基于ZigBee和PLC技術(shù)的社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)

　　隨著社會老齡化的日益加劇，對老年人健康的關(guān)心已經(jīng)成為重要的社會問題。另外，一些突發(fā)性疾病和家庭保健，如心血管疾病、孕婦、胎兒、嬰兒、幼兒的保健也需要長期的家庭監(jiān)護。所以，研究基于公用網(wǎng)絡(luò)的家庭醫(yī)療監(jiān)護，建立小區(qū)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)，從而組成一個醫(yī)院護理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，不僅可以增加病人的安全性和改善人們的生活質(zhì)量，還能使醫(yī)院更有效地提高管理人員、醫(yī)生和護士的工作效率，協(xié)調(diào)相關(guān)部門有序工作。

　　在某些情況下，使用有線方式的監(jiān)護系統(tǒng)的實施成本將遠遠超過購買監(jiān)護設(shè)備所花費的費用。例如，在一個多社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)中，把實時監(jiān)護病人的生理參數(shù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心及所有數(shù)據(jù)的遠程備份，都是一筆龐大的開支，維護成本更是驚人。雖然引入無線監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)，可以解決一些問題，但基于藍牙、GPRS等技術(shù)的社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)存在相應(yīng)的不足之處，如無線輻射的安全性、無線終端的快速移動、無縫漫游和無線網(wǎng)絡(luò)成本等等。

　　ZigBee 技術(shù)的出現(xiàn)為傳感器信號的無線傳輸提供了新的解決方案。ZigBee節(jié)點有幾十米的覆蓋范圍，且可以增加路由節(jié)點，擴展覆蓋范圍，另外它還具無線輻射小、傳輸數(shù)據(jù)安全和成本低等優(yōu)點，因此適用于家庭住宅。同時由于生理監(jiān)護信號的數(shù)據(jù)傳輸流量不大，傳輸速率為250kbit/s的ZigBee能夠滿足生理數(shù)據(jù)傳輸要求。ZigBee傳感節(jié)點可自由靈活地加入和離開網(wǎng)絡(luò)，具有低功耗和低成本的特點。此外，電力線具有高速(骨干網(wǎng)速度已經(jīng)達到了上百Gbit/s)、以電力輸電線路作為傳輸載體(目前我國擁有全世界長度排名第二的電力輸電線路)等優(yōu)點，并且電力線載波通信被國外傳媒喻為“未被挖掘的金山”。我們可以看到，如果把ZigBee和PLC技術(shù)有機的結(jié)合起來，它不僅彌補現(xiàn)有社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的一些弊端，緩解了居民對醫(yī)療監(jiān)護的需求，還很符合并不富裕的中國。

　　社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)的總體構(gòu)架

　　該社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)主要分為三部分，如圖1所示。第一部分由若干個基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的家庭監(jiān)護單元組成，其中，無線通訊節(jié)點根據(jù)功能不同分為：無線傳感器節(jié)點和PAN協(xié)調(diào)節(jié)點，無線傳感器節(jié)點具有用戶隨身攜帶和可移動性的特征，主要負責采集人體的重要生理參數(shù);而PAN協(xié)調(diào)節(jié)點主要負責收集重要生理參數(shù)，并通過第二部分，也就是電力線網(wǎng)絡(luò)部分將這些參數(shù)發(fā)送到監(jiān)護中心(即第三部分)，這樣，由專業(yè)的醫(yī)護人員來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和觀察，提供相關(guān)醫(yī)療咨詢和服務(wù)，達到遠程醫(yī)療的目的。

　　社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)分為：無線傳感器節(jié)點、PAN協(xié)調(diào)節(jié)點(包括射頻通信模塊和電力線傳輸模塊)和監(jiān)護中心。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。