专利名称：一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统的制作方法
技术领域：
本发明属于无线传感器领域，具体涉及一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统。
背景技术：
医疗监护仪器目前可以分为两类，一类是指在医院内由职业医生或专业技术人员使用的专门仪器，对病人进行生理指标的监护；另一类是在普通人员的家庭内或者户外，在医生的指导下，由病人本人或者家属使用远程医疗监护系统对病人进行监护，所得到的生理指标将及时传送给相关医生。目前，医院所使用的监护方法，大多使用固定的医疗监护仪，连接设备将传感器探头连接在病人与监护设备之间进行信号的传递。复杂的设备，众多 的连线，会造成病人心理上的压力和紧张情绪，可能会影响病人身体状况，使得诊断所得到的数据与真实情况有一定差距，给病人和医护人员都带来不便，可能会影响对病情的正确诊断。为了使经常需要测量生理指标的人员(比如慢性病人或者老年患者等)能够在家中在随意运动的状态下测量某些常规指标，目前国际上对远程医疗的关注越来越强。本设计给出一种新的网络式监护装置及系统，目的是利用高频率的无线多通道数据传输方式，传递医疗传感器与监护控制仪器之间的信息，减少监护设备与医疗传感器之间的连线，使得被监护人能够拥有较多的自由活动空间，在获得较准确的测量指标的同时，免除病人在家庭与医院之间奔波的劳苦。同时，在医院病房内建立无线监测网络，很多项测试可以在病床上完成，能够极大地方便病人就诊，并加强医院的现代化信息管理和工作效率。另外，远程监护系统还可以扩展，使远离医院等医护机构的病员也随时能够得到必要的医疗监护，并且在必要的时候得到远程医生的咨询指导，比如我国农村的缺医少药地区。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，该系统在家庭或者医院病房的环境中建立一个无线传感器网络，通过该网络，传感器节点采集人体生理指标信息，或者动态监测医疗仪器运行以及治疗的过程。实现本发明目的的技术方案是一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，该系统包括
医疗传感器节点，测量各种人体生理指标，对某些医疗设备的状况或者治疗过程情况进行动态监测，通过无线通信的方式将所得数据信息传输到医疗监护基站设备上；
监护基站设备，将收到的传感器数据信息进行保存和处理并将数据显示在该设备的IXD液晶显示屏上，并可采用多种方式进行远程数据传输通信。作为本发明的进一步改进，无线节点为传感器扩展留出了丰富的接口，如果需要其它类型的生理指标数据，则只需要将相应的传感器接入预留的接口，就可以形成新的无线传感器节点，开发相应的嵌入式控制及处理，就可以将节点直接加入到该无线传感器网络中。
作为本发明的进一步改进，在本系统中，所使用的射频通信为全球公开的免费
2.4GHz的ISM频段，采用的通信标准为802. 15. 4/Zigbee标准，该标准专门针对近距离高速数据传输，具有较高的数据纠错和抗干扰能力。并且，系统对无线信号的工作强度进行了控制，使得在正常状态下，信号强度能够满足通信的需要而且不会有过多的浪费，既节省系统的能量，也降低无线通信过程对于其他设备的干扰。作为本发明的进一步改进，本系统所设计的射频通信装置使用了以CC2420芯片为核心的射频通信模块，处理器部分根据低功耗和处理能力的需要，采用TI公司的MSP430系列单片机。作为本发明的进一步改进，监护基站设备执行下列步骤
(1)监护基站设备通过无线信道向传感器节点发送控制命令来启动传感器节点；
(2)传感器节点接收到命令后进行相应的数据采集动作，采集人体生理指标数据；
(3)采集结束后通过无线通信的方式将数据返回到监护基站，由监护基站进显示、存储等操作；
(4)监护基站设备通过网络将数据传输到远程服务器端。本发明提供了一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，节点和基站设备所使用的近距离通信标准为802. 15. 4/Zigbee标准，同时本系统中的基站设备可以采用多种接入方式进行远距离数据传输，包括直接联入Internet网络、使用GSM短消息通信方式或者通过modem接入Internet网络,该系统可以应用于家庭以及医院病房,构成远程的家庭、社区以及医院的医疗监护系统。本发明的有益效果在于
(1)利用高频率的无线多通道数据传输方式，传递医疗传感器与监护控制仪器之间的信息，减少监护设备与医疗传感器之间的连线，使得被监护人能够拥有较多的自由活动空间，在获得较准确的测量指标的同时，免除病人在家庭与医院之间奔波的劳苦；
(2)远程监护系统还可以扩展，使远离医院等医护机构的病员也随时能够得到必要的医疗监护，并且在必要的时候得到远程医生的咨询指导；
(3)系统对无线信号的工作强度进行了控制，使得在正常状态下，信号强度能够满足通信的需要而且不会有过多的浪费，一方面节省了系统的能量，另一方面也降低了无线通信过程对于其他设备的干扰；
(4)无线节点为传感器扩展留出了丰富的接口，如果需要其它类型的生理指标数据，如体温、心电等数据，则只需要将相应的传感器接入预留的接口，就可以形成新的无线传感器节点，开发相应的嵌入式控制及处理，就可以将节点直接加入到该无线传感器网络中。
图I是本发明实施例I的监护系统结构示意 图2是本发明实施例I的远程医疗监护网络示意 图3是本发明实施例I的监护基站设备结构框 图4是本发明实施例I的监护基站设备硬件电路；
图5是本发明实施例I的传感器节点；
图6在远程PC机上显示由监护基站设备传输的血氧浓度测量曲线及数据。
具体实施例方式下面结合附图和实施例做进一步说明。图I是本发明提供的一种监护系统结构示意图。描述了该远程医疗监护系统的体系结构图，系统中包括监护基站设备以及一系列医疗监护网络的医疗传感器节点。图2是远程医疗监护网络示意图。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。
图3是本系统的医疗监护基站设备的结构框图。本系统主要实现的功能是采集并显示测试得到的数据信息，同时将数据信息进行适当存储和网络转发，因此本系统中的监护基站设备被设计成一种手持设备，同时监护基站设备可以和系统中的多个传感器节点进行通信以完成数据的采集和显示等功能。在使用过程中，监护基站设备通过无线信道向传感器节点发送控制命令来启动传感器节点，传感器节点接收到命令后进行相应的数据采集动作，采集人体生理指标数据，采集结束后通过无线通信的方式将数据返回到监护基站，由监护基站进行进一步的显示、存储等操作。必要时，监护基站设备可以通过网络将数据传输到远程服务器端。图4是监护基站设备硬件电路图。监护基站设备在正常工作状态下使用电池进行供电，因此在设计过程中尤其注意了低功耗的管理与控制。在不工作的时刻，系统会进入低功耗以及休眠状态来节省系统能量。图5是传感器节点图。医疗传感器节点主要包括4部分处理器部分、数据存储部分、传感器模块和RF射频通信部分。处理器部分、数据存储部分、传感器模块和RF射频通信部分。处理器部分根据低功耗和处理能力的需要，采用TI公司的MSP430系列单片机。存储器部分主要用于存储传感器所采集的临时数据，在处理器将数据传输之后，传感器节点内不做数据的大量存储。在本系统的设计中，无线节点为传感器扩展留出了丰富的接口，如果需要其它类型的生理指标数据，如体温、心电等数据，则只需要将相应的传感器接入预留的接口，就可以形成新的无线传感器节点，开发相应的嵌入式控制，就可以将节点直接加入到该无线传感器网络中。图6是在远程PC机上显示由监护基站设备传输的血氧浓度测量曲线及数据。本系统在综合测试过程中取得了初步的结果，传感器采集数据，通过无线信道将数据发送至监护基站设备；监护基站设备将数据显示在LCD显示屏上，同时将数据通过RS2232接口传输到计算机中；计算机根据所获得的数据在软件中将数据以曲线图形的方式显示出来。在实际应用中，可以根据这些曲线和数据对被监测者的健康状况做出分析。如果在室外环境中，则可以使用GSM短消息的方式，将测量的数据发送至服务器进行管理和分析。
权利要求
1.一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，其特征是，该系统包括 医疗传感器节点，测量各种人体生理指标，对某些医疗设备的状况或者治疗过程情况进行动态监测，通过无线通信的方式将所得数据信息传输到医疗监护基站设备上； 监护基站设备，将收到的传感器数据信息进行保存和处理并将数据显示在该设备的IXD液晶显示屏上，并可采用多种方式进行远程数据传输通信。
2.根据权利要求I所述的一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，其特征是，医疗监护设备的主处理器采用TI公司的MSP430系列的低功耗处理器，人机交互接口包括用户输入指令的键盘以及显示数据结果和操作过程的LCD显示屏两个部分。
3.根据权利要求I中所述的一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，其特征是，医疗传感器节点主要包括4部分处理器部分、数据存储部分、传感器模块和RF射频通信部分。
4.根据权利要求I所述的一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，所使用的射频通信为全球公开的免费2. 4GHz的ISM频段，采用的通信标准为802. 15. 4/Zigbee标准，并对无线信号的工作强度进行了控制。
5.根据权利要求I或5中所述的一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，射频通信装置使用了以CC2420芯片为核心的射频通信模块，该芯片工作在2. 4GHz的免费ISM频段，射频收发符合IEEE 802. 15. 4/Zigbee标准。
全文摘要
本发明涉及一种基于无线传感器网络的远程医疗监护系统，传感器节点采集人体生理指标信息和动态监测医疗仪器运行以及治疗的过程，通过无线传感器网络网络将信息传输到监护基站设备和服务器计算机，该系统包括医疗传感器节点用来测量各种人体生理指标，传感器还可以对医疗设备的状况或者治疗过程情况进行动态监测，所获得的数据信息通过无线通信的方式被传输到医疗监护基站设备上；监护基站设备，将收到的传感器数据信息进行保存和处理并将数据显示在该设备的LCD液晶显示屏上，根据需要可采用多种方式进行远程数据传输通信。
文档编号G06F19/00GK102915399SQ20121024192
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者苏淳 申请人:太仓博天网络科技有限公司