CN201716845U - 一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于提供一种简便易行、安全可靠的基于无线传感网络的智能化体温测量系统。它是由无线收发节点、无线汇集节点、以太网、局域网和计算机终端组成的，无线收发节点和无线汇聚节点之间无线连接，无线汇集节点连接以太网、以太网连接局域网，局域网连接计算机终端。整个系统采用无线传感器网络技术，人体的体温信息能够实施的检测，整个病人体温信息可以通过网络的形式发送到护士工作站，避免了医务工作人员的定期巡检工作。通过以太网与医院内部的局域网相连接，便于在整个医院系统内进行实施。本实用新型体积小成本低，具有较好的推广价值。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及无线电电子技术，具体说就是一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统。
(二)背景技术
随着现代社会数字化、信息化和自动化水平的进步，对现代医院的医疗监护提出了越来越高的要求。目前，医院所使用的监护方法，大多使用固定的医疗监护仪，医院的病人采用分级护理，三级护理要求每4小时监测一次体温，二级护理要求每2小时监测一次体温，一级护理要求每小时监测体温，病情变化较为严重的病人要求随时监测病人体温。如果监测的间隙病人温度出现变化，护士通过传统的温度计测量很难及时的捕获病人体温变化信息。而且，很多病人不适合用传统的水银温度计，如昏迷、精神异常、思维混乱及体温变化幅度较大，体温需要及时监测的病人，而且水银不小心泄露也会对病人身体造成伤害。通常的电子体温计大多测量腋下和口腔温度，这些位置的温度会受客观因素影响很大。红外温度计虽然具有测量方便、准确的特点，但同样需要医护人员经常定时的往返病房和医护站之间，严重浪费了大量的人力和物力，而且不便于对病人的生理指标实时检测，极大的制约了医院的信息化发展的步伐。
中国专利公开号CN201048942Y，名称为便携式组合生理参数采集仪，包括采集发送模块和接收器两个部分，采用生理参数采集模块进行多种生理数据的采集，这种无线系统只能在短距离的范围内使用，如果病人在医院周围活动，超过信号覆盖范围，系统就会失效，同时，也不能够对病人的位置进行定位。中国专利公开号CN1920502A，名称为远程无线测温系统，采用无线传感器网络技术，采用温度探头通过数据线连接ZigBee温度采集终端；ZigBee数据终端通过RS232数据线与GPRS/CDMA智能无线数据终端连接，有效的增加了系统的通信距离，但是该系统成本较高，不适于在大医院内部进行推广使用。
(三)发明内容
本实用新型的目的在于提供一种简便易行、安全可靠的基于无线传感网络的智能化体温测量系统。
本实用新型的目的是这样实现的：它是由无线收发节点、无线汇集节点、以太网、局域网和计算机终端组成的，无线收发节点和无线汇聚节点之间无线连接，无线汇集节点连接以太网、以太网连接局域网，局域网连接计算机终端。
本实用新型还有以下技术特征：
(1)所述的无线收发节点由温度传感器、按键电路、带有处理器内核的射频芯片、第一巴伦电路、第一天线、液晶显示电路、移位寄存器和纽扣电池组成，带有处理器内核的射频芯片分别连接温度传感器、按键电路、第一巴伦电路、移位寄存器和纽扣电池，第一巴伦电路连接第一天线，液晶显示电路连接移位寄存器。
(2)所述的无线汇集节点包括电源管理电路、无线收发模块、微处理器、第二巴伦电路、第二天线和以太网控制器，电源管理电路连接无线收发模块和微处理器，无线收发模块连接微处理器，微处理器连接以太网控制器，第二巴伦电路连接第二天线。
本实用新型一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统，体温测量采用电子温度计，避免了水银温度计人为破损造成对病人的伤害。整个系统采用无线传感器网络技术，人体的体温信息能够实施的检测，整个病人体温信息可以通过网络的形式发送到护士工作站，避免了医务工作人员的定期巡检工作。系统采用无线传感器网络技术，具有一定的定位功能，医务工作人员可以实时了解病人当前所处的位置，便于对病人实施管理。系统工作ISM免授权的频段，相对用传统的GSM和GPRS无线传输方式，可免除通讯服务费，网络节点不受规模限制。系统采用无线传感器网路和以太网作为通讯的主要方式，通过以太网与医院内部的局域网相连接，便于在整个医院系统内进行实施。本实用新型体积小成本低，具有较好的推广价值。
(四)附图说明
图1为本实用新型的无线智能化体温测量系统原理图：
图2为本实用新型的带有温度传感器的无线收发节点的原理框图；
图3为本实用新型的无线传感器网络无线收发电路的硬件原理图；
图4为本实用新型的无线温度计液晶显示硬件原理图；
图5为本实用新型的无线传感器汇聚节点的硬件原理框图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：结合图1，本实用新型一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统，它是由无线收发节点(1)、无线汇集节点(4)、以太网(20)、局域网(21)和计算机终端(5)组成的，无线收发节点(1)和无线汇聚节点(4)之间无线连接，无线汇集节点(4)连接以太网(20)、以太网(20)连接局域网(21)，局域网(21)连接计算机终端(5)。
本实用新型还有以下技术特征：
所述的无线收发节点(1)由温度传感器(3)、按键电路(6)、带有处理器内核的射频芯片(8)、第一巴伦电路(11)、第一天线(12)、液晶显示电路(10)、移位寄存器(9)和纽扣电池(7)组成，带有处理器内核的射频芯片(8)分别连接温度传感器(3)、按键电路(6)、第一巴伦电路(11)、移位寄存器(9)和纽扣电池(7)，第一巴伦电路(11)连接第一天线(12)，液晶显示电路(10)连接移位寄存器(9)。
所述的无线汇集节点(4)包括电源管理电路(13)、无线收发模块(14)、微处理器(15)、第二巴伦电路(16)、第二天线(17)和以太网控制器(18)，电源管理电路(13)连接无线收发模块(14)和微处理器(15)，无线收发模块(14)连接微处理器(15)，微处理器(15)连接以太网控制器(18)，第二巴伦电路(16)连接第二天线(17)。
实施例2：结合图1-图5，本实用新型是一种低功耗、智能化的无线体温测量装置。该系统主要由五部分组成：温度传感器、无线收发节点、二维条形码、连接以太网的无线收发汇聚节点和计算机。无线收发节点主要由纽扣电池、液晶屏、射频收发芯片和温度传感器组成；无线收发汇聚节点主要由电源系统、无线收发模块、微处理器和以太网模块组成。带有温度传感器的无线收发节点由住院病人随身携带，置于人体体表腹股沟区域，实时的检测人体的体温信息。无线收发汇聚节点布设在医院的走廊和楼梯口、医院入口和停车场等位置，相互之间采用以太网进行连接。当带有温度传感器的无线收发节点采集到的人体体温信息后，通过无线的形式发送给附近的无线收发汇聚节点，无线收发汇聚节点将自身的位置信息和采集的温度信息通过以太网发送到护士工作站，护士工作站的数据管理软件根据汇聚节点的位置和发送来的温度信息，实现病人大概方位的定位和温度的检测。
本实用新型主要由带有温度传感器的无线传感器网络节点、无线汇聚节点和计算机组成。带有温度传感器的无线传感节点外壳表面贴有二维条形码，病人住院时，由护士站的计算机扫描该条形码，产生住院病人的ID号码，并输入监护病人的姓名，将带有温度传感器的无线收发节点贴于病人的腹股沟区域，用于实时监测病人的温度信息。在医院的不同楼层的走廊、电梯口、医院大门口处安装有无线汇聚节点，无线汇聚节点之间通过以太网进行互联，每一楼层的以太网与该楼层的护士工作站相连接，人体的温度信息通过无线的形式发送给与之相邻的无线汇集节点，无线汇聚节点通过以太网将信息传送给护士工作站，计算机通过判断所收到汇聚节点的位置就能够实现对病人方位的大概定位。平时，该带有液晶屏显示的无线温度计也可以用作常规的电子温度计。因此该系统体积小、功耗低、能够很方便准确的实现对病人温度信息的自动化检测，解放医务工作人员，具有较高的自动化水平。
本实用新型的无线智能化体温测量系统通过下述技术方案予以实现：
所述的无线传感节点与汇聚节点之间采用无线的方式进行连接，其中通信协议采用ZigBee协议。
所述的无线收发节点主要由无线收发芯片CC2430、温度传感器、液晶屏、纽扣电池和二维条形码组成。无线传感器网络采用ZigBee通信协议，无线收发节点和汇聚节点之间的通信采用星状的网络拓扑结构，温度传感器采集到人体的温度信息后通过显示屏进行显示，同时发送将该温度信息给与之相邻的无线汇聚节点。
所述的中心汇聚节点由微处理器、无线收发节点和以太网控制器组成，无线收发节点和处理器之间采用RS232串口方式进行通信。无线收发节点发送病人的温度信息和ID号码信息，无线汇聚节点负责计算接收到的信号强度，同时将自身的ID号码、接收到的病人ID号码、温度信息和接收到的信号强度信息通过以太网发送给计算机，计算机根据接收到的信号强度判断病人的位置，同时记录病人的体温信息。
带有网络连接的计算机和数据库软件保证了采集数据的存储，同时可以实现对病人温度信息的记录、存储和查询。
实施例3：结合图1-图5，本实用新型一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统，所述的无线收发节点(1)由温度传感器(3)、按键电路(6)、带有处理器内核的射频芯片(8)、第一巴伦电路(11)、第一天线(12)、液晶显示电路(10)、移位寄存器(9)和纽扣电池(7)组成，带有处理器内核的射频芯片(8)分别连接温度传感器(3)、按键电路(6)、第一巴伦电路(11)、移位寄存器(9)和纽扣电池(7)，第一巴伦电路(11)连接第一天线(12)，液晶显示电路(10)连接移位寄存器(9)。如图2所示，整个系统采用纽扣电池(7)供电，电源电压经过LM1117线性稳压后，为带有处理器内核的射频芯片CC2430(8)供电，温度传感器(3)采用负温度系数的热敏电阻或数字输出的温度传感器，模拟输出时，带有处理器内核的射频芯片CC2430(8)的内部AD完成模拟信号的采集，采用数字传感器时，直接与CC2430的可编程I/O口直接相连。通常射频前端电路为非平衡馈电方式，CC2430芯片的提供的接口是平衡馈电方式，在设计中使用平衡-非平衡变换电路第一巴伦电路(11)，电路如图3所示，本电路中选择MuRata公司的集成巴伦芯片LDB212G4020C-001。为了减小整个系统的体积，第一天线(12)采用PCB天线或陶瓷天线。按键电路(6)主要用于病人的远程呼叫，当病人感到身体不适时，可以按下该按键，远程呼叫医务人员，该部分采用一上拉电阻与CC2430(8)的可编程I/O直接相连。液晶采用的是OCM12864-9图形点阵液晶显示电路(10)，该模块提供了一个完善的驱动电路，提供了20个引脚作为和设备的连接接口，为了节省CC2430的51核微处理器的可编程I/O，电路中使用了74HC595移位寄存器(9)，具体电路如图4所示。温度传感器监测到的温度信息可以实时的显示在液晶屏上，该系统可以用作普通的电子温度计。
实施例4：结合图5，本实用新型一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统，所述的无线汇集节点(4)包括电源管理电路(13)、无线收发模块(14)、微处理器(15)、第二巴伦电路(16)、第二天线(17)和以太网控制器(18)，电源管理电路(13)连接无线收发模块(14)和微处理器(15)，无线收发模块(14)连接微处理器(15)，微处理器(15)连接以太网控制器(18)，第二巴伦电路(16)连接第二天线(17)。
微处理器(15)采用PXA270处理器，无线收发模块(14)采用CC2430为核心芯片，电路结构与无线收发节点相同，无线收发模块之间与微处理器(15)之间采用RS232串口进行通信，该系统采用外部5V电路供电，电源管理电路采用MAX1586为整套系统供电，为微处理器提供1.3V、3.3V等电压。以太网控制器(18)采用DM9000，DM9000与PXA270之间采用总线的方式进行连接。DM9000与RJ45网口之间采用HR601680网络变压器进行隔离。汇聚节点上的无线收发模块收到无线传感器节点发送的数据后，通过RS232串口发送给PXA270微处理器，微处理器将该数据打包后送给以太网MAC层控制器DM9000，检测数据通过以太网直接发送给计算机，由计算机上的数据管理软件完成温度信息的存储与查询。
该系统具有非常强的扩展功能，只需要更换不同类型的传感器和相应的信号调理电路，就可以完成不同生理参数的检测，该系统在未来的数字化医疗监测中具有非常广泛的应用前景。
Claims (3)
1.一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统，它是由无线收发节点(1)、无线汇集节点(4)、以太网(20)、局域网(21)和计算机终端(5)组成的，其特征在于：无线收发节点(1)和无线汇聚节点(4)之间无线连接，无线汇集节点(4)连接以太网(20)、以太网(20)连接局域网(21)，局域网(21)连接计算机终端(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统，其特征在于：所述的无线收发节点(1)由温度传感器(3)、按键电路(6)、带有处理器内核的射频芯片(8)、第一巴伦电路(11)、第一天线(12)、液晶显示电路(10)、移位寄存器(9)和纽扣电池(7)组成，带有处理器内核的射频芯片(8)分别连接温度传感器(3)、按键电路(6)、第一巴伦电路(11)、移位寄存器(9)和纽扣电池(7)，第一巴伦电路(11)连接第一天线(12)，液晶显示电路(10)连接移位寄存器(9)。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的智能化体温测量系统，其特征在于：所述的无线汇集节点(4)包括电源管理电路(13)、无线收发模块(14)、微处理器(15)、第二巴伦电路(16)、第二天线(17)和以太网控制器(18)，电源管理电路(13)连接无线收发模块(14)和微处理器(15)，无线收发模块(14)连接微处理器(15)，微处理器(15)连接以太网控制器(18)，第二巴伦电路(16)连接第二天线(17)。
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