-80dBm，則認為該信道已被占用，則繼續(xù)產(chǎn)生新的隨機信道監(jiān)聽，直到探測到信道信號強度小于-80dBm，且持續(xù)時間大于25ms，則認為該信道可用。7.根據(jù)權利要求3所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道發(fā)射信息，然后接收器跳頻到公共信道發(fā)射配對信息，等待傳感前端的配對，在成功配對前，接收器以10hz的速度在可用信道和公共信道之間切換。8.根據(jù)權利要求3所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，接收器搶占可用信道成功后，接收器在該信道以+1dBm的功率向空間持續(xù)發(fā)射5ms的信息，然后接收器跳頻到公共信道，以_30dBm功率持續(xù)發(fā)射5ms配對信息，等待傳感前端的配對，在成功配對前，接收器以10hz的速度在可用信道和公共信道之間切換。9.根據(jù)權利要求5所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，傳感前端上電后，進入公共信道接收配對信息，傳感前端逐漸靠近需要配對的接收器，當傳感前端探測到公共信道信號強度達到-60dBm時，則傳感前端認為配對信息有效，并根據(jù)配對信息將通訊信道切換到配對的接收器的通訊信道;接收器在通訊信道接收到傳感前端的配對完成信號，則關閉公共信道，停止配對，并開始從傳感前端獲取有效數(shù)據(jù)。10.根據(jù)權利要求1所述的多通道生物信號采集器與傳感器的無線連接方法，其特征在于，當接收器與傳感前端的通訊信道被干擾，造成數(shù)據(jù)丟包率達到3%時，接收器自動掃描空間中可用的空閑信道，并通知傳感前端同時切換到新的空閑信道繼續(xù)工作。
【文檔編號】G08C17/02GK105957320SQ201610283029
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】賴勇
【申請人】成都泰盟軟件有限公司