生命体征监测方法和生命体征监测系统与流程

1.本发明涉及生命体征监控技术领域，特别涉及一种生命体征监测方法和生命体征监测系统。


背景技术：

2.在相关技术中，心电监控技术可采集人体个体的生命体征信号(ecg，electrocardiogram)信号，从而可以在后续对采集到的信号进行处理、分析与诊断。目前的心电监测装置可以使用多个心电采集节点，并将多个心电采集节点有线连接后，通过统一的无线连接端口进行数据传输，虽然这种方法能够监测使用者的多导联生命体征信号并实现生命体征信号的无线传输，然而其心电采集节点之间仍然使用有线方式连接，佩戴舒适度较低，对使用者的日常生活造成了较大的影响。


技术实现要素：

3.本发明的实施方式提供了一种生命体征监测方法和生命体征监测系统。
4.本发明实施方式提供一种生命体征监测方法，所述生命体征监测方法用于生命体征监测系统，所述生命体征监测系统包括生命体征获取装置、信号中继装置和信号分析装置，所述生命体征获取装置用于获取人体的生命体征信号，所述生命体征获取装置与所述信号中继装置无线通信，所述生命体征监测方法包括：
5.所述生命体征获取装置获取所述人体相应部位的多个生命体征信号，处理所述多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输所述传输数据至所述信号中继装置；
6.所述信号中继装置接收所述生命体征获取装置发送的所述传输数据，处理接收到的所述传输数据以获取所述多个生命体征信号，传输所述多个生命体征信号至所述信号分析装置；
7.所述信号分析装置接收所述多个生命体征信号并处理所述多个生命体征信号以获取多个目标生命体征信号，并处理所述多个目标生命体征信号以获取生命体征信号分析结果。
8.上述生命体征监测方法，通过生命体征获取装置获取人体特定部位的生命体征信号，且生命体征获取装置根据生命体征信号处理得到的传输数据可无线传输到信号中继装置，摆脱了有线的束缚，可使得生命体征信号的获取具有较好的效果和精度，并能较大幅度提升设备的佩戴舒适性，使得用户在使用时也能够进行正常活动。
9.在某些实施方式中，所述生命体征获取装置包括多个采集电极，所述多个采集电极用于分别设置在人体表面的不同部位以获取对应部位的生命体征信号，
10.所述生命体征获取装置获取所述人体相应部位的多个生命体征信号，处理所述多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输所述传输数据至所述信号中继装置，包括：
11.通过所述多个采集电极获取所述人体的多个生命体征信号，其中，所述多个采集电极按照预设的空间相对关系设置在所述人体表面的对应部位；
12.所述信号分析装置接收所述多个生命体征信号并处理所述多个生命体征信号以获取多个目标生命体征信号，并处理所述多个目标生命体征信号以获取生命体征信号分析结果，包括：
13.所述信号分析装置接收所述多个生命体征信号，并对所述多个生命体征信号进行处理以生成所述多个目标生命体征信号；
14.根据所述多个目标生命体征信号，生成所述生命体征信号分析结果。
15.在某些实施方式中，
16.所述生命体征获取装置获取所述人体相应部位的多个生命体征信号，处理所述多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输所述传输数据至所述信号中继装置，包括：
17.所述生命体征获取装置获取人体不同部位的多个生命体征信号，将每个所述生命体征信号的幅值转换一维数组；
18.所述生命体征获取装置利用logistic映射对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，或
19.所述生命体征获取装置利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，其中，所述混沌系统包括tent映射和logistic映射，所述tent映射用于生成所述logistic映射的多个初始参数。
20.在某些实施方式中，
21.所述生命体征获取装置获取所述人体相应部位的多个生命体征信号，处理所述多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输所述传输数据至所述信号中继装置，包括：
22.所述生命体征获取装置发送建立通信的连接请求至所述信号中继装置；
23.在接收到所述连接请求的情况下，所述信号中继装置基于挑战-应答机制验证所述生命体征获取装置的合法性；
24.在确定所述生命体征获取装置是合法的情况下，所述信号中继装置建立与所述生命体征获取装置的通信连接。
25.在某些实施方式中，
26.所述生命体征获取装置获取所述人体相应部位的多个生命体征信号，处理所述多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输所述传输数据至所述信号中继装置，包括：
27.识别步骤，包括：
28.所述生命体征获取装置向所述信号中继装置发送接入请求，所述信号中继装置在接收到所述接入请求时，对所述生命体征获取装置进行身份识别；
29.所述信号中继装置在识别出所述生命体征获取装置是合法的情况下，允许所述生命体征获取装置对所述信号中继装置的接入；
30.接入步骤，包括：
31.所述生命体征获取装置向所述信号中继装置发送所述传输数据，所述信号中继装置对预设频段内的信道进行载波侦听以接收电压值小于预设的门限值的所述传输数据；
32.所述信号中继装置根据所述信道内的信号数量对所述门限值进行调整，并根据调整后的所述门限值接收所述传输数据；
33.同步步骤，包括：
34.所述生命体征获取装置以初始功率向所述信号中继装置发送所述生命体征信号；
35.所述信号中继装置根据所述生命体征信号生成接收应答信号，并向所述生命体征获取装置发射所述接收应答信号；
36.所述生命体征获取装置根据所述接收应答信号获取发送所述生命体征信号的时间点，以及调整所述生命体征信号的发射功率。
37.本发明实施方式提供的一种生命体征监测系统，所述生命体征监测系统包括生命体征获取装置、信号中继装置和信号分析装置，所述生命体征获取装置用于获取人体的生命体征信号，所述生命体征获取装置与所述信号中继装置无线通信，
38.所述生命体征获取装置用于获取所述人体相应部位的多个生命体征信号，处理所述多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输所述传输数据至所述信号中继装置；
39.所述信号中继装置用于接收所述生命体征获取装置发送的所述传输数据，处理接收到的所述传输数据以获取所述多个生命体征信号，传输所述多个生命体征信号至所述信号分析装置；
40.所述信号分析装置用于接收所述多个生命体征信号并处理所述多个生命体征信号以获取多个目标生命体征信号，并处理所述多个目标生命体征信号以获取生命体征信号分析结果。
41.上述生命体征获取装置，通过获取人体特定部位的生命体征信号，且生命体征获取装置根据生命体征信号处理得到的传输数据可无线传输到信号中继装置，摆脱了有线的束缚，可使得生命体征信号的获取具有较好的效果和精度，并能较大幅度提升设备的佩戴舒适性，使得用户在使用时也能够进行正常活动。
42.在某些实施方式中，所述生命体征获取装置包括多个采集电极，所述多个采集电极用于分别设置在人体表面的不同部位以获取对应部位的生命体征信号，
43.所述生命体征获取装置用于：
44.通过所述多个采集电极获取所述人体的多个生命体征信号，其中，所述多个采集电极按照预设的空间相对关系设置在所述人体表面的对应部位；
45.所述信号分析装置用于：
46.接收所述多个生命体征信号，并对所述多个生命体征信号进行处理以生成所述多个目标生命体征信号；
47.根据所述多个目标生命体征信号，生成所述生命体征信号分析结果。
48.在某些实施方式中，所述生命体征获取装置用于：
49.获取人体不同部位的多个生命体征信号，将每个所述生命体征信号的幅值转换一维数组；
50.利用logistic映射对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，或
51.利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，其中，所述混沌系统包括tent映射和logistic映射，所述tent映射用于生成所述logistic映射的多个初始参数。
52.在某些实施方式中，
53.所述生命体征获取装置用于：
54.发送建立通信的连接请求至所述信号中继装置；
55.所述信号中继装置用于：
56.在接收到所述连接请求的情况下，基于挑战-应答机制验证所述生命体征获取装置的合法性；
57.在确定所述生命体征获取装置是合法的情况下，所述信号中继装置建立与所述生命体征获取装置的通信连接。
58.在某些实施方式中，所述生命体征监测系统用于执行识别步骤、接入步骤和同步步骤，其中，
59.在所述识别步骤中，
60.所述生命体征获取装置用于向所述信号中继装置发送接入请求，所述信号中继装置用于对所述生命体征获取装置进行身份识别；
61.所述信号中继装置还用于在识别出所述生命体征获取装置是合法的情况下，允许所述生命体征获取装置对所述信号中继装置的接入；
62.在所述接入步骤中，
63.所述生命体征获取装置用于向所述信号中继装置发送数据信号，
64.所述信号中继装置用于对预设频段内的信道进行载波侦听以接收电压值小于门限值的所述数据信号，其中，所述数据信号包括所述生命体征信号；
65.所述信号中继装置还用于根据所述信道内的信号数量对所述门限值进行调整，并根据调整后的所述门限值接收所述数据信号；
66.在所述同步步骤中，
67.所述生命体征获取装置用于以初始功率向所述信号中继装置发送所述生命体征信号；
68.所述信号中继装置用于根据所述生命体征信号生成接收应答信号，并向所述生命体征获取装置发射所述接收应答信号；
69.所述生命体征获取装置还用于根据所述接收应答信号获取发送所述生命体征信号的时间点，以及调整所述生命体征信号的发射功率。
70.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
71.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
72.图1是本发明实施方式的生命体征监测方法的流程图；
73.图2是本发明实施方式的生命体征监测系统的模块图；
74.图3是本发明实施方式的生命体征监测系统的另一模块图；
75.图4是本发明实施方式的生命体征监测系统的功能框图；
76.图5是本发明实施方式的生命体征监测方法的另一流程图；
77.图6是本发明实施方式的多个采集电极设置在人体表面的示意图；
78.图7a-图7d是本发明实施方式的采集电极在影像表面上的相应位置的示意图；
79.图8a-图8c是本发明实施方式的对正交空间坐标系进行修正的示意图；
80.图9是本发明实施方式的导联心电信号类型与所述转换系数的对应关系示意图；
81.图10是本发明实施方式的生命体征监测方法的又一流程图；
82.图11是本发明实施方式的生命体征获取装置对心电信号进行加密的流程图；
83.图12是本发明实施方式的生命体征监测方法的再一流程图；
84.图13是本发明实施方式的生命体征获取装置对心电信号进行加密的另一流程图；
85.图14是本发明实施方式的生命体征监测方法的再一流程图；
86.图15是本发明实施方式的信号中继装置对生命体征获取装置进行鉴权的流程图；
87.图16是本发明实施方式的计算第一应答信息和第二应答信息的流程图；
88.图17是本发明实施方式的信号中继装置对生命体征获取装置进行鉴权的另一流程图；
89.图18是本发明实施方式的信号中继装置的模块示意图；
90.图19是本发明实施方式的生命体征监测方法的再一流程图；
91.图20是本发明实施方式的生命体征监测系统的又一模块图；
92.图21是本发明实施方式的生命体征监测系统的网络结构图；
93.图22是本发明实施方式的识别步骤的流程示意图；
94.图23是本发明实施方式的接入步骤的流程示意图；
95.图24是本发明实施方式的同步步骤的流程示意图。
96.主要元件符号说明：
97.生命体征监测系统100；
98.生命体征获取装置110、第一控制器111、采集电极113、信号中继装置130、第二控制器131、信号分析装置150、第三控制器151。
具体实施方式
99.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
100.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
101.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
102.在本发明的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之
间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
103.请参考图1和图2，本技术实施方式提供的一种生命体征监测方法，生命体征监测方法用于生命体征监测系统100。生命体征监测系统100包括生命体征获取装置110、信号中继装置130和信号分析装置150。生命体征获取装置110用于获取人体的生命体征信号。生命体征获取装置110与信号中继装置130无线通信。生命体征监测方法包括：
104.步骤s100：生命体征获取装置110获取人体相应部位的多个生命体征信号，处理多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输传输数据至信号中继装置130；
105.步骤s200：信号中继装置130接收生命体征获取装置110发送的传输数据，处理接收到的传输数据以获取多个生命体征信号，传输多个生命体征信号至信号分析装置150；
106.步骤s300：信号分析装置150接收多个生命体征信号并处理多个生命体征信号以获取多个目标生命体征信号，并处理多个目标生命体征信号以获取生命体征信号分析结果。
107.本技术实施方式的生命体征监测方法可以通过本技术实施方式的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征监测系统100包括生命体征获取装置110、信号中继装置130和信号分析装置150。生命体征获取装置110用于获取人体的生命体征信号。生命体征获取装置110与信号中继装置130无线通信。生命体征获取装置110用于获取人体相应部位的多个生命体征信号，处理多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输传输数据至信号中继装置130；信号中继装置130用于接收生命体征获取装置110发送的传输数据，处理接收到的传输数据以获取多个生命体征信号，传输多个生命体征信号至信号分析装置150；信号分析装置150用于接收多个生命体征信号并处理多个生命体征信号以获取多个目标生命体征信号，并处理多个目标生命体征信号以获取生命体征信号分析结果。
108.具体地，生命体征获取装置110包括第一控制器111，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于获取人体相应部位的多个生命体征信号，处理多个生命体征信号以生成传输数据，无线传输传输数据至信号中继装置130；信号中继装置130包括第二控制器131，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于接收生命体征获取装置110发送的传输数据，处理接收到的传输数据以获取多个生命体征信号，传输多个生命体征信号至信号分析装置150；信号分析装置150包括第三控制器151，可以是信号分析装置150的第三控制器151用于接收多个生命体征信号并处理多个生命体征信号以获取多个目标生命体征信号，并处理多个目标生命体征信号以获取生命体征信号分析结果。
109.上述生命体征监测方法和生命体征获取装置110，通过生命体征获取装置110获取人体特定部位的生命体征信号，且生命体征获取装置110根据生命体征信号处理得到的传输数据可无线传输到信号中继装置130，摆脱了有线的束缚，可使得生命体征信号的获取具有较好的效果和精度，并能较大幅度提升设备的佩戴舒适性，使得用户在使用时也能够进行正常活动。
110.具体地，生命体征信号可以包括心电信号。在相关技术中，心电监控技术在近年来成为了全球各地研究心电监测应用的研究热点之一。心电监控技术的关键在于准确地采集个体的ecg(electrocardiogram，心电图)信号，从而可以在后续对采集到的ecg信号进行处理、分析与诊断。心电监控导联的方式有多种，不同的方式能够采集到不同临床及研究价值
的心电信息。一般情况下，多导联比单导联能采集到更多的心电信号，从而可以全面地监测心脏的健康情况，从而使心电分析诊断的准确度得到提高。
111.目前的心电监控导联主要分为以下两类。第一类是单导联心电监测，其能够对使用者的单导联心电数据进行采集、记录与分析。然而，由于其单导联特性，导致无法全方位的监测心脏健康状况，因此仅仅能够作为日常健康消费类产品，无法真正作为心脏状况的判断依据辅助医生进行诊疗。第二类是多导联心电监测，其特征是使用多个心电采集节点，并将多个心电采集节点有线连接后，通过统一的无线连接端口将数据进行上传。虽然这种方法能够监测使用者的多导联心电信号并实现心电信号的无线传输，然而其心电采集节点之间仍然使用有线方式连接，佩戴舒适度较低，对使用者的日常生活造成了较大的影响。
112.请结合图3，在本发明的其它实施方式中，生命体征获取装置110的数量可以为多个。具体地，在这样的一个实施方式中，多个生命体征获取装置110可以根据导联需要分别依次紧贴于使用者体表v位置(下胸骨处，第5肋间水平)，ll位置(左侧腋中线，与v位置平行)，la位置(上胸骨处，与v肋骨位置垂直)，从而可实时采集使用者的多个多导联心电信号。每个生命体征获取装置110均具备无线数据传输功能，当心电采集部分完成后，其可通过私有短距无线传输协议将采集到的心电数据传输至心电中继装置。心电中继装置在接收到所有的心电数据后可进行数据同步与整合以得到对应的多个心电信号，并将所有的心电信号通过蓝牙协议传输至信号分析装置150。信号分析装置150在接收到所有的心电信号后可其进行处理，从而可得到多个目标生命体征信号，并根据多个目标生命体征信号得到心电信号分析结果。
113.也就是说，本发明实施方式可实现随时监测与计算获得使用者的多导联心电数据，进而可实现对心脏功能的实时监测、记录与反馈。
114.在这样的一个实施方式中，请结合图3和图4，生命体征获取装置110包括两个心电信号采集贴片(心电信号采集贴片1和心电信号采集贴片2)、心电信号采集模拟电路、数字信号处理电路、节点接入鉴权电路、数据加解密电路、私有短距无线传输协议电路、无线充电供电电路。两个心电信号采集贴片用于设置于使用者胸前，心电信号采集贴片连接至心电信号采集模拟电路的输入端，心电信号采集模拟电路的输出端连接至数字信号处理电路的输入端，数字信号处理电路的输出端连接至节点接入鉴权电路的输入端，节点接入鉴权电路的输出端连接至数据加解密电路的输入端，数据加解密电路的输出端连接至私有短距无线传输协议电路的输入端，私有短距无线传输协议电路的输出端将采集到的心电数据发送至信号中继装置130。心电信号采集贴片用于采集心电信号，心电信号采集模拟电路和数字信号处理电路用于对采集到的心电信号进行模数处理，节点接入鉴权电路用于对模数处理后的心电信号进行接入请求的鉴权，数据加解密电路用于对心电信号进行加密处理，私有短距无线传输协议电路用于将加密后的心电信号以私有短距无线传输协议传输至信号中继装置130。心电信号采集模拟电路、数字信号处理电路、节点接入鉴权电路、数据加解密电路、私有短距无线传输协议电路均与无线充电供电电路相连。两个心电信号采集贴片可以位于生命体征获取装置110的两端，也可以位于生命体征获取装置110的其它位置。
115.在这样的一个实施方式中，请再结合图3和图4，信号中继装置130包括私有短距无线传输协议电路、节点接入鉴权电路、数据加解密电路、数据存储电路、低功耗蓝牙电路、无线充电供电电路。私有短距无线传输协议电路连接至节点接入鉴权电路的输入端，节点接
入鉴权电路的输出端连接至数据加解密电路的输入端，数据加解密电路的输出端连接至数据存储电路的输入端，数据存储电路的输出端连接至低功耗蓝牙电路的输入端，并通过低功耗蓝牙电路将心电信号传输至信号分析装置150。私有短距无线传输协议电路用于接收生命体征获取装置110发送的心电信号，节点接入鉴权电路用于对接收到的心电信号进行鉴权，数据加解密电路用于对心电信号进行解密，数据存储电路用于对心电信号进行存储，低功耗蓝牙电路用于将心电信号通过蓝牙传输的方式传输至信号分析装置150。私有短距无线传输协议电路、节点接入鉴权电路、数据加解密电路、数据存储电路、低功耗蓝牙电路均与无线充电供电电路相连。
116.在这样的一个实施方式中，请再结合图3和图4，信号分析装置150包括低功耗蓝牙模块、多导联心电信号计算模块、心电数据实时显示模块、心电数据存储模块、心电数据回放模块、心脏健康分析反馈模块。低功耗蓝牙模块连接至多导联心电信号计算模块的输入端，多导联心电信号计算模块的输出端连接至心电数据实时显示模块的输入端，心电数据实时显示模块的输出端连接至心电数据存储模块的输入端，心电数据存储模块的输出端连接至心电数据回访模块和心脏健康分析反馈模块。
117.另外，在其他的实施方式中，生命体征信号可以包括心电信号、血氧浓度信号、血压信号、体温信号、呼吸信号。在下面的实施方式中，可以理解，获取生命体征信号，可以为获取心电信号、血氧浓度信号、血压信号、体温信号、呼吸信号的其中一种，也可以为获取其中的两种及两种以上，可根据具体的实施方式进行确定。在此不对其它实施方式中获取到的生命体征信号的具体类型进行限定。
118.请参考图2，在某些实施方式中，生命体征获取装置110包括多个采集电极113。多个采集电极113用于分别设置在人体表面的不同部位以获取对应部位的生命体征信号。请参考图5，步骤s100，包括：
119.步骤s111：通过多个采集电极113获取人体的多个生命体征信号，其中，多个采集电极113按照预设的空间相对关系设置在人体表面的对应部位；
120.步骤s112：信号分析装置150接收多个生命体征信号，并对多个生命体征信号进行处理以生成多个目标生命体征信号；
121.步骤s113：根据多个目标生命体征信号，生成生命体征信号分析结果。
122.本发明实施方式提供的心电监测方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于通过多个采集电极113获取人体的多个心电信号，其中，多个采集电极113按照预设的空间相对关系设置在人体表面的对应部位；信号分析装置150用于接收多个心电信号，并对多个心电信号进行处理以生成多个目标生命体征信号，及用于根据多个目标生命体征信号，生成生命体征信号分析结果。
123.具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于通过多个采集电极113获取人体的多个心电信号，其中，多个采集电极113按照预设的空间相对关系设置在人体表面的对应部位。可以是信号分析装置150的第三控制器151用于接收多个心电信号，并对多个心电信号进行处理以生成多个目标生命体征信号，及用于根据多个目标生命体征信号，生成心电信号分析结果。
124.如此，可减少需要设置的采集电极113的数量，在保证获取到的心电信号的准确度的情况下，便于用户的使用和穿戴。
125.具体地，生命体征信号可以是心电信号，目标生命体征信号可以是目标导联心电信号。在相关技术中，心电图(electrocardiogram)是临床应用中应用最广泛且最为成熟的检查方式之一，能够利用心电图机从体表记录心脏每一个心动周期产生的电活动变化，是心脏发生、传播以及恢复过程中的客观指标，被广泛应用于临床诊断、健康监控等领域中，是对人体健康评判的重要依据之一。此外，由于心电图技术成熟，能够无创地从人体表面记录心脏活动的多种电位波形，是无线人体局域网(wireless body area network，wban)中对人体生理数据进行采集与监控方面的重要组成部分。
126.可以理解，心肌细胞的动作电位是心电图形成的根本原因。当处于静息状态的心肌细胞膜(内负外正)的某一部分受到机械、电流或化学性刺激时，该处相应的离子通道开放，使膜两侧局部电荷的电性改变了符号，膜外带负电，膜内带正电。物理学上称这种间距极小带有等量相反电荷的两个表面或两极为“电偶”(dipole，又称双极子)。一条心肌纤维的两端出现了电位差，电流由电源流向电穴，这一局部电流正如一个电偶，沿着细胞膜在向前推进。由于心肌细胞的形状不规则，相互之间连接的分布也不规则，因而在电传导能力方面具有各向异性。对于整个心脏来说，在每一瞬间都是许多个电偶同时沿着不同方向前进的。每一个由电源和电穴组成的电偶向心脏的其他部位扩散的过程都有一定的方向和电势大小，形成一种电向量。在同一时刻内，无数个心肌细胞的电向量可以被整合为一个具有方向、强度大小的综合向量(瞬间向量)。将所有瞬间向量的起点平移到心脏的预设中心处，并将所有瞬间向量的终点依次连接，从而可形成一个向量环，这个向量环可以表达心电位场的所有物理信息。
127.在心电信号通过电极传入心电图机的情况下，经过滤波以及放大以后可记录为心电图波形。记录心电图的电极联接方式称为导联。心电图记录的是全部心肌细胞动作电位的综合电位的变化，心电图记录的图形可以受到细胞跨膜电位差以及记录电极在电偶所产生的电场中的位置的影响。按照心电向量的理论，某个导联上所记录的心电图图形取决于该导联的方向(记录电极根据在人体表面的位置所形成的空间矢量方向，即导联轴方向)，根据随时间变化的心电向量在导联轴上的投影可对应生成量化的心电图。
128.导联向量可定义为处于容积导体内部位置固定的单个电偶的电势与其在某一导联上所产生的电压之间的关系。假设人体为均质的容积导体，则可确定容积导体中某一点的电位强度与该点到电偶中心的距离的平方成反比，且该点与电偶轴线之间形成的夹角关系也与电位大小有关，可以用公式表示：
129.v＝e
·
cosθ/r2
130.其中，v为容积导体中某一点的电位，e代表电偶的电势差，r为该点至电偶中心的距离，θ为该点和电偶中心连线与电偶轴线所形成的夹角。
131.由于心脏在除、复极过程中所形成的向量环表达了心电位场的所有物理信息，可通过向量环与导联向量的点积(对应上述公式)来生成心电图，也即：心电图是向量环在投影轴上的投影与投影轴的长度之间的乘积。其中，导联向量(导联轴)是心电图形成的外因，心电向量(向量环)是心电图形成的内因，在同一时刻内，通过不同导联所得到的心电图在不同的方位表达的是同一空间的向量环。
132.综上，在同一时刻内所得到的不同导联的心电信号之间具有特定的数学关系，通过这样的数学关系来对获取到的所有心电信号进行处理，即可得到对应所有导联的目标导
联心电信号，进而可生成相应的心电信号分析结果。
133.在某些实施方式中，对应部位包括第一部位、第二部位、第三部位和第四部位。采集电极113的数量是四个。多个心电信号包括第一心电信号、第二心电信号和第三心电信号。步骤s111，包括：
134.根据第一部位的电压信号和第四部位的电压信号，获取第一心电信号；
135.根据第二部位的电压信号和第四部位的电压信号，获取第二心电信号；
136.根据第二部位的电压信号和第三部位的电压信号，获取第三心电信号。
137.本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于根据第一部位的电压信号和第四部位的电压信号，获取第一心电信号；及用于根据第二部位的电压信号和第四部位的电压信号，获取第二心电信号；及用于根据第二部位的电压信号和第三部位的电压信号，获取第三心电信号。
138.具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于根据第一部位的电压信号和第四部位的电压信号，获取第一心电信号；及用于根据第二部位的电压信号和第四部位的电压信号，获取第二心电信号；及用于根据第二部位的电压信号和第三部位的电压信号，获取第三心电信号。
139.如此，在保证能够得到所有目标导联心电信号的情况下，可减少采集电极113的数量。
140.请结合图6，在图6所示的实施方式中，采集电极113的数量是4个，对应第一部位的采集电极113(e)位于人体第五肋间水平的下胸骨处，对应第二部位的采集电极113(a)位于与(e)在同一水平面上的左腋中线，对应第三部位的采集电极113(i)位于与(e)在同一水平面上的右腋中线，对应第四部位的采集电极113(s)位于人体的上胸骨处，四个采集电极113分别设置在上述的对应部位，从而能够分别获取到相应的电压信号。
141.具体地，通过确定第一部位的电压信号ve和第四部位的电压信号vs，可确定第一心电信号的电压v
es
。通过确定第二部位的电压信号va和第四部位的电压信号vs，可确定第二心电信号的电压v
as
。通过确定第二部位的电压信号va和第三部位的电压信号vi，可确定第三心电信号的电压v
ai
。第一心电信号、第二心电信号、第三心电信号的电压可以根据相应的计算公式来确定。在一个实施方式中，第一心电信号的电压v
es
可通过以下公式来确定：
[0142]ves
＝v
e-vs[0143]
此外，请再结合图6，在图示的实施方式中，生命体征监测系统100还包括用于设置在人体表面的接地电极112(g)。通过设置接地电极112(g)来依次确定第一部位、第二部位、第三部位和第四部位相对于接地电极112(g)的对地电压(即ve、va、vi、vs)，进而可依次确定第一心电信号、第二心电信号和第三心电信号。接地电极112(g)可以设置在人体表面的任意位置，也可以设置在人体之外的预设接地的其他位置。
[0144]
在某些实施方式中，第一部位、第二部位和第三部位所构成的平面与水平面是平行的。具体地，在第一部位、第二部位和第三部位所构成的平面与水平面相互平行的情况下，可使得由三个采集电极113(e)、(a)、(i)所构成的平面与水平面平行。如此，可方便以预设的正交的空间坐标系来生成目标导联心电信号，从而可较快得到目标导联心电信号以生成心电信号分析结果。
[0145]
为了便于描述，后续的实施方式中仍以对应第一部位的采集电极113(e)位于人体第五肋间水平的下胸骨处、对应第二部位的采集电极113(a)位于与(e)在同一水平面上的左腋中线、对应第三部位的采集电极113(i)位于与(e)在同一水平面上的右腋中线、对应第四部位的采集电极113(s)位于人体的上胸骨处来进行说明。需要指出的是，在其它的实施方式中，可根据不同情况来调整第一部位至第四部位在人体表面的实际位置，而不局限于上述实施方式中在人体表面的具体位置。采集电极113的数量也可以为两个、三个、四个及四个以上。
[0146]
另外，需要指出的是，上述实施方式的具体原理还可以通过以下实施方式来实现：
[0147]
生命体征监测系统100包括一个生命体征获取装置110，该生命体征获取装置110所具有的采集电极113的数量为四个，四个采集电极113用于分别获取第一部位至第四部位的电压信号，并进而获取到第一心电信号、第二心电信号和第三心电信号；
[0148]
生命体征监测系统100包括两个生命体征获取装置110，每个生命体征获取装置110所具有的采集电极113的数量为两个，其中一个生命体征获取装置110的两个采集电极113用于分别获取第一部位至第四部位的其中两个的电压信号，另一个生命体征获取装置110的两个采集电极113用于分别获取第一部位至第四部位的另外两个的电压信号，并进而获取到第一心电信号、第二心电信号和第三心电信号；
[0149]
生命体征监测系统100包括四个生命体征获取装置110，每个生命体征获取装置110所具有的采集电极113的数量为两个，其中，第一个生命体征获取装置110的两个采集电极113用于分别设置在第一部位和第四部位以获取第一心电信号，第二个生命体征获取装置110的两个采集电极113用于分别设置在第二部位和第四部位以获取第二心电信号，第三个生命体征获取装置110的两个采集电极113用于分别设置在第二部位和第三部位以获取第三心电信号。
[0150]
综上，根据不同的实际情况，可对生命体征监测系统100配置对应数量的生命体征获取装置110，和/或对生命体征获取装置110配置对应数量的采集电极113，从而能够实现相同的效果。在此不对其他实施方式中生命体征获取装置110的数量和采集电极113的数量进行限定。
[0151]
在某些实施方式中，步骤s112，包括：
[0152]
对多个心电信号修正以使多个心电信号为正交信号；
[0153]
处理修正后的多个心电信号以生成多个目标导联心电信号。
[0154]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号分析装置150用于对多个心电信号修正以使多个心电信号为正交信号；及用于处理修正后的多个心电信号以生成多个目标导联心电信号。
[0155]
具体地，可以是信号分析装置150的第三控制器151用于对多个心电信号修正以使多个心电信号为正交信号；及用于处理修正后的多个心电信号以生成多个目标导联心电信号。
[0156]
如此，可降低生成的目标导联心电信号的偏差。
[0157]
请结合图7c，其中，图7c中所示为采集电极113对应人体的影像表面。具体地，在人体表面的每一个点都设置电极，则根据所有可能的导联向量可生成图7c所示的影像表面。
影像表面可理解为，从电偶中心指向躯体表面每个点的导联向量的末端所构成的一个虚拟的三维空间表面。体表上的每个点在这个影像表面上都能找到其唯一对应的点。影像表面上任何两点的连线即相当于体表上对应的两点所构成的双极导联的导联向量。影像表面反映了躯体的形状、结构以及电偶位置对体表电位分布的影响，从而可以提供由心电向量推导目标导联的全部信息。
[0158]
可以理解，在实际的使用过程中，在由使用者自身进行佩戴的情况下，容易存在采集电极的佩戴位置(即设置在人体表面的位置)与预设位置之间具有偏差的问题，进而会导致获取到的多个心电信号无法按照对应影像表面的预设的空间坐标系来构成正交信号。由于信号分析装置150对心电信号的处理过程是以所有采集电极113均被设置在预设位置为前提的，在这种情况下，就需要根据所有采集电极113在体表的相对空间关系来对预设的空间坐标系进行修正以形成正交信号，使得获取到的多个心电信号按照修正后的空间坐标系进行处理，从而可避免导致输出的分析结果存在偏差的问题。
[0159]
在某些实施方式中，对多个心电信号修正以使多个心电信号为正交信号，包括：
[0160]
确定第一部位、第二部位、第三部位和第四部位之间的空间相对位置；
[0161]
在第二部位和第三部位之间的连线上确定第一修正点o，以使得穿过第一部位和第一修正点o的第一轴线l1所在的方向平行于预设的第一导联向量d1；
[0162]
在第一部位和第二部位之间的连线上确定第二修正点p，以使得穿过第三部位和第二修正点p的第二轴线l2所在的方向平行于预设的第二导联向量d2；
[0163]
确定位于第一部位、第二部位、第三部位所构成的平面中的辅助点q，以使得穿过辅助点q和第四部位的第三轴线l3所在的方向平行于预设的第三导联向量d3，其中，第一导联向量d1、第二导联向量d2和第三导联向量d3构成正交的空间坐标系；
[0164]
根据第一轴线l1、第二轴线l2、第三轴线l3对多个心电信号进行修正。
[0165]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号分析装置150用于确定第一部位、第二部位、第三部位和第四部位之间的空间相对位置；及用于在第二部位和第三部位之间的连线上确定第一修正点o，以使得穿过第一部位和第一修正点o的第一轴线l1所在的方向平行于预设的第一导联向量d1；及用于在第一部位和第二部位之间的连线上确定第二修正点p，以使得穿过第三部位和第二修正点p的第二轴线l2所在的方向平行于预设的第二导联向量d2；及用于确定位于第一部位、第二部位、第三部位所构成的平面中的辅助点q，以使得穿过辅助点q和第四部位的第三轴线l3所在的方向平行于预设的第三导联向量d3，其中，第一导联向量d1、第二导联向量d2和第三导联向量d3构成正交的空间坐标系；及用于根据第一轴线l1、第二轴线l2、第三轴线l3对多个心电信号进行修正。
[0166]
具体地，可以是信号分析装置150的第三控制器151用于确定第一部位、第二部位、第三部位和第四部位之间的空间相对位置；及用于在第二部位和第三部位之间的连线上确定第一修正点o，以使得穿过第一部位和第一修正点o的第一轴线l1所在的方向平行于预设的第一导联向量d1；及用于在第一部位和第二部位之间的连线上确定第二修正点p，以使得穿过第三部位和第二修正点p的第二轴线l2所在的方向平行于预设的第二导联向量d2；及用于确定位于第一部位、第二部位、第三部位所构成的平面中的辅助点q，以使得穿过辅助点q和第四部位的第三轴线l3所在的方向平行于预设的第三导联向量d3，其中，第一导联向
量d1、第二导联向量d2和第三导联向量d3构成正交的空间坐标系；及用于根据第一轴线l1、第二轴线l2、第三轴线l3对多个心电信号进行修正。
[0167]
如此，可对所有心电信号的对应的心电向量进行修正。
[0168]
请再结合图6，具体地，在图8a-图8c所示的实施方式中，在确定四个采集电极113(e)、(a)、(i)、(s)之间的空间相对位置后，可以执行如下操作：
[0169]
确定由(a)、(i)构成的连线，在该连线上确定第一修正点o，并使得穿过(e)和第一修正点o的第一轴线l1平行于预设的第一导联向量d1(如图8a所示)；
[0170]
确定由(e)、(a)构成的连线，在该连线上确定第二修正点p，并使得穿过(i)和第二修正点p的第二轴线l2平行于预设的第二导联向量d2(如图8b所示)；
[0171]
确定由(e)、(a)、(i)构成的平面m，在平面m上确定辅助点q，并使得穿过(s)和辅助点q的第三轴线l3平行于预设的第三导联向量d3(如图8c所示)。
[0172]
在确定第一轴线l1、第二轴线l2、第三轴线l3后，以第一轴线l1作为z轴，以第二轴线l2作为x轴，以第三轴线l3作为y轴，从而建立修正后的正交空间坐标系，根据上述的四个采集电极113在修正后的正交空间坐标系中的空间关系，可以依次得到对应心电信号的修正后的心电向量。请再结合图7a、图7b、图7d，其中，e’为采集电极113(e)对应在影像表面上的空间位置，a’为采集电极113(a)对应在影像表面上的空间位置，i’为采集电极113(i)对应在影像表面上的空间位置，s’为采集电极113(s)对应在影像表面上的空间位置。
[0173]
另外，第一导联向量d1、第二导联向量d2、第三导联向量d3可以是预先设置的，也可以根据具体情况进行调整。
[0174]
在某些实施方式中，步骤s300，包括：
[0175]
利用预设转换模型和多个心电信号计算多个目标导联心电信号。
[0176]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号分析装置150用于利用预设转换模型和多个心电信号计算多个目标导联心电信号。具体地，可以是信号分析装置150的第三控制器151用于利用预设转换模型和多个心电信号计算多个目标导联心电信号。
[0177]
如此，可实现对所有的目标导联心电信号的计算。
[0178]
可以理解，对于同一个体而言，虽然各个导联的连接方式和方向不同，但都是对位于同一有限容积导体中的同一生物电源产生的电势变化所进行的记录，使得在同一时刻各目标导联所记录的电压之间具有一定的映射关系。也就是说，在确定了上述的映射关系的情况下，即可根据获取到的多个心电信号来推导出对应的目标导联心电信号。
[0179]
在某些实施方式中，预设转换模型包括多个转换系数。生命体征监测方法包括：
[0180]
根据导联心电信号类型与转换系数的对应关系，以及目标导联心电信号的类型，确定对应目标导联心电信号的转换系数；
[0181]
根据所确定的转换系数和预设转换模型，计算相应的目标导联心电信号。
[0182]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号分析装置150用于根据导联心电信号类型与转换系数的对应关系，以及目标导联心电信号的类型，确定对应目标导联心电信号的转换系数；及用于根据所确定的转换系数和预设转换模型，计算相应的目标导联心电信号。
[0183]
具体地，可以是信号分析装置150的第三控制器151用于根据导联心电信号类型与
转换系数的对应关系，以及目标导联心电信号的类型，确定对应目标导联心电信号的转换系数；及用于根据所确定的转换系数和预设转换模型，计算相应的目标导联心电信号。
[0184]
如此，可简单获得目标导联心电信号。
[0185]
请结合图9，图9所示为关于多个转换系数和目标导联心电信号的不同类型之间的映射关系。具体地，根据不同的目标导联心电信号的类型(i、ii、iiii、avr、avl、avf、v1、v2、v3、v4、v5、v6)，可以确定转换系数(ai、bi、ci)的实际数值。在已确定所有的心电信号所对应的电压的情况下，可通过以下关系进行计算：
[0186]vi
＝a
ives
b
ivas
c
ivai
[0187]
其中，转换系数ai作为v
es
的权重系数，转换系数bi作为v
as
的权重系数，转换系数ci作为v
ai
的权重系数，v
es
、v
as
、v
ai
为在同一时刻获取到的电压；i为图9中所有类型的目标导联心电信号按照从上至下的顺序排序后的序号，例如，i为1表示所对应的目标导联心电信号的类型为i，i为2表示所对应的目标导联心电信号的类型为ii。
[0188]
需要指出的是，在其它的实施方式中，转换系数可根据使用者的性别、年龄、体脂率以及其它的身体因素的不同而有所不同。可以理解，根据物理学定律，心脏的电活动在人体这个容积导体内部及表面形成的电场分布具有一定数学规律，可以转化为一种计算模型。然而，心脏中同时分布无数个电偶，胸腔边界的形状、心脏的形状和心脏的相对位置的不同，心脏外组织(如肺组织、血液等)导电特性具有异质性和各向异性，这些都会影响电场的分布情况，使得转换系数的确定容易受到以上因素的干扰。
[0189]
具体地，在一个实施方式中，可根据使用者的性别而对与每个目标导联心电信号所对应的转换系数进行调整。在另一个实施方式中，可根据使用者的年龄而对与每个目标导联心电信号所对应的转换系数进行调整。在又一个实施方式中，可根据使用者的体脂率而对与每个目标导联心电信号所对应的转换系数进行调整。对转换系数的调整可通过大规模数据库进行回归分析来依次确定和实现。
[0190]
另外，图9中所示的转换系数需要共12组，在其它的实施方式中，可根据目标导联心电信号的类型总数来确定转换系数的组数。
[0191]
请参考图10，在某些实施方式中，步骤s100，包括：
[0192]
步骤s121：生命体征获取装置110获取人体不同部位的多个生命体征信号，将每个生命体征信号的幅值转换一维数组yn；
[0193]
步骤s122：生命体征获取装置110利用logistic映射对一维数组yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130。
[0194]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于获取人体不同部位的多个心电信号，将每个心电信号的幅值转换一维数组yn，及用于利用logistic映射对一维数组yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130。
[0195]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于获取人体不同部位的多个心电信号，将每个心电信号的幅值转换一维数组yn，及用于利用logistic映射对一维数组yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130。
[0196]
如此，在存在硬件资源的限制的情况下，可根据生理数据的不同类型，以低复杂度的算法进行加密，并实现较高的加密性能。
[0197]
具体地，混沌系统(chaos system)是指在一个确定性系统中，存在着貌似随机的不规则运动，通过混沌系统所产生的伪随机序列具有良好的随机性和复杂性。由于在混沌系统中产生的映射具有天然的非动力学特性，可以直接作为随机数生成器应用于数据加密，从而可以方便地通过建立混沌系统的数学模型并根据设定相应的混沌参数来选择实现对数据流的不同程度的加密。
[0198]
一维logistic映射又称为虫口模型(insect mouth model)，是一种数学形式非常简单的一维离散的logistic映射，因其具有复杂的动力学行为，可广泛应用于保密通信领域。在预设的初始条件下，经过logistic映射作用下的序列是非周期的、不收敛的，使得此时的logistic映射处于混沌状态，从而可实现对数据的混沌加密。
[0199]
然而，将logistic映射应用于图像加密需要考虑到在硬件上的实现效果，尤其在设计专用asic(application specific integrated circuit，集成电路)实现混沌加密方案时，会由于存在较大的硬件资源的限制而导致logistic映射的加密性能退化严重。因此，在硬件资源的限制下保证加密性能成为应用硬件实现混沌加密方案的瓶颈。
[0200]
可以理解，为了平衡硬件资源的利用率和加密性能，可针对不同加密的环境提出不同的量化方案。具体而言，将wbans中的所有通信类型(即生理数据)分为一维数据、二维数据以及医学图像数据，对不同类型的数据可以采用对应的加密方式，使得不同类型的数据在对应的量化精度下进行混沌加密，使得所产生的混沌序列仍具有一定的随机性和混沌特征。对于低维度(如一维)的数据，可选择低精度的量化方案进行混沌加密，从而能够有效地节约硬件资源而不影响其加密性能。
[0201]
具体地，在一个实施方式中，生命体征获取装置110可装设在人体的不同部位，从而可获取到对应部位的心电信号。在通过生命体征获取装置110获取到多个心电信号的情况下，可根据每个心电信号的幅值(电流幅值或电压幅值)在(1,255)的数值范围内进行归一化处理，从而生成相应的一维数组，使得生命体征获取装置110根据logistic映射对得到的一维数组进行加密，所得到的相应输出会生成为传输数据，进而使得生命体征获取装置110可将传输数据发送至信号中继装置130。可以理解，在其它的实施方式中，可通过其他的方式对每个心电信号进行预处理以得到相应的一维数组，在此不做具体限定。
[0202]
另外，在需要转换的数据类型为二维数组或图像数据的情况下，可根据相应的数据类型设置对应精度的量化方案。在一个实施方式中，可根据图像数据的像素值生成一维数组。在其它的实施方式中，生命体征获取装置110的数量可以是一个，也可以是两个及两个以上。
[0203]
此外，在图2所示的实施方式中，生命体征获取装置110和信号中继装置130之间为通过无线通信的方式进行数据传输。在其它的实施方式中，生命体征获取装置110和信号中继装置130之间也可以通过有线通信的方式进行数据传输。
[0204]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0205]
选择初始参数和量化精度；
[0206]
利用初始参数、量化精度，通过logistic映射进行n次迭代计算生成混沌序列xn；
[0207]
根据混沌序列xn进行门限判断以生成混沌二进制流sn；
[0208]
将一维数组yn与混沌二进制流sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。
[0209]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体
征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于选择初始参数和量化精度，及用于利用初始参数、量化精度，通过logistic映射进行n次迭代计算生成混沌序列xn，及用于根据混沌序列xn进行门限判断以生成混沌二进制流sn，及用于将一维数组yn与混沌二进制流sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。
[0210]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于选择初始参数和量化精度，及用于利用初始参数、量化精度，通过logistic映射进行n次迭代计算生成混沌序列xn，及用于根据混沌序列xn进行门限判断以生成混沌二进制流sn，及用于将一维数组yn与混沌二进制流sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。
[0211]
如此，可根据选择对应的初始参数来提高对数据的加密性能，以及根据选择对应的量化精度来处理不同类型的生理数据。
[0212]
需要指出的是，根据获取到的不同类型的数据，可选择不同的量化精度以使得获取到的数据适配于logistic映射。在一些实施方式中，量化精度为32-bit。
[0213]
在某些实施方式中，初始参数包括控制参数μ和系统密钥x0。生命体征监测方法包括：
[0214]
在第一预设范围中对控制参数μ进行随机取值，并在第二预设范围中对系统密钥x0进行随机取值。
[0215]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于在第一预设范围中对控制参数μ进行随机取值，并在第二预设范围中对系统密钥x0进行随机取值。
[0216]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于在第一预设范围中对控制参数μ进行随机取值，并在第二预设范围中对系统密钥x0进行随机取值。
[0217]
如此，可确保生成的混沌序列xn具有良好的加密性能。
[0218]
可以理解，logistic映射对初始参数具有敏感的特性，根据所选择的初始参数的不同，logistic映射所生成的混沌序列xn也会对应地有所不同。具体地，在这样的一些实施方式中，第一预设范围为(3.57,4]，第二预设范围为(0,1)，这样可使得logistic映射处于混沌态，增加了logistic映射的随机性，进而可使得相应生成的混沌序列xn具有良好的加密性能。第一预设范围和/或第二预设范围可以根据具体情况进行确定，也可通过实际测试进行标定。控制参数μ和/或系统密钥x0可以是预先设置的，也可以根据具体情况进行调整。在一个实施方式中，控制参数μ为4，系统密钥x0为0.1。在其它的实施方式中，控制参数μ可以为3.6、3.7、3.8、3.9，和/或，系统密钥x0可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9。
[0219]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0220]
在迭代的过程中对生成的混沌序列xn进行向下取整。
[0221]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于在迭代的过程中对生成的混沌序列xn进行向下取整。具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于在迭代的过程中对生成的混沌序列xn进行向下取整。
[0222]
如此，可控制迭代过程中的数据精度。
[0223]
具体地，请结合图11，在这样的一个实施方式中，初始参数(即在混沌系统中设定
的参数)包括控制参数μ和系统密钥x0，在确定初始参数和量化精度的情况下，通过logistic映射每次进行迭代计算都会生成一个定点数，并在迭代的过程中对定点数进行向下取整。其具体操作如下：
[0224][0225]
其中，μ为初始参数，xn为定点数，n、n为迭代次数；frc为保留精度，可预设定为16、24、32，可根据不同的安全场景进行选择。通过设置可对定点数进行向下取整，保证对迭代过程中的定点数的精度控制。将依次生成的定点数按迭代次序进行排列，生成混沌序列xn。
[0226]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0227]
在混沌序列xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在混沌序列xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得混沌序列xn被转化为混沌二进制流sn。
[0228]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于在混沌序列xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在混沌序列xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得混沌序列xn被转化为混沌二进制流sn。
[0229]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于在混沌序列xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在混沌序列xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得混沌序列xn被转化为混沌二进制流sn。
[0230]
如此，可实现对将混沌序列xn转化为二进制形式的数据以及后续加密。
[0231]
具体地，请结合图11，在这样的一个实施方式中，预设值为0.5，第一数值为1，第二数值为0。在生成混沌序列xn的情况下，可对混沌序列xn中的每一个定点数进行门限判断，将大于0.5的定点数替换为1，以及将小于0.5的定点数替换为0，使得相应的定点数被替换为二进制数，从而可得到对应混沌序列xn的混沌二进制流sn，其具体操作如下：
[0232][0233]
在确定混沌二进制流sn的情况下，可对混沌二进制流sn和一维数组yn进行逐位异或加密，得到加密序列zn，再根据加密序列zn生成传输数据。其具体操作如下：
[0234][0235]
请再结合图11，根据生成的混沌二进制流sn，可对应确定所选取的保留精度是否适于对一维数组yn进行加密，进而可对保留精度进行重新选取。
[0236]
另外，在其它的实施方式中，可根据具体情况对预设值、第一数值、第二数值进行调整，从而可使得混沌序列xn可被转换为相应的十进制、十六进制数据。
[0237]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0238]
信号中继装置130对传输数据解密，以获取多个心电信号。
[0239]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号中继装置130用于对传输数据解密，以获取
多个心电信号。具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于对传输数据解密，以获取多个心电信号。
[0240]
具体地，在这样的一个实施方式中，信号中继装置130和生命体征获取装置110存储有相同的初始参数，信号中继装置130在接收到包括加密序列zn的传输数据的情况下，可通过存储的相同的初始参数以及相同的logistic映射生成相同的混沌二进制流sn，进而可使得信号中继装置130根据混沌二进制流sn和加密序列zn进行逐位异或得到一维数组yn，再根据一维数组yn来得到生命体征获取装置110获取到的所有心电信号。
[0241]
请参考图12，在某些实施方式中，步骤s100，包括：
[0242]
步骤s121：生命体征获取装置110获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个心电信号的幅值对多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组yn；
[0243]
步骤s123：生命体征获取装置110利用混沌系统对一维数组yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130，其中，混沌系统包括tent映射和logistic映射，tent映射用于生成logistic映射的多个初始参数。
[0244]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个心电信号的幅值对多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组yn；及用于利用混沌系统对一维数组yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130，其中，混沌系统包括tent映射和logistic映射，tent映射用于生成logistic映射的多个初始参数。
[0245]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个心电信号的幅值对多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组yn；及用于利用混沌系统对一维数组yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130，其中，混沌系统包括tent映射和logistic映射，tent映射用于生成logistic映射的多个初始参数。
[0246]
如此，在存在硬件资源的限制的情况下，可根据生理数据的不同类型，以低复杂度的算法进行加密，并实现较高的加密性能。
[0247]
具体地，tent映射也属于一维混沌映射，其函数图像类似帐篷，并且为均匀的分布函数。使用tent映射与logistic映射组成的组合混沌系统，能够通过tent映射生成logistic映射初始值，并且对每一次混沌序列生成开始时对初始值进行更新。基于tent映射与logistic映射组成的混沌系统wbans(wireless body area network，无线人体局域网)加密方案，能够打破混沌序列的周期性，介入logistic系统的迭代，改变加密系统的轨迹，从而在计算量相等的情况下，显著提高加密系统生成序列的随机性，增强加密系统的加密性能。
[0248]
具体地，在一个实施方式中，生命体征获取装置110可装设在人体的不同部位，从而可获取到对应部位的心电信号。在通过生命体征获取装置110获取到多个心电信号的情况下，可根据每个心电信号的幅值(电流幅值或电压幅值)在(1,255)的数值范围内进行归一化处理，从而生成相应的一维数组yn，使得生命体征获取装置110根据由tent映射和logistic映射组合而成的混沌系统对得到的一维数组yn进行加密，所得到的相应输出会生成为传输数据，进而使得生命体征获取装置110可将传输数据发送至信号中继装置130。可
以理解，在其它的实施方式中，可通过其他的方式对每个心电信号进行预处理以得到相应的一维数组yn，在此不做具体限定。
[0249]
在某些实施方式中，生命体征监测系统100预设有初始密钥和加密精度。初始密钥包括第一密钥α0和第二密钥y0。步骤s123，包括：
[0250]
对一维数组yn进行处理，生成第一序列和第二序列；
[0251]
利用第一密钥α0和第一序列，生成结构参数α；
[0252]
利用第二密钥y0和第二序列，生成tent映射的初始值y；
[0253]
根据结构参数α、初始值y和tent映射进行迭代计算，并生成多个初始参数。
[0254]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于对一维数组yn进行处理，生成第一序列和第二序列；及用于利用第一密钥α0和第一序列，生成结构参数α；及用于利用第二密钥y0和第二序列，生成tent映射的初始值y；及用于根据结构参数α、初始值y和tent映射进行迭代计算，并生成多个初始参数。
[0255]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于对一维数组yn进行处理，生成第一序列和第二序列；及用于利用第一密钥α0和第一序列，生成结构参数α；及用于利用第二密钥y0和第二序列，生成tent映射的初始值y；及用于根据结构参数α、初始值y和tent映射进行迭代计算，并生成多个初始参数。
[0256]
如此，可增加混沌系统的随机性，提高数据加密的安全程度。
[0257]
可以理解，在确定第一密钥α0和第二密钥y0的情况下，由于一维数组yn是根据多个心电信号转化得到的，其具有很大的随机性。在根据第一密钥α0和与一维数组yn相关的第一序列得到结构参数，以及根据第二密钥y0和与一维数组yn相关的第二序列得到初始值的情况下，将结构参数和初始值代入tent映射进行迭代计算，可提高其输出结果的随机性，以及对心电信号的数据安全性。
[0258]
需要指出的是，根据获取到的不同类型的数据，可选择不同的加密精度以使得获取到的数据适配于logistic映射。在一些实施方式中，加密精度为24-bit。
[0259]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0260]
在第一预设数值范围中对第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对第二密钥进行随机取值。
[0261]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于在第一预设数值范围中对第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对第二密钥进行随机取值。具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于在第一预设数值范围中对第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对第二密钥进行随机取值。
[0262]
在这样的一个实施方式中，第一密钥α0可以在(0.4,0.5)中进行随机取值，第二密钥y0可以在(0,1)对进行随机取值。第一密钥α0和第二密钥y0可不相等。
[0263]
在某些实施方式中，对一维数组yn进行处理，生成第一序列和第二序列，包括：
[0264]
根据一维数组yn，生成对应的二进制序列h；
[0265]
将二进制序列h划分为多个片段，利用多个片段的其中一部分生成第一序列，利用多个片段的其余部分生成第二序列。
[0266]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于根据一维数组yn，生成对应的二进制序列h；及用于将二进制序列h划分为多个片段，利用多个片段的其中一部分生成第一序列，利用多个片段的其余部分生成第二序列。
[0267]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于根据一维数组yn，生成对应的二进制序列h；及用于将二进制序列h划分为多个片段，利用多个片段的其中一部分生成第一序列，利用多个片段的其余部分生成第二序列。
[0268]
如此，可提高生成的结构参数α和初始值y的随机性。
[0269]
具体地，在一个实施方式中，一维数组yn的字节长度为512*512*8-bits，在将一维数组yn输入到预设的哈希函数(如sha-256)可得到字节长度为256-bits的二进制序列h。将二进制序列h按8-bits的字节长度依次划分得到32个片段(h1，h2，...，h32)。将前16个片段(h1，h2，...，h16)作为第一序列，以及将16个片段(h17，h18，...，h32)作为第二序列，再执行下列操作：
[0270][0271]
其中，mod(a,b)表示计算a/b的余数，表示执行异或操作。
[0272]
可以理解，根据上述计算式，使得用于代入tent映射进行计算的结构参数α和初始值y都与一维数组yn相关，从而可提高结构参数α和初始值y相对于一维数组yn的相关度。
[0273]
另外，在其它的实施方式中，第一序列中的片段数量和第二序列中的片段数量可以是相同的，也可以是不同的。也可以随机选取任意数量的片段来得到第一序列和/或第二序列。
[0274]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0275]
根据结构参数α，将初始值y代入tent映射，从而依次迭代计算出多个tent映射混沌序列；
[0276]
在tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的多个tent映射混沌序列依次作为多个初始参数。
[0277]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于根据结构参数α，将初始值y代入tent映射，从而依次迭代计算出多个tent映射混沌序列；及用于在tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的多个tent映射混沌序列依次作为多个初始参数。
[0278]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于根据结构参数α，将初始值y代入tent映射，从而依次迭代计算出多个tent映射混沌序列；及用于在tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的多个tent映射混沌序列依次作为多个初始参数。
[0279]
如此，可实现获得多个初始参数。
[0280]
具体地，在一个实施方式中，在确定结构参数和初始值的情况下，根据下列计算式
执行操作：
[0281][0282]
其中，n/n表示在tent映射中当前的迭代次数，frc表示保留精度。
[0283]
另外，请参考上述的计算式，在其它的实施方式中，通过设置可实现对生成的每个tent映射混沌序列进行向下取整。
[0284]
在这样的一个实施方式中，第一预设次数为50次。在tent映射进行第51次迭代的情况下，可将第51次迭代计算得到的tent映射混沌序列代入logistic映射以进行迭代计算。根据需要的初始参数的具体数量，还可将第51次、第52次、...迭代计算得到的tent映射混沌序列依次代入logistic映射以进行迭代计算，从而可相应得到对应数量的初始参数。
[0285]
另外，在其它的实施方式中，可将迭代次数小于第一预设次数的tent映射混沌序列进行舍弃，从而可节省用于存储所有tent映射混沌序列的存储空间。
[0286]
在某些实施方式中，生命体征监测系统100预设有系统初始值μ。生命体征监测方法包括：
[0287]
根据系统初始值μ，将多个初始参数依次代入logistic映射以进行迭代计算，其中，每个初始参数的迭代次数为第二预设次数k，每个初始参数对应生成一个logistic映射混沌序列；
[0288]
根据依次迭代计算得到的多个logistic映射混沌序列，生成传输数据。
[0289]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于根据系统初始值μ，将多个初始参数依次代入logistic映射以进行迭代计算，其中，每个初始参数的迭代次数为第二预设次数k，每个初始参数对应生成一个logistic映射混沌序列；及用于根据依次迭代计算得到的多个logistic映射混沌序列，生成传输数据。
[0290]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于根据系统初始值μ，将多个初始参数依次代入logistic映射以进行迭代计算，其中，每个初始参数的迭代次数为第二预设次数k，每个初始参数对应生成一个logistic映射混沌序列；及用于根据依次迭代计算得到的多个logistic映射混沌序列，生成传输数据。
[0291]
如此，可实现传输数据的生成。
[0292]
具体地，在得到多个初始参数的情况下，可根据下列计算式执行操作：
[0293][0294]
其中，n/n表示在logistic映射中当前的迭代次数，frc表示保留精度。
[0295]
另外，请参考上述的计算式，在其它的实施方式中，通过设置可实现对生成的每个logistic映射混沌序列进行向下取整。
[0296]
此外，系统初始值μ和第二预设次数k可以是预先设置的。在一个实施方式中，系统初始值μ为4，第二预设次数k为1024。在其它的实施方式中，系统初始值μ和第二预设次数k也可以根据logistic映射的混沌特性来确定。
[0297]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0298]
将多个logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列xn；
[0299]
对组合混沌加密序列xn进行门限判断以生成混沌二进制流sn；
[0300]
将一维数组yn与混沌二进制流sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。
[0301]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于将多个logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列xn；及用于对组合混沌加密序列xn进行门限判断以生成混沌二进制流sn；及用于将一维数组yn与混沌二进制流sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。
[0302]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于将多个logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列xn；及用于对组合混沌加密序列xn进行门限判断以生成混沌二进制流sn；及用于将一维数组yn与混沌二进制流sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。
[0303]
如此，可实现对传输数据的加密。
[0304]
根据上述关于logistic映射的计算式，可依次得到多个logistic映射混沌序列。具体地，在这样的一个实施方式中，每个logistic映射混沌序列的字节长度为k(bits)，logistic映射混沌序列的数量为(512*512*8)/k，在将(512*512*8)/k个logistic映射混沌序列按迭代次序逐个进行对接，可最终得到字节长度为(512*512*8)bits的组合混沌加密序列xn。
[0305]
可以理解，根据对组合混沌加密序列xn的不同需求，可对logistic映射混沌序列的字节长度和生成数量进行调整。在这样的一个实施方式中，生成的每个logistic映射混沌序列的字节长度为2k(bits)，logistic映射混沌序列的数量为(512*512*8)/2k，使得生成的组合混沌加密序列xn的字节长度为(512*512*8)bits。
[0306]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0307]
在组合混沌加密序列xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在组合混沌加密序列xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得组合混沌加密序列xn被转化为混沌二进制流sn。
[0308]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于在组合混沌加密序列xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在组合混沌加密序列xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得组合混沌加密序列xn被转化为混沌二进制流sn。
[0309]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于在组合混沌加密序列xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在组合混沌加密序列xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得组合混沌加密序列xn被转化为混沌二进制流
sn。
[0310]
如此，可实现对将组合混沌加密序列xn转化为二进制形式的数据以及后续加密。
[0311]
具体地，请结合图13，在这样的一个实施方式中，预设值为0.5，第一数值为1，第二数值为0。在生成组合混沌加密序列xn的情况下，可对组合混沌加密序列xn中的每一个定点数进行门限判断，将大于0.5的定点数替换为1，以及将小于0.5的定点数替换为0，使得相应的定点数被替换为二进制数，从而可得到对应组合混沌加密序列xn的混沌二进制流sn，其具体操作如下：
[0312][0313]
在确定混沌二进制流sn的情况下，可对混沌二进制流sn和一维数组yn进行逐位异或加密，得到加密序列zn，再根据加密序列zn生成传输数据。其具体操作如下：
[0314][0315]
请再结合图13，根据生成的混沌二进制流sn，可对应确定所选取的保留精度是否适于对一维数组yn进行加密，进而可对保留精度进行重新选取。
[0316]
另外，在其它的实施方式中，可根据具体情况对预设值、第一数值、第二数值进行调整，从而可使得组合混沌加密序列xn可被转换为相应的十进制、十六进制数据。
[0317]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0318]
信号中继装置130对传输数据解密，以获取多个心电信号。
[0319]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号中继装置130用于对传输数据解密，以获取多个心电信号。具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于对传输数据解密，以获取多个心电信号。
[0320]
具体地，在这样的一个实施方式中，信号中继装置130和生命体征获取装置110存储有相同的初始参数，信号中继装置130在接收到包括加密序列zn的传输数据的情况下，可通过存储的相同的初始参数以及相同的混沌系统生成相同的混沌二进制流sn，进而可使得信号中继装置130根据混沌二进制流sn和加密序列zn进行逐位异或得到一维数组yn，再根据一维数组yn来得到生命体征获取装置110获取到的所有心电信号。
[0321]
请参考图14，在某些实施方式中，步骤s100，包括：
[0322]
步骤s131：生命体征获取装置110发送建立通信的连接请求至信号中继装置130；
[0323]
步骤s132：在接收到连接请求的情况下，信号中继装置130基于挑战-应答机制验证生命体征获取装置110的合法性；
[0324]
步骤s133：在确定生命体征获取装置110是合法的情况下，信号中继装置130建立与生命体征获取装置110的通信连接。
[0325]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征获取装置110用于发送建立通信的连接请求至信号中继装置130。信号中继装置130用于在接收到连接请求的情况下，基于挑战-应答机制验证生命体征获取装置110的合法性；还用于在确定生命体征获取装置110是合法的情况下，建立与生命体征获取装置110的通信连接。
[0326]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于发送建立通信的连接
请求至信号中继装置130，信号中继装置130的第二控制器131用于在接收到连接请求的情况下，基于挑战-应答机制验证生命体征获取装置110的合法性；及用于在确定生命体征获取装置110是合法的情况下，建立与生命体征获取装置110的通信连接。
[0327]
如此，可满足wban低功耗、低延迟与高传输可靠性、安全性等系统要求，有效地防止wban中传输的生理数据经过非法节点泄漏。
[0328]
可以理解，在实际操作中，由于向信号中继装置130发送建立通信的连接请求的外部设备(包括在此次通信建立前未验证是否合法的生命体征获取装置110)是未知的，需要对外部设备进行身份验证以确定其为合法的生命体征获取装置110。
[0329]
具体地，请结合图15，在一个实施方式中，在外部设备发送建立通信的连接请求的情况下，信号中继装置130会根据挑战-应答机制向外部设备发送用于合法性验证的请求信息(及挑战信息)，外部设备在接收到上述的请求信息的情况下，可以向信号中继装置130发送对应的应答信息。在根据外部设备发送的应答信息确认外部设备为合法的生命体征获取装置110的情况下，则信号中继装置130完成对外部设备的鉴权，接受外部设备的连接请求并建立与外部设备的通信连接，使得外部设备向信号中继装置130发送包括心电信息的数据信息，有利于提高数据通信的安全性，保证了用户的心电信息不会被非法设备截取而泄露。
[0330]
可以理解，在基于挑战-应答机制验证生命体征获取装置110的合法性的情况下，可使得信号中继装置130以低功耗的方式实现较高程度的合法性识别，保证了数据传输的安全性。
[0331]
生命体征获取装置110的数量可以是一个或两个或多于两个，在每个生命体征获取装置110发送建立通信的连接请求时，信号中继装置130可对每个生命体征获取装置110进行验证。信号中继装置130可作为中心节点，而在未验证合法性前的生命体征获取装置110为未知节点。
[0332]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0333]
信号中继装置130发送挑战信息至生命体征获取装置110；
[0334]
信号中继装置130根据挑战信息计算得到第一应答信息；
[0335]
生命体征获取装置110根据挑战信息计算得到第二应答信息并发送第二应答信息至信号中继装置130；
[0336]
信号中继装置130比对第一应答信息和第二应答信息；
[0337]
在第一应答信息和第二应答信息一致的情况下，信号中继装置130确定发送连接请求的生命体征获取装置110是合法的。
[0338]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号中继装置130用于发送挑战信息至生命体征获取装置110，及用于根据挑战信息计算得到第一应答信息；生命体征获取装置110用于根据挑战信息计算得到第二应答信息并发送第二应答信息至信号中继装置130；信号中继装置130还用于比对第一应答信息和第二应答信息，及用于在第一应答信息和第二应答信息一致的情况下，确定发送连接请求的生命体征获取装置110是合法的。
[0339]
具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于发送挑战信息至生命体征获取装置110，及用于根据挑战信息计算得到第一应答信息；生命体征获取装置110的第一
控制器111用于根据挑战信息计算得到第二应答信息并发送第二应答信息至信号中继装置130；信号中继装置130的第二控制器131还用于比对第一应答信息和第二应答信息，及用于在第一应答信息和第二应答信息一致的情况下，确定发送连接请求的生命体征获取装置110是合法的。
[0340]
如此，可提高验证生命体征获取装置110是否合法的准确度。
[0341]
在某些实施方式中，信号中继装置130利用预设数据产生随机序列作为挑战信息。如此，可方便快速产生挑战信息。
[0342]
具体地，在一个实施方式中，预设数据为生命体征监测系统100获取到的生物数据。可以理解，生物数据可以包括用户的心电信息、血氧信息、血压信息、体温信息、呼吸信息的其中至少一种，生物数据可以通过与连接请求的相关信息进行整合后生成连接请求，也可以在发送连接请求后预设时长内进行发送。在其它的实施方式中，预设数据可以为其它固定数值，也可以为随机数值。
[0343]
在某些实施方式中，信号中继装置130基于哈希算法的认证码(hash message authentication code，hmac)计算得到第一应答信息，生命体征获取装置110基于哈希算法的认证码计算得到第二应答信息。如此，可以提高数据传输的安全性。
[0344]
具体地，哈希算法的认证码是根据对应的哈希算法来生成的，可以理解，由于用于生成hmac的步骤流程的相关程序是分别存储在信号中继装置130和生命体征获取装置110中，在向信号中继装置130发送建立通信的连接请求的为生命体征获取装置110之外的外部设备的情况下，则可能存在外部设备中未存储有上述相关程序，或外部设备中存储的上述相关信息和信号中继装置130中存储的上述相关程序不一致，从而会使得外部设备无法得到第二应答信息，或外部设备计算得到的第二应答信息与信号中继装置130计算得到的第一应答信息不一致，进而可确定外部设备是不合法的，从而可提高数据传输的安全性。
[0345]
此外，在一些实施方式中，哈希算法为将安全散列算法2(secure hash algorithm 2)的其中一种变体sha-256作为基于哈希算法的用于计算hmac的底层哈希函数，从而能够提升hmac的安全性能，进一步降低碰撞发生的概率。
[0346]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0347]
利用挑战信息和密钥，通过执行两次哈希函数分别计算得到第一应答信息和第二应答信息。
[0348]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，生命体征监测系统100用于利用挑战信息和密钥，通过执行两次哈希函数分别计算得到第一应答信息和第二应答信息。
[0349]
具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于利用挑战信息和密钥通过执行两次哈希函数计算得到第一应答信息，生命体征获取装置110的第一控制器111用于利用挑战信息和密钥通过执行两次哈希函数计算得到第二应答信息。
[0350]
如此，可进一步提高数据传输的安全性。
[0351]
具体地，在这样的一些实施方式中，生命体征监测系统100对hmac预设有密钥k，并根据挑战信息生成消息信息m或将挑战信息作为消息信息m。在确定消息信息m和密钥k的情况下，通过执行预设次数的哈希函数，可得到相应的输出信息。在一个实施方式中，预设次数为两次，其中，第一次哈希函数的执行操作为级联操作(丨)，第二次哈希函数的执行操作
为逻辑异或操作其具体的执行操作如下：
[0352][0353]
其中，ipad为内部填充常量，opad为外部填充常量，表示执行异或操作。具体地，ipad和opad可以为预设字节长度的16进制数值，预设字节长度可根据具体情况进行调整。在一个实施方式中，ipad为0
×
5c5c5c
…
5c5c，opad为0
×
363636
…
3636。预设字节长度为64-bit(比特)。
[0354]
可以理解，由于可根据上述的计算函数来得到对应的输出结果，从而使得信号中继装置130能够相应得到第一应答信息，以及使得生命体征获取装置110能够相应得到第二应答信息。由于密钥k是分别预先存储在信号中继装置130和生命体征获取装置110中，在外部设备向信号中继装置130发送建立通信的连接请求的情况下，在外部设备未存储有密钥k时，会使得外部设备无法得到正确的第二应答信息，从而可确定外部设备是不合法的，提高了信号中继装置130在和外部设备进行通信时的安全性。
[0355]
另外，在其它的实施方式中，可对密钥k进行预处理。具体地，在一些实施方式中，在确定密钥k的字节长度小于预设字节长度的情况下，可对密钥k的16进制数值进行填充操作，直至完成填充操作后的密钥k的字节长度等于预设字节长度。在一个实施方式中，填充操作为在密钥k的16进制数值的右端填充0。在确定密钥k的字节长度大于预设字节长度的情况下，可对密钥k执行哈希函数，并将字节长度为预设字节长度的输出结果作为新的密钥k。
[0356]
在下面的实施方式中，将对用于生成hmac的哈希算法进行描述。需要指出的是，在其它的实施方式中，也可以采用其它方式的哈希算法，而不仅限于下面的实施方式中所使用的哈希算法。
[0357]
具体地，请结合图16，在这样的一些实施方式中，生命体征监测系统100会先初始化8个哈希变量h0-h7和一个预设数组n，其中数组n由64个预设常量n0-n63组成。8个哈希变量h0-h7可以依次对应8个预设数值的平方根小数部分的前32位。在一个实施方式中，8个预设数值依次对应前8个素数。64个预设常量n0-n63可以依次对应64个预设数值的平方根小数部分的前32位。在一个实施方式中，64个预设数值依次对应前64个素数。
[0358]
在这样的一些实施方式中，在将挑战信息m和密钥进行输入的情况下，可对输入信息进行预处理。具体地，在一个实施方式中，在对哈希算法输入挑战信息m的情况下，确定挑战信息m所对应的16进制数据的字节长度l，在挑战信息m所对应的16进制数据的末位依次增加1个'1'和若干数量的'0'以得到预处理后的挑战信息m，其中，字节长度l、1、增加的'0'的数量和64的总和是512的倍数。增加的'0'的数量可以是预设的，也可以根据具体情况进行调整。
[0359]
在这样的一些实施方式中，在将预处理后的挑战信息m按字节长度依次分解成多个字节长度为512-bit的块的情况下，对应每个块创建和填充包含64个32位的消息调度数组w。具体地，在对消息调度数组w进行填充的情况下，每个块被分解为16个32位子块，并复制到消息调度数组w的前16个消息调度数组w
0-w
15
，并对剩余的48个消息调度数组w
16-w
63
进行以下的填充操作：
[0360]
[0361][0362]
wi＝w
i-16
w
i-7
s0 s1[0363]
其中，i表示对应消息调度数组w的序号；ror表示对对应的消息调度数组w执行循环右移相应位数的操作；shr表示对对应的消息调度数组w执行逻辑右移相应位数的操作。
[0364]
在这样的一些实施方式中，根据哈希变量h0到h7，初始化8个工作变量a、b、c、d、e、f、g、h。根据上述的8个工作变量对64个消息调度数组w执行如下操作以实现对所有消息调度数组w的压缩操作：
[0365]
h＝g，g＝f，f＝e,e＝d t1[0366]
d＝c,c＝b,b＝a,a＝t1 t2[0367]
其中，
[0368]
t1＝h s1 ch ki wi[0369]
t2＝s0 maj
[0370]
其中，
[0371][0372][0373][0374][0375]
在完成上述操作后，将工作变量添加至哈希变量以对哈希变量的值进行更新。重复上述操作直至完成对上述所有的块的处理。最终可得到对应上述8个彼此附加的哈希变量的哈希输出(即hmac)：
[0376]
h＝h1|h2|h3|h4|h5|h6|h7[0377]
由于更新后的哈希变量h0-h7是对应消息信息m和密钥k的，在消息信息m和密钥k均是唯一的情况下，得到的hmac(第一应答信息或第二应答信息)也会是唯一的，从而可推导出外部设备是否具有密钥k。
[0378]
在某些实施方式中，生命体征监测方法包括：
[0379]
在接收到连接请求的情况下，信号中继装置130基于数字证书验证生命体征获取装置110的合法性；
[0380]
在确定生命体征获取装置110通过数字证书验证和通过挑战-应答机制验证的情况下，信号中继装置130确定生命体征获取装置110是合法的。
[0381]
本发明实施方式提供的生命体征监测方法可通过本发明实施方式提供的生命体征监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号中继装置130用于在接收到连接请求的情况下基于数字证书验证生命体征获取装置110的合法性，及用于在确定生命体征获取装置110通过数字证书验证和通过挑战-应答机制验证的情况下确定生命体征获取装置110是合法的。
[0382]
具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于在接收到连接请求的情况下基于数字证书验证生命体征获取装置110的合法性，及用于在确定生命体征获取装置110通过数字证书验证和通过挑战-应答机制验证的情况下确定生命体征获取装置110是合法的。
[0383]
如此，在接收到外部设备发送的建立通信的连接请求的情况下，可提高对外部设备进行合法性验证的准确率。
[0384]
具体地，请结合图17，在图17所示的实施方式中，生命体征获取装置110会向信号中继装置130发送建立通信的连接请求，在信号中继装置130接收到连接请求的情况下，会向生命体征获取装置110发送需要验证数字证书的验证请求，使得生命体征获取装置110根据验证请求发送自身存储的数字证书。由于信号中继装置130会预先存储有对应生命体征获取装置110的数字证书的证书链，使得生命体征获取装置110可以通过信号中继装置130对数字证书的验证。
[0385]
在完成对数字证书的验证的情况下，信号中继装置130会产生一个字节长度为64-bit的随机序列作为挑战信息，并向生命体征获取装置110发送挑战信息。在信号中继装置130和生命体征获取装置110都预先存储有字节长度为256-bit的密钥的情况下，生命体征获取装置110会根据密钥和挑战信息进行计算，并生成字节长度为256-bit的应答信息，信号中继装置130也会根据密钥和挑战信息进行计算，并相应生成字节长度为256-bit的计算结果。在生命体征获取装置110将应答信息发送给信号获取装置的情况下，信号获取装置根据应答信息和自身得到的计算结果进行比对，并在比对结果一致后确定生命体征获取装置110是合法的，从而可完成对生命体征获取装置110的鉴权。
[0386]
此外，在其它的实施方式中，请结合图18，信号中继装置130包括rom存储模块、ram存储模块、hmac-sha256核心以及鉴权逻辑控制核心。其中，rom存储模块用于存储密钥和生命体征获取装置110的数字证书，ram存储模块用于存储生成的挑战信息和生命体征获取装置110发送的应答信息，hmac-sha256核心用于根据密钥和挑战信息生成哈希输出，鉴权逻辑控制核心用于根据ram存储模块中存储的相关信息、rom存储模块中存储的相关信息和hmac-sha256核心生成的哈希输出来确定生命体征获取装置110是否合法。
[0387]
请参考图19，在某些实施方式中，步骤s100包括识别步骤s14、接入步骤s15、同步步骤s16。其中，识别步骤s14，包括：
[0388]
步骤s141：生命体征获取装置110向信号中继装置130发送接入请求，信号中继装置130在接收到接入请求时，对生命体征获取装置110进行身份识别；
[0389]
步骤s142：信号中继装置130在识别出生命体征获取装置110是合法的情况下，允许生命体征获取装置110对信号中继装置130的接入；
[0390]
接入步骤s15，包括：
[0391]
步骤s151：生命体征获取装置110向信号中继装置130发送传输数据，信号中继装置130对预设频段内的信道进行载波侦听以接收电压值小于预设的门限值的传输数据；
[0392]
步骤s152：信号中继装置130根据信道内的信号数量对门限值进行调整，并根据调整后的门限值接收传输数据；
[0393]
同步步骤s16，包括：
[0394]
步骤s161：生命体征获取装置110以初始功率向信号中继装置130发送生命体征信号；
[0395]
步骤s162：信号中继装置130根据生命体征信号生成接收应答信号，并向生命体征获取装置110发射接收应答信号；
[0396]
步骤s163：生命体征获取装置110根据接收应答信号获取发送生命体征信号的时
间点，以及调整生命体征信号的发射功率。
[0397]
本发明实施方式的组网方法可以通过本发明实施方式的生命体征监测系统100来实现，具体地，请结合图20，生命体征监测系统100包括至少两个生命体征获取装置110和信号中继装置130。至少两个生命体征获取装置110与信号中继装置130无线通信。生命体征获取装置110用于获取人体的生命体征信号。
[0398]
生命体征监测系统100用于执行识别步骤s14、接入步骤s15和同步步骤s16，其中，在识别步骤s14中继装置130用于对生命体征获取装置110进行中，生命体征获取装置110用于向信号中继装置130发送接入请求，信号身份识别；信号中继装置130还用于在识别出生命体征获取装置110是合法的情况下，允许生命体征获取装置110对信号中继装置130的接入。
[0399]
在接入步骤s15中，生命体征获取装置110用于向信号中继装置130发送数据信号，信号中继装置130用于对预设频段内的信道进行载波侦听以接收电压值小于预设的门限值的数据信号，其中，数据信号包括生命体征信号；信号中继装置130还用于根据信道内的信号数量对门限值进行调整，并根据调整后的门限值接收数据信号。
[0400]
在同步步骤s16中，生命体征获取装置110用于以初始功率向信号中继装置130发送生命体征信号；信号中继装置130用于根据生命体征信号生成接收应答信号，并向生命体征获取装置110发射接收应答信号；生命体征获取装置110还用于根据接收应答信号获取发送生命体征信号的时间点，以及调整生命体征信号的发射功率。
[0401]
具体地，在这样的一个实施方式中，在识别步骤s14中，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于向信号中继装置130发送接入请求；信号中继装置130的第二控制器131用于对生命体征获取装置110进行身份识别，及用于在识别出生命体征获取装置110是合法的情况下，允许生命体征获取装置110对信号中继装置130的接入。在接入步骤s15中，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于向信号中继装置130发送数据信号；信号中继装置130的第二控制器131用于对预设频段内的信道进行载波侦听以接收电压值小于预设的门限值的数据信号，其中，数据信号包括生命体征信号，及用于根据信道内的信号数量对门限值进行调整，并根据调整后的门限值接收数据信号。在同步步骤s16中，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于以初始功率向信号中继装置130发送生命体征信号；信号中继装置130的第二控制器131用于根据生命体征信号生成接收应答信号，并向生命体征获取装置110发射接收应答信号；第一控制器111还用于根据接收应答信号获取发送生命体征信号的时间点，以及调整生命体征信号的发射功率。
[0402]
如此，通过识别步骤s14可有效规避多个生命体征监测系统100之间的干扰，通过接入步骤s15可保证在降低功耗的情况下支持较多数量的生命体征获取装置110的有效接入，通过同步步骤s16可满足所有生命体征获取装置110进行分布式采集的需求，使得生命体征监测系统100可以适用于不同程度的网络状况，并能够降低生命体征监测系统100的功耗，有利于增加续航时间。
[0403]
在相关技术中，无线组网技术是一种应用广泛的信息通信技术。针对不同的应用场景，其关键需求、网络节点规模、功耗水平有着显著的差异。一般地，无线组网技术如主要用于家庭多媒体娱乐场景的wlan(wireless local area networks，无线局域网)对于网络数据传输速率、室内复杂环境下信号传输质量、全球通用性等要求很高，而单个局域网内接
入设备数量较少，对功耗开销相对也不太敏感。主要用于工业物联网场景的zigbee组网技术，追求大范围覆盖、大量设备接入、稳定的网络传输，而数据传输量往往极低。
[0404]
目前，多参数生命体征监护应用场景，尚未有针对性设计且成熟的无线传输组网的解决方案可用，大多为基于蓝牙(bluetooth)，zigbee等无线传输协议修改来实现。但是，蓝牙协议面向的主要需求是个人多媒体应用，尤其是点对点通信应用，例如数字音频播放、短时文件共享等，其组网主要采用一主多从轮询的方式进行，使主机逐个与多个从机之间握手建立连接，而缺少高效的无线组网方式。zigbee协议原本面向大范围、低速无线传感网，其传输数据率极低，主要用于监控温度、湿度等慢变特征，偶尔发送控制指令，对于无线心电采集、无线血氧饱和度监测等需要长时连续监测的生命体征信号则难以满足需求。
[0405]
具体地，在这样的一个实施方式中，请结合图20，在生命体征监测系统100内包括至少两个生命体征获取装置110的情况下，每个生命体征获取装置110都可与信号中继装置130进行通信，从而使得所有的生命体征获取装置110和信号中继装置130组成星形网络的组网，并通过信号中继装置130来充当中心节点，负责对所有网络节点进行接入维护、生命体征信号的数据收集和存储，以及充当局域网网关的角色，通过公网网关与本地服务器和云端服务器建立连接。
[0406]
另外，请再结合图21，在其他的实施方式中，生命体征信号可以包括心电信号、血氧浓度信号、血压信号、体温信号、呼吸信号的至少一种，生命体征获取装置110可以为无线心电生命体征获取装置110、无线血氧生命体征获取装置110、无线血压生命体征获取装置110、无线体温生命体征获取装置110、无线呼吸生命体征获取装置110的至少一种，在无线心电生命体征获取装置110的数量为多个的情况下，可通过多个无线心电生命体征获取装置110获取到的多个心电信号来生成多导联心电信号。
[0407]
需要指出的是，在图19所示的实施方式中，生命体征监测系统100依次执行识别步骤s14、接入步骤s15、同步步骤s16。在其它的实施方式中，可以在持续执行接入步骤s15的情况下，依次执行识别步骤s14、同步步骤s16。
[0408]
对于本技术实施方式的组网方法中的识别步骤s14而言，根据不同的需求(如对使用者所需要获取的生命体征信号数量和类型的不同)，会存在配置多个生命体征监测系统100，以及对每个生命体征监测系统100配置多个生命体征获取装置110的情况。在通过所有生命体征获取装置110来获取生命体征信号的情况下，对于其中一个生命体征监测系统100内的生命体征获取装置110而言，容易存在其所获取到的生命体征信号被传输给另一个生命体征监测系统100内的信号中继装置130的问题，从而会导致不同的生命体征监测系统100间的信号发生干扰。
[0409]
具体地，请结合图22，在步骤s110中，在生命体征获取装置110向信号中继装置130发送接入请求的情况下，信号中继装置130会对生命体征获取装置110进行节点地址验证，从而向生命体征获取装置110发送身份认证请求。生命体征获取装置110在接收到身份认证请求的情况下，会向信号中继装置130发送身份认证应答信息以进行应答，使得信号中继装置130根据身份认证应答信息来识别生命体征获取装置110是否合法。
[0410]
在这样的一些实施方式中，信号中继装置130对同一个生命体征监测系统100内的所有生命体征获取装置110的身份认证信息进行存储。信号中继装置130可以通过将身份认证应答信息和身份认证信息进行匹配，若匹配成功，则可确定生命体征获取装置110是合法
的；若否，则可确定该生命体征获取装置110属于其它的生命体征监测系统100，并将该生命体征获取装置110发送的接入请求进行屏蔽丢弃。
[0411]
请再结合图22，在步骤s120中，在信号中继装置130根据身份认证应答信息和身份认证信息识别出生命体征获取装置110是合法的情况下，会将相关的认证结果向生命体征获取装置110进行反馈，生命体征获取装置110会根据反馈结果确定完成对节点地址的识别，进而与信号中继装置130建立通信连接。生命体征获取装置110与信号中继装置130之间的通信连接可以是单向的，也可以是双向的。
[0412]
综上，在生命体征获取装置110发送接入请求的情况下，由于所有的信号中继装置130都会对该生命体征获取装置110进行身份验证，而只有与该生命体征获取装置110属于同一生命体征监测系统100的信号中继装置130才能识别出该生命体征获取装置110是合法的，其它生命体征监测系统100的信号中继装置130则会对该生命体征获取装置110的接入请求进行屏蔽，也就可以实现对多个生命体征监测系统100之间可能存在的干扰进行有效规避。
[0413]
在某些实施方式中，识别步骤s14，包括：
[0414]
信号中继装置130进行广播，生命体征获取装置110在接收到广播的情况下，向信号中继装置130发送接入请求。
[0415]
本发明实施方式的组网方法可以通过本发明实施方式的生命体征监测系统100来实现，具体地，请结合图20，信号中继装置130用于进行广播，生命体征获取装置110用于在接收到广播的情况下，向信号中继装置130发送接入请求。
[0416]
具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于进行广播，生命体征获取装置110的第一控制器111用于在接收到广播的情况下，向信号中继装置130发送接入请求。
[0417]
如此，可提高对信号的传输效率。
[0418]
由于生命体征获取装置110可能会不定期地对生命体征信号进行获取，在这种情况下，为了能够确保信号中继装置130能够接收到生命体征信号，可通过生命体征获取装置110接收信号中继装置130发射的广播信号，即可确定信号中继装置130具备对生命体征信号进行接收的条件，从而可向信号中继装置130发送接入请求，避免信号中继装置130无法有效接收到生命体征获取装置110所发送的生命体征信号而影响传输效率的问题。
[0419]
对于本技术实施方式的组网方法中的接入步骤s15而言，信号中继装置130可根据对预设信道的载波侦听来判断该信道在当前环境下的拥挤程度。在信号中继装置130检测出在该信道内接收到的信号所对应的电压值小于门限值的时候，即可确定当前信道内的拥挤程度较低，从而可对生命体征获取装置110所发送的数据信号进行接收。
[0420]
在接收到数据信号的情况下，信号中继装置130可根据当前信道内的信号数量来判断当前信道内的拥挤程度，进而可调整门限值。在一个实施方式中，在当前信道内的信号数量小于预设数量的情况下，信号中继装置130会减小门限值，以使得信号中继装置130在当前信道内的信号数量大于预设数量的情况下，能够及时检测到接收到的信号所对应的电压值大于门限值，从而暂停对数据信号的接收，避免影响到接收到的数据信号的信号质量。另外，在其它的实施方式中，信号中继装置130还可根据预设频段的信道内的信号发射功率的不同来调整门限值。
[0421]
在某些实施方式中，接入步骤s15，包括：
[0422]
信号中继装置130在检测到数据信号所对应的电压值大于门限值的情况下，对数据信号执行随机回退，对预设频段内的信道再次进行载波侦听。
[0423]
本发明实施方式的组网方法可以通过本发明实施方式的生命体征监测系统100来实现，具体地，请结合图20，信号中继装置130用于在检测到数据信号所对应的电压值大于门限值的情况下，对数据信号执行随机回退，对预设频段内的信道再次进行载波侦听。具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于在检测到数据信号所对应的电压值大于门限值的情况下，对数据信号执行随机回退，对预设频段内的信道再次进行载波侦听。
[0424]
如此，可保证接收到的生命体征信号的信号质量，以及增加额外的功耗。
[0425]
具体地，信号中继装置130在检测到数据信号所对应的电压值大于门限值的情况下，即可判断出信号中继装置130还接收到了其他的信号(如其他生命体征获取装置110发送的生命体征信号、生命体征监测系统100外的未知设备在该信道内传输的信号等)，该信道内的拥挤程度较高，若继续对生命体征信号进行接收，则会使得生命体征信号的信号质量受到影响，从而还需要生命体征获取装置110再次发送生命体征信号，导致功耗的额外增加。
[0426]
在上述实施方式的情况下，可对生命体征获取装置110发送的生命体征信号进行随机回退，使得信号中继装置130产生一个随机值，生命体征获取装置110根据随机值进行等待。信号中继装置130会以预设的时间间隔再次对该信道进行载波侦听，从而对在该信道内接收到的信号所对应的电压值进行检测。在电压值小于门限值的情况下，即可确定当前信道空闲，对随机值进行减1操作。在随机值被减至0后，即可确定信道内的拥挤程度较低，信号中继装置130具备对生命体征信号进行接收的条件，从而可避免生命体征信号和其它的信号进行掺杂而无法识别出生命体征信号所表征的生命体征信息，保证了接收到的生命体征信号的信号质量，并避免了功耗的额外增加。
[0427]
另外，可以理解，在信号中继装置130于预设频段内的信道接收到生命体征信号的情况下，可确定信道内的拥挤程度，从而可根据信道的拥挤程度对门限值进行动态更新，从而可增强在接收生命体征信号的情况下对不同环境的适应性。
[0428]
在某些实施方式中，接入步骤s15，包括：
[0429]
生命体征获取装置110在未发送数据信号的情况下进入挂起等待状态。
[0430]
本发明实施方式的组网方法可以通过本发明实施方式的生命体征监测系统100来实现，具体地，请结合图20，生命体征获取装置110用于在未发送数据信号的情况下进入挂起等待状态。具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于在未发送数据信号的情况下进入挂起等待状态。
[0431]
如此，可有效降低生命体征获取装置110的功耗。
[0432]
具体地，请结合图23，在这样的一个实施方式中，生命体征获取装置110在完成射频信号的发送后，以及在判断自身不需要进行数据发送的情况下，即可确定生命体征获取装置110处于未发送数据信号的状态，从而可使得生命体征获取装置110切换至挂起等待状态，使得生命体征获取装置110的无线发射机进入待机模式，从而可大幅降低生命体征获取装置110由于无线发射而产生的功耗。
[0433]
另外，在其它的实施方式中，请结合图23，在生命体征获取装置110需要对数据信号进行无线发射的情况下，可通过发起系统中断，使得生命体征获取装置110的无线发射机
开启。可以理解，对于信号中继装置130而言，在需要与生命体征获取装置110进行无线通信的情况下，同样可通过发起系统中断的方式来开启信号中继装置130的无线发射机，而在不需要与生命体征获取装置110进行无线通信的情况下，则会同样进入挂起等待状态，以使得信号中继装置130的无线发射机进入待机模式。
[0434]
请结合图24，图24所示为生命体征获取装置110向信号中继装置130发送生命体征信号的实施方式中的流程图。具体地，在图24所示的实施方式中，生命体征获取装置110可以向信号中继装置130发送生命体征信号，从而实现在生命体征获取装置110和信号中继装置130之间进行生命体征信号的数据传输。
[0435]
对于本技术实施方式的组网方法中的同步步骤s16而言，在生命体征获取装置110发送生命体征信号的情况下，信号中继装置130可以对生命体征信号进行接收，并向生命体征获取装置110发送接收应答信号。可以理解，在通过多个生命体征获取装置110获取多个生命体征信号的情况下，需要确定所有生命体征信号的获取时间以保证在时间上的同步。在一个实施方式中，请结合图24，接收应答信号包括ack(acknowledge character，确认字符)和时间戳，生命体征获取装置110可以根据ack确定信号中继装置130已接收到生命体征信号，以及根据时间戳对生命体征信号与本地时间进行同步，从而可保证所有生命体征获取装置110所发送的生命体征信号在时间上保持同步。
[0436]
生命体征获取装置110会以预设的等待应答时长来对接收应答信号进行等待接收。生命体征获取装置110在等待应答时长内接收到接收应答信号的情况下，即可根据接收应答信号来确定生命体征信号的采集时间，使得信号中继装置130在接收到所有的生命体征获取装置110所发送的生命体征信号的情况下，确定每个生命体征信号的采集时间，进而可确定每个时刻下使用者的生命体征的变化。
[0437]
另外，请再结合图24，接收应答信号还可包括rssi(received signal strength indicator，接收信号的强度指示)，使得信号中继装置130可以根据rssi来调整对生命体征信号的发射功率，从而可避免发射信号所导致的功耗的额外增加，并相对增加持续使用的时间。
[0438]
可以理解，根据接收应答信号来确定信号中继装置130接收生命体征信号的信道质量，从而可对生命体征信号的发射功率进行相应调整，在信道质量越低的情况下，则生命体征获取装置110会增大对生命体征信号的发射功率，从而可确保信号中继装置130能够稳定地接收到生命体征获取装置110所发送的生命体征信号。在信道质量越高的情况下，则生命体征获取装置110会减小对生命体征信号的发射功率，使得生命体征获取装置110能够以较低的功耗进行无线发射，有利于增加生命体征获取装置110的续航时间。也就是说，根据接收应答信号，生命体征获取装置110可以实现对信号的发射功率进行自动调节。
[0439]
在某些实施方式中，同步步骤s16，包括：
[0440]
生命体征获取装置110在超出等待应答时长后仍未接收到接收应答信号的情况下，调整对生命体征信号的发射功率。
[0441]
本发明实施方式的组网方法可以通过本发明实施方式的生命体征监测系统100来实现，具体地，请结合图20，生命体征获取装置110用于在超出等待应答时长后仍未接收到接收应答信号的情况下，调整对生命体征信号的发射功率。
[0442]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111用于在超出等待应答时长
后仍未接收到接收应答信号的情况下，调整对生命体征信号的发射功率。
[0443]
如此，可提高生命体征信号传输成功的概率，以及可减少无线发射所产生的功耗。
[0444]
请再结合图24，在超出等待应答时长后未接收到接收应答信号的情况下，则可确定发生数据传输失败，从而使得生命体征获取装置110调整对生命体征信号的发射功率。对生命体征信号的发射功率的调整可以根据预设等级进行发射功率的逐步增加或减少，可以根据具体情况进行实时的动态调整，也可以根据先前接收到的接收应答信号对生命体征信号的发射功率进行调整。在一个实施方式中，生命体征获取装置110根据接收应答信号调整得到的生命体征信号的发射功率为第一功率，在生命体征获取装置110下一次发射生命体征信号时出现数据传输失败的情况下，可将生命体征信号的发射功率调整为大于第一功率的第二功率，从而可增加信号中继装置130接收到生命体征信号的成功几率。
[0445]
在某些实施方式中，同步步骤s16，包括：
[0446]
生命体征获取装置110在调整生命体征信号的发射功率的次数达到预设次数的情况下，丢弃生命体征信号，并发出传输失败的提示。
[0447]
本发明实施方式的组网方法可以通过本发明实施方式的生命体征监测系统100来实现，具体地，请结合图20，生命体征获取装置110用于在调整生命体征信号的发射功率的次数达到预设次数的情况下，丢弃生命体征信号，并发出传输失败的提示。
[0448]
具体地，可以是生命体征获取装置110的第一控制器111在调整生命体征信号的发射功率的次数达到预设次数的情况下，丢弃生命体征信号，并发出传输失败的提示。
[0449]
如此，可提高对生命体征信号的传输效率。
[0450]
具体地，请结合图24，在图24所示的实施方式中，预设次数为最大尝试次数。可以理解，在生命体征获取装置110多次尝试向信号中继装置130发送生命体征信号时仍出现传输失败的情况下，即可确定信号中继装置130无法对生命体征信号进行接收，从而可对该生命体征信号进行丢弃，以避免影响到后续发送的生命体征信号的传输，保证了对生命体征信号的传输效率。
[0451]
综上，本发明实施方式提供的一种生命体征监测方法和生命体征监测系统100，不仅可以克服传统无线单导联动态生命体征监测系统100无法采集多导联心电信号导致的无法全方位评判心脏健康状况的缺陷，并且将各心电采集电极两两分组形成了具有采集与无线传输功能的心电信号采集与数据传输装置，采用私有短距无线传输协议组网技术，形成了生命体征获取装置110、信号中继装置130、信号分析装置150的生命体征数据无线网络，真正实现了在分立节点条件下对使用者生命体征数据的无线采集、记录与分析。
[0452]
相较于相关技术，本发明可以实现以下有益效果：
[0453]
1.本发明采用多个独立的生命体征获取装置110对多导联心电信号进行采集与传输，相较于传统的医用心电采集装置，在完成同样采集效果与精度的条件下，较大幅度提升了设备佩戴舒适性，并且能够在使用者正常活动的情况下都可以实施采集到多导联的心电信号；
[0454]
2.在无线条件下对心电信号进行采集与记录，有效提高心电采集精度与临床意义，为医护人员的下一步诊断提供了医用级别精度的心电数据支撑；
[0455]
3.通过采用私有短距无线传输协议对多个生命体征获取装置110与信号中继装置130进行无线组网通信，相较于传统的无线传输协议，其具有多点组网、更低功耗、低频段干
扰的特点，能够有效提升节点间通信性能与装置整体的待机时长；
[0456]
4.通过利用三个心电基础向量值，计算在临床心脏疾病诊断标准的12导联心电信号，有效较低了12导联心电信号的采集难度与采集成本；
[0457]
5.通过采用挑战-反馈原则，实现了节点接入鉴权算法，有效保证了私有短距无线传输网络中节点接入的合法性；
[0458]
6.通过采用混沌加密技术，实现了私有短距无线传输网络中节点与数据中心端的高强度加密通信，保证了生命体征信号的数据安全。
[0459]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0460]
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。