[发明专利]无线身体传感器网络

说明书

本发明涉及用于连续测量ECG、SpO2、心率、血压等的通信装置，尤其是适于用作穿戴式医疗传感器的装置，本发明特别涉及用这样的装置组建无线网络的方法和装置。 

为了连续地监视患者的机体功能(如，ECG)，传感器最好能安装到患者身上，传感器应当尽可能地轻便和小巧，以免给患者带来不便，传感器还应当能够彼此进行无线通信。此外，如果在同一患者身上使用多个这样的传感器，就必须找到以协作方式远程监视它们的合适手段，为此，有人提出，把附着在同一患者身上的多个传感器连接成一个无线网络。但在实践中，使用传统技术组建无线网络是很困难的事，因为用户必须为网络中的所有设备配置网络类型、网络名、网络地址、通信和安全参数。例如，在运行“Windows XP”等操作系统的个人计算机构成的网络中，用户必须遵循一系列详细的安装过程，或使用“向导(wizard)”来创建和传播网络设置。 

申请号为DE 020188的专利申请(飞利浦)公开了用于无线消费网络的一种短距离密钥传输系统，其提供了配置网络成员和引导安全系统的方法。申请号为DE 030119的德国专利申请公开了现有无线自组网的无线医疗传感器添加/删除的控制装置和方法，而申请号为DE 030017的专利申请(飞利浦)则公开了用Bluetooth(蓝牙)移动设备自动组建无线自组(ad-hoc)网的方法。 

在所有这些系统涉及的无线网络中，信号都是在患者身外传播的，这就会产生一个问题：采用自动建立网络的无线技术的系统很容易连接到附近的所有设备，而不管它们实际上是否与同一患者相连。例如，为了自动搜寻射程内的所有新设备并与之建立连接，蓝牙设备需要频繁地进行配置。 

因此，本发明旨在为装在身上的传感器提供一种建网系统，以便能够 将通信局限于那些仅仅附着在同一人身上的传感器。 

根据本发明，上述目的是通过一种通信装置来实现的，该通信装置适于附着在一名佩戴者的身体上，从而成为身体区域网(BAN)的一部分，该通信装置包括身体耦合通信(BCC)装置和短距离无线电装置，该装置包括检测模块和建网模块，检测模块可使用BCC检测佩戴者身上的其它类似通信装置，建网模块可与其它这样的装置使用它们的短距离无线电装置建立无线网络，其中，该BCC装置包括： 

(a)发现模块，发现附着在此人身上的其它类似装置； 

(b)交换模块，与类似装置交换网络参数； 

(c)发送模块，向处于低功耗睡眠模式的短距离无线电装置发送唤醒信号。 

为此，本发明提供了一种包括传感器或其它电子装置的无线身体区域网，其中的每个传感器或电子装置都能利用身体耦合通信(BCC)建立网络连接，还包括一种在网络建立后进行无线短距离通信的RF收发机。 

应当明白的是，本发明适用于任何类型的网络设备，如便携式娱乐设备，只要它们彼此之间需要传送数据或需要向这些设备所用的遥控设备传送数据即可。 

在一个典型的方案中，每个设备包括一个与用户容性相连的BCC传感器，例如，容性相连方式在序号为6211799的美国专利中有记载，其描述了通过用户身体发送功率和数据的系统。 

RF收发机可采用各种短距离通信技术，如Bluetooth、IEEE 802.15.4(WPAN)和ZigBee。优选情况下，系统中的每个BCC传感器都能够搜索用户身体限定的“无线环境”，以发现附着在此人身上的任何其它传感器。在一个优选方案中，一旦发现BCC传感器之后，它们就交换网络参数，从而使用它们的RF收发机建立无线网络。优选情况下，该系统使得各RF收发机能够进入低功耗睡眠模式，但在需要的时候可以被BCC收发机唤醒。 

因此，本发明组建无线网络的优选方法包括以下步骤： 

a)把第一个无线传感器附着到患者身上； 

b)在预定的时间段内，该传感器使用BCC搜寻患者环境中的任何其它传感器； 

c)如果没有检测到其它传感器，就启动该传感器的睡眠模式； 

d)把第二个传感器附着到患者身上； 

e)第二个传感器通过BCC搜寻任何其它传感器，一旦对第一个传感器完成定位，就启动RF网络组建程序； 

f)把第三个传感器附着到患者身上； 

g)使用新的传感器重复上述搜寻程序，从而使新的传感器加入现有的RF网络。