本文關(guān)鍵詞：基于BSN的老年人監(jiān)護(hù)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來(lái),隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們生活質(zhì)量不斷提高,人的壽命也在不斷延長(zhǎng),人口老齡化問(wèn)題日益嚴(yán)重,老年人的健康看護(hù)已日漸成為社會(huì)的重要問(wèn)題。目前對(duì)于老年人看護(hù)存在兩大問(wèn)題,一方面醫(yī)療資源有限,大部分的家庭無(wú)法長(zhǎng)期支付高額的護(hù)工看護(hù)費(fèi)用,二是傳統(tǒng)病床式生理監(jiān)護(hù)平臺(tái)需要人工操作,使用不便。因此,解決健康看護(hù)問(wèn)題已非常緊迫,人體傳感器網(wǎng)絡(luò)(以下簡(jiǎn)稱BSN)及其監(jiān)護(hù)平臺(tái)的研究可以完成看護(hù)的基本要求。首先,本文分析了現(xiàn)有的人體傳感器網(wǎng)絡(luò)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以及現(xiàn)有的BSN網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),包括ZigBee通信、藍(lán)牙、WiFi通信技術(shù),同時(shí)對(duì)其通信性能、通信共存能力、數(shù)據(jù)安全問(wèn)題以及通信功耗問(wèn)題進(jìn)行對(duì)比,結(jié)合現(xiàn)有老年人健康監(jiān)護(hù)需求,設(shè)計(jì)出基于BSN的“三層”應(yīng)用健康網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)。其次,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)方案完成了基于BSN監(jiān)護(hù)平臺(tái)的傳感系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。傳感系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括對(duì)心電傳感節(jié)點(diǎn)、脈搏傳感節(jié)點(diǎn)以及運(yùn)動(dòng)傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),完成生理參數(shù)以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的有效傳感,其中生理參數(shù)主要包括心電信號(hào)、QRS信號(hào)、體溫信號(hào)、脈搏信號(hào)、血氧信號(hào)以及心率信號(hào),運(yùn)動(dòng)參數(shù)主要包括加速度信號(hào)、角加速度信號(hào)、磁阻信號(hào)以及氣壓信號(hào)。并對(duì)節(jié)點(diǎn)間環(huán)形織物連接線進(jìn)行設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)多傳感信號(hào)的有效傳輸。再次,本文設(shè)計(jì)了老年人監(jiān)護(hù)平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng),包括PC監(jiān)護(hù)中心、移動(dòng)平臺(tái)監(jiān)護(hù)中心以及遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心。通過(guò)闡述遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心工作原理,分析了其軟件架構(gòu)的主要功能。最后,本文進(jìn)行了系統(tǒng)功能性測(cè)試,對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了功能性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明BSN信號(hào)可通過(guò)本文設(shè)計(jì)的硬件傳感節(jié)點(diǎn)有效的進(jìn)行傳感,同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行波形繪制,實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)的基本功能。本文以老年人健康監(jiān)護(hù)為應(yīng)用背景,通過(guò)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的傳感節(jié)點(diǎn)采集BSN信號(hào),具有體積小、功耗低、成本低等特點(diǎn),可與遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)無(wú)縫連接,從而實(shí)現(xiàn)BSN信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸、顯示以及保存,設(shè)計(jì)的環(huán)形織物連接線提高了穿戴的舒適度。本文設(shè)計(jì)的老年人監(jiān)護(hù)硬件平臺(tái)可為老年人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：身體傳感器網(wǎng)絡(luò) 生理參數(shù) 運(yùn)動(dòng)參數(shù) 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 監(jiān)護(hù)平臺(tái)國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 健康監(jiān)護(hù)平臺(tái)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要工作12-13
• 第二章 基于BSN的“三層”應(yīng)用健康網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)13-24
• 2.1 概述13
• 2.2 BSN通信方式13-15
• 2.2.1 ZigBee通信技術(shù)13
• 2.2.2 無(wú)線藍(lán)牙通信技術(shù)13-14
• 2.2.3 IEEE802.11(WiFi)技術(shù)14
• 2.2.4 UWB技術(shù)以及ANT等其他網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)14-15
• 2.3 BSN通信協(xié)議方式的選擇15-16
• 2.4 BSN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)分析16-20
• 2.4.1 BSN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)狀分析16-19
• 2.4.2 適用于老年人健康監(jiān)護(hù)的BSN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求分析19-20
• 2.5 基于BSN的“三層”網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)20-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第三章 監(jiān)護(hù)傳感系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)24-42
• 3.1 概述24
• 3.2 心電傳感節(jié)點(diǎn)24-29
• 3.2.1 心電信號(hào)功能設(shè)計(jì)25-27
• 3.2.2 體溫信號(hào)功能設(shè)計(jì)27-29
• 3.3 脈搏傳感節(jié)點(diǎn)29-32
• 3.3.1 脈搏傳感節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.2 發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路與接收二極管電路30-31
• 3.3.3 脈搏傳感節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)31-32
• 3.4 運(yùn)動(dòng)傳感節(jié)點(diǎn)32-39
• 3.4.1 運(yùn)動(dòng)傳感器模塊32-34
• 3.4.2 運(yùn)動(dòng)傳感節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)34-39
• 3.5 環(huán)形織物連接線設(shè)計(jì)39-41
• 3.5.1 織物連接線的設(shè)計(jì)39
• 3.5.2 連接線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39-40
• 3.5.3 協(xié)議設(shè)計(jì)40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第四章 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)42-58
• 4.1 概述42
• 4.2 PC監(jiān)控中心42-47
• 4.2.1 PC監(jiān)控中心軟件架構(gòu)與工作原理43
• 4.2.2 原始傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議43-44
• 4.2.3 PC監(jiān)控中心數(shù)據(jù)可視化44-45
• 4.2.4 PC監(jiān)控中心數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信45
• 4.2.5 PC監(jiān)控中心本地存儲(chǔ)45-47
• 4.3 移動(dòng)平臺(tái)監(jiān)護(hù)中心47-53
• 4.3.1 移動(dòng)監(jiān)護(hù)中心軟件架構(gòu)48
• 4.3.2 移動(dòng)監(jiān)護(hù)中心數(shù)據(jù)可視化48-49
• 4.3.3 輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理49-50
• 4.3.4 移動(dòng)監(jiān)護(hù)平臺(tái)WiFi通信50
• 4.3.5 移動(dòng)監(jiān)護(hù)平臺(tái)監(jiān)控界面50-53
• 4.4 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心53-57
• 4.4.1 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心軟件架構(gòu)53-54
• 4.4.2 遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議54
• 4.4.3 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)54
• 4.4.4 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心數(shù)據(jù)在線監(jiān)護(hù)54-55
• 4.4.5 用戶管理55
• 4.4.6 遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)界面55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證58-73
• 5.0 概述58
• 5.1 BSN網(wǎng)絡(luò)效能仿真實(shí)驗(yàn)58-61
• 5.1.1 BSN網(wǎng)絡(luò)效能仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建58-59
• 5.1.2 BSN網(wǎng)絡(luò)效能仿真結(jié)果分析59-61
• 5.2 傳感節(jié)點(diǎn)測(cè)試61-64
• 5.2.1 心電傳感節(jié)點(diǎn)測(cè)試61-62
• 5.2.2 脈搏傳感節(jié)點(diǎn)測(cè)試62-63
• 5.2.3 運(yùn)動(dòng)傳感節(jié)點(diǎn)測(cè)試63-64
• 5.3 導(dǎo)電性能及心電電極測(cè)試實(shí)驗(yàn)64-68
• 5.3.1 導(dǎo)電織物導(dǎo)電特性實(shí)驗(yàn)64-67
• 5.3.2 導(dǎo)電織物信號(hào)傳輸測(cè)試實(shí)驗(yàn)67
• 5.3.3 心電電極接觸阻抗實(shí)驗(yàn)67-68
• 5.3.4 模擬汗液阻抗對(duì)比實(shí)驗(yàn)68
• 5.4 監(jiān)控中心測(cè)試實(shí)驗(yàn)68-72
• 5.4.1 PC監(jiān)控中心測(cè)試實(shí)驗(yàn)69-70
• 5.4.2 移動(dòng)平臺(tái)監(jiān)控中心測(cè)試實(shí)驗(yàn)70-71
• 5.4.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)中心測(cè)試實(shí)驗(yàn)71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)73-75
• 6.1 主要完成的工作73-74
• 6.2 論文工作展望74-75
• 致謝75-76
• 研究成果76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 附件80-81

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本文編號(hào)：1078542