远程医疗监护系统设计

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1、目录摘要IABSTRACTI0引言11绪论11.1远程监护概述11.2远程监护的研究背景和意义21.2.1研究背景21.2.2研究意义21.3国内外相关研究22医疗监测原理与系统设计思想32.1医疗监测原理32.2无线通信技术32.3系统设计思想33无线监护传感器节点的设计53.1无线传感器节点结构框图53.2无线监护传感器节点的硬件设计53.2.1MSP430系列单片机及其外围电路53.2.2脉搏测量电路的设计73.2.3通用模拟信号处理接口83.2.4电源处理部分113.2.5Zigbee无线数据通信模块113.2.6预留人机界面133.3无线监护传感器节点的底层代码设

2、计153.3.1底层软件整体构架153.3.2底层代码设计153.3.3时钟系统的设置163.3.4通用软件包的设计及应用173.3.5模拟量、开关量测量的代码设计183.3.6串口通讯程序设计183.4无线传感器网络通信协议193.4.1星型网络拓扑的实现203.4.2自组织网状网络通信协议214系统设计方案244.1医院监护网络体系方案244.2家庭监护网络体系方案245总结和展望255.1主要结论255.2后续研究工作的展望25致谢26参考文献27附录28I基于无线传感器网络的远程医疗监护系统设计0引言无线传感网络一般包括信号的采集、无线发送、无线接收和远程传送。传感

3、器采集人体各种健康参数，这些模拟信号经过前置电路的处理，以数字信号的形式输入微控制器，通过无线数据传输和计算机通用串行总线接口进入pc机，由INTERNET发送到远程监护中心，为医生提供各种重要的生理参数变化，帮助他们实时监护远端用户的身体健康状况，并可以及时地采取相应措施。本系统由监护基站设备和Zigbee传感器节点构成一个微型监护网络，传感器节点上使用中央控制器对所需要监测的生命指标传感器进行控制来采集数据，通过Zigbee无线通信方式将数据发送至监护基站设备，并由该基站装置将数据传输至所连接的PC或者其他网络设备上，通过Internet网络可以将数据传输至远程医疗监护

4、中心，由专业医疗人员对数据进行统计观察，提供必要的咨询服务，实现远程医疗。在救护车中的急救人员还可通过GPRS实现将急救病人情况的实时传送，以利于医院抢救室及时地做好准备工作。医疗传感器节点可以根据不同的需要而设置，因此该系统具有极大的灵活性和扩展性。同时，将该系统接入Internet网络，可以形成更大的社区医疗监护网络、医院网络乃至整个城市和全国的医疗监护网络。1绪论1.1远程监护概述远程监护技术是近年来远程医疗中的一个研究热点，也是一个相对薄弱的环节，欧美各国一直致力于对远程监护的研究，我国近年来也开始推动其发展。远程监护可以定义为通过通信网络将远端的生理信息和医学信号

5、传送到监护中心进行分析并给出诊断意见的一种技术手段，因此远程监护系统一般包括三个部分:监护中心、远端监护设备和联系两者的通信网络。图1.1为一个简化的远程监护系统结构图:远端监控设备监护中心通信网络图1.1远程监护系统结构图1．远端监护设备27根据监护对象的和监护目的不同，远端监护设备有多种类型，按用途可分为三类:一类为生理参数检测和遥测监护系统，这类设备的使用范围最为广泛，能帮助医生掌握监护对象的病情并提供及时的医疗指导。检测的生理信息主要包括:心电图、脑电图、心率、血压、脉搏、呼吸、血气、血氧饱和度、体温、血糖等。第二类为日常活动监测设备，如监护对象的坐卧行走等活动状态

6、和监护对象的日常生活设施使用情况，主要应用于儿童、老年人和残疾人。第三类是用于病人护理的检测设备，如瘫痪病人尿监测设备，可以降低护理人员的劳动强度。2．监护中心监护中心可以位于急救中心、社区医院、中心医院或其它医护人员集中的场所，其功能为接收远端监护设备传送的医学信息，为远地患者提供多种医疗服务。3．通信系统连接远端监护设备和监护中心的通信方式主要包括:程控电话(PSTN)、交互电视、综合服务数字网(ISDN)、非对称数字用户线环路(ASDL)、光纤网(ATM)、微波通信、卫星通信、无线蜂窝通信(移动电话GSM)等。远程监护的支撑技术包括:传感器技术、医学遥测技术、电子技术

7、、通信技术、计算机技术及信息学等多个方面。1.2远程监护的研究背景和意义1.2.1研究背景电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展为我们的生活带来了便利，也为医疗体系的发展带来了新的机遇。如何将信息技术应用于医疗，一直是世界各发达国家的重点发展目标，欧美许多国家正积极推动医疗信息基础建设(HealthCareInformationInfrastructure,HCII)，我国也推出了金卫医疗网络工程等项目，目的在于集成信息科学、计算机技术和通信应用技术于医疗卫生领域的高科技产业，优化医疗保健服务，加速实施我国医院管