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根据无线传感器网络技术的网络式监护设备及体系的规划

基于无线传感器网络技术的网络式监护装置及系统的设计-远程医疗监护是指通过通信网络将远端的生理和医学信号传送到监护中心进行分析,并给出诊断意见的一种技术手段。他是随着计算机技术、现代通信技术的发展而发展起来的。计算机技术与现代通讯的发展为远程医疗服务带来新的机遇,使得人们可通过应用计算机技术和现代通信,实现个人与医院间,医院和医院间的医学信息的远程传输和监控,远程会诊、医疗急救、远程医疗教育与交流等。其中面向家庭的远程医疗健康监护是在配备先进适宜的医疗设备的条件下,将千家万户和医疗机构联系起来,实现医疗进入家庭,在病人家中实施监护、诊断、治疗、康复和保健多位一体的一种新的远程医疗模式。远程病人监护已经越来越引起人们的极大关注。其快速发展有很强的社会现实背景:

1、 引 言

长途医疗监护是指经过通讯网络将远端的生理和医学信号传送到监护中心进行剖析,并给出确诊定见的一种技能手段。他是跟着计算机技能、现代通讯技能的开展而开展起来的。计算机技能与现代通讯的开展为长途医疗服务带来新的机会,使得人们可经过运用计算机技能和现代通讯,完结个人与医院间,医院和医院间的医学信息的长途传输和监控,长途会诊、医疗急救、长途医疗教育与沟通等。其间面向家庭的长途医疗健康监护是在装备先进适合的医疗设备的条件下,将千家万户和医疗机构联系起来,完结医疗进入家庭,在患者家中施行监护、确诊、医治、恢复和保健多位一体的一种新的长途医疗办法。长途患者监护现已越来越引起人们的极大重视。其快速开展有很强的社会现实布景:

(1)跟着环境污染的加重、公民日子习惯的改动,作业压力的增强,要挟人类健康的疾病也呈现了新的状况。恶性疾病和缓慢疾病如心血管疾病、脑血管疾病及恶性新生物已成为要挟人类健康的头号杀手。

(2)跟着日子水平的进步,医疗卫生条件的改进,人类寿数日益延伸,老龄化趋势十分显着。

(3)现代通讯技能的开展,特别是移动通讯技能和互联网技能的飞速开展为长途监护供给了强有力的技能支持。

这种新的长途医疗办法是一项十分重要的技能,且具有许多的长处。首要他极大当地便了广阔的病患者,特别是一些特别的人群,如:行动不便的残疾患者和患缓慢的白叟,需求定时查看的孕妈妈和儿童,需求长时间到医院复查病况的缓慢病患者(如糖尿病,心脏病患者),远离医院交通不便的患者等。其次这种新的长途医疗办法也有效地下降医院门诊的作业负荷,使得医院门诊可集中精力于危殆重症和疑难杂症,有效地装备和运用有限的医疗资源,为日子节奏严重时间急迫的城市人供给了一个随时随地的家庭医疗保健。人们带着无线传感设备能够自在地移动,能够在了解的环境中时间监护他们的生理参数而无需去医院。他不只能够辅佐医治,还能在患者病况忽然恶化时报警。医护人员能够在远端的监护中心调查患者的健康状况并供给实时的确诊和主张,也能够长时间对患者进行监护。另一方面,对健康人群的长途监护,还能够发现疾病的前期症状,然后抵达保健和防备疾病的意图。

本文规划的是一种新的网络式监护设备及体系,他依据无线传感器网络技能,由传感器收集人体各种健康参数。这些模拟信号经过前置电路的处理,以数字信号的办法输入微操控器,经过无线数据传输和计算机通用串行总线接口进入PC机,由Internet发送到长途监护中心,为专业医疗人员供给各种重要的生理参数改变。然后由其对数据进行计算调查,供给必要的咨询服务,完结长途医疗。意图是运用高频率的无线多通道数据传输办法,传递医疗传感器与监护操控仪器之间的信息,削减监护设备与医疗传感器之间的连线,使得被监护人能够具有较多的自在活动空间。

2、 体系结构

面向家庭的长途健康监护医疗体系首要由2大部分组成:长途医疗仪器感测体系和通讯传递体系。长途医疗仪器感测体系效果是收集用户的身体状况材料,作为网络化居家生理监督理疗用具,长途监护体系有必要安稳、牢靠,有必定的自检功用,操作简略。从患者的安全视点考虑,应尽量运用老练、牢靠的技能,并且尽量能和现成的体系兼容并同享数据,并依据需求进行扩展。而通讯技能则为完结长途医疗供给强而有力的技能支持,依据长途医疗运用中传送的信息量巨细和实时性要求的不同,可采用不必的通讯技能。本文的面向家庭的健康监护体系中,无线传感器网络数据传输是各种监测设备与计算机及长途骨干通讯网的首要衔接办法。与有线传输比较,他的的长处是:

(1)具有足够快的速度,能够满意设备间的数据传输需求;

(2)具有很好的扩展性,体系内设备进行添加或削减都不会影响其他设备的运用;

(3)具有很好的适应性,快捷性和移动才能,不受物理环境的束缚。

本文规划的监护体系由监护基站和传感器节点构成一个微型监护网络;传感器节点对运用者的各项生命目标进行数据收集,经过无线通讯办法将数据发送至监护基站,并由该基站将数据传输至所衔接的PC机,经过Internet网络能够将数据传输至长途医疗监护中心,由专业医疗人员对数据进行计算调查,供给必要的咨询服务,完结长途医疗。

用户还能够经过个人PC对所收集数据进行一个开始的剖析,并经过电脑所给出的一个开始判别采纳应急的办法。医疗生物传感器节点能够依据不同的需求而设置,因而该体系具有极大的灵活性和扩展性。一起,将该体系接Internet网络,能够构成更大的社区医疗监护网络、医院网络甚至整个城市和全国的医疗监护网络。图1为本体系的结构图。

3 、监护传感器节点和监护基站规划

传感器节点用于丈量生理参数,所取得的数据经过无线传感网传送到基站。而所组成的网络所需求的传感器节点能够依据需求进行扩展。图2是传感器节点的框图器节点的框图,他由传感器、信号调度电路、处理器、无线通讯模块共4个首要部分组成。其间无线通讯模块是完结无线监护的要害。

依据无线传感器网络技能的网络式监护设备及体系的规划

基站单元能够收集并显现测验得到的数据信息,并能够对异常状况进行报警。假如必要的话,数据将主动被发送给长途的监护中心,寻求医师的主张和协助。因而本体系中的监护基站设备被规划成一种随身带着设备,一起监护基站设备能够和体系中的多个传感器节点进行通讯以完结数据的收集和显现等功用。在运用过程中,监护基站设备经过无线信道向传感器节点发送操控指令来发动传感器节点,传感器节点接收到指令后进行相应的数据收集动作收集人体生理目标数据,收集完毕后经过无线通讯的办法将数据返回到监护基站,由监护基站进行进一步地显现、存储等操作。基站的首要成分包含用户交互界面模块、无线通讯模块、报警模块及数据传输模块。与长途监护中心的通讯办法能够依据运用需求、网络建造状况进行挑选。图3是基站的框图。

无线通讯模块首要完结和传感器节点间的数据交互。基站能够经过串口、USB接口及网络适配器接入本地计算机,然后再经过因特网传输到长途监护中心。监护基站设备在正常作业状况下运用电池进行供电,因而在规划过程中特别留意了低功耗的办理与操控。在不作业的时间,体系会进入低功耗以及休眠状况来节约体系能量。

4、 用户自确诊体系的规划

在本体系中,PC机不只是一个担任客户登陆网络服务器并和医师进行实时通讯沟通的东西。他还担任了一个很重要的作业,即供给一个自确诊信息数据库并为用户完结自确诊服务功用。

确诊体系的首要功用就是在把由传感器收集来的体温、脉息、血压等数据发送给医院之前对数据进行一个开始的剖析。在对数据进行完一个设定好的信号处理剖析并计算出对应的人体信息数据后,经过对得出的人体数据进行判别决议是否将数据发送出去,一起用户端的确诊软件还供给相似与专家体系效果的白确诊功用,供给给用户参阅运用。图4是自确诊剖析体系的流程图。

5 、结 语

长途监护运用传感技能和现代通讯技能将患者的监护规模从医院内扩展到通讯网络能够抵达的任何当地,然后完结患者与诊所、诊所与医院或医院间医疗信息的传送。长途监护供给一种经过对被监护者生理参数进行接连监测研讨远地目标生理功用的办法,他缩短了医师和患者之间的间隔,医师能够依据这些远地传来的生理信息为患者供给及时的医疗服务,长途监护体系不只能进步白叟的日子质量,并且能够及时捕捉白叟的发病前兆,结合重要生理参数的长途监护,能够进步老年人的家庭护理水平。这关于患者取得高水平的医疗服务及在紧急状况时的急救援助,具有重要意义。长途监护体系是适应信息社会开展和人们对医疗保健的需求而发生和开展起来的。跟着信息技能的不断开展,其办法将愈加多样,无线、移动和传感技能交融而成的微型化无线智能传感网络必将为长途监护体系的开展带来新的打破。

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