本文選題：WBAN　切入點(diǎn)：ANT　出處：《沈陽(yáng)理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在不斷進(jìn)步的嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動(dòng)下,無(wú)線體域網(wǎng)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。作為新近出現(xiàn)的應(yīng)用型無(wú)線網(wǎng)絡(luò),無(wú)線體域網(wǎng)專注于鄰近身體區(qū)域的數(shù)據(jù)通信,非常適合于用作個(gè)人健康信息的采集與傳輸,其在醫(yī)療健康、體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、國(guó)防軍事等領(lǐng)域均具有重要的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化前景。本文在國(guó)內(nèi)有關(guān)外研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,歸納總結(jié)出無(wú)線體域網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路。通過(guò)對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)基本概念以及網(wǎng)絡(luò)特性的進(jìn)一步探討,體域網(wǎng)系統(tǒng)的通用性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的功能規(guī)劃得到了定義。以體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中運(yùn)動(dòng)員的生理參數(shù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用為背景,本文提出了一套完整的基于無(wú)線體域網(wǎng)的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有無(wú)線通信協(xié)議的對(duì)比研究,系統(tǒng)在采集網(wǎng)絡(luò)和匯聚網(wǎng)絡(luò)兩端分別使用了超低功耗的ANT無(wú)線協(xié)議和具備遠(yuǎn)程組網(wǎng)能力ZigBee無(wú)線協(xié)議的組合,并以STM32為硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了多功能網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議間的連接和轉(zhuǎn)換。傳感網(wǎng)絡(luò)端,設(shè)計(jì)了基于MSP430的脈搏傳感節(jié)點(diǎn)。匯聚網(wǎng)絡(luò)端,使用了開(kāi)源硬件“樹(shù)莓派”來(lái)完成基站的搭建,實(shí)現(xiàn)了基于Web的數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。以該系統(tǒng)為平臺(tái),本文還對(duì)光電傳感器的脈搏檢測(cè)應(yīng)用算法進(jìn)行了研究。在充分結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用和計(jì)算機(jī)仿真的基礎(chǔ)上,提出了綜合限幅濾波、差分閾值以及滑動(dòng)平均三種方法的應(yīng)用算法改進(jìn),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其效果。經(jīng)測(cè)試,移植回單片機(jī)中的算法可應(yīng)用于靜止?fàn)顟B(tài)下的脈率檢測(cè),且得到的脈搏頻率能夠保持較穩(wěn)定的水平。最后,在系統(tǒng)功耗及功能測(cè)試中,節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)及基站等各個(gè)設(shè)備表現(xiàn)良好,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:With the advance of embedded technology, sensor technology and computer network technology, wireless body area network technology has been rapidly developed. Wireless body-area networks focus on data communication in adjacent areas of the body and are well suited for the collection and transmission of personal health information in health care and sports training. There are important application prospects and industrialization prospects in the field of national defense and military. The design idea of wireless body area network is summarized, and the basic concept of wireless body area network and network characteristics are further discussed. The generic network structure and the function planning of each network level are defined. In this paper, a complete design scheme of health monitoring system based on wireless body area network is proposed. The system uses the combination of ultra-low power ANT wireless protocol and remote networking capability ZigBee wireless protocol at both ends of acquisition network and convergence network, and designs a multi-function gateway node based on STM32 hardware platform. To realize the connection and conversion between different network protocols. The pulse sensor node based on MSP430 is designed at the sensor network end, and the open source hardware "raspberry pie" is used to build the base station. The data query service based on Web is realized. On the platform of this system, the pulse detection algorithm of photoelectric sensor is studied in this paper. Based on the application of single chip computer and computer simulation, a comprehensive amplitude limiting filter is proposed. The algorithm of differential threshold and sliding average is improved, and its effect is verified by experiments. The algorithm of transplanting back to single chip computer can be used to detect pulse rate in static state. And the pulse frequency can maintain a stable level. Finally, in the system power consumption and functional testing, nodes, gateways and base stations and other equipment performance is good, meet the design requirements.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TP274

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