CN102968550A - 一种基于体域网的社区人体健康统一管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于体域网的社区人体健康统一管理系统，本发明包括：数据采集端、体域网家庭网关、体域网社区服务器、数据库服务器、Web服务器、客户端服务器。其中，数据采集端与家庭网关相连将人体传感器的数据上传到家庭网关上，家庭网关可以命令控制器节点上传数据；家庭网关与社区服务器相连传输数据交换请求；体域网统一管理平台建立在服务器硬件基础上，通过服务器与网络实现整体数据的管理和控制；Web服务器与数据库服务器相连传输数据请求及应答信息；客户端服务器与Web服务器无线相连传输客户端的请求信息和Web服务器的网页应答信息。

Description

一种基于体域网的社区人体健康统一管理系统

技术领域

本发明涉及的是一种网络通信技术领域的系统，具体是一种基于体域网的社区人体健康统一管理系统。

背景技术

基于社区的健康服务在我国的发展已有相当长的时间，在此期间，诸多问题以及迫切需求浮出水面。首先，健康服务平台应当以家庭为单位，并与社区、医院形成联动，为居民提供全方位的健康服务。第二，健康服务应当进一步数字化。居民的身体参数通过仪器采集出来，应当存储于数据库中作为历史数据，方便今后就医查询与参考。第三，建立统一管理平台，以及评价反馈途径，使统一管理平台的服务发挥最大的效果和功能。

基于上述几点考虑，项目综合家庭、社区及医疗卫生机构的健康服务系统，构建基于“物联网”技术的共性管理与服务支撑平台。平台具有以下特色的功能，体现了未来的发展方向。

首先，注重数字化的采集与存储。通过身体参数无线传感器采集信息，并将传感器组成人体传感器网络，收集数据，并接入服务平台中的数据采集终端，把数据上传至服务器，以供健康服务使用。其次，注重网络层面建设，包括人体传感器网络组网、远程服务网络建立等等。在远程服务网络中，采集身体数据后，需要及时把数据传输至服务器端，所以服务需要覆盖家庭、社区、以及医疗机构，实现实时健康状况检测，位置信息查询，电子保姆及紧急救助等服务。最后，注重平台功能完善建设。建立基于数据库的分布式管理平台，整个管理平台系统包括家庭、社区以及医疗机构的子服务平台，提供全方位的健康服务，基于平台获取的海量数据。

经对现有技术文献资料的检索发现，中国专利公开号为：CN 102209106A,名称为基于无线传感器网络的居家老人监控系统。该系统提出了一种基于无线传感网与射频技术相结合的居家老人监控系统，通过老人的一些日常生活规律以及生活常识来判断老人情况，对独居老人进行实时监护。中国专利公开号为：CN 102156813A,一种智能体域网健康管理系统，通过传感器建立体域网采集人体信息，然后将信息通过公网发送到医疗机构。上述发明专利没有与社区互动，形成统一的管理服务平台。中国专利公开号为：CN 101499106A，名称为：数字化病床监护网络系统，该系统能够提高检测监护效率，能够减轻患者在被检测和测护过程中的生理和心理负担，使患者在被检测和监护中感到更舒适的数字化病床监护网络系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种社区体域网的统一管理系统。本发明通过模块化设计，实现无线人体参数传感器网络、数据上传网络、数据库服务器和管理中心基于Web的远程通信，可以大大扩展家庭健康监护系统的规模。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种基于体域网的社区人体健康统一管理系统，其特征在于：其包括数据采集端、体域网家庭网关、体域网社区服务器、数据库服务器、Web服务器、客户端服务器、远程客户端；其中，

所述数据采集端与所述体域网家庭网关相连，将采集到的人体参数数据上传到体域网家庭网关上；

所述家庭网关用于控制数据采集端上传数据，并与体域网社区服务器相连，传输数据、交换请求；

所述体域网社区服务器和数据服务器组成体域网统一管理平台，通过服务器与网络实现整体数据的管理和控制；

所述Web服务器与数据库服务器相连传输数据请求及应答信息；

所述客户端服务器与Web服务器无线相连传输远程客户端的请求信息和Web服务器的网页应答信息；

所述远程客户端用于作为用户远程访问、查询身体参数历史记录，以及数据备份等的人机界面。

其进一步特征在于：所述的数据采集端包括：若干无线人体参数传感器节点、汇聚节点和控制器节点；其中：

所述无线人体参数传感器节点固定在人身体各相应部位，并与控制器节点相连传输采集的人体参数数据信息；

所述控制器节点与汇聚节点相连传输控制器节点的应答信息和体域网家庭网关的控制信息；

所述汇聚节点与体域网家庭网关相连汇聚并传输采集的人体参数数据信息和家庭网关的控制信息。

进一步的：所述的无线人体参数传感器节点包括：人体参数传感器模块、数据处理模块、无线通信模块和能量供应模块；其中：

所述人体参数传感器模块与数据处理模块相连传输传感器模块采集的人体参数数据信息；

所述数据处理模块与无线通信模块相连传输控制信息和处理后的人体参数数据信息；

所述无线通信模块与汇聚节点无线连接传输采集的人体参数数据信息；

所述能量供应模块分别与人体参数传感器模块、数据处理模块和无线通信模块相连为其提供电源。

其特征还在于：所述的体域网家庭网关包括：串口通讯模块、数据处理模块、控制模块和数据通讯模块；其中：

所述串口通讯模块与数据采集端相连传输采集的人体参数数据信息和控制信息；

所述串口通讯模块与数据处理模块相连传输数据处理模块的请求信息和串口通讯模块的应答信息；

所述控制模块与数据通讯模块连接控制数据上行传输到体域网社区服务器的控制与应答指令。

所述的体域网社区服务器包括：数据通讯模块、数据处理模块和数据库侦听模块；所述数据通讯模块与体域网家庭网关的数据通讯模块连接，负责进行家庭与社区的数据交互；

所述数据处理模块与数据库服务器相连传输待存储的人体参数数据信息和数据库服务器的控制指令信息；

所述数据库侦听模块与数据库服务器相连传输数据库服务器待发送的控制指令信息；

所述数据处理模块与数据库侦听模块相连传输数据库侦听模块待发送的控制指令信息，数据处理模块与Web服务器相连传输数据交换请求信息。

所述远程客户端根据用户分配权限来保证系统使用的安全，远程客户端是客户浏览器，该浏览器包括：普通用户浏览器和系统用户浏览器，其中：

所述普通用户浏览器与Web服务器相连传输普通用户的HTTP请求信息和Web服务器的普通用户网页应答信息；

所述系统用户浏览器与Web服务器相连传输系统用户的HTTP请求信息和Web服务器的系统用户网页应答信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于Web技术、传感网络技术和实时数据库技术实现社区体域网的统一管理系统和远程查询功能，简单可靠，成本低，系统采用B/S模式简化了客户端软件的设计，方便了服务器端的开发、维护和升级工作；用户可以通过网页访问到数据库。

附图说明

图1 是实施例的系统结构示意图；

图2 是实施例中无线传感器节点的结构图；

图3 是实施例中客户访问的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括：数据采集端1、体域网家庭网关2、体域网社区服务器3、数据库服务器4、Web服务器5和客户端服务器6，其中：数据采集端1与体域网家庭网关2通过无线ZIGBEE协议相连传输采集的人体参数数据信息和体域网家庭网关2的控制信息，体域网家庭网关2与体域网社区服务器3通过网线连接用来进行数据交互，包括家庭的数据上传与社区的读取家庭数据，体域网社区服务器3与数据库服务器4相连传输待存储的人体参数数据信息和数据库服务器4的控制指令信息，体域网社区服务器3与Web服务器5相连传输数据交换请求信息，Web服务器5与数据库服务器4相连传输数据请求及应答信息，客户端服务器6与Web服务器5通过TCP/IP协议相连传输客户端的HTTP请求信息和Web服务器5的网页应答信息。

所述的数据采集端1包括：脑电图节点7、心电图节点8、血压脉搏节点9、血氧节点10、集中控制节点11、汇聚节点12。其中，脑电图节点7、心电图节点8、血压脉搏节点9、血氧节点10和集中控制节点11相连通过无线ZIGBEE协议传输采集的人体参数数据信息，集中控制节点11和汇聚节点12相连通过无线ZIGBEE协议传输汇总的人体参数信息。汇聚节点12与体域网家庭网关2通过串口相连传输采集的人体参数信息数据信息。

如图2所示所述的脑电图节点7包括：传感器前端模块20、数据预处理模块21、数据处理与控制模块22、数据存储模块23、无线通讯模块25和能量供应模块24。其中传感器前端模块20采用ThinkGear ASIC芯片，采集脑电基础数据，然后将数据发送到数据预处理模块21，数据预处理模块21采用AD976芯片用于进行数据预处理；数据处理与控制模块22用于整体模块的统筹与优化；通过数据存储模块23缓存读取的数据；通过无线通讯模块25与集中控制节点11进行通讯，无线通讯模块25采用CC2530芯片；通过能量供应模块24对各模块供电。

所述的心电图节点8包括：传感器前端模块20、数据预处理模块21、数据处理与控制模块22、数据存储模块23、无线通讯模块25和能量供应模块24。其中传感器前端模块20采用NeuroSky BMD100芯片，采集心电基础数据，数据预处理模块21采用AD976芯片用于进行数据预处理。

所述的血压脉搏节点9包括：传感器前端模块20、数据预处理模块21、数据处理与控制模块22、数据存储模块23、无线通讯模块25和能量供应模块24。其中传感器前端模块20采用PSG010R压力传感器，另配有气泵、气阀，采集血压基础数据。

所述的血氧节点10包括：传感器前端模块20、数据预处理模块21、数据处理与控制模块22、数据存储模块23、无线通讯模块25和能量供应模块24。其中传感器前端模块20采用XS0004F探头，采集血氧基础数据。

所述的集中控制节点11包括：数据处理与控制模块22、数据存储模块23、无线通讯模块25和能量供应模块24。主要负责网络路由表的维护和传输协议的维护。

所述的体域网家庭网关2，包括：串口通讯模块13、数据处理模块14、控制模块15和通讯模块16。其中：串口通讯模块13与数据采集端1的汇聚节点12相连传输采集的人体参数数据信息和体域网家庭网关2的控制信息，串口通讯模块13与数据处理模块14相连传输串口通讯模块13接收的数据采集端1的信息，数据处理模块14与控制模块15相连接传输数据处理模块14给控制模块15的处理后的数据，同时传输控制模块15给传输数据处理模块14的控制指令；传输控制模块15与通讯模块16连接传输通讯模块16给控制模块15的体域网社区服务器3发送的数据，同时传输控制模块15给传输通讯模块16的控制指令；通讯模块16与体域网社区服务器3相连传输待存储的人体参数数据信息和体域网社区服务器3的控制指令信息。

所述的体域网家庭网关2采用CC2530芯片，体域网家庭网关2通过与底层控制设备的实时数据通讯，完成数据的分析和处理的控制；串口通讯模块13实现实时数据访问与读取机制，通过数据处理模块14把从数据采集端1采集的各站点的设备参数数据处理后发送到体域网社区服务器3；控制模块15根据数据处理模块14处理的数据得到人体参数信息，当某参数过高或过低，或某节点、设备有异常情况时向体域网社区服务器3报警。

所述的体域网社区服务器3包括：通讯模块17、控制模块19和数据库管理模块18。其中通讯模块17与体域网家庭网关2通过网线连接，传输域网家庭网关2发送的人体参数数据和报警信号，同时传输体域网社区服务器3发送的控制指令；控制模块19与通讯模块17连接接收家庭人体参数数据，同时发送控制指令；控制模块19与数据库管理模块18连接，对数据库服务器4进行读写操作。

所述的体域网社区服务器3采用Windows Server 2003 SP3系统，体域网家庭网关2通过与底层控制设备的实时数据通讯，完成数据的分析和处理的控制；串口通讯模块13实现实时数据访问与读取机制，通过数据处理模块14把从数据采集端1采集的各站点的设备参数数据处理后发送到体域网社区服务器3；控制模块15根据数据处理模块14处理的数据得到人体参数信息，当某参数过高或过低，或某节点、设备有异常情况时向体域网社区服务器3报警。

所述的数据库服务器4采用了数据库Microsoft SQL Server 2008 SP1创建和管理，该服务器与体域网社区服务器3和Web服务器5相连传输数据请求及应答信息；数据库服务器4配合Web服务器5用户帐户的管理、动态网页的生成及各种人体参数数据、控制参数的存储和管理，以备Web服务器5和体域网家庭网关3访问；对体域网社区服务器3的实时数据库管理采用关系数据库与内存数据库相结合的方式，对需要频繁更改的远程控制命令按其使用频率放入内存数据库。

所述的数据库服务器4中的数据表包括：用户数据表、管理员数据表、家庭人体参数表、控制指令表和报警信息表。

所述的Web服务器5分别与数据库服务器4和体域网家庭网关3访问相连传输数据请求信息及应答信息，Web服务器5以网页的形式完成与客户端的动态交互，通过响应远程客户的HTTP请求，从数据库服务器4中获取人体参数数据信息，生成HTML网页发布到客户端浏览器，同时将客户提交的控制命令存入数据库服务器4；Web服务器5的应用程序利用AJAX方法进行异步通讯获取实时数据，然后利用得到的数据通过JavaScript来构造VML图形对象形成实时监测画面，为保障该系统的网络安全，在Web服务器5和Internet网络间加入防火墙。

所述的客户服务端6采用IE6.0以上版本浏览器，包括：普通用户浏览器和系统用户浏览器，其中：普通用户浏览器通过用户身份验证后与Web服务器5相连传输普通用户的HTTP请求信息和Web服务器5的普通用户网页应答信息，系统用户浏览器通过用户身份验证后与Web服务器5相连传输系统用户的HTTP请求信息和Web服务器5的系统用户网页应答信息。客户端通过浏览器登陆监控中心服务器，以HTTP形式向Web服务器5提出各种请求，从监控中心获取监测数据或通过监控中心发送控制命令。

如图3所示，本实施例的监控过程如下：用户使用标准的Internet浏览器通过互联网登陆Web服务器5；Web服务器5根据系统服务器存储的用户信息对用户进行身份验证；如果用户没有通过身份验证，则显示身份验证失败，用户注册后重新登陆；如果用户通过身份验证，则读取用户类型，如果是系统用户，则系统用户具有控制、管理的功能；如果是普通用户，则普通用户具有查询、监测的功能，具体功能有查询历史信息、维护用户信息的功能等。

本实施例方法简单、易于实现，系统部署方便，人体无线传感器节点可以固定在人体对应各个位置；采用CC2530芯片，提供丰富的模拟量和数字外围设备接口；Web服务器应用程序通过账号及权限的授权为各级用户提供系统接入服务；并利用VML及AJAX技术处理数据，减轻了服务器的负担，提高了系统的稳定性。 

Claims (6)

1.一种基于体域网的社区人体健康统一管理系统，其特征在于：其包括数据采集端、体域网家庭网关、体域网社区服务器、数据库服务器、Web服务器、客户端服务器、远程客户端；其中，

所述数据采集端与所述体域网家庭网关相连，将采集到的人体参数数据上传到体域网家庭网关上；

所述家庭网关用于控制数据采集端上传数据，并与体域网社区服务器相连，传输数据、交换请求；

所述体域网社区服务器和数据服务器组成体域网统一管理平台，通过服务器与网络实现整体数据的管理和控制；

所述Web服务器与数据库服务器相连传输数据请求及应答信息；

所述客户端服务器与Web服务器无线相连传输远程客户端的请求信息和Web服务器的网页应答信息；

所述远程客户端用于用户远程访问、查询身体参数历史记录，以及数据备份。

2.根据权利要求1所述的基于体域网的社区人体健康统一管理系统，其特征在于：所述的数据采集端包括：若干无线人体参数传感器节点、控制器节点和汇聚节点；其中：

所述无线人体参数传感器节点固定在人身体各相应部位，并与控制器节点相连传输采集的人体参数数据信息；

所述控制器节点与汇聚节点相连传输控制器节点的应答信息和体域网家庭网关的控制信息；

所述汇聚节点与体域网家庭网关相连汇聚并传输采集的人体参数数据信息和家庭网关的控制信息。

3.根据权利要求2所述的基于体域网的社区人体健康统一管理系统，其特征在于：所述的无线人体参数传感器节点包括：人体参数传感器模块、数据处理模块、无线通信模块和能量供应模块；其中：

所述人体参数传感器模块与数据处理模块相连传输传感器模块采集的人体参数数据信息；

所述数据处理模块与无线通信模块相连传输控制信息和处理后的人体参数数据信息；

所述无线通信模块与汇聚节点无线连接传输采集的人体参数数据信息；

所述能量供应模块分别与人体参数传感器模块、数据处理模块和无线通信模块相连为其提供电源。

4.根据权利要求1所述的基于体域网的社区人体健康统一管理系统，其特征在于：所述的体域网家庭网关包括：串口通讯模块、数据处理模块、控制模块和数据通讯模块；其中：

所述串口通讯模块与数据采集端相连传输采集的人体参数数据信息和控制信息；

所述串口通讯模块与数据处理模块相连传输数据处理模块的请求信息和串口通讯模块的应答信息；

所述控制模块与数据通讯模块连接控制数据上行传输到体域网社区服务器的控制与应答指令。

5.根据权利要求1所述的基于体域网的社区人体健康统一管理系统，其特征在于：所述的体域网社区服务器包括：数据通讯模块、数据处理模块和数据库侦听模块；所述数据通讯模块与体域网家庭网关的数据通讯模块连接，负责进行家庭与社区的数据交互；

所述数据处理模块与数据库服务器相连传输待存储的人体参数数据信息和数据库服务器的控制指令信息；

所述数据库侦听模块与数据库服务器相连传输数据库服务器待发送的控制指令信息；

所述数据处理模块与数据库侦听模块相连传输数据库侦听模块待发送的控制指令信息，数据处理模块与Web服务器相连传输数据交换请求信息。

6.根据权利要求1所述的基于体域网的社区人体健康统一管理系统，其特征在于：所述远程客户端根据用户分配权限来保证系统使用的安全，远程客户端是客户浏览器，该浏览器包括：普通用户浏览器和系统用户浏览器，其中：

所述普通用户浏览器与Web服务器相连传输普通用户的HTTP请求信息和Web服务器的普通用户网页应答信息，

所述系统用户浏览器与Web服务器相连传输系统用户的HTTP请求信息和Web服务器的系统用户网页应答信息。

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