一种多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法技术

本发明专利技术公开了一种多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，所述方法包括：步骤1：接收器上电产生随机信道；步骤2：接收器抢占随机信道，接收器在公共信道发射配对信息，等待传感前端的配对；步骤3：传感前端上电后，进入公共信道接收配对信息，接收器与传感前端配对成功后，接收器从传感前端获取有效数据；步骤4：当接收器与传感前端的通讯信道被干扰，造成数据丢包率达到阈值时，接收器自动扫描空间中可用的空闲信道，并通知传感前端同时切换到新的空闲信道继续工作，实现了多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法配对简单、直观、各无线通道速率独立、稳定、空间容量大的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多通道生物信号采集领域，具体地，涉及一种多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法。
技术介绍
目前生物信号的采集由多通道生物信号采集器和各种传感器组成。传感器通过导线连接到采集器的各个通道，每个通道独立采集相对应的传感器数据。采集器连接的传感器越多，连接导线则越多。过多的导线使系统繁杂，同时导线对传感器的牵绊，使传感器在生物体上的安置受到影响，甚至导致传感器脱落，导致采集失败。另外现有无线传输方案在本应用中具有一定的局限性。例如wifi、蓝牙等方案，设备配对需要查找设备名称、密码验证等等环节，针对传感器这种非智能设备来说操作相对复杂。另外传感器数据对应传输到哪个采集通道也不直观。同时，由于wifi、蓝牙等都采用同一频段的自动跳频技术，随着采集通道数量增多，发生无线信号碰撞的概率大大增加，信号延迟，从而影响传输速度。在生物信号的实时采样中，信号的卡顿是不能容忍的。综上所述，本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：在现有技术中，现有的多通道生物信号采集器与传感器之间的传输方式存在有线传输方式复杂，不便于使用，无线传输方式存在实现难度大，传输速度不稳定的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，解决了现有的多通道生物信号采集器与传感器之间的传输方式存在有线传输方式复杂，不便于使用，无线传输方式存在实现难度大，传输速度不稳定的技术问题，实现了多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法配对简单、直观、各无线通道速率独立、稳定、空间容量大的技术效果。为解决上述技术问题，本申请将传统传感器分为接收器和传感前端两部分。接收器插在多通道生物信号采集器的采集通道上。传感前端由电池供电，负责采集信号，并将信号转化为无线电数据传输。接收器上电后产生一个随机延迟时间和随机信道ch1。随机延迟时间到达后，接收器立即探测空间的信道s是否干净，若空间信道ch1未被占用，该接收器则立即占用信道ch1。否则接收器再次产生新随机信道ch2，直到找到可用信道。这两个随机值在时间和空间两个维度上产生了一个二维的随机事件。避免了大量接收器同时上电时发生同时抢占同一信道的情况。抢占信道成功后，接收器在该信道以全功率向空间发射信息，以避免其他接收器抢占到该信道。然后接收器跳频到公共信道，以最低功率发射配对信息，等待传感前端的配对。在未配对前接收器一直处于这两个信道的交替工作中。传感前端上电后，进入公共信道以接收配对信息。传感前端靠近需要配对的接收器，当传感前端探测到公共信道信号强度达到阈值强度时，传感前端认为配对信息有效，并根据配对信息将通讯信道切换到与之配对的接收器的通讯信道。接收器在通讯信道接收到传感前端的配对完成信号，则关闭公共信道，停止配对。并开始从传感前端获取有效数据。当接收器与传感前端的通讯信道被干扰造成数据丢包率达到阈值时，接收器自动扫描空间中可用的空闲信道，并通知传感前端同时切换到新的无干扰信道继续工作，实现信道的无缝切换，提高通讯的抗干扰能力。进一步的，接收器产生随机信道后，立即切换到监听模式，监听空间中该信道是否已被占用；若探测到空间中该随机信道信号强度大于可支撑稳定通讯的-80dBm，则认为该信道已被占用，则继续产生新的随机信道监听，直到探测到信道信号强度小于-80dBm，且持续时间大于25ms，以保证不会漏掉其他接收器的信道占用信息则认为该信道可用。进一步的，接收器抢占可用信道成功后，接收器在该信道发射信息，然后接收器跳频到公共信道发射配对信息，等待传感前端的配对，在成功配对前，接收器以100hz的速度在可用信道和公共信道之间切换。进一步的，接收器抢占可用信道成功后，接收器在该信道以+10dBm的功率向空间持续发射5ms的信息，尽可能的让其他距离较远的接收器能监听到该信道已被占用。然后接收器跳频到公共信道，以-30dBm功率持续发射5ms配对信息，等待传感前端的配对，如此小的发射功率，传感前端必须贴近接收机才能达到配对强度阈值，避免了传感前端与其他接收机的误配。在成功配对前，接收器以100hz的速度在可用信道和公共信道之间切换。进一步的，传感前端上电后，进入公共信道接收配对信息，传感前端逐渐靠近需要配对的接收器，当传感前端与接收器非常贴近时信号强度达到-60dBm，足以避免传感前端与其他接收机误配。则传感前端认为配对信息有效，并根据配对信息将通讯信道切换到配对的接收器的通讯信道；接收器在通讯信道接收到传感前端的配对完成信号，则关闭公共信道，停止配对，并开始从传感前端获取有效数据。进一步的，当接收器与传感前端的通讯信道被干扰，造成数据丢包率达到3%，此时信号采集的波形即将出现明显的卡顿和失真。接收器自动扫描空间中可用的空闲信道，并通知传感前端同时切换到新的空闲信道继续工作，以保证有良好的用户体验。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于采用了将多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法设计为所述传感器包括接收器和传感前端两部分，接收器插在多通道生物信号采集器的采集通道上，所述方法包括：步骤1：接收器上电产生随机信道；步骤2：接收器抢占随机信道，接收器在公共信道发射配对信息，等待传感前端的配对；步骤3：传感前端上电后，进入公共信道接收配对信息，接收器与传感前端配对成功后，接收器从传感前端获取有效数据；步骤4：当接收器与传感前端的通讯信道被干扰，造成数据丢包率达到阈值时，接收器自动扫描空间中可用的空闲信道，并通知传感前端同时切换到新的空闲信道继续工作的技术方案，即本专利技术采用无线连接的方法，使多通道生物信号采集器和传感器之间无导线连接，减少了系统的复杂度，减少传感器的牵绊，使传感器更易在生物体上安放且更加牢固，本专利技术实现的无线连接方法配对简单，仅需将无线传感器与接收器靠近即可完成配对，采用空间信道探测和自动信道分配的方法，实现接收器与传感器独占一个信道进行点对点数据传输，保障生物信号数据传输的实时性和稳定性，采用丢包率检测、空间信道探测和自动跳频的方法，实现信道被干扰可自动切换到干净信道继续工作，保障生物信号数据传输的实时性和稳定性，本专利技术以无线数据传输为基础，采用自动信道分配，靠近配对，自动跳频等方法，实现了同一空间内多路无线信号点对点传输传感器的无线化，解决了传统生物信号采集主机与传感器之间连线繁杂的问题，所以，有效解决了现有的多通道生物信号采集器与传感器之间的传输方式存在有线传输方式复杂，不便于使用，无线传输方式存在实现难度大，传输速度不稳定的技术问题，进而实现了多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法配对简单、直观、各无线通道速率独立、稳定、空间容量大的技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本申请实施例一中多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法的流程示意图；图2是本申请实施例一中多通道生物信号采集器与传感器的系统组成示意图；其中，a-多通道生物信号采集器，b-接收器，c-无线信道，d-传感前端。具体实施方式本专利技术提供了一种多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，解决了现有的多通道生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，其特征在于，所述传感器包括接收器和传感前端两部分，接收器插在多通道生物信号采集器的采集通道上，所述方法包括：步骤1：接收器上电产生随机信道；步骤2：接收器抢占随机信道，接收器在公共信道发射配对信息，等待传感前端的配对；步骤3：传感前端上电后，进入公共信道接收配对信息，接收器与传感前端配对成功后，接收器从传感前端获取有效数据；步骤4：当接收器与传感前端的通讯信道被干扰，造成数据丢包率达到阈值时，接收器自动扫描空间中可用的空闲信道，并通知传感前端同时切换到新的空闲信道继续工作。

【技术特征摘要】
1.一种多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，其特征在于，所述传感器包括接收器和传感前端两部分，接收器插在多通道生物信号采集器的采集通道上，所述方法包括：步骤1：接收器上电产生随机信道；步骤2：接收器抢占随机信道，接收器在公共信道发射配对信息，等待传感前端的配对；步骤3：传感前端上电后，进入公共信道接收配对信息，接收器与传感前端配对成功后，接收器从传感前端获取有效数据；步骤4：当接收器与传感前端的通讯信道被干扰，造成数据丢包率达到阈值时，接收器自动扫描空间中可用的空闲信道，并通知传感前端同时切换到新的空闲信道继续工作。2.根据权利要求1所述的多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：接收器上电产生随机延迟时间和随机信道ch1，随机延迟时间结束时，接收器探测随机信道ch1是否干净，若随机信道ch1未被占用，该接收器则立即占用随机信道ch1，若随机信道ch1被占用，则接收器产生新的随机信道ch2；重复步骤1，直到接收器找到可用信道。3.根据权利要求2所述的多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：接收器抢占可用信道成功后，接收器在该信道发射信息，然后接收器跳频到公共信道发射配对信息，等待传感前端的配对。4.根据权利要求3所述的多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，其特征在于，接收器抢占可用信道成功后，接收器在该信道以全功率向空间发射信息，然后接收器跳频到公共信道，以最低功率发射配对信息，等待传感前端的配对。5.根据权利要求1所述的多通道生物信号采集器与传感器的无线连接方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：传感前端上电后，进入公共信道接收配对信息，传感前端逐渐靠近需要配对的接收器，当传感前端探测到公共信道信号强度达到阈值强度时，则传感前端认为配对信息有效，并根据配对信息将通讯信道切换到配对的接收器的通讯信道；接收器在通讯信道...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖勇，
申请(专利权)人：成都泰盟软件有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51