CN104809678A - 基于无线传感器网络的医疗健康护理系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的医疗健康护理系统及其实现方法，包括依次互相连接的无线医疗传感器节点、网关设备、PDA机或终端用户设备，无线医疗传感器节点负责定时采集医疗数据并将数据发送给网关设备，网关设备负责将接收到的医疗数据通过无线局域网发送给PDA机或终端用户设备；无线传感器节点采用多类型高精度病理信息采集模块、高集成化理疗数据控制与处理模块以及多协作模式下的无线医疗传感器节点能量供应模块，能够保证采集到的多类型数据的准确性，采用面向ZigBee技术的无线通信模块，提高了数据传输的速度，保证了医疗护理系统的稳定性。

Description

基于无线传感器网络的医疗健康护理系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及医疗健康护理领域，具体是涉及一种无线传感器网络的医疗健康护理系统及其实现方法。

背景技术

无线传感器网络技术作为通信技术未来的发展重点，凭着廉价、便携、通用的特点在各领域中得到越来越多的应用。其中传感器网络在医疗系统和健康护理方面的应用具有广阔的应用前景，通过建立传感器网络监测人体的各种生理数据，跟踪和监控医院内医生和患者的行动，通过在病人身上安装特殊用途的传感器节点，如心率和血压监测设备，医生就可以利用传感器网络实时获取病人的病情信息，从而保证发现异常及时抢救。

但是，就目前我国所建立起来的医疗系统来看，这些医疗系统技术并不完善，数据发送不及时和不准确的现象经常会出现，并没有充分利用无线传感器网络这项技术建立起一个完善的医疗和健康保障体系。

因此，需要提出一种新型的医疗健康护理系统。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种监测速度快、数据发送及时、数据准确率高的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统及其实现方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统包括依次互相连接的无线医疗传感器节点、网关设备、PDA机或终端用户设备，所述无线医疗传感器节点负责定时采集医疗数据并将数据发送给所述网关设备，所述网关设备负责将接收到的医疗数据通过无线局域网发送给所述PDA机或终端用户设备；

无线医疗传感器节点包括病理信息采集模块、医疗数据控制与处理模块、ZigBee无线通信模块和多模式协作的能量管理模块；所述病理信息采集模块负责采集多类型病理信息并将所述多类型病理信息发送给所述医疗数据控制与处理模块；所述医疗数据控制与处理模块负责所述多类型病理信息的分析和处理，并将处理后的信息按照数据包的格式发送给所述ZigBee无线通信模块；所述ZigBee无线通信模块负责将接收到的信息按照预先设定的数据传输率和编码方式发送给所述网关设备。

进一步地，所述病理信息采集模块包括模拟化非线性血氧传感部件、触发式可变速率脉搏传感部件、接触式体温传感部件和其他理疗传感部件，所述医疗数据控制与处理模块包括理疗传感数据处理与控制设备、多模式选择设备、扩展接口设计、微处理器设计和指令系统开发设计，所述ZigBee无线通信模块包括DSSS直序扩频部件、CSMA/CA 协作处理部件、IPV6网络协议栈、无线数据接口、中断管理部件和逻辑控制部件，所述多模式协作的能量管理模块包括可存储能源、可再生能源、可补充能源和智能化能量管理部件，所述无线医疗传感器节点均通过USB2.0接口与所述模拟化非线性血氧传感部件、触发式可变速率脉搏传感部件、接触式体温传感部件和其他理疗传感部件连接。

基于无线传感器网络的医疗健康护理系统的实现方法，包括以下步骤：

(3-1)所述无线医疗传感器节点采集监护对象的体温、脉搏和血氧数据信息，并将该信息发送给所述网关设备；

(3-2)所述网关设备将收到的信息转发给所述PDA机或终端用户设备；

(3-3)用户通过所述PDA机或所述终端用户设备通过登录服务器查看监护对象的信息并远程控制所述无线理疗传感器节点。

进一步地，所述步骤(3-1)中，所述无线医疗传感器节点还采集监护图像、安全设备状态信息。

进一步地，所述步骤(3-1)中，所述无线医疗传感器节点与所述网关设备通信包括以下步骤：

(5-1)所述无线医疗传感器节点向所述网关设备发送数据传输请求；

(5-2)所述网关设备接收到所述数据传输请求后向所述无线医疗传感器节点发出确认信息；

(5-3)所述无线医疗传感器节点接收到所述确认信息后开始向所述网关设备连续发送数据；

(5-4)所述网关设备接收完数据后再次向所述无线医疗传感器节点发送确认信息。

有益效果：本发明与现有技术比较，优点是无线传感器节点采用多类型高精度病理信息采集模块、高集成化理疗数据控制与处理模块以及多协作模式下的无线医疗传感器节点能量供应模块，能够保证采集到的多类型数据的准确性，以及无线传感器节点采用面向ZigBee技术的无线通信模块，提高了数据传输的速度，保证了医疗护理系统的稳定性。

附图说明

      图1、基于无线传感器网络的医疗健康护理系统原理图；

      图2、无线医疗传感器节点的硬件系统结构图；

      图3、网关设备与无线医疗传感器节点的通信过程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

参照图1，基于无线传感器网络的医疗健康护理系统，包括依次互相连接的无线医 疗传感器节点、网关设备、PDA机或终端用户设备，所述无线医疗传感器节点负责定时采集医疗数据并将数据发送给所述网关设备，所述网关设备负责将接收到的医疗数据通过无线局域网发送给所述PDA机或终端用户设备；

参照图2，无线医疗传感器节点包括病理信息采集模块、医疗数据控制与处理模块、ZigBee无线通信模块和多模式协作的能量管理模块；所述病理信息采集模块负责采集多类型病理信息并将所述多类型病理信息发送给所述医疗数据控制与处理模块；所述医疗数据控制与处理模块负责所述多类型病理信息的分析和处理，并将处理后的信息按照数据包的格式发送给所述ZigBee无线通信模块；所述ZigBee无线通信模块负责将接收到的信息按照预先设定的数据传输率和编码方式发送给所述网关设备，所述病理信息采集模块包括模拟化非线性血氧传感部件、触发式可变速率脉搏传感部件、接触式体温传感部件和其他理疗传感部件，所述医疗数据控制与处理模块包括理疗传感数据处理与控制设备、多模式选择设备、扩展接口设计、微处理器设计和指令系统开发设计，所述ZigBee无线通信模块包括DSSS直序扩频部件、CSMA/CA协作处理部件、IPV6网络协议栈、无线数据接口、中断管理部件和逻辑控制部件，所述多模式协作的能量管理模块包括可存储能源、可再生能源、可补充能源和智能化能量管理部件，所述无线医疗传感器节点均通过USB2.0接口与所述模拟化非线性血氧传感部件、触发式可变速率脉搏传感部件、接触式体温传感部件和其他理疗传感部件连接。

基于无线传感器网络的医疗健康护理系统的实现方法，包括以下步骤：通过在监护对象身上佩戴无线医疗传感器节点，所述无线医疗传感器节点采集监护对象的体温、脉搏和血氧数据信息，并将该信息通过无线传感器网络发送给所述网关设备；所述网关设备对这些信息进行显示和保存，另外所述无线医疗传感器节点还采集监护图像、安全设备状态信息，所述网关设备将收到的信息转发给所述PDA机或终端用户设备(接入网络的笔记本电脑等)登录基站服务器查看监护对象的生理信息，同时还可以远程控制所述无线理疗传感器节点和其他无线设备，从而在被监护病人出现异常时，能够及时监测并采取抢救措施。

参照图3，所述无线医疗传感器节点与所述网关设备通信，首先由所述无线医疗传感器节点向所述网关设备发送数据传输请求(REQ)；接着是所述网关设备接收到所述数据传输请求后向所述无线医疗传感器节点发出确认信息(ACK)；然后是所述无线医疗传感器节点接收到所述确认信息后开始向所述网关设备连续发送数据(DATA)；最后所述网关设备接收完数据后再次向所述无线医疗传感器节点发送确认信息(ACK)，所述网关设备和所述无线医疗传感器节点之间通信是通过CC240通信模块支持的IEEE802.15.4帧格式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于无线传感器网络的医疗健康护理系统，其特征在于：包括依次互相连接的无线医疗传感器节点、网关设备、PDA机或终端用户设备，所述无线医疗传感器节点负责定时采集医疗数据并将数据发送给所述网关设备，所述网关设备负责将接收到的医疗数据通过无线局域网发送给所述PDA机或终端用户设备；

所述无线医疗传感器节点包括病理信息采集模块、医疗数据控制与处理模块、ZigBee无线通信模块和多模式协作的能量管理模块；所述病理信息采集模块负责采集多类型病理信息并将所述多类型病理信息发送给所述医疗数据控制与处理模块；所述医疗数据控制与处理模块负责所述多类型病理信息的分析和处理，并将处理后的信息按照数据包的格式发送给所述ZigBee无线通信模块；所述ZigBee无线通信模块负责将接收到的信息按照预先设定的数据传输率和编码方式发送给所述网关设备。

2.如权利要求1所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统，其特征在于：所述病理信息采集模块包括模拟化非线性血氧传感部件、触发式可变速率脉搏传感部件、接触式体温传感部件和其他理疗传感部件，所述医疗数据控制与处理模块包括理疗传感数据处理与控制设备、多模式选择设备、扩展接口设计、微处理器设计和指令系统开发设计，所述ZigBee无线通信模块包括DSSS直序扩频部件、CSMA/CA协作处理部件、IPV6网络协议栈、无线数据接口、中断管理部件和逻辑控制部件，所述多模式协作的能量管理模块包括可存储能源、可再生能源、可补充能源和智能化能量管理部件，所述无线医疗传感器节点均通过USB2.0接口与所述模拟化非线性血氧传感部件、触发式可变速率脉搏传感部件、接触式体温传感部件和其他理疗传感部件连接。

3.如权利要求1所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

(3-1)所述无线医疗传感器节点采集监护对象的体温、脉搏和血氧数据信息，并将该信息发送给所述网关设备；

(3-2)所述网关设备将收到的信息转发给所述PDA机或终端用户设备；

(3-3)用户通过所述PDA机或所述终端用户设备通过登录服务器查看监护对象的信息并远程控制所述无线理疗传感器节点。

4.如权利要求3所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统的实现方法，其特征在于：所述步骤(3-1)中，所述无线医疗传感器节点还采集监护图像、安全设备状态信息。

5.如权利要求3所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统的实现方法，其特征在于：所述步骤(3-1)中，所述无线医疗传感器节点与所述网关设备通信包括以下步骤：

(5-1)所述无线医疗传感器节点向所述网关设备发送数据传输请求；

(5-2)所述网关设备接收到所述数据传输请求后向所述无线医疗传感器节点发出确认信息；

(5-3)所述无线医疗传感器节点接收到所述确认信息后开始向所述网关设备连续发送数据；

(5-4)所述网关设备接收完数据后再次向所述无线医疗传感器节点发送确认信息。