基于ZigBee和PLC技術(shù)的社區監護系統

　　隨著(zhù)社會(huì )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(huì )問(wèn)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(cháng)期的家庭監護。所以，研究基于公用網(wǎng)絡(luò )的家庭醫療監護，建立小區醫療網(wǎng)絡(luò )，從而組成一個(gè)醫院護理系統網(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，還能使醫院更有效地提高管理人員、醫生和護士的工作效率，協(xié)調相關(guān)部門(mén)有序工作。

　　在某些情況下，使用有線(xiàn)方式的監護系統的實(shí)施成本將遠遠超過(guò)購買(mǎi)監護設備所花費的費用。例如，在一個(gè)多社區醫療監護網(wǎng)絡(luò )中，把實(shí)時(shí)監護病人的生理參數傳輸到遠程監控中心及所有數據的遠程備份，都是一筆龐大的開(kāi)支，維護成本更是驚人。雖然引入無(wú)線(xiàn)監護網(wǎng)絡(luò )，可以解決一些問(wèn)題，但基于藍牙、GPRS等技術(shù)的社區醫療監護系統存在相應的不足之處，如無(wú)線(xiàn)輻射的安全性、無(wú)線(xiàn)終端的快速移動(dòng)、無(wú)縫漫游和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )成本等等。

　　ZigBee 技術(shù)的出現為傳感器信號的無(wú)線(xiàn)傳輸提供了新的解決方案。ZigBee節點(diǎn)有幾十米的覆蓋范圍，且可以增加路由節點(diǎn)，擴展覆蓋范圍，另外它還具無(wú)線(xiàn)輻射小、傳輸數據安全和成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此適用于家庭住宅。同時(shí)由于生理監護信號的數據傳輸流量不大，傳輸速率為250kbit/s的ZigBee能夠滿(mǎn)足生理數據傳輸要求。ZigBee傳感節點(diǎn)可自由靈活地加入和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò )，具有低功耗和低成本的特點(diǎn)。此外，電力線(xiàn)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(xiàn)路作為傳輸載體(目前我國擁有全世界長(cháng)度排名第二的電力輸電線(xiàn)路)等優(yōu)點(diǎn)，并且電力線(xiàn)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)有機的結合起來(lái)，它不僅彌補現有社區醫療監護系統的一些弊端，緩解了居民對醫療監護的需求，還很符合并不富裕的中國。

　　社區監護系統的總體構架

　　該社區監護系統主要分為三部分，如圖1所示。第一部分由若干個(gè)基于ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的家庭監護單元組成，其中，無(wú)線(xiàn)通訊節點(diǎn)根據功能不同分為：無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)和PAN協(xié)調節點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)具有用戶(hù)隨身攜帶和可移動(dòng)性的特征，主要負責采集人體的重要生理參數;而PAN協(xié)調節點(diǎn)主要負責收集重要生理參數，并通過(guò)第二部分，也就是電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )部分將這些參數發(fā)送到監護中心(即第三部分)，這樣，由專(zhuān)業(yè)的醫護人員來(lái)實(shí)現對數據的統計和觀(guān)察，提供相關(guān)醫療咨詢(xún)和服務(wù)，達到遠程醫療的目的。

　　社區監護系統的硬件結構分為：無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)、PAN協(xié)調節點(diǎn)(包括射頻通信模塊和電力線(xiàn)傳輸模塊)和監護中心。系統的結構示意圖如圖2所示。