基于混合 BLE-WiFi 通信架构的自适应无接触内窥镜成像

无接触内窥镜（WCE）受限于无线带宽不足，导致图像分辨率和帧率较低，这可能引起运动模糊和漏检病灶。虽然已探索自适应帧率方案以适应瞬时胃肠道运动，但这些方法通常需要牺牲图像分辨率。使用更高频率通信频段也受组织衰减的限制。为解决这些挑战，我们提出了一种结合低功耗蓝牙（BLE）和 WiFi 通信架构的混合方案，既利用 BLE 的低功耗特性，又利用 WiFi 的高数据吞吐能力。我们通过测量吞吐量、接收信号强度指标（RSSI）和功耗，在组织仿真条件下系统评估了 BLE 和 WiFi 的性能。结果表明，采用自适应传输功率控制策略的放大 BLE 能在低功耗下提供稳定的帧率，而 2.4 GHz WiFi 以站点模式运行是最适合 WCE 的高吞吐通信配置。与 WiFi 相比，BLE 功耗降低约十倍，而 WiFi 吞吐量可提升最高十倍。为协调这些互补的权衡，我们进一步引入一种以帧边界同步切换机制的混合系统，确保 BLE 与 WiFi 转换期间的数据无丢失。实验结果表明，当传输 10 kB 图像有效载荷时，BLE 切换到 WiFi 的切换延迟约为 92.66 毫秒，而 WiFi 切换到 BLE 的切换延迟为 15.49 毫秒。总体而言，所提出的混合 BLE 和 WiFi 系统实现了稳健、无丢失且高效的模式切换，支持自适应成像，推动下一代自主 WCE 平台的发展。