无线体域网中的数据传输方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无线体域网中的数据传输方法和系统。所述方法包括：唤醒从节点；接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中；接收所述从节点的上传数据，所述上传数据是按照所述统计帧中的调度信息传输的。所述系统包括：包括网络协调器，所述网络协调器包括：节点唤醒模块，用于唤醒从节点；调度模块，用于接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中；数据处理模块，用于接收所述从节点的上传数据，所述上传数据是按照所述统计帧中的调度信息传输的。采用本发明专利技术能提高能效且缩短数据在超帧中的等待时延。

【技术实现步骤摘要】
无线体域网中的数据传输方法和系统
本专利技术涉及人体通信技术，特别是涉及一种无线体域网中的数据传输方法和系统。
技术介绍
无线体域网是以人体为通信信道进行数据传输的通信网络。在传统的无线体域网中，主要应用蓝牙、Zigbee等协议实现组网通信。应用于无线体域网中的蓝牙、Zigbee等协议都是基于覆盖范围广、可进行多跳的多级簇树形网络这些因素设计的，而无线体域网大都为星型结构，一跳即可完成数据的传输，因此，通过蓝牙或Zigbee等协议实现的无线体域网过于复杂，对于结构简单的星型网络而言，常常需要耗费过多的资源处理不必要的细节，进而造成了无线体域网中能效低的缺陷。
技术实现思路
基于此，有必要针对无线体域网中能效低的缺陷问题，提供一种能提高能效的无线体域网中的数据传输方法。此外，还有必要提供一种能提高能效的无线体域网中的数据传输系统。一种无线体域网中的数据传输方法，包括如下步骤：唤醒从节点；接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中；接收所述从节点的上传数据，所述上传数据是按照所述统计帧中的调度信息传输的。在其中一个实施例中，所述唤醒节点的步骤为：向无线体域网中的从节点发送信标帧，所述信标帧包括源地址和时间同步信息。在其中一个实施例中，所述唤醒节点的步骤之后还包括：读取接收的信标帧，判断所述信标帧中记录的源地址是否为网络协调器所在的地址，若是，则从所述信标帧中提取时间同步信息，并根据所述时间同步信息进行时间同步。在其中一个实施例中，还包括：通过所述信标帧的发送触发计时；判断所述计时得到的时间是否达到设定的超帧周期，若是，则返回所述向无线体域网中的从节点发送信标帧的步骤。在其中一个实施例中，还包括：接收紧急数据请求帧，中断所述上传数据的传输或等待所述数据请求帧下发完毕，接收发起紧急数据请求帧的从节点上传的紧急数据。在其中一个实施例中，还包括：使完成上传数据传输的从节点进入休眠状态。一种无线体域网中的数据传输系统，包括网络协调器，所述网络协调器包括：节点唤醒模块，用于唤醒从节点；调度模块，用于接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中；数据处理模块，用于接收所述从节点的上传数据，所述上传数据是按照所述统计帧中的调度信息传输的。在其中一个实施例中，所述节点唤醒模块还用于向无线体域网中的从节点发送信标帧，所述信标帧包括源地址和时间同步信息。在其中一个实施例中，还包括从节点，所述从节点包括：读取模块，用于读取接收的信标帧，判断所述信标帧中记录的源地址是否为网络协调器所在的地址，若是，则通知时间同步模块；所述时间同步模块用于从所述信标帧中提取时间同步信息，并根据所述时间同步信息进行时间同步。在其中一个实施例中，所述网络协调器还包括：计时器，用于通过所述信标帧的发送触发计时，并判断计时得到的时间是否达到设定的超帧周期，若是，则通知所述节点唤醒模块。在其中一个实施例中，所述网络协调器还包括：紧急处理模块，用于接收紧急数据请求帧，中断所述上传数据的传输或等待所述数据请求帧下发完毕，接收发起紧急请求帧的从节点上传的紧急数据。在其中一个实施例中，所述节点还包括：休眠模块，用于待完成上传数据的传输后进入休眠状态。上述无线体域网中的数据传输方法和系统，在唤醒从节点之后通过数据请求帧和下发的统计帧结合实现了对节点上传的有序控制，按照统计帧中的调度信息所进行的数据上传满足了无线体域网中每一从节点的上传需求，也保证了数据上传的有序性，实现了对无线体域网中数据传输的全面控制，进而避免了因竞争协议造成的数据上传请求重发等情况下耗费的能量，提高了能效。附图说明图1为一个实施例中无线体域网中的数据传输方法的流程图；图2为一个实施例中信标帧的结构示意图；图3为图1中唤醒节点的方法流程图；图4为一个实施例中数据请求帧的结构示意图；图5为一个实施例中统计帧的结构示意图；图6为一个实施例中数据帧的结构示意图；图7为另一个实施例中无线体域网中的数据传输方法的流程图；图8为一个实施例中超帧周期的阶段划分示意图；图9为一个实施例中无线体域网中的数据传输系统的结构示意图；图10为另一个实施例中无线体域网中的数据传输系统的结构示意图。具体实施方式如图1所示，在一个实施例中，一种无线体域网中的数据传输方法，包括如下步骤：步骤S110，唤醒从节点。本实施例中，无线体域网中的从节点在未进行上传数据的传输时将处于休眠状态，以通过这一低功耗模式降低从节点的能效。在进行无线体域网中的上传数据传输时，需要唤醒处于休眠状态的从节点，进而使得从节点中的数据得以传输出去。在一个实施例中，上述步骤S110的具体过程为：向无线体域网中的从节点发送信标帧，该信标帧包括源地址和时间同步信息。本实施例中，在以人体为通信信道的无线体域网中，介质访问控制(mediumaccesscontrol，简称MAC)协议决定了人体通信信道的使用方式，在从节点之间分配有限的人体通信信道资源，构建无线体域网的底层基础结构，因此对于无线体域网而言，介质访问控制协议所在的MAC层所应用的数据传输机制将对无线体域网的性能产生非常大的影响，是保证无线体域网高效通信的关键之一。对处于休眠状态的从节点所进行的唤醒可通过信标帧的发送实现。信标帧用于唤醒从节点，并建立无线体域网中的时间同步，其中，信标帧中的源地址用于标识发送信标帧的装置是否为网络协调器，时间同步信息则是无线体域网中进行时间同步的依据。在一个实施例中，信标帧的结构如图2所示，信标帧可为7字节，包括了帧类型、目的地址、源地址、时间同步信息和校验码。其中，帧类型为1字节，所对应的字段将标识了当前帧为信标帧；目的地址为接收信标帧的从节点所在地址，对应了1字节；校验码为2字节，用于保证帧的完整性。在另一个实施例中，信标帧由网络协调器定时发出，周期性的向无线体域网中的从节点发送信标帧。具体的，周期性地唤醒网络协调器，开启网络协调器中的发射模块发送信标帧，并通过信标帧实现对全网从节点进行时间同步。为保证无线体域网中的数据传输高效有序地实施，在时间上将通过超帧周期进行管控。超帧周期为预设的时间段，是无线体域网中所有从节点的数据传输周期。网络协调器将控制从节点在超帧周期内完成唤醒到传输数据的过程，并在当前的超帧周期内满足每一从节点的数据传输需求。信标帧由网络协调器在超帧周期的初始阶段向从节点发送。如图3所示，在一个实施例中，上述步骤S110之后还包括：步骤S210，读取接收的信标帧，判断信标帧中记录的源地址是否为网络协调器所在的地址，若是，则进入步骤S230，若否，则进入步骤S250。本实施例中，无线体域网中的从节点在接收信标帧之后，将读取得到信标帧中的源地址和时间同步信息，进而判断发送信标帧的设备是否为网络协调器，若是，则处于休眠状态的从节点被唤醒，并按照从信标帧中读取得到的时间同步信息进行时间同步，若判断到信标帧的来源并不是网络协调器，则继续处于休眠状态。步骤S230，从信标帧中提取时间同步信息，并根据时间同步信息进行时间同步。本实施例中，无线体域网中的每一从节点均按照网络协调器所发送的时间同步信息进行时间同步，以使得无线体域网中从节点的时间是同步的。步骤S250，停留于休眠状态。步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线体域网中的数据传输方法，包括如下步骤：唤醒从节点；接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中；接收所述从节点的上传数据，所述上传数据是按照所述统计帧中的调度信息传输的；还包括：在所述上传数据完成上传之后，判断所述上传数据是否完整，若否，则说明发生数据的丢失，在超帧周期中的非活跃期启动重传机制，与发生了数据丢失所对应的从节点进行点对点的重传，若是，则整个无线体域网将进入休眠状态，等待下一超帧周期的到来；所述超帧周期为预设的时间段，是无线体域网中所有从节点的数据传输周期；其中，所述接收所述从节点的上传数据，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中的步骤包括：在数据请求帧接收完毕之后，对节点标识所对应的时隙数目进行统计，以获知全网从节点的所有时隙需求，并根据统计结果生成调度信息，将生成的调度信息打包成统计帧的形式下发给无线体域网中的每一从节点，所述统计帧中的调度信息用于分配所述从节点的工作时间和休眠时间，即时地反馈当前网络实际的数据传输需求，并实现实时调度；所述接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧的步骤还包括：接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，对所述数据请求帧的接收进行计时，判断接收所述数据请求帧耗费的时间是否达到预设的时间限值，若是，则将未接收到数据请求帧所对应的节点标识对应的时隙数据记为零，认为该从节点不需要进行数据传输，仍处于休眠状态，若未达到预设的时间限值，则继续进行所述数据请求帧的接收；还包括：接收紧急数据请求帧，中断所述上传数据的传输或等待所述数据请求帧上传完毕，接收发起紧急数据请求帧的从节点上传的紧急数据；其中，所述数据请求帧由所述唤醒的从节点通过预先分配的时隙上传至网络协调器；所述上传数据通过数据帧的形式发送；信标帧、数据请求帧、统计帧以及数据帧均包括校验码。...

【技术特征摘要】
1.一种无线体域网中的数据传输方法，包括如下步骤：唤醒从节点；接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中；接收所述从节点的上传数据，所述上传数据是按照所述统计帧中的调度信息传输的；还包括：在所述上传数据完成上传之后，判断所述上传数据是否完整，若否，则说明发生数据的丢失，在超帧周期中的非活跃期启动重传机制，与发生了数据丢失所对应的从节点进行点对点的重传，若是，则整个无线体域网将进入休眠状态，等待下一超帧周期的到来；所述超帧周期为预设的时间段，是无线体域网中所有从节点的数据传输周期；其中，所述接收所述从节点的上传数据，根据所述数据请求帧生成统计帧，并下发至从节点中的步骤包括：在数据请求帧接收完毕之后，对节点标识所对应的时隙数目进行统计，以获知全网从节点的所有时隙需求，并根据统计结果生成调度信息，将生成的调度信息打包成统计帧的形式下发给无线体域网中的每一从节点，所述统计帧中的调度信息用于分配所述从节点的工作时间和休眠时间，即时地反馈当前网络实际的数据传输需求，并实现实时调度；所述接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧的步骤还包括：接收所述唤醒的从节点上传的数据请求帧，对所述数据请求帧的接收进行计时，判断接收所述数据请求帧耗费的时间是否达到预设的时间限值，若是，则将未接收到数据请求帧所对应的节点标识对应的时隙数据记为零，认为该从节点不需要进行数据传输，仍处于休眠状态，若未达到预设的时间限值，则继续进行所述数据请求帧的接收；还包括：接收紧急数据请求帧，中断所述上传数据的传输或等待所述数据请求帧上传完毕，接收发起紧急数据请求帧的从节点上传的紧急数据；其中，所述数据请求帧由所述唤醒的从节点通过预先分配的时隙上传至网络协调器；所述上传数据通过数据帧的形式发送；信标帧、数据请求帧、统计帧以及数据帧均包括校验码。2.根据权利要求1所述的无线体域网中的数据传输方法，其特征在于，所述唤醒从节点的步骤为：向无线体域网中的从节点发送信标帧，所述信标帧包括源地址和时间同步信息。3.根据权利要求2所述的无线体域网中的数据传输方法，其特征在于，所述唤醒从节点的步骤之后还包括：读取接收的信标帧，判断所述信标帧中记录的源地址是否为网络协调器所在的地址，若是，则从所述信标帧中提取时间同步信息，并根据所述时间同步信息进行时间同步。4.根据权利要求2所述的无线体域网中的数据传输方法，其特征在于，还包括：通过所述信标帧的发送触发计时；判断所述计时得到的时间是否达到设定的超帧周期，若是，则返回所述向无线体域网中的从节点发送信标帧的步骤。5.根据权利要求1所述的无线体域网中的数据传输方法，其特征在于，还包括：使完成上传数据传输的从节点进入休眠状态。6.一种无线体域网中的数据传输系统，其特征在于，包括网络协...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈弘，聂泽东，罗德军，段长江，胡必祥，戴荣新，王磊，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44