基于JN5139的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )體溫脈搏監測系統

摘要：提出一種支持體溫與脈搏監測的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )系統。采用傳感器終端、無(wú)線(xiàn)路由器和基站3類(lèi)基于JN5139微控制器的節點(diǎn)設備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )定時(shí)收集現場(chǎng)測得的多路體溫和脈搏參數，利用計算機進(jìn)行集中存儲和管理。該系統具有精度高、連通性好、可擴展性強、功耗低等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：ZigBee；無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )；JN5139；體溫監測；脈搏監測

引言
體溫和脈搏是反映人體健康狀況的重要生理指標，對病人的這些生理指標進(jìn)行連續監測，可為疾病的正確診療提供重要依據。隨著(zhù)傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的生命體征監測系統受到越來(lái)越多的關(guān)注。其中，基于普通射頻芯片和自定義傳輸協(xié)議的系統具有實(shí)現簡(jiǎn)單和成本較低的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是可靠性較低、通用性較差；基于Bluetooth協(xié)議的系統數據傳輸率較高，但作用距離短，功耗高，組網(wǎng)能力弱；ZigBee作為建立在IEEE 802．15．4通信標準之上的低速無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(Low-Rate Wireless Personal Net-
work，LR-WPAN)協(xié)議規范，構成的系統具有復雜度低、功耗低、可靠性高、組網(wǎng)能力強等優(yōu)點(diǎn)，成為本領(lǐng)域應用研究的熱點(diǎn)。
本文提出一種支持體溫與脈搏監測的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )系統，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )定時(shí)收集現場(chǎng)測得的多路體溫和脈搏參數，并利用計算機進(jìn)行集中存儲和管理，提高了病情監測的效率和質(zhì)量。該系統具有可靠性高、可擴展性強、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1 監測系統總體結構
監測系統包括傳感器終端、無(wú)線(xiàn)路由器和基站共三類(lèi)節點(diǎn)設備，以自組織方式構成ZigBee網(wǎng)狀無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，如圖l所示。傳感器終端負責檢測體溫和脈搏，檢測結果通過(guò)各自的父節點(diǎn)路由器發(fā)送到基站?；窘柚衔槐O控軟件對收到的數據進(jìn)行存儲和顯示，并可根據用戶(hù)需要顯示網(wǎng)絡(luò )結構及設備當前狀態(tài)，設置采樣周期及報警門(mén)限，輸出反映病情變化的記錄報表和歷史曲線(xiàn)。

2 節點(diǎn)硬件結構
2．1 JN5139無(wú)線(xiàn)微控制器
ZigBee節點(diǎn)設備的硬件實(shí)現方案主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是將射頻收發(fā)器和微控制器分開(kāi)，各使用1塊芯片，由用戶(hù)根據設備類(lèi)(Coordin-ator、Router、End Device)和功能分別選型，實(shí)現最佳搭配；另一類(lèi)是將兩者集成在一塊芯片上，可簡(jiǎn)化設備硬件設計，提高系統的硬件可靠性。
JN5139是Jennic公司推出的第二代IEEE 802．15．4／ZigBee單片無(wú)線(xiàn)微控制器，內含32位RISC CPU、2．4GHz IEEE 802．15．4射頻收發(fā)器、192 KB ROM、96 KBRAM，以及豐富的并口、串口、定時(shí)器、A／D、D／A等接口資源。為提高產(chǎn)品電磁兼容性，將JN5139芯片、16 MHz
晶振、128 KB串行Flash存儲器、陶瓷天線(xiàn)等元器件整合成為通用模塊，以其為核心，配以相應的外設、協(xié)議棧和應用代碼，便可實(shí)現不同類(lèi)型的ZigBee節點(diǎn)設備。