一种人体数据搜集方法及装置

技术领域

本发明涉及数据搜集领域，尤其涉及一种人体数据搜集方法及装置。

背景技术

随着物联网技术的发展，智能家居设备也越来越多样化。智能家居通过物联网技术，将家居设备与网络连接起来，使得人们能够方便得在统一的控制终端，例如手机上对各种具备物联网功能的智能家居进行控制。但是，这种智能家居依然要手动进行设置，智能化不足，因此，能够根据心情进行自适应变化的智能家居被制造了出来。现有的人体的心情判断一般是通过佩戴在人体上的数据获取装置，例如手环来获得人体的参数，然后将通过无线传感器网络将人体参数传输至数据处理中心进行人体心情状态的判断。现有的无线传感器网络中，簇头节点的选取一般采用固定的时间周期进行，这种设置方式使得相邻两次分簇之间的时间间隔不能够根据实际情况进行自适应变化，从而缩短了无线传感器节点的平均工作寿命。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种人体数据搜集方法及装置。

一方面，本发明提供了一种人体数据搜集方法，包括：

S1，通过智能可穿戴设备获取人体的状态数据，并将所述状态数据传输至成员节点；

S2，通过成员节点将所述状态数据传输至簇头节点；

S3，通过簇头节点将所述状态数据传输至通信基站；

S4，通过通信基站将所述状态数据传输至数据处理中心；

所述通信基站还用于采用自适应的时间间隔对无线传感器节点进行分簇处理，将无线传感器节点划分为簇头节点和普通节点；

所述时间间隔通过如下方式进行计算：

第q次进行分簇处理时，通过如下方式预测第q个搜集周期内通信基站的数据转发量：

其中，

若

若

若

其中，

作为优选，所述智能可穿戴设备包括智能手表、智能手环和智能眼镜。

作为优选，所述状态数据包括体温、心跳、血压、呼吸频率、血氧含量。

作为优选，所述成员节点和所述智能可穿戴设备之间的通信方式包括蓝牙通信、ZigBee通信、UWB通信、RFID通信中的一种或多种。

作为优选，所述将所述状态数据传输至簇头节点，包括：

将成员节点记为

将处于成员节点的通信范围内的所有簇头节点存入集合

分别计算

其中，

选取

作为优选，所述数据处理中心包括数据存储模块和数据分析模块；

所述数据存储模块用于对通信基站发送过来的状态数据进行存储；

所述数据分析用于根据所述状态数据确定所述人体的心情状态，所述心情状态包括开心、伤心、愤怒、恐惧和平静。

另一方面，本发明提供了一种人体数据搜集装置，包括可穿戴设备、成员节点、簇头节点、通信基站和数据处理中心；

所述可穿戴设备用于获取人体的状态数据，并将所述状态数据传输至成员节点；

所述成员节点用于将所述状态数据传输至簇头节点；

所述簇头节点用于将所述状态数据传输至通信基站；

所述可穿戴设备用于将所述状态数据传输至数据处理中心；

所述通信基站还用于采用自适应的时间间隔对无线传感器节点进行分簇处理，将无线传感器节点划分为簇头节点和普通节点；

所述时间间隔通过如下方式进行计算：

第q次进行分簇处理时，通过如下方式预测第q个搜集周期内通信基站的数据转发量：

其中，

若

若

若

其中，

本发明通过对下一个搜集周期内通信基站的数据转发量的预测，实现了相邻的两次分簇处理之间的时间间隔的自适应调节，有效延长了无线传感器节点的平均工作寿命。当下一个搜集周期内通信基站的预测的数据转发量显著大于上一个搜集周期内通信基站的实际的数据转发量时，则能够缩短下一次的分簇处理和本次分簇处理之间的时间间隔；反之，则延长下一次的分簇处理和本次分簇处理之间的时间间隔，实现了相邻的两次分簇处理和数据转发量之间的自适应变化，从而能够均衡无线传感器节点的能量消耗，延长所有无线传感器节点的平均工作寿命。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1，为本发明一种人体数据搜集方法的一种示例性实施例图。

图2，为本发明一种人体数据搜集装置的一种示例性实施例图。

具体实施方式

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，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种人体数据搜集方法及装置。

一方面，本发明提供了一种人体数据搜集方法，包括：

S1，通过智能可穿戴设备获取人体的状态数据，并将所述状态数据传输至成员节点；

S2，通过成员节点将所述状态数据传输至簇头节点；

S3，通过簇头节点将所述状态数据传输至通信基站；

S4，通过通信基站将所述状态数据传输至数据处理中心；

所述通信基站还用于采用自适应的时间间隔对无线传感器节点进行分簇处理，将无线传感器节点划分为簇头节点和普通节点；

所述时间间隔通过如下方式进行计算：

第q次进行分簇处理时，通过如下方式预测第q个搜集周期内通信基站的数据转发量：

其中，

若

若

若

其中，

本发明通过对下一个搜集周期内通信基站的数据转发量的预测，实现了相邻的两次分簇处理之间的时间间隔的自适应调节，有效延长了无线传感器节点的平均工作寿命。当下一个搜集周期内通信基站的预测的数据转发量显著大于上一个搜集周期内通信基站的实际的数据转发量时，则能够缩短下一次的分簇处理和本次分簇处理之间的时间间隔；反之，则延长下一次的分簇处理和本次分簇处理之间的时间间隔，实现了相邻的两次分簇处理和数据转发量之间的自适应变化，从而能够均衡无线传感器节点的能量消耗，延长所有无线传感器节点的平均工作寿命。

在另一种可选的实施例中，还可以通过马尔科夫链对下一个搜集周期的通信基站的数据转发量进行预测，获得下一个搜集周期内通信基站的预测的数据转发量。

作为优选，所述智能可穿戴设备包括智能手表、智能手环和智能眼镜。

需要说明的是这里并不是对可穿戴设备进行限制，而是所有具备人体数据监测功能的设备都能够用来实现本发明的技术方案。

作为优选，所述状态数据包括体温、心跳、血压、呼吸频率、血氧含量。

作为优选，所述成员节点和所述智能可穿戴设备之间的通信方式包括蓝牙通信、ZigBee通信、UWB通信、RFID通信中的一种或多种。

在别墅等比较大的空间中，由于人体的移动，而可穿戴设备的通信距离有限，因此，可以通过设置无线传感器节点散布在人体的活动空间内，组成无线传感网络，完成对可穿戴设备的获得的人体的状态数据的转发。

作为优选，所述将所述状态数据传输至簇头节点，包括：

将成员节点记为

将处于成员节点的通信范围内的所有簇头节点存入集合

分别计算

其中，

选取

在现有技术中，成员节点一般是直接与距离其最近的簇头节点进行通信，但是这种通信方式显然没有考虑到簇头节点的状态变化，距离最近的簇头节点并不一定是最佳的通信目标，因此该簇头节点可能距离通信基站最远，这样就增加了数据传输过程中的电量消耗，不利于提高无线传感器节点的平均工作寿命。而在本发明的上述实施例中，通过从通信距离、通信范围内包含的其它簇头节点的总数、和通信基站之间的平均通信跳数这几个方面进行考虑，综合计算得到通信损耗系数，通信损耗系数越大，表示状态数据的转发过程的电量损耗越大，因此，本发明能够选出使得状态数据的转发过程的电量损耗尽可能小的簇头节点作为最终的簇头节点，有效降低了对状态数据的转发过程的电量损耗。有利于提高无线传感器节点的平均工作寿命。

作为优选，所述成员节点与和所述最终的簇头节点之间的通信采用如下方式进行：

通过如下方式计算退让时间基准值：

获取通信退让系数：

其中，

计算成员节点的等待系数：

通过如下方式计算退让等待时间

若成员节点向所述最终的簇头节点建立通信连接时侦测到所述最终的簇头节点存在其它的通信连接，则等待

所述退让时间基准值由所述最终的簇头节点定期进行计算，并广播至邻居节点。

在上述实施例中，本发明通过等待系数和通信退让系数之间的大小来计算退让等待时间，退让等待时间并不是固定值，而是能够根据当前的网络状态自适应进行变化，从而能够有效缩短对状态数据的转发过程中的通信延时，有利于提高到达数据处理中心的状态数据的实时性。实现对人体状态的及时监测。同时，退让时间基准值也是由簇头节点动态进行计算的，能够有效提高本发明上述实施例对网络状态变化的适应性。

作为优选，所述数据处理中心包括数据存储模块和数据分析模块；

所述数据存储模块用于对通信基站发送过来的状态数据进行存储；

所述数据分析用于根据所述状态数据确定所述人体的心情状态，所述心情状态包括开心、伤心、愤怒、恐惧和平静。

作为优选，数据处理中心包括电脑、平板、智能手机中的一种或多种。

另一方面，本发明提供了一种人体数据搜集装置，包括可穿戴设备、成员节点、簇头节点、通信基站和数据处理中心；

所述可穿戴设备用于获取人体的状态数据，并将所述状态数据传输至成员节点；

所述成员节点用于将所述状态数据传输至簇头节点；

所述簇头节点用于将所述状态数据传输至通信基站；

所述可穿戴设备用于将所述状态数据传输至数据处理中心；

所述通信基站还用于采用自适应的时间间隔对无线传感器节点进行分簇处理，将无线传感器节点划分为簇头节点和普通节点；

所述时间间隔通过如下方式进行计算：

第q次进行分簇处理时，通过如下方式预测第q个搜集周期内通信基站的数据转发量：

其中，

若

若

若

其中，

需要说明的是，本装置用于实现上述方法的功能，装置中各模块与上述方法步骤相对应，

并能够实施上述方法中的不同实施方式，具体可参见上述关于方法的描述，这里不再详细叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。