ZigBee树形无线传感器网络在医院准危重病人实时监护系统中的应用研究-电子科学与技术专业论文.docx

上海交通大学硕士学位论文摘 上海交通大学硕士学位论文 摘 要 万方数据 万方数据 ZigBee 树形无线传感器网络在医院准危重病人实时监护系统中 的应用研究 摘 要 随着现代社会人们生活工作压力的日益繁重，“亚健康”一词逐渐流 行，而且诸多高危疾病以及老年慢性病患者年轻化的趋势日益显著，越 来越多的人跨入准危重病人的行列，严重影响了人们的健康和幸福感。 越来越多的人去医院看病就医导致医院人满为患，医生对病人当面进行 诊断与监护这种传统的形式，越来越不能满足广大求医者对了解自身健 康状况以及期望得到及时有效治疗的迫切需求，给健康医疗行业带来巨 大的挑战。 随着科学技术的发展，无线传感器网络相关技术逐渐进入医疗领域， 它作为传感器技术、电子技术、网络技术以及无线通信技术相结合的新 兴产物，能够实现对病人多种生理参数的远程、实时检测，帮助医院医 护人员及时高效地对病人进行远程监护与诊断。ZigBee 技术由于其自身 所具备的数据速率低、功耗较低、组网方式多样以及网络容量大等特点， 使其特别适于应用在医院准危重病人实时监护系统中；ZigBee 树形网络 拓扑结构相对简单，并且可以实现路由转发等功能，适用于对系统实时 性、低功耗等指标有一定要求的远程无线医疗监护场合。 基于此，本文全面讨论了 ZigBee 树形无线传感器网络的设计，包括 无线传感器网络节点平台的研究与开发以及其在医院准危重病人实时监 护系统中的应用。ZigBee 树形无线传感器网络节点平台的设计完全遵循 嵌入式系统的设计原则，以高性能 ARM7 微控制器 LPC2136 搭配由兼容 I ZigBee 协议的射频芯片 CC2520 及 CC2591 所组成的射频模块为硬件核 心，以 μC/OS-II 嵌入式实时操作系统搭载 ZigBee 协议栈构成节点软件平 台，实现准危重病人实时监护系统所要求的各种功能。该 ZigBee 树形无 线传感器网络系统平台通过搭载多生理参数腕式采集器以及远端的集中 控制站后，能够很好的应用在医院环境中，实现对准危重病人的实时监 护。其中，多生理参数腕式采集器集成了血压、心率、体温、血氧饱和 度等多种传感器，能够准确、方便的测量病人的各项生理指标；集中控 制站负责管理整个区域内所有病人的数据信息，友好的人际界面和智能 的数据库管理可以为操作人员提供极大的便利；而无线传感器网络系统 平台则主要负责数据信息的远距离传输，真正的实现了远程医疗监护的 目的，减少患者或医护人员在医院的路途奔波，显著提升了医院的工作 效率，是医院准危重病人监护系统的核心。 本文所设计的 ZigBee 树形无线传感器网络节点平台，经过通信距离、 数据收发以及系统功耗等测试，完全满足医院病人实时监护的应用需求。 该平台还具有一定的通用性，通过配合不同的传感器，可以应用于工业、 农业、环境监测等多个不通领域中。 关键词：无线传感器网络；ZigBee；树形拓扑；准危重病人实时监护 II 上海交通大学硕士学位论文ABS 上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT Research on ZigBee Tree Wireless Sensor Network and the Application in Real-time Monitoring System of Quasi-critically Ill Patients in Hospital ABSTRACT With more and more living and working pressure in modern society, more and more people are in sub-health state, and people who contract high-risk disease and cardiovascular disease become younger and younger, leading to more and more people are into the quasi-critically ill patients ranks, which has serious impact on peoples health and quality of life. More and more people go to the hospital for medical treatment also led to the current hospital overcrowding. Traditional diagnosis and guardianship mode on patient in hospital, i.e. face-to-face mode has been u