無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療監(jiān)護(hù)中的應(yīng)用
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目前，醫(yī)院監(jiān)護(hù)系統(tǒng)大多使用固定的醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備，通過傳感器采集人體生理參數(shù)，通過線纜將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)中心。建立在線纜連接基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)往往體積大、功耗大、不便于攜帶，限制了病人和醫(yī)護(hù)人員的行動(dòng)，增加了他們的負(fù)擔(dān)和風(fēng)險(xiǎn)，已經(jīng)越來越不能滿足當(dāng)今實(shí)時(shí)、連續(xù)、長時(shí)間地監(jiān)測病人的重要生命特征參數(shù)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)需求。同時(shí)這種傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)方法容易增加病人心理壓力和緊張情緒，進(jìn)而影響病人身體狀況，使診斷數(shù)據(jù)與病人真實(shí)的生理狀況產(chǎn)生一定差距，影響對病情的正確診斷。為了使經(jīng)常需要測量生理參數(shù)的患者(如慢性病人或者老年患者等)能夠在隨意運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下接受監(jiān)護(hù)，無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)技術(shù)已越來越受關(guān)注。
本文以測量人體血氧飽和度為例，提出了一種基于ZigBee無線通信協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)解決方案。該方案可以測量血氧飽和度參數(shù)，并將測量數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心對這些生理參數(shù)進(jìn)行處理，并以此評價(jià)人體健康狀況。
本設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的無線傳輸，因此傳感器采用市場上現(xiàn)有的人體血氧飽和度傳感器。該系統(tǒng)可以集成多種傳感器，使之具備應(yīng)用在不同應(yīng)用領(lǐng)域的不同功能，因此，本系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，移植性很強(qiáng)，醫(yī)療監(jiān)護(hù)領(lǐng)域的大部分檢測傳感器（如體溫、脈搏、血壓等）都可以集成到本系統(tǒng)上。
1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSNs(Wireless Sensor Networks)的概念起源于美國國防先進(jìn)技術(shù)研究計(jì)劃署中的一個(gè)研究項(xiàng)目，由于無線感測網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了感測、運(yùn)算以及網(wǎng)絡(luò)連接的能力，不同傳感器在其感測范圍之內(nèi)監(jiān)控與偵測周圍環(huán)境與特定目標(biāo)的狀態(tài)，并透過無線網(wǎng)絡(luò)將這些狀態(tài)回傳到主機(jī)，系統(tǒng)管理者在收到這些信息時(shí)，就能據(jù)此做出適當(dāng)?shù)奶幚怼?br /> 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)要求節(jié)點(diǎn)具備無線通信能力，目前有多種主流無線通信協(xié)議（見表1），這些傳輸協(xié)議都有各自的優(yōu)勢和特點(diǎn)。但就總體比較而言，目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要使用ZigBee協(xié)議。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/158184.htm
ZigBee是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接。它依據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，其通信效率很高。相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)將是最低功耗和成本的技術(shù)。ZigBee的出發(fā)點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)一種易實(shí)現(xiàn)的低成本無線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)它的低功耗性能可以使采用電池供電的產(chǎn)品維持6個(gè)月到數(shù)年的工作時(shí)間。其低數(shù)據(jù)速率和通信范圍較小的特點(diǎn)，決定了ZigBee技術(shù)適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)。通過ZigBee可以簡單地實(shí)現(xiàn)各種器件的連網(wǎng)。作為一個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee為實(shí)現(xiàn)無所不在的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件分為人體血氧飽和度無線傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
2.1 無線傳感器節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)由三大部分組成：血氧飽和度傳感器、信號處理電路以及無線通信電路，如圖1所示。
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