文档介绍：摘要
无线传感器网络(wireless works,WSN)是由大量的密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。在改变世界的十大新兴技术中,智能无线传感器网络名列第一,并被认为是未来将掀起新产业浪潮的四大高新技术之一。无线传感器网络在军事领域、农业领域、环保监测领域、建筑领域、医疗监护领域、工业领域、智能家具领域、空间和海洋探索等领域中都得到了广泛的应用。本文介绍了一种基于无线传感器网络技术的嵌入式远程医疗监护系统。重点介绍了系统的结构,节点设计以及硬件实现方法。
关键词: 无线传感器网络节点
目录
1 引言 3
2 无线传感器网络的体系结构 4
4
节点的组成 4
3基于无线传感器网络的远程医疗监护体系结构 4
远程医疗监护系统构成 4
远程医疗监护系统总体功能框图 4
中央信息处理控制中心 5
家庭监护网络体系结构设计 6
6
6
4监护系统硬件设计 7
传感器节点设计关键技术 7
无线数据通信单元 8
8
无线网关 9
监护基站设备设计 9
小结 10
参考文献 11
1 引言
近年来随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的发展,作为现代信息获取的重要技术之一,传感器技术日益成熟,这些小型传感器一般称作sensor node(传感器节点)或者mote(灰尘)。无线传感器网络(wireless works,WSN) 就是由大量的密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。传感器网络具有越来越大的影响力:它将物理世界和信息技术连接起来;具有改造社会的潜力,在改变世界的十大新兴技术中,智能无线传感器网络名列第一,并被认为是未来将掀起新产业浪潮的四大高新技术之一。由此,传感器网络已经引起国内外科技界和工业界的高度重视。无线传感器网络在军事领域、农业领域、环保监测领域、建筑领域、医疗监护领域、工业领域、智能家具领域、空间和海洋探索等领域中都得到了广泛的应用。
目前的医疗监护仪器可以分为两类,一类是指在医院内由职业医生或专业技术人员使用的专门仪器,对病人进行生理指标的监护;另一类是在普通人员的家庭内或者户外,在医生的指导下,由病人本人或者家属使用远程医疗监护系统对病人进行监护,所得到的生理指标将及时传送给相关医生。目前,医院所使用的监护方法,大多使用固定的医疗监护仪,连接设备将传感器探头连接在病人与监护设备之间进行信号的传递。复杂的设备,众多的连线,会造成病人心理上的压力和紧张情绪,可能会影响病人身体状况,使得诊断所得到的数据与真实情况有一定差距,给病人和医护人员都带来不便,可能会影响对病情的正确诊断。随着社会老龄化的加剧,解决长期慢性病的监护成为重要的社会问题。一些突发性疾病和家庭保健,如心血管疾病、老人的日常护理、孕妇、胎儿、婴儿、幼儿的保健也需要长期的家庭监护。由于我国医疗资源紧缺,研究基于公用网络的家庭医疗监护,建立小区医疗网络,利用远程医疗监护系统可以提高医疗服务水平,减轻病人负担。以往的解决方案是采用有线方式或简单的无线数据发射接收方式。被监护者身上安装的传感设备难以自由灵活地移动和接入,系统没有扩展性,成本高。Zigbee 技术的出现为传感器信号的无线传输提供了新的解决方案。Zigbee节点有几十米的覆盖范围,且可以增加路由节点,扩展覆盖范围,因此适用于家庭住宅。同时由于生理监护信号的数据传输流量不大,传输速率为250kbps的Zigbee能够满足生理数据传输要求。Zigbee传感节点可自由灵活地加入和离开网络,相对具有低功耗和低成本的特点。本文主要阐述无线传感器网络医疗监护系统的体系结构以及监护节点设计的一般原则。
2   无线传感器网络的体系结构
如图1所示,在监测区域内布置大量传感器节点,节点间采用自组织方式进行组网以及利用无线通信技术进行数据转发,每个节点都具有数据采集与数据融合转发双重功能。节点对本身采集到的信息和其它节点转发给它的信息进行初步的数据处理和信息融合之后以相邻节点接力传送的方式传送到基站,然后通过基站以互联网、卫星等方式传送给最终用户。
节点的组成
在不同应用中,节点的组成略有不同,但都包括以下基本单元:传感器单元(传感器及相关信号调理和数模转换等)、处理单元(CPU、存储器、嵌入式操作系统)、通信单元及电源(包括相关电源管理)。此外还可以有其它功能单元:定位系统、移动系统、执行机构、电源自供