CN103338137A - 基于体征信号监测的社区医疗网络系统 - Google Patents

Abstract

基于体征信号监测的社区医疗网络系统，属于计算机和网络领域，本发明为解决现在的社区医疗方式无法有效的为社区老人提供完善的服务的问题。本发明在网络协调器的有效通信范围之内设置m个近端网络路由器，每个近端网络路由器挂接多个体征数据采集终端，在网络协调器的有效通信范围之外设置n个远端网络路由器，每个远端网络路由器挂接多个体征数据采集终端，近端网络路由器和远端网络路由器以下简称网络路由器，网络协调器与网络路由器组建成主星型网络，网络路由器通过网络协调器与社区医疗服务中心进行信息交互，每个网络路由器和挂接在其上的多个体征数据采集终端组建成子星型网络。本发明用于社区老人的医疗监护。

Description

基于体征信号监测的社区医疗网络系统

技术领域

本发明涉及基于体征信号监测的社区医疗网络系统，属于计算机和网络领域。

背景技术

自1999年中国步入人口老龄化以来，老龄化加速发展，并日益呈现老年人口基数大、增长快，高龄化、空巢化趋势明显，需要照料的失能、半失能老人比例呈高发态势。

截至2009年底，中国1.67亿老年人中，80周岁及以上的高龄老人1899万。中国目前有失能老人1036万、半失能老人2123万，不同程度地需要提供护理照料服务。

按国际平均每千名老人占有养老床位50张测算，中国老年人共需养老床位800万张，而目前仅有266.2万张；按老年人口与护理人员配备比例3：1测算，共需要养老护理员1000万人，而目前中国养老机构的员工只有22万人，其中取得职业资格的仅有2万多人，供需矛盾十分突出。同时，养老服务队伍的整体素质较低，专业水平、业务能力、服务质量还不能有效地满足服务对象的要求。

在这种态势下，社区医疗为了更好的为老人提供服务，及时了解老人动态，以便于及时、快速的为老人服务已提上日程。

在医疗监护领域，需要测量人体的体征信号，如体温、心率和血压等，以对病症做出正确的诊断和治疗。而老人要检测这些体征信号需要到社区医院或将社区医生叫到家里才能获得，这样，社区不能及时了解该社区老人的实时体征，就不能在老人体征不正常时及时对其进行治疗，因此，现在的社区医疗方式无法有效的为社区老人提供完善的服务。

发明内容

本发明目的是为了解决现在的社区医疗方式无法有效的为社区老人提供完善的服务的问题，提供了一种基于体征信号监测的社区医疗网络系统。

本发明所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，它包括社区医疗服务中心、网络协调器、m个近端网络路由器、n个远端网络路由器和k个体征数据采集终端，

在网络协调器的有效通信范围之内设置m个近端网络路由器，每个近端网络路由器挂接多个体征数据采集终端，在网络协调器的有效通信范围之外设置n个远端网络路由器，每个远端网络路由器挂接多个体征数据采集终端，

网络协调器与m个近端网络路由器和n个远端网络路由器共同组建成主星型网络，每个近端网络路由器通过网络协调器与社区医疗服务中心进行信息交互，每个远端网络路由器通过多跳的方式与网络协调器通信，并通过网络协调器与社区医疗服务中心进行信息交互，

每个近端网络路由器和挂接在其上的多个体征数据采集终端组建成一个子星型网络，每个远端网络路由器和挂接在其上的多个体征数据采集终端组建成一个子星型网络，

m、n和k均为大于或等于1的自然数。

本发明优点：社区老人身上佩带体征数据采集终端，以社区医院（即社区医疗服务中心）为核心建立社区医疗服务网络，老人的体征数据实时的传输到中心，当体征数据异常时，中心进行声光报警，这样，能及时了解社区范围内老人的体征信息，并及时作出反应，最大程度上给老人提供社区医疗服务。

附图说明

图1是本发明所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统的结构示意图；

图2是扩展星型网络拓扑结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，它包括社区医疗服务中心1、网络协调器2、m个近端网络路由器3、n个远端网络路由器4和k个体征数据采集终端5，

在网络协调器2的有效通信范围之内设置m个近端网络路由器3，每个近端网络路由器3挂接多个体征数据采集终端5，在网络协调器2的有效通信范围之外设置n个远端网络路由器4，每个远端网络路由器4挂接多个体征数据采集终端5，

网络协调器2与m个近端网络路由器3和n个远端网络路由器4共同组建成主星型网络，每个近端网络路由器3通过网络协调器2与社区医疗服务中心1进行信息交互，每个远端网络路由器4通过多跳的方式与网络协调器2通信，并通过网络协调器2与社区医疗服务中心1进行信息交互，

每个近端网络路由器3和挂接在其上的多个体征数据采集终端5组建成一个子星型网络，每个远端网络路由器4和挂接在其上的多个体征数据采集终端5组建成一个子星型网络，m、n和k均为大于等于1的自然数。

所述多跳的方式通过的路径为该远端网络路由器4与社区医疗服务中心1之间的交换数据资源的路径。

下面针对无线网络部分，参见图2详细叙述其网络拓扑结构。

无线网络通信部分由网络协调器、网络路由器和体征数据采集终端构成稳定的三层网络结构，形成了扩展星型网络拓扑。将网络中的节点分为四类，具体的如图2所示。

在无线网络中，以网络协调器2为中心，与近端网络路由器3和远端网络路由器4一起构成主星型网络。网络协调器2直接管理近端网络路由器3，间接管理远端网络路由器4，近端网络路由器3可以通过网络协调器2和数据管理中心1中的数据库1-2中存储的资源进行信息交互，如图2中的粗实线即为近端网络路由器3或远端网络路由器4与数据库1-2交换数据资源的路径。近端网络路由器3或远端网络路由器4将底层的数据统一传送至网络协调器2，再送至数据管理中心1中以保存至数据库1-2；数据库1-2中的资源可以向下传送给网络协调器2，再由网络协调器2分配至目标路由器（近端网络路由器3或远端网络路由器4）。这样降低了网络的复杂程度，并提高了数据的传输效率。

同时，以网络路由器（近端网络路由器3或远端网络路由器4以下统称为网络路由器）为中心，与体征数据采集终端5一起构成子星型网络。网络路由器作为中心节点管理若干个体征数据采集终端5，每个体征数据采集终端5只与相应的网络路由器通信，如图2中的细实线即为体征数据采集终端5与网络路由器交换数据的路径。当有新的体征数据采集终端5加入网络时，只需与网络路由器建立连接即可；当有新的网络路由器加入网络时，只需与网络协调器2建立连接即可，这样增加了网络结构的灵活性和鲁棒性，有利于网络结构的扩展，有效地扩大网络覆盖面积。

网络协调器2包括协调器无线单片机2-1、串行通信接口2-2和协调器状态指示模块2-3，协调器无线单片机2-1的显示状态数据输出端与协调器状态指示模块2-3的数据输入端相连，协调器无线单片机2-1的串行数据输入输出端与串行通信接口2-2的输入输出端相连，协调器无线单片机2-1与近端网络路由器3之间通过无线网络通信。

网络协调器2是整个网络的中心，它负责建立网络通信结构，网络协调器2建立网络中的控制信息和数据信息的流动。它可以向下层的网络路由器发送信息请求指令，获取网络路由器中的信息并上传至数据管理中心1中的上位机1-1系统；它还能接收网络路由器的信息请求指令，帮助网络路由器获得数据管理中心1中的数据库1-2的资源访问权。同时，在网络协调器2上还能够通过协调器状态指示模块2-3显示路由器的工作状态，当路由器发生故障时，能够及时给出警示信号。

网络路由器是网络协调器2的子节点，与网络协调器2进行信息交互，并接受网络协调器2的控制。在网络协调器2有效通信范围之内的网络路由器称为近端网络路由器3，在其有效通信范围外的称为远端网络路由器4。近端网络路由器3可以直接与网络协调器2建立通信连接；而远端网络路由器4无法直接找到网络协调器2，它会通过近端网络路由器3以多跳的方式与网络协调器2进行通信。

在这种通信方式中，所跳过的网络路由器只是起到能量中继和信息传递的作用，它们本身并不对远端网络路由器4进行直接的控制。在无线网络中，远端网络路由器4和近端网络路由器3是对等的关系，远端网络路由器4并不是近端网络路由器3的子节点。

社区医疗服务中心1包括上位机1-1、数据库1-2和报警器1-3，上位机1-1通过串行数据端口或并型数据端口数据库1-2相连，上位机1-1通过串行通信端口与网络协调器2相连，终端体征信号异常报警指令输出端与报警器1-3的报警指令输入端相连。

社区医疗服务中心1的上位机1-1用于机监，数据库1-2为电子数据库资源，社区医疗服务中心1能够在远程监测每个节点的状态，并且将测量的历史数据存储在数据库1-2中，方便根据体征信号的历史变化趋势对人体状态进行正确判断。当监测到某位老人的体征信号异常时，报警器1-3会进行声光报警，提醒医护人员及时采取措施，上门服务。

近端网络路由器3包括近端路由器无线单片机3-1、近端请求信号输入模块3-2、近端应答信号存储模块3-3和近端路由器状态指示模块3-4，近端路由器无线单片机3-1的请求信号输入端与近端请求信号输入模块3-2的输出端相连，近端路由器无线单片机3-1的应答信号输出端与近端应答信号存储模块3-3的输入端相连，近端路由器无线单片机3-1的状态显示输出端与近端路由器状态指示模块3-4的输入端相连，近端路由器无线单片机3-1与网络协调器2、远端网络路由器4和体征数据采集终端5之间通过无线网络通信。

远端网络路由器4包括远端路由器无线单片机4-1、远端请求信号输入模块4-2、远端应答信号存储模块4-3和远端路由器状态指示模块4-4，远端路由器无线单片机4-1的请求信号输入端与远端请求信号输入模块4-2的输出端相连，远端路由器无线单片机4-1的应答信号输出端与远端应答信号存储模块4-3的输入端相连，远端路由器无线单片机4-1的状态显示输出端与远端路由器状态指示模块4-4的输入端相连，远端路由器无线单片机4-1与网络协调器2、近端网络路由器3和体征数据采集终端5之间通过无线网络通信。

网络路由器上设置的人机友好交互部分。通过近端请求信号输入模块3-2或远端请求信号输入模块4-2向上层的网络协调器2发出请求信号，比如，要求访问数据库资源；同时能够接收网络协调器2的应答信号，将其存储在近端应答信号存储模块3-3或远端应答信号存储模块4-3中，由近端路由器状态指示模块3-4或远端路由器状态指示模块4-4显示应答信息及显示本地测量的体征数据采集终端5的数据。

体征数据采集终端5包括终端无线单片机5-1、体征信号采集模块5-2、求助按钮5-3、终端状态指示模块5-4和终端数据存储器5-5和求助按钮5-6，终端无线单片机5-1的体征信号输入端与体征信号采集模块5-2的体征信号输出端相连，终端无线单片机5-1的求助信号输入端与求助按钮5-3的求助信号输出端相连，终端无线单片机5-1的状态显示输出端与终端状态指示模块5-4的输入端相连，终端数据存储器5-5的数据传输端与终端无线单片机5-1的数据传输端相连，终端无线单片机5-1与近端网络路由器3和体征数据采集终端5之间通过无线网络通信。

体征数据采集终端5是网络路由器的子节点。它可以同时测量体温、心率和血压信号三种体征信号，并传送至上层的网络路由器。此外，为增强设备的友好性和方便性，终端上还有键盘输入部分，可以向上层的网络路由器发送求助信号，并能够上传至系统最上层的上位机1-1。

体征数据传输过程为：

每个体征数据采集终端5的采集的体征数据通过其所在的子星型网络上传给相应的近端网络路由器3或远端网络路由器4；

近端网络路由器3将接收的体征数据通过主星型网络上传至网络协调器2，该网络协调器2将接收到的本征数据上传至社区医疗服务中心1存储，网络协调器2将社区医疗服务中心1存储的数据通过主星型网络下载到目标近端网络路由器3中；

远端网络路由器4将接收的体征数据通过主星型网络上传至上传至网络协调器2，该网络协调器2将接收到的本征数据上传至社区医疗服务中心1存储，网络协调器2将社区医疗服务中心1存储的数据通过主星型网络下载至目标远端网络路由器4。

系统开始工作后，网络协调器2即搜索近端网络路由器3，当搜索到近端网络路由器3后，即进行网络通信连接，并为近端网络路由器3分配网络地址；此时，如果有远端网络路由器4需要通过近端网络路由器3与网络协调器2相连接，则网络协调器2同样会为远端网络路由器4分配网络地址。这样，当网络协调器2与所有的网络路由器均连接成功后，即建立了主星型网络。

网络路由器开始工作后，会首先尝试与网络协调器2进行连接，此后网络路由器会开始搜索体征数据采集终端5，当与所有的体征数据采集终端5连接成功后，即建立了子星型网络，这样整个无线网络全部构建完成。

这个网络信息传输安全可靠，适合社区内覆盖，在社区范围内的老人的体征信息都能及时的发送到社区医疗服务中心1中。不用老人到社区医院就可以得到医疗监护，给社区老人在医护方面提供更大程度的良好服务。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，协调器无线单片机2-1、近端路由器无线单片机3-1、远端路由器无线单片机4-1和终端无线单片机5-1都选择型号为CC2510的无线单片机。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，协调器状态指示模块2-3、近端路由器状态指示模块3-4、远端路由器状态指示模块4-4和终端状态指示模块5-4都选择液晶LCD显示器。

具体实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，近端请求信号输入模块3-2和远端请求信号输入模块4-2选择键盘来实现请求信号的输入。

Claims (8)

1.基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，它包括社区医疗服务中心（1）、网络协调器（2）、m个近端网络路由器（3）、n个远端网络路由器（4）和k个体征数据采集终端（5），

在网络协调器（2）的有效通信范围之内设置m个近端网络路由器（3），每个近端网络路由器（3）挂接多个体征数据采集终端（5），在网络协调器（2）的有效通信范围之外设置n个远端网络路由器（4），每个远端网络路由器（4）挂接多个体征数据采集终端（5），

网络协调器（2）与m个近端网络路由器（3）和n个远端网络路由器（4）共同组建成主星型网络，每个近端网络路由器（3）通过网络协调器（2）与社区医疗服务中心（1）进行信息交互，每个远端网络路由器（4）通过多跳的方式与网络协调器（2）通信，并通过网络协调器（2）与社区医疗服务中心（1）进行信息交互，

每个近端网络路由器（3）和挂接在其上的多个体征数据采集终端（5）组建成一个子星型网络，每个远端网络路由器（4）和挂接在其上的多个体征数据采集终端（5）组建成一个子星型网络，

m、n和k均为大于或等于1的自然数。

2.根据权利要求1所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，社区医疗服务中心（1）包括上位机（1-1）、数据库（1-2）和报警器（1-3），上位机（1-1）通过串行数据端口或并型数据端口数据库（1-2）相连，上位机（1-1）通过串行通信端口与网络协调器（2）相连，终端体征信号异常报警指令输出端与报警器（1-3）的报警指令输入端相连。

3.根据权利要求2所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，网络协调器（2）包括协调器无线单片机（2-1）、串行通信接口（2-2）和协调器状态指示模块（2-3），协调器无线单片机（2-1）的显示状态数据输出端与协调器状态指示模块（2-3）的数据输入端相连，协调器无线单片机（2-1）的串行数据输入输出端与串行通信接口（2-2）的输入输出端相连，协调器无线单片机（2-1）与近端网络路由器（3）之间通过无线网络通信。

4.根据权利要求1所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，近端网络路由器（3）包括近端路由器无线单片机（3-1）、近端请求信号输入模块（3-2）、近端应答信号存储模块（3-3）和近端路由器状态指示模块（3-4），近端路由器无线单片机（3-1）的请求信号输入端与近端请求信号输入模块（3-2）的输出端相连，近端路由器无线单片机（3-1）的应答信号输出端与近端应答信号存储模块（3-3）的输入端相连，近端路由器无线单片机（3-1）的状态显示输出端与近端路由器状态指示模块（3-4）的输入端相连，近端路由器无线单片机（3-1）与网络协调器（2）、远端网络路由器（4）和体征数据采集终端（5）之间通过无线网络通信。

5.根据权利要求1所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，远端网络路由器（4）包括远端路由器无线单片机（4-1）、远端请求信号输入模块（4-2）、远端应答信号存储模块（4-3）和远端路由器状态指示模块（4-4），远端路由器无线单片机（4-1）的请求信号输入端与远端请求信号输入模块（4-2）的输出端相连，远端路由器无线单片机（4-1）的应答信号输出端与远端应答信号存储模块（4-3）的输入端相连，远端路由器无线单片机（4-1）的状态显示输出端与远端路由器状态指示模块（4-4）的输入端相连，远端路由器无线单片机（4-1）与网络协调器（2）、近端网络路由器（3）和体征数据采集终端（5）之间通过无线网络通信。

6.根据权利要求1所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，体征数据采集终端（5）包括终端无线单片机（5-1）、体征信号采集模块（5-2）、求助按钮（5-3）、终端状态指示模块（5-4）和终端数据存储器（5-5）和求助按钮（5-6），终端无线单片机（5-1）的体征信号输入端与体征信号采集模块（5-2）的体征信号输出端相连，终端无线单片机（5-1）的求助信号输入端与求助按钮（5-3）的求助信号输出端相连，终端无线单片机（5-1）的状态显示输出端与终端状态指示模块（5-4）的输入端相连，终端数据存储器（5-5）的数据传输端与终端无线单片机（5-1）的数据传输端相连，终端无线单片机（5-1）与近端网络路由器（3）和体征数据采集终端（5）之间通过无线网络通信。

7.根据权利要求1所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，所述多跳的方式通过的路径为该远端网络路由器（4）与社区医疗服务中心（1）之间的交换数据资源的路径。

8.根据权利要求1所述基于体征信号监测的社区医疗网络系统，其特征在于，体征数据传输过程为：

每个体征数据采集终端（5）的采集的体征数据通过其所在的子星型网络上传给相应的近端网络路由器（3）或远端网络路由器（4）；

近端网络路由器（3）将接收的体征数据通过主星型网络上传至网络协调器（2），该网络协调器（2）将接收到的本征数据上传至社区医疗服务中心（1）存储，网络协调器（2）将社区医疗服务中心（1）存储的数据通过主星型网络下载到目标近端网络路由器（3）中；

远端网络路由器（4）将接收的体征数据通过主星型网络上传至上传至网络协调器（2），该网络协调器（2）将接收到的本征数据上传至社区医疗服务中心（1）存储，网络协调器（2）将社区医疗服务中心（1）存储的数据通过主星型网络下载至目标远端网络路由器（4）。

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