无线体域网技术与节能方案

摘 要在无线传感器网络研究中，体域网是当今发展的一大趋势，无论是在远程医疗还是健康监护等领域，都有着非常广阔的市场前景。无线体域网的应用，能够有效缓解看病贵、看病难的问题，对医学的发展有着至关重要的意义。本文主要以无线体域网技术分析作为出发点，进而探讨其节能方案，希望给我国医学领域带来一定帮助。

【关键词】无线体域网 节能方案 低耗

1 无线体域网技术

体域网是一项新技术，国际对体域网的研究还处于初级阶段，当下国际上还没有对体域网下达明确的定义。现如今，独立的无线体域网节点数量非常少，例如在病房看护中，通过多个BAN共同采用一个节点能够极大的提高资源利用率，同时也能够有效降低成本，方便管理。独立无线体域网技术不需要再次组网向远程终端传输总数据。目前体域网技术的研究局限在两大点，即BAN合BSN，由于两种技术都是以远程医疗为主题，因此，也有人认为BAN和BSN都属于体域网技术。但二者之间依旧所有差异：BAN是通过一系列的传感器形成的网络，实现不同传感器资源共享；而BSN主要是通过远程医疗的一种BAN，BSN中的每个节点都是由传感器或其它器械组成，见图1。

2 无线体域网的应用领域

2.1 医疗及保健

无线体域网技术在医疗保健领域应用最为广泛，在医疗方面，通过该技术将人体各类信息传递计算机中，进而实现实时人体监控功能，为医生诊断提供有力依据。例如通过EEG传感器能够对人体心电、脑电实施无线监测。同时，将传感器安装在人体中，能够为病人提供疾病预警功能。再如当今的一种UWB监测颤抖技术，通过量化、分析原型，能够有效针对抖动疾病，例如癫痫、帕金森综合症等。

2.2 体育与军事

由于无线体域网技术主要是监测人体的各项机能，因此，该技术也能够应用在体育与军事中。无线体域网技术能够对士兵康复训练带来一定的便捷性，能够有效检测各项心理数据。例如在划船运动时，将传感器安放到人员的腰部及臀部，能够有效监测这两个部分的动作标准，进而为教练员提供各项数据。

3 无线体域网技术的节能方案分析

3.1 临时节点的WBAN高效节能路由算法

通常情况下，无线体域网技术的流程主要为：在体域网中设置临时节点，并将节点加入网络中，当完成所有监测任务之后，还会存留诸多能量没有完全使用，进而造成资源良妃。基于此，想要提高无线体域网技术的节能性，必须要从节点作为优化重点，采用基于临时节点的WBAN高效节能路由法——RSUTN。该技术主要通过将临时节点加入到网络后，能够灵活调整网络结构与传感器位置，使临时节点能够分担数据传输任务，提高节点的利用率，进而降低固有节点的消耗量，进而降低第一个节点的消耗速度，起到提高网络试用期的目的。

3.2 利用转发节点的分簇路由算法

在3.1中提到的RSUTN路由算法虽然能够有效利用网络临时节点的剩余能量，延长网络的使用时间，但并未完全解决多跳路由中存在的网络热点问题，也可以称之为节点中枢问题。基于此，笔者建议采用转变节点的分簇路由算法。该算法主要是通过分簇路由结构的全网统一TDMA时隙调度算法，并在簇头节点上建立一颗“路由树”，从而平衡能量负载。通过该技术能够有效延长网络使用时间，同时也能够延长每个节点的生存时间，有效解决了网络热点问题，极大的降低体域网设备的功耗，进而延长单个节点的使用寿命。

3.3 基于超频道数的单无线电算法

对于无线体域网技术来说，提高数据传输效率和可靠性是至关重要的。为了能够保障人体安全、降低功耗，无线体域网技术中的节点大多都是配备单一无线电接收器，并且实现了多重频道。通过多重频道能够让运营的节点按照不同的时间、规律进行数据传输，进而提高信息传输效率。

3.4 增强学习算法——智能体节点

增强学习算法是智能体节点通过外部环境的一个简单的标量信号（也称之为增强信号）来不断演进，进而通过终端系统分析其动作后果中的一系列问题因素。其具备学习主动性、适应性等特点，在当今智能无线体域网技术中应用非常广泛。智能体节点增强学习主要属性有以下几点：

3.4.1 自治性

智能体节点能够在外力直接干预下完成自身的工作，对自身的行为与状态有着自我控制能力。

3.4.2 社会能力

在同一系统中，不同智能体之间能够以某种方式形成交互。

3.4.3 反映能力

智能體节点能够从周边环境中获取信息并进行信息反馈，从而改变运行环境。

3.4.4 预动能力

在对环境做出反应之外，其还能够接收某种启示信息，进而体现出面向目标的行为。

4 结束语

随着我国无线技术不断发展，无线体域网作为无线技术发展的一大趋势，对人们的生活、社会发展有着巨大推动力。由于无线体域网设备中的传感器节点直接与人体接触，必须要做好无线体域网设备的节能工作，降低传感器对人体的辐射伤害，充分发挥无线体域网设备的积极作用，进而推动我国无线技术发展。

参考文献

[1]刘铁流，巫咏群.一种新的基于分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议[J].信息与控制，2014，41（01）：22-23.

[2]尚凤军.无线传感器网络通信协议[M].北京：电子工业出版社，2011.

作者简介

刘泽宇（1991-），男。在读硕士研究生，研究方向为无线体域网。

作者单位

广西大学计算机与电子信息学院 广西壮族自治区南宁市 530004