CN107426672A - 基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统及方法，包括：本地监测中心，本地监测中心与ZigBee协调器节点连接，ZigBee协调器节点与ZigBee路由节点连接，ZigBee路由节点与若干个ZigBee终端节点连接，每个ZigBee终端节点与对应的传感器连接；不同传感器负责采集人体相应的生理信息，然后将所采集到的人体生理信息发送给对应的ZigBee终端节点，ZigBee终端节点将人体生理信息通过无线信道传输给ZigBee路由节点，ZigBee路由节点再将人体生理信息转发给ZigBee协调器节点，ZigBee协调器节点最终将人体生理信息发送给本地监测中心实时显示人体的生理信息变化。

Description

基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统及方法

技术领域

本发明涉及运用无线传感器网络进行人体生理信息监测的技术，尤其涉及一种基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统及方法，属于无线传感器网络技术领域。

背景技术

近年来，各种便携式无线设备纷纷涌现，人们把目光更多地转移到以人为中心的小型网络，个域网、车联网以及体域网等这些网络新名词也随之出现。便携式无线个人设备的微型化、智能化使得人们增强了对人体范围内无线体域网的研究。将各种传感器置于身体各部位用于监测人体身体状况的无线体域网(Wireless Body Area Network，WBAN)在我们的日常生活、医疗、娱乐、军事、航空等领域将有重要的应用。

远程医疗监控是无线体域网在医疗领域的典型应用。在病人的身体上布置无线体域网，能将各种需要监控的生理参数都能够通过无线的方式传输到监控仪器，这样能给医院和病人都带来便利，不会受到仪器线路的影响，扩大了病人的活动空间。对于正常的健康人，也可以通过无线体域网提供健康监测，如在运动员训练时，可以用来监测运动员的心律、体温以及运动速度等信息，提示运动员控制训练强度，提高训练效率。

为了适应无线体域网的应用需求，2007年11月IEEE同意成立IEEE 802.15.6工作小组，该小组旨在制订用于无线体域网的通信标准。从2004年度开始，每年都会召开BSN(Body Sensor Network)会议共同探讨相关技术细节。无线体域网是一个交叉技术领域，和无线通信中的很多领域有着密切的关系。WBAN综合了WPAN(Wireless Personal AreaNetwork Communication Technologies)、WSN(Wireless Sensor Networks)、无线短距离通信、传感器技术等各种技术。一般认为WBAN是WPAN的一种延伸。WBAN可以看作是WSN在远程医疗诊断和监护中的一个非常重要的应用。短距离无线通信技术是短距离传感器和终端设备之间以及终端和终端之间通信的主要方式。和其它短距离无线通信技术相比，WBAN需要的短距离通信技术在相同的功率下，数据传输速率更高；或者在相同的数据传输速率下，需要的功率更低。对于目前流行的无线传输技术，如UWB、ZigBee、Bluetooth中，ZigBee技术更适合于无线体域网。ZigBee具有低功耗，短距离、通信稳定等特点，因此采用ZigBee技术相比其他无线传感网技术更适合WBAN的应用。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统及方法，本发明结合无线传感器网络技术和人体生理状态监测技术，对人体及早发现病患提供帮助。

本发明采用如下技术方案：

基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统，所述系统基于ZigBee无线传感器网络，包括：本地监测中心，所述本地监测中心与ZigBee协调器节点连接，所述ZigBee协调器节点与ZigBee路由节点连接，所述ZigBee路由节点与若干个ZigBee终端节点连接，每个ZigBee终端节点与对应的生理信息传感器连接；

每个生理信息传感器负责采集人体生理信息，然后将所采集到的人体生理信息发送给对应的ZigBee终端节点，ZigBee终端节点将人体生理信息通过无线信道传输给ZigBee路由节点，ZigBee路由节点再将人体生理信息转发给ZigBee协调器节点，ZigBee协调器节点最终将人体生理信息发送给本地监测中心。

其中，ZigBee终端节点、ZigBee路由节点和ZigBee协调器节点均为无线传感器节点；无线传感器节点之间通过树状的ZigBee多跳路由协议进行通信，无线传感器节点将监测人体生理信息通过串口传递到本地监测中心。

所述ZigBee终端节点，通过AD转换以及模拟I2C总线的方式一次采集多路人体生理信息，所述ZigBee终端节点通过ZigBee网络寻找ZigBee路由节点的地址，将人体生理信息转发至ZigBee路由节点，完成ZigBee终端节点和ZigBee路由节点之间的信息交互。

所述ZigBee路由节点，负责对ZigBee终端节点所采集的人体生理信息的转发，ZigBee路由节点接收ZigBee终端节点的数据，将数据根据需要进行分解封装，再转发至ZigBee协调器节点，完成中转数据的功能。

所述ZigBee协调器节点，负责接收ZigBee路由节点转发过来的数据，对数据根据需要进行整合；还负责整个ZigBee无线传感器网络的初始化，确定ZigBee无线传感器网络的ID号和ZigBee无线传感器网络操作的物理信道，并统筹短地址分配，提供数据路由和安全管理服务。

所述本地监测中心，也称之为上位机，负责对生理信息传感器采集过来的人体生理信息进行可视化处理以及对人体生理信息进行存储；上位机接收ZigBee协调器节点发送过来的数据，将人体生理信息以曲线图的形式表现出来，并保存至本地数据库，本地数据库采用MongoDB数据库，所述MongoDB数据库以键值对的方式批量存储人体生理信息，也允许通过网络访问的方式查询MongoDB数据库的信息。

MongoDB数据库与传统型数据库相比具有高性能、易部署、易使用，存储数据方便的特点，MongoDB数据库采用键值对的存储方式非常适合大数据多目标信息量的保存并且具有信息查询速度快的特点。

所述人体生理信息，包括：人体的血氧饱和度信息、心率信息、血容积振幅信息和体温信息。

基于ZigBee网络的多路生理信息监测方法，包括如下步骤：

步骤(1)：由ZigBee协调器节点组建完成ZigBee通信网络；

步骤(2)：基于所组建的ZigBee无线传感器网络，本地监测中心将协调器启动指令发送给ZigBee协调器，ZigBee协调器接收到协调器启动指令后触发ZigBee反向唤醒任务向ZigBee路由节点发送路由节点启动指令，所述路由节点启动指令经过多个ZigBee路由节点之后到达ZigBee终端节点，ZigBee终端节点控制生理信息传感器对人体血氧饱和度、心率和血容积振幅进行采集，ZigBee终端节点控制传感器通过模拟I2C总线的方式对人体体温信息进行采集；

步骤(3)：ZigBee终端节点接收生理信息传感器所采集的数据，判断所采集的人体生理信息是否接收成功，若接收成功，则ZigBee终端节点启动ZigBee发送任务，将封装数据转发至ZigBee路由节点，进入步骤(4)；若接收失败，则返回步骤(3)；

步骤(4)：ZigBee路由节点接收ZigBee终端节点转发过来的人体生理信息；ZigBee路由节点通过帧校验判断接收到的人体生理信息是否完整，若完整则解析封装，将数据通过ZigBee发送任务转发至下一个ZigBee路由节点，以此类推，直至转发到最终的ZigBee路由节点，进入步骤(5)；若数据帧不完整，则丢弃当前数据帧；

步骤(5)：最终的ZigBee路由节点将数据通过ZigBee发送任务转发至ZigBee协调器，ZigBee协调器将封装好的数据转发至本地监测中心；

步骤(6)：本地监测中心通过帧校验判断接收到的人体生理信息是否完整，若完整则实时显示人体的生理信息变化，并将数据保存至本地数据库以便后用户对历史数据的查询和分析，若数据帧不完整，则丢弃本次接收的数据，等待接收新的数据；

所述步骤(1)的步骤为：ZigBee无线传感器网络，包括：ZigBee协调器节点，所述ZigBee协调器节点与本地监测中心连接，所述ZigBee协调器节点与ZigBee路由节点连接，所述ZigBee路由节点与若干个ZigBee终端节点连接，每个ZigBee终端节点与对应的传感器连接；

步骤(101)：ZigBee协调器节点开始组建ZigBee无线传感器网络；ZigBee协调器节点判断ZigBee路由节点是否存在，若存在，则将ZigBee路由节点加入ZigBee无线传感器网络，进入步骤(102)；若不存在则直接进入步骤(102)；

步骤(102)：ZigBee路由节点判断ZigBee终端节点是否存在，若存在，则将ZigBee终端节点加入ZigBee无线传感器网络；若不存在，则继续扫描整个ZigBee网络直至扫描到可加入网络的ZigBee终端节点；

步骤(103)：判断ZigBee路由节点是否关闭，若是，则通信中断，若不是，则ZigBee无线传感器网络搭建完成。

所述ZigBee终端节点加入ZigBee无线传感器网络，步骤为：

步骤(1021)：判断目的地址Dstaddr是否为本身，若是，则置下一跳地址为无效地址，结束；若否，则进入步骤(1022)；

步骤(1022)：判断目的地址Dstaddr是否为0，若是，则置下一跳地址为当前ZigBee路由节点的父地址，结束；若否，则进入步骤(1023)

步骤(1023)：判断目的地址Dstaddr是否在ZigBee协调器节点采用树形网络分配的地址范围内，若否，则置下一条地址为当前节点的父节点，结束；若是就探索邻居节点表，进入步骤(1024)；

步骤(1024)：判断当前节点的邻居节点表是否为空表项，若是则进入步骤(1025)；若否，就进入步骤(1026)；

步骤(1025)：判断当前表项对应的节点是否为路由节点，若是，则进入步骤(1026)；若否，则传感网络设计完成；

步骤(1026)：判断目的地址Dstaddr是否处于ZigBee协调器节点分配的地址范围内，若是就置下一跳为路由节点，结束，若否，则置下一跳为ZigBee终端节点。

所述ZigBee协调器节点开始组建ZigBee无线传感器网络，步骤为：

步骤(1011)：确定ZigBee协调器节点；

步骤(1012)：ZigBee协调器节点确定后，待加入网络的当前节点主动扫描周围网络的ZigBee协调器节点，若在扫描期限内检测到信标，则从检测的信标中选择一个能够使用的网络ID；

步骤(1013)：当前节点向ZigBee协调器节点发送连接请求指令；

步骤(1014)：判断CSMA-CA信道访问是否成功，若是就等待ZigBee协调器节点向当前节点发送ACK确认帧；进入步骤(1015)；若否，则当前节点的MAC通知上层节点；

步骤(1015)：ZigBee协调器节点向网络层发送连接指示命令，表示已经收到节点的连接请求，并且判断网络地址资源是否足够，若足够则ZigBee协调器节点向当前节点发送连接请求响应，当前节点向ZigBee协调器节点发送ACK确认帧；若不足够，则当前节点的MAC通知上层节点。

所述确定ZigBee协调器节点的步骤为：

步骤(a1)：判断节点是否是全功能设备FFD节点，若是就进入步骤(a2)；若不是就结束；

步骤(a2)：判断FFD节点是否归属其他网络以及当前网络里是否已经存在协调器；若FFD节点既不归属其他网络，且当前网络也不存在协调器，则进入步骤(a3)；

步骤(a3)：进行信道扫描；

信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程：首先对指定的信道或者默认的信道进行能量检测，以避免可能的干扰；

找到通信质量满足需求的信道后，ZigBee协调器节点将为网络选定一个网络标识符PAN ID，网络标识符PAN ID在所使用的信道中必须是唯一的，也不能和其他ZigBee网络冲突，而且不能为广播地址0xFFFF。

PAN ID，取值<＝0x3FFF

本发明的有益效果：

(1)与现有的人体健康监测系统相比，本系统采用无线通信一次采集多路人体生理信息，能够更加全面方便的监测人体的生理信息变化。不仅能够根据现在的信息进行判断也能根据以往本地数据库的信息进行比对分析做出判断。更加灵活的动态指示。

(2)与传统的关系型数据库相比，本系统采用MongoDB数据库，它具有易扩展性、大数据量、高性能、灵活的数据模型、高可用性等特点。

(3)成本低，易实现，具有实时性。

(4)本系统较为节能，单个路由节点损坏不影响整个系统的功能。

附图说明

图1为系统架构图；

图2为APS帧结构；

图3为NWK帧结构；

图4为信标帧结构；

图5为数据帧结构；

图6为应答帧结构；

图7为命令帧结构；

图8为ZigBee节点硬件图；

图9为多跳网络组网流程图；

图10为终端节点组网流程图；

图11为协调器组网流程图；

图12为上位机软件基本功能结构图；

图13为服务器基本功能结构图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统，所述系统基于ZigBee无线传感器网络，包括：本地监测中心，所述本地监测中心与ZigBee协调器节点连接，所述ZigBee协调器节点与ZigBee路由节点连接，所述ZigBee路由节点与若干个ZigBee终端节点连接，每个ZigBee终端节点与对应的生理信息传感器连接；

每个生理信息传感器负责采集人体生理信息，然后将所采集到的人体生理信息发送给对应的ZigBee终端节点，ZigBee终端节点将人体生理信息通过无线信道传输给ZigBee路由节点，ZigBee路由节点再将人体生理信息转发给ZigBee协调器节点，ZigBee协调器节点最终将人体生理信息发送给本地监测中心。

下面详细介绍ZigBee协议栈架构：

1协议栈基本按照网络七层模型来定义的，在定义的物理层和子层规范基础上，协议栈继续定义了网络层和应用层，在应用层中规范了应用支持子层及设备对象(ZigBeeDevice Object，ZDO)。并且在应用层框架中添加了用户自定义对象。

2应用支持子层(Application Support Sublayer，ASP)—为应用层的最低层结构。在该层处理邻居设备的发现和绑定操作。同时应用支持子层还负责那些不能直接进行消息传递设备间的消息转发以及mesh网络的功能定义等。ASP层主要提供ZigBee端点接口。应用程序将使用该层打开或关闭一个或多个端点并且获取或发送数据。它还为键值对(KeyValue Pair，KVP)和报文数据传输提供了原语。ASP层同样也有绑定表。绑定表提供了端点和网络中两个节点间的群集ID对之间的逻辑链路。

当首次对协调器编程时绑定表为空。主应用程序必须调用绑定正确的API来创建新的绑定项。APS还有一个“间接发送缓冲器”RAM，用来存储间接帧。根据ZigBee规范，在星型网络中，RFD(精简功能设备)设备总会将这些数据帧转发到协调器中。RFD设备可能不知道该数据帧的目标接收者。数据帧的实际接收者由绑定表项决定。协调器一旦接收到数据帧，它就会查找绑定表以确定目标接收者。如果该数据帧有接收者，就会将该帧存储在间接发送帧缓冲器里，直到目标接收者明确请求该帧为止。根据请求的频率，协调器必须将数据帧保存在间接发送帧缓冲器内。节点请求数据时间越长，数据包需要保存在间接发送缓冲器里的时间也越长。数据请求时间越长需要的间接缓冲空间越大。

ZDO负责接收和处理远程设备的不同请求，打开和处理接EP0口。不同于其他的端点，EP0总是在启动时就被打开并假设绑定到任何发往EP0的输入数据帧。ZDO对象允许远程设备管理服务。远程设备管理器会向EP0发出请求，ZDO负责处理这些请求。应用支持子层帧结构如图2所示。

3网络层(Network layer，NWK)—负责处理网络层级的通信，包括网络拓扑结构的管理，数据路由以及被转发消息的安全性。ZigBee网络是一种动态的网络，因而网络层需要不断维护网络中的节点信息。在实际应用中，网络层协议的配置需指定网络的性能及参数，例如网络拓扑类型、节点数量以及数据安全性等。

具体来说，ZigBee网络层的主要功能就是提供一些必要的函数，确保ZigBee的MAC层正常工作，并且为应用层提供合适的服务接口。为了向应用层提供其接口，网络层提供了两个必须的功能服务实体，它们分别为数据服务实体和管理服务实体。网络层数据实体(NLDE)通过网络层数据服务实体服务接入点(NLDE-SAP)提供数据传输服务，网络层管理实体(NLME)通过网络层管理实体服务接入点(NLME-SAP)提供网络管理服务。网络层管理实体利用网络层数据实体完成一些网络的管理工作。完成对网络信息库(NIB)的维护和管理。

网络层数据实体为数据提供服务，在两个或者更多的设备之间传送数据时，将按照应用协议数据单元(APDU)的格式进行传送，并且这些设备必须在同一个网络中，即在同一个内部个域网中。网络层帧结构如图3所示。

4MAC层—负责控制共享无线信道的接入，产生和识别节点网络地址以及验证帧校验系列。MAC层中有4种类型的帧，数据帧、信标帧、命令帧及确认帧。

信标帧：

信标帧MPDU由MAC子层产生。在信标网络中，协调器通过向网络中的所有从设备发送信标帧，以保证这些设备能够同协调器进行同步(同步工作和同步休眠)，以达到网络功耗最低(非信标模式只允许ZE进行周期性休眠，ZC和所有ZR必须长期处于工作状态)。信标帧MPDU由MAC子层产生。在信标网络中，协调器通过向网络中的所有从设备发送信标帧，以保证这些设备能够同协调器进行同步(同步工作和同步休眠)，以达到网络功耗最低(非信标模式只允许ZE进行周期性休眠，ZC和所有ZR必须长期处于工作状态)。信标帧结构如图4所示。

数据帧：

数据帧由高层(应用层)发起，在ZigBee设备之问进行数据，要传输的数据由应用层生成，经过逐层数据处理后发送给MAC层，形成MAC层服务数据单元(MSDU)。通过添加MAC层帧头信息和帧尾，便形成了完整的MAC数据帧MPDU，其帧结构如下图5所示。

应答帧：

应答帧由MAC子层发起。为了保证设备之问通信的可靠性，发送设备通常要求接收各设备在接收到正确的帧信息后返回一个应答帧，向发送设备表示已经正确的接收了相应的信息。其帧结构如下图6所示。MAC子层应答帧由MHR和MFR组成。MHR包括MAC帧控制域和数据序列号；MFR由16bit的FCS组形成。

同样，MPDU传到物理层就形成物理应答帧的净载荷，即PSDU。在PSDU前面加上SHR和PHR就形成PPDU。其中SHR由前导码序列和SFD域构成；PHR由PSDU的长度值域构成。

命令帧：MAC命令帧由MAC子层发起。在ZigBee网络中，为了对设备的工作状态进行控制，同网络中的其他设备进行通信，MAC层将根据命令类型生成相应的命令帧。其帧结构如下图7所示。

下面详细介绍各模块的设计方法：

1无线网络模块

1ZigBee模块硬件设计，处理器采用的是ATmega1281单片机，它是基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，由于其先进的指令集及单周期指令系统，ATmega1281的数据吞吐率高达16MIPS，从而可以减轻系统在低功耗和处理速度之间的矛盾，符合本系统设计基于ZigBee网络的低功耗WBAN系统的思路。射频芯片采用的是CC2530射频收发器，CC2530是TI公司推出的首款符合2.4GHz IEEE 802.15.4标准的射频收发器，性能稳定且功耗极低，只需要极少外部器件。芯片晶振信号既可由外部有源晶体提供，也可由内部电路提供，由内部电路提供时需外加晶体振荡器和两个负载电容。设计中可以使用单极天线也可使用双极天线。ZigBee节点硬件图如图8所示。

1ZiBee网络整体组网过程:

协调器开始组建网络，指示灯闪烁表示正在组网。接着判断路由器是否存在，如果路由器存在则将路由器加入网络。路由器加入网络后判断终端节点是否存在，如果终端节点存在则将终端节点加入网络并与协调器指示灯同步闪烁。组网流程图如图9所示。

2ZigBee终端节点组网过程:

本系统组网方式采用树型路由的组网方式对于终端节点首先将数据包发送到它的父节点，然后其父节点再根据树路由算法将数据包路由到其目的节点。单个节点的组网方式如图10所示。

3ZigBee协调器节点组网过程:

首先判断节点是否是FFD(全功能设备)节点，接着判断此FFD节点是否在其他网络里或者网络里是否已经存在协调器。接下来进行信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程：首先对指定的信道或者默认的信道进行能量检测，以避免可能的干扰。找到合适的信道后，协调器将为网络选定一个网络标识符(PAN ID，取值<＝0x3FFF)，这个ID在所使用的信道中必须是唯一的，也不能和其他ZigBee网络冲突，而且不能为广播地址0xFFFF(此地址为保留地址，不能使用)。

当协调器确定之后，节点首先需要和协调器建立连接加入网络。节点会主动扫描查找周围网络的协调器，如果在扫描期限内检测到信标，那么将获得了协调器的有关信息，这时就向协调器发出连接请求。节点将关联请求命令发送给协调器，协调器收到后立即回复一个确认帧(ACK)，同时向它的上层发送连接指示原语，表示已经收到节点的连接请求。当节点收到协调器加入关联请求命令的ACK后，节点mac将等待一段时间，接受协调器的连接响应。在预定的时间内，如果接收到连接响应，它将这个响应向它的上层通告。如果协调器在响应时间内同意节点加入，那么将产生关联响应命令(Associate response command)并存储这个命令。协调器组网入网过程如图11所示。

3本地监控系统

(1)上位机基本功能结构

上位机软件由C#程序语言设计，能够实时显示体温、心率、血氧饱和度、血容积振幅数据同时能够实现数据的自我校验，能够以曲线图的形式实时显示人体生理信息的变化，数据库能实时的记录下来人体的生理信息，也可根据用户需求快速的查询历史记录。如果出现人体生理信息的异常上位机就会报警提示用户。图12为上位机软件框架图，图13为实验结果图。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统，其特征是，所述系统基于ZigBee无线传感器网络，包括：本地监测中心，所述本地监测中心与ZigBee协调器节点连接，所述ZigBee协调器节点与ZigBee路由节点连接，所述ZigBee路由节点与若干个ZigBee终端节点连接，每个ZigBee终端节点与对应的生理信息传感器连接；

每个生理信息传感器负责采集人体生理信息，然后将所采集到的人体生理信息发送给对应的ZigBee终端节点，ZigBee终端节点将人体生理信息通过无线信道传输给ZigBee路由节点，ZigBee路由节点再将人体生理信息转发给ZigBee协调器节点，ZigBee协调器节点最终将人体生理信息发送给本地监测中心。

2.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统，其特征是，其中，ZigBee终端节点、ZigBee路由节点和ZigBee协调器节点均为无线传感器节点；无线传感器节点之间通过树状的ZigBee多跳路由协议进行通信，无线传感器节点将监测人体生理信息通过串口传递到本地监测中心。

3.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统，其特征是，所述ZigBee终端节点，通过AD转换以及模拟I2C总线的方式一次采集多路人体生理信息，所述ZigBee终端节点通过ZigBee网络寻找ZigBee路由节点的地址，将人体生理信息转发至ZigBee路由节点，完成ZigBee终端节点和ZigBee路由节点之间的信息交互。

4.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统，其特征是，所述ZigBee路由节点，负责对ZigBee终端节点所采集的人体生理信息的转发，ZigBee路由节点接收ZigBee终端节点的数据，将数据根据需要进行分解封装，再转发至ZigBee协调器节点，完成中转数据的功能。

5.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的多路生理信息监测系统，其特征是，所述ZigBee协调器节点，负责接收ZigBee路由节点转发过来的数据，对数据根据需要进行整合；还负责整个ZigBee无线传感器网络的初始化，确定ZigBee无线传感器网络的ID号和ZigBee无线传感器网络操作的物理信道，并统筹短地址分配，提供数据路由和安全管理服务；

或者，

所述本地监测中心，也称之为上位机，负责对生理信息传感器采集过来的人体生理信息进行可视化处理以及对人体生理信息进行存储；上位机接收ZigBee协调器节点发送过来的数据，将人体生理信息以曲线图的形式表现出来，并保存至本地数据库，本地数据库采用MongoDB数据库，所述MongoDB数据库以键值对的方式批量存储人体生理信息，也允许通过网络访问的方式查询MongoDB数据库的信息。

6.基于ZigBee网络的多路生理信息监测方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤(1)：由ZigBee协调器节点组建完成ZigBee通信网络；

步骤(2)：基于所组建的ZigBee无线传感器网络，本地监测中心将协调器启动指令发送给ZigBee协调器，ZigBee协调器接收到协调器启动指令后触发ZigBee反向唤醒任务向ZigBee路由节点发送路由节点启动指令，所述路由节点启动指令经过多个ZigBee路由节点之后到达ZigBee终端节点，ZigBee终端节点控制生理信息传感器对人体血氧饱和度、心率和血容积振幅进行采集，ZigBee终端节点控制传感器通过模拟I2C总线的方式对人体体温信息进行采集；

步骤(3)：ZigBee终端节点接收生理信息传感器所采集的数据，判断所采集的人体生理信息是否接收成功，若接收成功，则ZigBee终端节点启动ZigBee发送任务，将封装数据转发至ZigBee路由节点，进入步骤(4)；若接收失败，则返回步骤(3)；

步骤(4)：ZigBee路由节点接收ZigBee终端节点转发过来的人体生理信息；ZigBee路由节点通过帧校验判断接收到的人体生理信息是否完整，若完整则解析封装，将数据通过ZigBee发送任务转发至下一个ZigBee路由节点，以此类推，直至转发到最终的ZigBee路由节点，进入步骤(5)；若数据帧不完整，则丢弃当前数据帧；

步骤(5)：最终的ZigBee路由节点将数据通过ZigBee发送任务转发至ZigBee协调器，ZigBee协调器将封装好的数据转发至本地监测中心；

步骤(6)：本地监测中心通过帧校验判断接收到的人体生理信息是否完整，若完整则实时显示人体的生理信息变化，并将数据保存至本地数据库以便后用户对历史数据的查询和分析，若数据帧不完整，则丢弃本次接收的数据，等待接收新的数据。

7.如权利要求6所述的方法，其特征是，所述步骤(1)的步骤为：ZigBee无线传感器网络，包括：ZigBee协调器节点，所述ZigBee协调器节点与本地监测中心连接，所述ZigBee协调器节点与ZigBee路由节点连接，所述ZigBee路由节点与若干个ZigBee终端节点连接，每个ZigBee终端节点与对应的传感器连接；

步骤(101)：ZigBee协调器节点开始组建ZigBee无线传感器网络；ZigBee协调器节点判断ZigBee路由节点是否存在，若存在，则将ZigBee路由节点加入ZigBee无线传感器网络，进入步骤(102)；若不存在则直接进入步骤(102)；

步骤(102)：ZigBee路由节点判断ZigBee终端节点是否存在，若存在，则将ZigBee终端节点加入ZigBee无线传感器网络；若不存在，则继续扫描整个ZigBee网络直至扫描到可加入网络的ZigBee终端节点；

步骤(103)：判断ZigBee路由节点是否关闭，若是，则通信中断，若不是，则ZigBee无线传感器网络搭建完成。

8.如权利要求7所述的方法，其特征是，所述ZigBee终端节点加入ZigBee无线传感器网络，步骤为：

步骤(1021)：判断目的地址Dstaddr是否为本身，若是，则置下一跳地址为无效地址，结束；若否，则进入步骤(1022)；

步骤(1022)：判断目的地址Dstaddr是否为0，若是，则置下一跳地址为当前ZigBee路由节点的父地址，结束；若否，则进入步骤(1023)

步骤(1023)：判断目的地址Dstaddr是否在ZigBee协调器节点采用树形网络分配的地址范围内，若否，则置下一条地址为当前节点的父节点，结束；若是就探索邻居节点表，进入步骤(1024)；

步骤(1024)：判断当前节点的邻居节点表是否为空表项，若是则进入步骤(1025)；若否，就进入步骤(1026)；

步骤(1025)：判断当前表项对应的节点是否为路由节点，若是，则进入步骤(1026)；若否，则传感网络设计完成；

步骤(1026)：判断目的地址Dstaddr是否处于ZigBee协调器节点分配的地址范围内，若是就置下一跳为路由节点，结束，若否，则置下一跳为ZigBee终端节点。

9.如权利要求7所述的方法，其特征是，所述ZigBee协调器节点开始组建ZigBee无线传感器网络，步骤为：

步骤(1011)：确定ZigBee协调器节点；

步骤(1012)：ZigBee协调器节点确定后，待加入网络的当前节点主动扫描周围网络的ZigBee协调器节点，若在扫描期限内检测到信标，则从检测的信标中选择一个能够使用的网络ID；

步骤(1013)：当前节点向ZigBee协调器节点发送连接请求指令；

步骤(1014)：判断CSMA-CA信道访问是否成功，若是就等待ZigBee协调器节点向当前节点发送ACK确认帧；进入步骤(1015)；若否，则当前节点的MAC通知上层节点；

步骤(1015)：ZigBee协调器节点向网络层发送连接指示命令，表示已经收到节点的连接请求，并且判断网络地址资源是否足够，若足够则ZigBee协调器节点向当前节点发送连接请求响应，当前节点向ZigBee协调器节点发送ACK确认帧；若不足够，则当前节点的MAC通知上层节点。

10.如权利要求9所述的方法，其特征是，所述确定ZigBee协调器节点的步骤为：

步骤(a1)：判断节点是否是全功能设备FFD节点，若是就进入步骤(a2)；若不是就结束；

步骤(a2)：判断FFD节点是否归属其他网络以及当前网络里是否已经存在协调器；若FFD节点既不归属其他网络，且当前网络也不存在协调器，则进入步骤(a3)；

步骤(a3)：进行信道扫描；

信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程：首先对指定的信道或者默认的信道进行能量检测，以避免可能的干扰；

找到通信质量满足需求的信道后，ZigBee协调器节点将为网络选定一个网络标识符PAN ID，网络标识符PAN ID在所使用的信道中必须是唯一的，也不能和其他ZigBee网络冲突，而且不能为广播地址0xFFFF。