基于zigbee无线传感网络的远程医疗健康监护终端的设计

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1、基于ZigBee无线传感网络的远程医疗健康监护终端的设计　　摘要：介绍了一种基于ZigBee和GPRS技术的无线远程医疗健康监护系统的总体架构，该系统将无线传感技术、GPRS技术和Internet技术相结合，设计了以SPCE061A微控制器、CC2520射频芯片为核心器件，对用户生理参数进行采集监护和无线传输的远程医疗监护终端，以实现对患有心脑血管疾病、心脏病、糖尿病的患者进行远程医疗监护。实践表明：系统硬件结构简单、性能稳定、数据传输可靠，对提高全民生活质量和健康水平有重要的意义。关键词：GPRS；SPCE061A；无线传感网络；医疗监护中图分类号：TP36

2、，TP274文献标识码：A文章编号：2095-1302（2014）08-0015-030引言随着我国人口老龄化的到来，生态环境与疾病谱的改变，居民健康面临着严峻的挑战。经济的发展，技术的进步人们对于医疗服务质量的要求也越来越高，服务的内容也从疾病的治疗到疾病预防和保健。而医院及监护中心数量有限，是必导致医患矛盾加剧，利用计算机技术和远程通信技术实现远距离的疾病诊断、治疗和健康护理等多种医学功能的远程医疗监护模式[1-2]，势必将成为一种必然。9无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识

3、高度集成，综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信等技术的前沿研究领域。由部署在监测区域内的大量微型传感器节点组成，通过各类微型传感器节点对目标信息进行实时监测，形成的一个自组织的网络系统，通过无线通信网络将信息传送至远程监控终端[3-4]。目前将无线通信技术、物联网技术、Internet技术相结合，已成为无线远程医疗监护研究的热点[5-6]。国内已经有很多企业和研究机构参与无线医疗监护网络产品的设计和研发，重庆大学杨永明设计了基于Internet的远程医疗监护即时通信系统，用于对患者的病情进行远程在线监控[7]；北京生命在线研发的基于蓝牙的远程家

4、庭健康管理监护网络为患者提供了优质的居家慢性病管理医疗服务；珠海中立电子集团开发的心脏病集群监护系统，清华大学、深圳大学等高校研究机构研制的多参数监护网络系统已经投入各大医院使用[8-10]。为了实现对患者的实时监护，系统设计将ZigBee和GPRS技术相结合，以SPCE061A微控制器、CC2520射频芯片为核心器件，构建了一个能实现生理参数的采集和无线传输的远程医疗监护终端，为监护用户和医生提供各种重要的生理参数变化，有利于对监护者健康的实时监护和疾病的预警、诊断及治疗。91无线远程医疗监护系统的总体设计系统设计由智能监护终端、ZigBee收发模块、GPR

5、S通信模块（GPRS网络）、Internet、医院局域网及医院监护中心等部分组成，其总体设计框图如图1所示。该系统将ZigBee和GPRS技术相结合，利用Internet网络实现从家庭监护、院内监护到急救现场、社区医院乃至整个城市和全国的医疗监护网络的互联互通。医院监护中心服务器端随时处于监听状态，实时响应用户发出的连接请求与读取请求，以实现对监护用户全方位、全天候的实时监护。智能监护终端由ZigBee生理参数采集传感器和ZigBee收发模块构成，若干个智能监护终端可以利用ZigBee灵活组网建立星型、树形和网状网络的技术特点，构成一个微型监护网络。利用SPC

6、E061A控制器对所需要监测的生命指标进行采集，通过ZigBee收发模块将数据发送至ZigBee协调器，并利用RS232串口送至与其所连接的PC或由GPRS移动通信网络以无线的方式连接到Internet。通过Internet网络可以将数据传输至医院监护中心，由监护中心专家对数据进行统计观察与分析处理，提供必要的咨询服务，实现远程医疗。在救护车、自然灾害救灾或战争急救现场监护终端利用GPRS模块连接到Internet，实现将急救病人、伤病员情况的实时传送，以利于医院抢救室和远程指导工作。2监护终端的硬件设计9监护终端的主要功能为监护身份的识别、人体生理指标数据的

7、采集，并通过无线通信模块将数据传输至ZigBee协调器或利用GPRS网络发送到监护中心。设计主要包括生理参数采集模块和无线通信模块硬件设计和软件编程。为了实现低成本、小型化和移动灵活的特点，以SPCE061A为主控芯片，它是一款具有语音处理功能的μ’nSPTM结构的微控制器，μ’nSPTM指令系统提供了具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能[11]，方便实现系统的语音和指纹身份识别功能的实现。本系统将采集模块和GPRS（GeneralPacketRadioService）通信模块、ZigBee模块相结合来实现生理

8、参数的无线传输。首先由SPCE061A