基于ZigBee无线传感器网络的远程医疗监控系统研究

发布时间：2020-03-30 13:16

【摘要】：随着无线传感器网络技术发展,信息化、智能化的远程监控系统也在各行各业中广泛应用。医疗行业发展也逐渐信息化,远程医疗监控就是在此基础上产生的新技术。该项技术能够准确地获取病人的信息,对病人的情况进行实时监测,提高医疗资源的利用率。本文设计出了一套远程医疗监控系统,研究分析了ZigBee组网技术,并且将其作为通信方式应用在本系统中。系统由无线传感器网络节点和上位机监控系统两大部分构成。其中无线传感器网络节点部分由终端节点、路由器节点和协调器节点组成。终端节点和路由器节点的传感器模块由体温、血压测量传感器芯片和信号处理电路组成。三种节点均使用CC2430芯片作为控制器,利用其特有的ZigBee射频前端为通信模块。使用IAR Embedded Workbench为软件编程,根据ZigBee协议栈进行函数调用,分别针对节点进行编程,实现无线传感器网络组建、节点加入、数据采集、数据发送和存储等功能。协调器节点和上位机采用RS-232串口通信,并设计出了通信协议。上位机监控系统用Access构建数据库,存储节点传送的各种信息数据,采用Visual Basic语言对系统进行编程,并且设置生理数据的正常范围阈值。采用DrawLine函数来绘制上位机系统数据及其变化趋势,来实现上位机监测系统的各种功能。本文最后将研究的无线传感器节点佩戴在实验者身上,分别在不同的数据采集频率和不同的传输距离的条件下进行测试。结果表明所设计的节点能够组成无线传感器网络且可以通过协调器节点转发生理数据至上位机,最终在监控界面显示出来。针对多节点存在的情况本文进行了仿真分析。综上,本文设计的远程监控系统实现了病人体温、血压生理参数数据的实时远程监测,从而减少病人对病房固定医疗设备的依赖,证明该系统具有一定的可行性和广泛的应用前景。
【图文】：

图 1-1 ZigBee 网络的拓扑结构图一．星型网络。星型网络的组成是一个协调器加上若干个终端调节点负责设置整个网络。其他节点均为终端节点。终端节点之直接传输数据，需要通过协调器转发数据。这种网络拓扑结构简以设计成本低，但灵活性差，当处于一定的通信范围内时才能实，因此限定了数据的传输半径[34]。二．网状网络。网状结构通常若干个 FFD 作为网络的主节点干网[35]。其中有一个全功能设备作为主协调器使用，剩余的简化备节点则是路由设备，路由设备之间的通信是绝对对等的。主协过路由设备发送命令至终端节点[36]。另外，网状网络是一种具有复能力的高可靠性网络，可以为传输的数据包提供多条传输路径个通道出现异常时，可以选择另一个通道进行传输。但由于两个间存在多条可能路径，且网络复杂，，使得这种网络成为传输时延余度高的网络。

图 1-2 ZigBee 网络协议栈体系架构本文主要研究内容本文为了完成基于 ZigBee 无线传感器网络的远程医疗监控系分别设计出若干终端节点（end-device）采集病人的体温、血数数据。终端节点通过 ZigBee 无线传输方式传送数据至协调各终端节点之间不能直接通信，可以利用路由节点转发。路由uter）可以充当终端节点，同时具有接收和转发其他节点信息协调器节点（coordinator）充当控制中心的作用，一方面通过 I与上位机通信，另一方面向下与无线传感器网络节点通信。协利用串口方式将生理参数上传至上位机，上位机装有监控软心能够获取终端节点采集到的病人的生命体征参数具体数据控病人身体状态，一旦出现特殊情况便于医护人员及时采取相
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;TN92;TP277

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本文编号：2607591