CN112185540A - 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

基于无线传感器网络的医疗健康护理系统及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供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，包括以下步骤：S1.将一个或多个无线传感器与用户相绑定；S2.由网关接收无线传感器的传感数据并发送至服务器；S3.服务器对所述的传感数据进行处理分析以得到分析结果，并将分析结果存储至相应用户的个人数据库中；S4.服务器将所述的传感数据发送给与所述无线传感器相关联的网关并在服务器中释放部分或全部传感数据的存储空间。

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
本发明属于基于物联网的养老服务技术领域，尤其是涉及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。
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。
为了实现基于无线传感器的完善的医疗健康护理体系，人们进行了长期的探索，例如中国专利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[申请号：CN201510242744.9]，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；病理信息采集模块负责采集多类型病理信息并将多类型病理信息发送给医疗数据控制与处理模块；医疗数据控制与处理模块负责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ZigBee无线通信模块；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网关设备。
上述方案通过通过一系列技术手段能够保证采集到的多类型数据的准确性和数据传输的速度，保证了医疗护理系统的稳定性。但是仍然存在较大的改进空间，例如现有技术用于存储实时数据的方式有集中式数据存储方式和分布式存储方式，集中式数据存储方式存在不可持续的问题，分布式存储方式虽然能够缓解集中式存储的压力，但是却存在运行不稳定，兼容性差等缺点。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于无线传感器网络的医疗健康护理系统；
本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于无线传感器网络的医疗健康护理方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，包括以下步骤：
S1.将一个或多个无线传感器与用户相绑定；
S2.由网关接收无线传感器的传感数据并发送至服务器；
S3.服务器对所述的传感数据进行处理分析以得到分析结果，并将分析结果存储至相应用户的个人数据库中；
S4.服务器将所述的传感数据发送给与所述无线传感器相关联的网关并在服务器中释放部分或全部传感数据的存储空间。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，在步骤S2中，所述的无线传感器连接于任一网关，并将传感数据发送给与其连接的网关；
在步骤S4中，服务器释放除距当前时间预设时间段内的传感数据。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，在步骤S2中，当所述无线传感器连接于与其相关联的网关时，该网关将传感数据发送给服务器的同时存储所述无线传感器的传感数据；
当所述无线传感器连接于没有与其关联的任意网关时，该任意网关将传感数据发送给服务器后删除所述无线传感器的传感数据，且所述的服务器将所述传感数据发送给与所述无线传感器相关联的网关。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，每个网关具有至少一个用户存储空间，每个用户存储空间用于存储与相应用户相绑定的无线传感器的传感数据；
且与同一用户绑定的无线传感器关联于同一网关。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，在步骤S4中，所述的服务器同时将分析结果发送给与相应无线传感器相关联的网关。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，所述的服务器连接有用户终端和护理终端，所述的用户通过用户终端与相应的一个或多个无线传感器相绑定，且用户终端同时关联于与其绑定的无线传感器所关联的网关。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，所述的服务器还用于执行以下步骤：
A1.接收护理终端关于某用户的健康报告请求；
A2.将存储在服务器该用户个人数据库中的分析结果发送给护理终端。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，步骤A2之后还包括：
A3.当接收到护理终端的详细报告请求时，查找具有该用户用户存储空间的网关；
A4.根据详细报告请求从步骤A3查找到的网关中相应用户存储空间提取相应的数据信息并转发或经过处理后发送给护理终端。
在上述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中，所述的服务器还用于执行以下步骤：
B1.接收用户终端的健康报告请求；
B2.检测所述用户终端是否连接于与其相关联的网关，若是，则根据健康报告请求命令网关将相应用户存储空间中的相应数据发送给该用户终端。
一种基于所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统。
本发明的优点在于：利用物联网系统中庞大的网关数量基础，使用网关分散存储用户的体征数据，既能够减轻服务器压力，又能够提高网关存储空间的利用率；服务器中只保留用户体征数据的分析结果和最新体征数据，减轻了服务器的存储压力，同时满足护理人员的数据获取需求以便于远程医疗健康护理；用户终端能够直接从网关中获取相应的数据，提高获取速度且不占用服务器流量。
附图说明
图1是本发明基于无线传感器网络的医疗健康护理方法的方法流程图；
图2是本发明基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中网关、无线传感器和服务器之间的连接关系示意图；
图3是本发明基于无线传感器网络的医疗健康护理方法中用户终端、无线传感器和网关之间的连接关系示意图；
图4是本发明基于无线传感器网络的医疗健康护理方法用户终端、无线传感器和网关之间的另一种连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
本实施例公开了一种基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，包括服务器、护理终端、用户终端、无线传感器和网关，无线传感器通过网关连接于服务器，这里的网关可以为物联网网关，如天翼网关等，护理终端和用户终端可以与无线传感器一起通过网关连接于服务器，也可以通过其他基站连接于服务器。
具体地，如图1和图2所示，本方法包括以下步骤：
S1.将一个或多个无线传感器与用户相绑定；该一个或多个无线传感器的采集数据为与其绑定的用户的各类体征数据；用户通过用户终端与相应的一个或多个无线传感器相绑定，具体操作方式为：用户在手机等终端设备中登陆自己的账号，在账号下填入身份信息，然后在账号下绑定无线传感器，服务器根据用户的账号、身份信息等为用户创建个人数据库，并在个人数据库中记录相应账号所绑定的无线传感器；
S2.各网关连接于一个或多个无线传感器，由网关接收无线传感器的传感数据并发送至服务器；如图2中，网关A连接并接收无线传感器a1、a2、a3…的传感数据，网关B连接并接收无线传感器b1、b2、b3…的传感数据。
S3.服务器对传感数据进行处理分析以得到分析结果，并将分析结果存储至相应用户的个人数据库中，分析包括同一体征的当前数据与历史数据比较分析，包括不同体征数据结合分析等，服务器对体征数据的处理、分析直接采用现有技术即可，分析结果的报告形式可以采用现有技术中的任一种，这里优选占用空间少，信息相对全面的分析报告，如某用户的监测数据由体温、脉搏、血压、呼吸组成，若一段时间内这些数据均正常，则直接给出这段时间体征数据正常的结果，若有时间段体温或其他数据不正常，则同时给出具体的不正常体征数据监测时间和体温变化趋势；
S4.服务器在每次分析结束后将传感数据发送给与无线传感器相关联的网关并在服务器中释放传感数据的存储空间。服务器优选同时将分析结果发送给与无线传感器相关联的网关。服务器将存储压力分散至各网关中，利用了系统中广泛分布的网关，将数据分散地存储在各网关中，服务器只存储分析结果，对无线传感器的传感数据不进行存储，能够大大减小服务器的存储压力，同时还能够提高网关的存储盘利用率。
当然，服务器中除了分析结果外还保留有最近一段时间内用户的体征数据，如两天内的体征数据，便于护理人员更直接地看到最新监测数据—即保留两天内的传感数据，删除历史传感数据，护理人员需要获取历史传感器数据时，从网关中调取。
如图3所示，每个网关具有至少一个用户存储空间，每个用户存储空间用于存储与相应用户相绑定的无线传感器的传感数据。
用户通过在用户终端输入相应的网关ID以与相应的网关关联，同时，与该用户绑定的无线传感器也关联于该相应的网关。如，A1用户在A1用户终端中绑定了无线传感器a1和a2，且关联了网关A，则无线传感器a1和a2也关联于网关A，且网关A中具有A1用户存储空间；A2用户在A2用户终端中绑定了无线传感器a3和a4，且关联了网关A，则无线传感器a3和a4也关联于网关A，且网关A中具有A2用户存储空间。
进一步地，在步骤S2中，无线传感器可以连接于任一网关，并将传感数据发送给与其连接的网关；
且当无线传感器连接于与其相关联的网关时，该网关将传感数据发送给服务器的同时将无线传感器的传感数据存储至相应的用户存储空间；
当无线传感器连接于没有与其关联的任意网关时，该任意网关将传感数据发送给服务器后删除无线传感器的传感数据，且服务器将传感数据发送给与无线传感器相关联的网关，由该网关将传感数据存储至相应的用户存储空间。
如图4所示，无线传感器b1关联的是网关B，但是其现在所处的位置不在网关B的通信范围内，无线传感器b1此时连接的是网关A，无线传感器b1将传感数据发送给网关A，网关A将传感数据转发给服务器，并在自己这里删除这些传感数据，服务器接收到传感数据后对数据进行处理分析，然后将传感数据及分析结果一并发送给网关B，同时将服务器将自己的传感数据存储空间释放，这样服务器得到了分析结果—即基于传感数据的身体监测结果数据，详细的相关数据保存在相应的网关中。用户想要得到身体监测结果数据时，服务器只需要将自己存储器中的相应数据发送给用户，只有在用户请求更详细的数据时，才需要调用相应网关的数据，既减轻了服务器的存储压力，同时保证了用户查询健康报告时候的获取速度，还能够在必要的时候满足用户的进一步数据获取需求。
优选地，各无线传感器在连接的过程中优先连接与其关联的网关，在无线传感器中存储与其关联的网关ID，在连接的过程中，首先搜索自己所存储的网关ID的网关，若没有搜索到再连接至其他可连接的任意网关。
进一步地，服务器还用于执行以下步骤：
A1.接收护理终端关于某用户的健康报告请求；
A2.将存储在服务器该用户个人数据库中的分析结果发送给护理终端；
A3.当接收到护理终端的详细报告请求时，查找具有该用户用户存储空间的网关；
A4.根据详细报告请求从步骤A3查找到的网关中相应用户存储空间提取相应的数据信息并转发或经过处理后发送给护理终端。
如护理终端向服务器请求A1用户的健康报告，则服务器将A1用户的个人数据库中的分析结果发送给护理终端，并在护理终端请求详细报告时，查找与A1用户终端相关联的网关，本实施例为网关A，在网关A中提取相关数据并发送给护理终端。能够将体征数据发送给护理终端，可用于远程医疗健康护理。
进一步地，这里的用户终端可以连接于网关，针对用户终端的访问请求，服务器执行以下步骤：
B1.接收用户终端的健康报告请求；
B2.检测所述用户终端是否连接于与其相关联的网关，若是，则根据健康报告请求命令网关将相应用户存储空间中的相应数据发送给该用户终端。
如用户终端A1与网关A相关联，且此时用户终端A1连接于网关A，当用户终端A1请求健康报告时，网关A提取A1用户存储空间中的最近一次分析结果，当用户终端A1需要详细报告时，网关A在A1用户的存储空间中提取相应的存储数据并发送给用户终端A1。
利用网关存储空间的同时能够使用户自己快速获得体征数据，且不占用服务器流量。
本施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了用户终端、护理终端、网关、服务器、无线传感器、健康报告请求等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将一个或多个无线传感器与用户相绑定；
S2.由网关接收无线传感器的传感数据并发送至服务器；
S3.服务器对所述的传感数据进行处理分析以得到分析结果，并将分析结果存储至相应用户的个人数据库中；
S4.服务器将所述的传感数据发送给与所述无线传感器相关联的网关并在服务器中释放部分或全部传感数据的存储空间。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，在步骤S2中，所述的无线传感器连接于任一网关，并将传感数据发送给与其连接的网关；
在步骤S4中，服务器释放除距当前时间预设时间段内的传感数据。
3.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，在步骤S2中，当所述无线传感器连接于与其相关联的网关时，该网关将传感数据发送给服务器的同时存储所述无线传感器的传感数据；
当所述无线传感器连接于没有与其关联的任意网关时，该任意网关将传感数据发送给服务器后删除所述无线传感器的传感数据，且所述的服务器将所述传感数据发送给与所述无线传感器相关联的网关。
4.根据权利要求3所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，每个网关具有至少一个用户存储空间，每个用户存储空间用于存储与相应用户相绑定的无线传感器的传感数据；
且与同一用户绑定的无线传感器关联于同一网关。
5.根据权利要求4所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，在步骤S4中，所述的服务器同时将分析结果发送给与相应无线传感器相关联的网关。
6.根据权利要求5所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，所述的服务器连接有用户终端和护理终端，所述的用户通过用户终端与相应的一个或多个无线传感器相绑定，且用户终端同时关联于与其绑定的无线传感器所关联的网关。
7.根据权利要求6所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，所述的服务器还用于执行以下步骤：
A1.接收护理终端关于某用户的健康报告请求；
A2.将存储在服务器该用户个人数据库中的分析结果发送给护理终端。
8.根据权利要求7所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，步骤A2之后还包括：
A3.当接收到护理终端的详细报告请求时，查找具有该用户用户存储空间的网关；
A4.根据详细报告请求从步骤A3查找到的网关中相应用户存储空间提取相应的数据信息并转发或经过处理后发送给护理终端。
9.根据权利要求8所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法，其特征在于，所述的服务器还用于执行以下步骤：
B1.接收用户终端的健康报告请求；
B2.检测所述用户终端是否连接于与其相关联的网关，若是，则根据健康报告请求命令网关将相应用户存储空间中的相应数据发送给该用户终端。
10.一种基于权利要求1-9任意一项所述的基于无线传感器网络的医疗健康护理方法的基于无线传感器网络的医疗健康护理系统。
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