無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在醫療監護中的應用
加入技術(shù)交流群
目前，醫院監護系統大多使用固定的醫療監護設備，通過(guò)傳感器采集人體生理參數，通過(guò)線(xiàn)纜將數據傳輸到監護中心。建立在線(xiàn)纜連接基礎上的傳統監護系統往往體積大、功耗大、不便于攜帶，限制了病人和醫護人員的行動(dòng)，增加了他們的負擔和風(fēng)險，已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足當今實(shí)時(shí)、連續、長(cháng)時(shí)間地監測病人的重要生命特征參數的醫療監護需求。同時(shí)這種傳統的醫療監護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，使診斷數據與病人真實(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的患者(如慢性病人或者老年患者等)能夠在隨意運動(dòng)的狀態(tài)下接受監護，無(wú)線(xiàn)醫療監護技術(shù)已越來(lái)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(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的醫療監護系統解決方案。該方案可以測量血氧飽和度參數，并將測量數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )傳輸到監控中心，監控中心對這些生理參數進(jìn)行處理，并以此評價(jià)人體健康狀況。
本設計的關(guān)注點(diǎn)是如何實(shí)現傳感器數據的無(wú)線(xiàn)傳輸，因此傳感器采用市場(chǎng)上現有的人體血氧飽和度傳感器。該系統可以集成多種傳感器，使之具備應用在不同應用領(lǐng)域的不同功能，因此，本系統的應用領(lǐng)域很廣，移植性很強，醫療監護領(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上。
1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)
無(wú)線(xiàn)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)研究計劃署中的一個(gè)研究項目，由于無(wú)線(xiàn)感測網(wǎng)絡(luò )結合了感測、運算以及網(wǎng)絡(luò )連接的能力，不同傳感器在其感測范圍之內監控與偵測周?chē)h(huán)境與特定目標的狀態(tài)，并透過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將這些狀態(tài)回傳到主機，系統管理者在收到這些信息時(shí)，就能據此做出適當的處理。
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )要求節點(diǎn)具備無(wú)線(xiàn)通信能力，目前有多種主流無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議（見(jiàn)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(wú)線(xiàn)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://dyxdggzs.com/article/158184.htm
ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低成本的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，主要用于近距離無(wú)線(xiàn)連接。它依據IEEE802.15.4標準，在數千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調實(shí)現通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波將數據從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，其通信效率很高。相對于現有的各種無(wú)線(xiàn)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)現一種易實(shí)現的低成本無(wú)線(xiàn)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)月到數年的工作時(shí)間。其低數據速率和通信范圍較小的特點(diǎn)，決定了ZigBee技術(shù)適合于承載數據流量較小的業(yè)務(wù)。通過(guò)ZigBee可以簡(jiǎn)單地實(shí)現各種器件的連網(wǎng)。作為一個(gè)全球標準，ZigBee為實(shí)現無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò )創(chuàng )造了條件。
2 系統硬件設計
系統硬件分為人體血氧飽和度無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)。
2.1 無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)系統硬件總體設計
系統由三大部分組成：血氧飽和度傳感器、信號處理電路以及無(wú)線(xiàn)通信電路，如圖1所示。
評論