無線傳感器網絡技術在醫(yī)療監(jiān)護中的應用
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目前，醫(yī)院監(jiān)護系統(tǒng)大多使用固定的醫(yī)療監(jiān)護設備，通過傳感器采集人體生理參數，通過線纜將數據傳輸到監(jiān)護中心。建立在線纜連接基礎上的傳統(tǒng)監(jiān)護系統(tǒng)往往體積大、功耗大、不便于攜帶，限制了病人和醫(yī)護人員的行動，增加了他們的負擔和風險，已經越來越不能滿足當今實時、連續(xù)、長時間地監(jiān)測病人的重要生命特征參數的醫(yī)療監(jiān)護需求。同時這種傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)護方法容易增加病人心理壓力和緊張情緒，進而影響病人身體狀況，使診斷數據與病人真實的生理狀況產生一定差距，影響對病情的正確診斷。為了使經常需要測量生理參數的患者(如慢性病人或者老年患者等)能夠在隨意運動的狀態(tài)下接受監(jiān)護，無線醫(yī)療監(jiān)護技術已越來越受關注。
本文以測量人體血氧飽和度為例，提出了一種基于ZigBee無線通信協議的無線傳感器網絡技術的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)解決方案。該方案可以測量血氧飽和度參數，并將測量數據通過無線傳感器網絡傳輸到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對這些生理參數進行處理，并以此評價人體健康狀況。
本設計的關注點是如何實現傳感器數據的無線傳輸，因此傳感器采用市場上現有的人體血氧飽和度傳感器。該系統(tǒng)可以集成多種傳感器，使之具備應用在不同應用領域的不同功能，因此，本系統(tǒng)的應用領域很廣，移植性很強，醫(yī)療監(jiān)護領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(tǒng)上。
1 無線傳感器網絡技術
無線傳感器網絡WSNs(Wireless Sensor Networks)的概念起源于美國國防先進技術研究計劃署中的一個研究項目，由于無線感測網絡結合了感測、運算以及網絡連接的能力，不同傳感器在其感測范圍之內監(jiān)控與偵測周圍環(huán)境與特定目標的狀態(tài)，并透過無線網絡將這些狀態(tài)回傳到主機，系統(tǒng)管理者在收到這些信息時，就能據此做出適當的處理。
無線傳感器網絡要求節(jié)點具備無線通信能力，目前有多種主流無線通信協議（見表1），這些傳輸協議都有各自的優(yōu)勢和特點。但就總體比較而言，目前無線傳感器網絡技術主要使用ZigBee協議。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/158184.htm
ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低成本的無線網絡技術，主要用于近距離無線連接。它依據IEEE802.15.4標準，在數千個微小的傳感器之間相互協調實現通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器，其通信效率很高。相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee技術將是最低功耗和成本的技術。ZigBee的出發(fā)點就是實現一種易實現的低成本無線網絡，同時它的低功耗性能可以使采用電池供電的產品維持6個月到數年的工作時間。其低數據速率和通信范圍較小的特點，決定了ZigBee技術適合于承載數據流量較小的業(yè)務。通過ZigBee可以簡單地實現各種器件的連網。作為一個全球標準，ZigBee為實現無所不在的網絡創(chuàng)造了條件。
2 系統(tǒng)硬件設計
系統(tǒng)硬件分為人體血氧飽和度無線傳感器節(jié)點和網關節(jié)點。
2.1 無線傳感器節(jié)點系統(tǒng)硬件總體設計
系統(tǒng)由三大部分組成：血氧飽和度傳感器、信號處理電路以及無線通信電路，如圖1所示。
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