摘要：智能医疗护理系统共包含三大模块：手持医疗终端、信息采集模块和数据库管理系统。手持医疗终端用于护理人员采集患者生命体征、遗嘱查询等。信息采集模块用于采集患者身份、生命体征等信息。数据库采用MySQL，实现相关信息的处理。本文主要针对智能医疗护理系统中的信息采集模块进行了设计与实现，采用了ZigBee传感网络实现血压、心率、体温数据的无线收发。
关键词：智能医疗护理 ZigBee 传感器
1007-9416（2014）08-0079-02
1 引言
随着社会的进步与发展，人们生活水平随之提高，但也伴随着各种疾病的滋生。人们对于健康要求越来越高，医疗器件向着智能化，小型化改善。作为智能医疗的一部分，无线体感网，可快捷、高效采集患者的生命体征，实现与手持医疗终端的无线对接。
2 系统构建
智能医疗护理系统主要分为三个部分：手持医疗终端、信息采集模块 、数据库管理系统。整个系统中，手持医疗终端作为主控器，负责从信息采集模块以无线方式获得患者基本信息和生命体征信息，并将相关信息与数据库管理系统进行交互，交互方式也采用WLAN无线通信形式。信息采集模块由ZigBee无线体感网构成，负责采集患者体温、血压、心率等。数据库部分负责存储患者相关信息。本文重点介绍信息采集模块部分。ZigBee无线体感网，用于采集患者生命体征信息，网络中的节点包括，体温节点、心率节点、血压节点。各个节点将采集到的数据发送给协调者，协调者将收到的数据发送给手持医疗终端。该模块框图如图1所示。
3 ZigBee无线体感网
3.1 ZigBee技术
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。它基于IEEE802.15.4标准，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。ZigBee节点类型有协调器、路由器、节点。本课题选择的节点共有两种，一种是协调器，一种是节点。采用的是网蜂ZigBee CC2530模块作为协调器和节点。
3.2 传感器节点
3.2.1 温度传感器节点
本系统中采用DS18B20数字温度传感器测患者体温。DS18B20是一种单总线的数字式温度传感器。该传感器利用独特的单线接口方式，在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。温度传感器与ZigBee节点的接口实物及电路图为图2。其中数据线接于节点P0.6引脚。
如下代码为ZigBee 对其P0_6引脚信息的读取：
3.2.2 心率传感器
患者心率由心率传感器Pulsesensor来测出，该传感器是一款用于脉搏心率测量的光点反射式模拟传感器。将其佩戴于手指或耳垂等处，通过导线连接可将采集到的模拟信号传输给CC2530的单片机中，然后进行运算得出心率值。其测量原理是：手指组织可以分成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织。其中，非血液组织的光吸收量是恒定的，而在血液中，静脉血的搏动相对于动脉血是十分微弱的，可以忽略。因此，可以认为光透过手指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的，那么在恒定波长的光源的照射下，通过检测透过手指的光强可以间接测量到人体的脉搏信号。下图3为心率传感器与ZigBee节点的接口实物图。其中心率传感器Pulsesensor共三个引脚分别是，高电平、低电平和数据线（模拟电压信号），其中数据线接在节点单片机上的P0.6引脚上。
测取心率的驱动代码：
3.2.3 血压传感器
血压传感器采用的是可用于二次开发的产品，该产品特点有：从加压到放压，全自动进行；血压值，脉搏数同时显示；下图4为血压传感器与ZigBee节点的接口实物图。接口采用的是RS-232串口通信方式。
测取血压的代码：
4 功能测试与总结
信息采集模块，完成后需实现与手持医疗终端，数据库的进行通信，下图为集成后的系统实物图，实验箱为手持医疗终端，左前方为信息采集用的射频模块和体征采集用的ZigBee体感网，温度传感器放于腋下，血压传感器放在手腕部，心率传感器可放在手指或耳部，右侧笔记本电脑为数据库管理系统。实验箱为开发好的手持医疗终端原型，通过无线WiFi可以从数据库中调取相关信息，实现远程问诊等功能。手持医疗终端还可以从射频读取模块上采集到患者的身份识别码，通过ZigBee传感网络获取患者血压、心率、体温三种生命体征，保存于数据库中。（如图5所示）所有功能皆已实现，但因各方面因素制约，系统存在一定的不足，后续会继续改善。
参考文献
[1]李俊斌，胡永忠.基于CC2530的ZigBee通信网络的应用设计[J].电子设计工程，2011（16）.
[2]张芸薇.基于ZigBee无线传感网数据采集的设计与实现[D].大连：大连理工大学，2007.
[3]闫沫 ZigBee协议栈的分析与设计[D].厦门：厦门大学，2007.
[4]张军.智能温度传感器DS18B20及其应用[J].仪表技术，2010（4）.
简析智能医疗护理系统之信息采集模块
更新时间：2024-01-24
作者：用户投稿
本站原创
本站原创
点赞:4788 浏览:13104