主頁（http://www.by236.com）：基于Zigbee技術構建家用無線網絡(2)

2.3數據采樣策略
    設備狀態及發送速率較低的數據信息對無線網絡的性能要求較低，基于Zigbee技術構建的無線網絡可以滿足數據傳輸的帶寬要求和實現節點的節能.由于生理信號的傳輸是連續傳輸，因此需要考慮生理數據的采樣速率對能源消耗和網絡負載的影響.

    當需要發送數據幀時，要通過網絡協議棧的每一層進行封裝，其中應用層的數據幀要小于80B.生理信號一般都屬于低頻信號(脈搏信號的有效頻率都在10Hz以下)，在保證信號不失真的情況下，盡量用低采樣頻率，以減少數據傳輸量.同時，可以對采集的生理信號進行緩存打包，一起發送，以提高數據的發送效率，減少網絡節點的能量消耗.

3、家用無線網絡的實現
    所構建的家庭監護網絡結構如圖5所示網絡拓撲結構采用族狀結構，設置Cm=2，Lm=2.無線網絡有一個網絡協調器(coordinator)。負責無線網絡的建立和網絡狀態管理.網絡協調器通過串口與PC機相連，將采集到的脈搏信號傳輸到計算機，以便對脈搏信號進行實時分析;其他無線節點可以連接家用設備，實現對它們的控制;將監護信息傳輸到網絡監護服務器。可實現監護信息的共享.

    無線節點采用Freescale公司的微控制器GT60和無線收發芯片MCl3192.無線網絡節點的組成結構框圖如圖6所示.GT60與MCl3192之間通過CPI口進行通信.

    設計時應考慮到高頻電路對傳感器信號的干擾，傳感器調理電路與高頻發射接收部分可分開設計.天線設計是無線模塊設計的關鍵，直接影響到傳感器節點的通信質量和通信距離.可以參照常用的2.4GHz天線的設計方法本設計采用了偶極子微帶PCB板天線，所有銅箔走線均采用微帶傳輸線的原理.以減少發射引起的傳輸損耗，獲得了比較大的輸出功率和較高的接收靈敏度.GT60和MCl3192的供電電壓都是3V，系統可以采用紐扣電池供電其他節點的設計與脈搏傳感無線節點的設計相似.

    網絡控制器和脈搏傳感節點的應用程序流程如圖7、圖8所示.

4、實驗與結論
    應用構建的家庭無線網絡平臺對被監護者的脈搏信號進行實時測試采樣頻率是150Hz，采用8位的A/D轉換器，該家用無線網絡可以正確地對脈搏信號進行采集.測試過程中，無線網絡能夠連續正常工作.為了測試網絡的丟包率，每隔10ms發送一個數據包，連續發送1000個數據包，丟失的數據包數除以總發送的數據包數得到丟包率;連續測量10次，求平均值.測得的丟包率與傳感節點與中心節點的距離的關系如圖9所示.

    通過圖9可以看出，在點對點的距離小于10m時.丟包率小于1%，可以通過應用層設置重傳機制進一步降低丟包率，點對點通信距離為20～30m.傳感節點的電池可以連續工作3～5d.實驗驗證了構建的家用無線網絡進行脈搏信號監護的可行性.系統進一步擴展，可實現其他生理信號的無線監護.