【摘要】：隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展,信息化、智能化的遠程監(jiān)控系統(tǒng)也在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用。醫(yī)療行業(yè)發(fā)展也逐漸信息化,遠程醫(yī)療監(jiān)控就是在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新技術(shù)。該項技術(shù)能夠準(zhǔn)確地獲取病人的信息,對病人的情況進行實時監(jiān)測,提高醫(yī)療資源的利用率。本文設(shè)計出了一套遠程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng),研究分析了ZigBee組網(wǎng)技術(shù),并且將其作為通信方式應(yīng)用在本系統(tǒng)中。系統(tǒng)由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和上位機監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部分由終端節(jié)點、路由器節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點組成。終端節(jié)點和路由器節(jié)點的傳感器模塊由體溫、血壓測量傳感器芯片和信號處理電路組成。三種節(jié)點均使用CC2430芯片作為控制器,利用其特有的ZigBee射頻前端為通信模塊。使用IAR Embedded Workbench為軟件編程,根據(jù)ZigBee協(xié)議棧進行函數(shù)調(diào)用,分別針對節(jié)點進行編程,實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組建、節(jié)點加入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)發(fā)送和存儲等功能。協(xié)調(diào)器節(jié)點和上位機采用RS-232串口通信,并設(shè)計出了通信協(xié)議。上位機監(jiān)控系統(tǒng)用Access構(gòu)建數(shù)據(jù)庫,存儲節(jié)點傳送的各種信息數(shù)據(jù),采用Visual Basic語言對系統(tǒng)進行編程,并且設(shè)置生理數(shù)據(jù)的正常范圍閾值。采用DrawLine函數(shù)來繪制上位機系統(tǒng)數(shù)據(jù)及其變化趨勢,來實現(xiàn)上位機監(jiān)測系統(tǒng)的各種功能。本文最后將研究的無線傳感器節(jié)點佩戴在實驗者身上,分別在不同的數(shù)據(jù)采集頻率和不同的傳輸距離的條件下進行測試。結(jié)果表明所設(shè)計的節(jié)點能夠組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)且可以通過協(xié)調(diào)器節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)生理數(shù)據(jù)至上位機,最終在監(jiān)控界面顯示出來。針對多節(jié)點存在的情況本文進行了仿真分析。綜上,本文設(shè)計的遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了病人體溫、血壓生理參數(shù)數(shù)據(jù)的實時遠程監(jiān)測,從而減少病人對病房固定醫(yī)療設(shè)備的依賴,證明該系統(tǒng)具有一定的可行性和廣泛的應(yīng)用前景。
【圖文】：

圖 1-1 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)圖一．星型網(wǎng)絡(luò)。星型網(wǎng)絡(luò)的組成是一個協(xié)調(diào)器加上若干個終端調(diào)節(jié)點負責(zé)設(shè)置整個網(wǎng)絡(luò)。其他節(jié)點均為終端節(jié)點。終端節(jié)點之直接傳輸數(shù)據(jù)，需要通過協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。這種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)簡以設(shè)計成本低，但靈活性差，當(dāng)處于一定的通信范圍內(nèi)時才能實，因此限定了數(shù)據(jù)的傳輸半徑[34]。二．網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)通常若干個 FFD 作為網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點干網(wǎng)[35]。其中有一個全功能設(shè)備作為主協(xié)調(diào)器使用，剩余的簡化備節(jié)點則是路由設(shè)備，路由設(shè)備之間的通信是絕對對等的。主協(xié)過路由設(shè)備發(fā)送命令至終端節(jié)點[36]。另外，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是一種具有復(fù)能力的高可靠性網(wǎng)絡(luò)，可以為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包提供多條傳輸路徑個通道出現(xiàn)異常時，可以選擇另一個通道進行傳輸。但由于兩個間存在多條可能路徑，且網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，，使得這種網(wǎng)絡(luò)成為傳輸時延余度高的網(wǎng)絡(luò)。

圖 1-2 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧體系架構(gòu)本文主要研究內(nèi)容本文為了完成基于 ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程醫(yī)療監(jiān)控系分別設(shè)計出若干終端節(jié)點（end-device）采集病人的體溫、血數(shù)數(shù)據(jù)。終端節(jié)點通過 ZigBee 無線傳輸方式傳送數(shù)據(jù)至協(xié)調(diào)各終端節(jié)點之間不能直接通信，可以利用路由節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。路由uter）可以充當(dāng)終端節(jié)點，同時具有接收和轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點信息協(xié)調(diào)器節(jié)點（coordinator）充當(dāng)控制中心的作用，一方面通過 I與上位機通信，另一方面向下與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信。協(xié)利用串口方式將生理參數(shù)上傳至上位機，上位機裝有監(jiān)控軟心能夠獲取終端節(jié)點采集到的病人的生命體征參數(shù)具體數(shù)據(jù)控病人身體狀態(tài)，一旦出現(xiàn)特殊情況便于醫(yī)護人員及時采取相
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TN92;TP277

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本文編號：2607591