穿戴式多生理参数采集与无线传输网络研究

发布时间：2023-07-01 11:38

　　穿戴式检测技术与无线通信技术的结合,是实现低心理负荷、无约束、长期监护的有效手段。为缓解人民群众特别是特殊用户“看病难”、“看病贵”,医疗资源分配不均等情况提供了解决路径。本文在深入分析穿戴式特点和技术要求的基础上,在微型化方面对检测模块进行了详细设计;在构建网络方面,设计Ping机制协议有效克服了移动传感节点在网络状态中不稳定因素;解决了一定范围内监测者的可移动性、传感节点的长时间正常工作及数据的高可靠有效传输问题。该研究在临床监护、家庭保健、应急救护、特殊人群监护等应用具有广阔的发展前景。 设计微型化检测模块,对心电、血氧、呼吸、体温及基于足底压力检测计步器进行了详细设计。采用硬件软件化、元件微型化、接口微型化及布局多层化的设计思想,对穿戴式检测模块的微型化进行了研究。 设计Mesh状BSN躯域传感网,在家用PC机、协调器、路由器及终端节点之间设计Ping应答程序机制提高网络的适应性、鲁棒性、安全性。能够同时满足约200m²方形范围内4个人3种生理信号及6种生理参数的监测。 从社区家庭需求角度出发,对传感器分布、能量、安全进行研究得出科学管理策略。得到一系列研...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 立题意义
    1.2 健康监测医疗形势需求分析
        1.2.1 特殊用户要求医疗资源迅速增长
        1.2.2 特殊用户医治难题
        1.2.3 我国医疗保障体系
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容和本文结构
        1.4.1 课题简介和研究内容
        1.4.2 本文结构
第二章 穿戴式生理参数检测模块设计
    2.1 心电模块设计
        2.1.1 穿戴式心电检测模块设计
        2.1.2 心电检测PCB 板及其测试效果
    2.2 血氧模块设计
        2.2.1 穿戴式血氧检测模块设计
        2.2.2 血氧检测PCB 板及其测试效果
    2.3 呼吸模块设计
        2.3.1 穿戴式呼吸波检测模块设计
        2.3.2 呼吸检测PCB 板及其测试效果
    2.4 体温模块设计
        2.4.1 穿戴式体温检测模块设计
        2.4.2 体温检测PCB 板及其测试效果
    2.5 基于足底压力检测计步器设计
        2.5.1 无线计步鞋模块设计
        2.5.2 实验结果分析
    2.6 模块微型化设计
    2.7 硬件系统总体设计
    2.8 本章小结
第三章 基于ZigBee 信息监测BSN 构建
    3.1 ZigBee 技术
        3.1.1 ZigBee 的主要特性
        3.1.2 ZigBee 协议的网络拓扑结构
    3.2 系统设计
    3.3 BSN 设计
        3.3.1 BSN 硬件设计
        3.3.2 BSN 程序设计
    3.4 本章小结
第四章 监测网络管理技术及性能测试
    4.1 社区家庭监护需求分析
    4.2 传感器分布式策略
        4.2.1 无线传感网环境测试
        4.2.2 无线传感器分布情况
    4.3 传感器能量管理策略
        4.3.1 休眠机制
        4.3.2 数据融合
        4.3.3 多跳短距离通信
    4.4 安全管理策略
        4.4.1 通信安全
        4.4.2 信息安全
    4.5 本章小节
第五章 基于UML 监护基站设计
    5.1 系统分析
        5.1.1 监护基站系统用例分析
        5.1.2 功能模块的需求框图
    5.2 UML 需求分析建模
        5.2.1 场景分析及开发
        5.2.2 基于场景生成用例
    5.3 基于 UML 的软件设计
        5.3.1 设计用例实现方案
        5.3.2 数据库存储设计
    5.4 监护基站人机界面及运行效果图
    5.5 本章小节
总结与展望
    工作总结
    工作展望
参考文献
附录
    附录 1 部分电路原理图
    附录 2 部分下位机程序
    附录 3 部分上位机程序
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3836185