基于无线传感器网络的肢体康复监测系统的设计与实现

发布时间：2020-09-02 19:58

　　 如今,国民经济和人类社会生活的方方面面都能看到物联网技术的身影,物联网技术涉及的领域主要包括交通管理、智能工农业、现代物流管理、数字家庭和医疗健康等。其中,在物联网技术的发展中ZigBee技术的发展尤为迅速,它的优势在于它具有功耗低、灵活性强、组网能力强、稳定性高等特点。ZigBee技术应用广,发展快,是目前全球热门的科研领域。在ZigBee组网中,网络中的数据将发送至网关,通过网关设备联通ZigBee无线网络和其他异构网络,实现ZigBee网络数据的传输与联通。本文针对医疗康复应用领域设计了一套肢体康复监测系统,该系统包含测量病人数据的终端节点、网关和PC端,其中终端节点为可穿戴式设备,终端节点装配压力传感器和姿态传感器对病人的数据进行采集,然后终端节点将数据发送至ZigBee网络中,网络中的数据会被网关接收,数据被网关接收后会在PC端软件上处理并进行显示,最后将数据保存至远程的服务器存档。本文主要研究内容如下:1.对比分析了现如今几种常用的无线通信技术,发现ZigBee技术在功耗、组网等各方面优势明显,结合本文项目的实际需求,最终决定采用ZigBee技术搭建无线网络传感器网络来对相关数据进行传输。2.对需求进行分析并设计了一套肢体康复监测系统,对系统中包含的可穿戴式的压力测量和关节活动度测量的终端节点设备,进行了软硬件的开发,该穿戴式节点的功耗低,存储数据方便,由于使用了穿戴设备内部的Flash储存数据,无需担心掉电数据丢失。同时开发了相应的上位机,PC端可以通过上位机实时显示病人的数据情况,也可以通过上位机对穿戴式终端节点进行管理与设置。最后,数据会上传到远程服务器,对数据进行保存,方便对病人的数据进行跟踪和记录,同时系统具有报警和提示功能,当病人未使用穿戴式的设备时,系统会进行提醒。3.简要介绍了常用的一些网关方案以及各网关方案的优缺点和适用场景,考虑到本文系统对网关的功能要求,选择了以太网型网关方案。对传感器接入ZigBee网络吞吐量进行了相关测试,通过多组数据的测试得出本系统网络的最大吞吐量。4.通过对组成系统的终端节点、ZigBee网络传输性能、PC端软件以及系统的整体功能进行测试,发现本文设计的系统各项指标均达到要求并且可以满足实际需求。本套系统对患者和医务工作人员来说都可以方便使用。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212.9;TN929.5;R496
【部分图文】：

终端节点压力传感器测量压力与对应电压拟合图

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本文编号：2811036