当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

基于WBAN的健康监测系统设计

发布时间:2018-03-20 05:19

  本文选题:WBAN 切入点:ANT 出处:《沈阳理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:在不断进步的嵌入式技术、传感器技术以及计算机网络技术推动下,无线体域网技术得到了飞速的发展。作为新近出现的应用型无线网络,无线体域网专注于邻近身体区域的数据通信,非常适合于用作个人健康信息的采集与传输,其在医疗健康、体育运动训练、国防军事等领域均具有重要的应用前景和产业化前景。本文在国内有关外研究进展的基础上,归纳总结出无线体域网的设计思路。通过对无线体域网基本概念以及网络特性的进一步探讨,体域网系统的通用性网络结构以及各个网络层级的功能规划得到了定义。以体育运动领域中运动员的生理参数监测应用为背景,本文提出了一套完整的基于无线体域网的健康监测系统设计方案。根据对现有无线通信协议的对比研究,系统在采集网络和汇聚网络两端分别使用了超低功耗的ANT无线协议和具备远程组网能力ZigBee无线协议的组合,并以STM32为硬件平台设计了多功能网关节点,实现不同网络协议间的连接和转换。传感网络端,设计了基于MSP430的脉搏传感节点。汇聚网络端,使用了开源硬件“树莓派”来完成基站的搭建,实现了基于Web的数据查询服务。以该系统为平台,本文还对光电传感器的脉搏检测应用算法进行了研究。在充分结合单片机应用和计算机仿真的基础上,提出了综合限幅滤波、差分阈值以及滑动平均三种方法的应用算法改进,并通过实验验证了其效果。经测试,移植回单片机中的算法可应用于静止状态下的脉率检测,且得到的脉搏频率能够保持较稳定的水平。最后,在系统功耗及功能测试中,节点、网关及基站等各个设备表现良好,达到了设计要求。
[Abstract]:With the advance of embedded technology, sensor technology and computer network technology, wireless body area network technology has been rapidly developed. Wireless body-area networks focus on data communication in adjacent areas of the body and are well suited for the collection and transmission of personal health information in health care and sports training. There are important application prospects and industrialization prospects in the field of national defense and military. The design idea of wireless body area network is summarized, and the basic concept of wireless body area network and network characteristics are further discussed. The generic network structure and the function planning of each network level are defined. In this paper, a complete design scheme of health monitoring system based on wireless body area network is proposed. The system uses the combination of ultra-low power ANT wireless protocol and remote networking capability ZigBee wireless protocol at both ends of acquisition network and convergence network, and designs a multi-function gateway node based on STM32 hardware platform. To realize the connection and conversion between different network protocols. The pulse sensor node based on MSP430 is designed at the sensor network end, and the open source hardware "raspberry pie" is used to build the base station. The data query service based on Web is realized. On the platform of this system, the pulse detection algorithm of photoelectric sensor is studied in this paper. Based on the application of single chip computer and computer simulation, a comprehensive amplitude limiting filter is proposed. The algorithm of differential threshold and sliding average is improved, and its effect is verified by experiments. The algorithm of transplanting back to single chip computer can be used to detect pulse rate in static state. And the pulse frequency can maintain a stable level. Finally, in the system power consumption and functional testing, nodes, gateways and base stations and other equipment performance is good, meet the design requirements.
【学位授予单位】:沈阳理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP212.9;TP274

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘毅;宋余庆;;无线体域网技术研究[J];小型微型计算机系统;2013年08期

2 孔令淑;姚向华;;无线体域网中的低功耗快速组网算法[J];微电子学与计算机;2013年12期

3 张洹千;杜晓薇;杨坚;卞士平;韩雪松;李擎;金庆辉;赵建龙;;一种体域网无线心电监护系统的研制与测试[J];现代电子技术;2014年04期

4 张春青;邹卫霞;李斌;刘月桂;;医疗体域网研究进展[J];中国医疗器械杂志;2012年02期

5 张莉;;无线体域网资源分配研究[J];电信工程技术与标准化;2014年08期

6 韩书平;钱良;杨宁健;;一种新型的能量受限无线体域网路由协议[J];信息技术;2009年11期

7 刘国华;赵子春;王延涛;孙玉刚;杨锶毅;;无线体域网中体征参数的采集与处理[J];南开大学学报(自然科学版);2010年01期

8 韩德强;刘立哲;顾春雷;;基于Windows Phone 7的体感健身系统的设计与实现[J];电子技术应用;2012年01期

9 孔龙;陈平平;徐位凯;陈志雄;;FM-DCSK UWB技术在无线体域网中的性能分析[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2013年02期

10 高鹏;杨永健;杜占玮;吴方明;;无线体域网隐私保护技术研究[J];计算机应用研究;2013年11期

相关会议论文 前1条

1 张晓博;袁开国;伍淳华;徐贤仲;;无线体域网(WBAN)安全技术研究[A];第九届中国通信学会学术年会论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前1条

1 本报记者 胡春民;体域网研究应列入国家规划[N];中国电子报;2010年

相关博士学位论文 前3条

1 于丽娜;无线体域网中数据融合绿色模型及传输调度算法研究[D];中国农业大学;2016年

2 武杨;基于无线信道特征的体域网安全技术研究[D];北京邮电大学;2014年

3 肖玲;无线体域网中人体动作监测与识别若干方法研究[D];湖南大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 王林;基于无线体域网的远程健康监护及其应用决策方法的研究[D];华东理工大学;2016年

2 鲍文旭;基于随机计算方法的体域网通信技术研究[D];复旦大学;2014年

3 贾涵中;基于WBAN的医疗无线监测系统的设计与实现[D];东北大学;2014年

4 杜宇;基于凸优化的无线体域网传感器节点选择问题研究[D];吉林大学;2016年

5 廖武;体域网中多传感器数据融合算法的研究[D];吉林大学;2016年

6 王帆;超声波体域网中数据链路层可靠性研究[D];吉林大学;2016年

7 王丰;运动姿态下无线体域网高能效技术研究[D];吉林大学;2016年

8 赵孝松;基于功率控制的无线体域网间同频干扰抑制[D];中国科学技术大学;2016年

9 安旭磊;体域网中脉搏数据融合研究[D];天津工业大学;2016年

10 李斯;可穿戴式无线体域网检测与传输技术的研究[D];上海师范大学;2016年



本文编号:1637691

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1637691.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户78088***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com