專利名稱：一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線傳感器領域，具體涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)。
背景技術：
醫(yī)療監(jiān)護儀器目前可以分為兩類，一類是指在醫(yī)院內(nèi)由職業(yè)醫(yī)生或?qū)I(yè)技術人員使用的專門儀器，對病人進行生理指標的監(jiān)護；另一類是在普通人員的家庭內(nèi)或者戶外，在醫(yī)生的指導下，由病人本人或者家屬使用遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)對病人進行監(jiān)護，所得到的生理指標將及時傳送給相關醫(yī)生。目前，醫(yī)院所使用的監(jiān)護方法，大多使用固定的醫(yī)療監(jiān)護儀，連接設備將傳感器探頭連接在病人與監(jiān)護設備之間進行信號的傳遞。復雜的設備，眾多 的連線，會造成病人心理上的壓力和緊張情緒，可能會影響病人身體狀況，使得診斷所得到的數(shù)據(jù)與真實情況有一定差距，給病人和醫(yī)護人員都帶來不便，可能會影響對病情的正確診斷。為了使經(jīng)常需要測量生理指標的人員(比如慢性病人或者老年患者等)能夠在家中在隨意運動的狀態(tài)下測量某些常規(guī)指標，目前國際上對遠程醫(yī)療的關注越來越強。本設計給出一種新的網(wǎng)絡式監(jiān)護裝置及系統(tǒng)，目的是利用高頻率的無線多通道數(shù)據(jù)傳輸方式，傳遞醫(yī)療傳感器與監(jiān)護控制儀器之間的信息，減少監(jiān)護設備與醫(yī)療傳感器之間的連線，使得被監(jiān)護人能夠擁有較多的自由活動空間，在獲得較準確的測量指標的同時，免除病人在家庭與醫(yī)院之間奔波的勞苦。同時，在醫(yī)院病房內(nèi)建立無線監(jiān)測網(wǎng)絡，很多項測試可以在病床上完成，能夠極大地方便病人就診，并加強醫(yī)院的現(xiàn)代化信息管理和工作效率。另外，遠程監(jiān)護系統(tǒng)還可以擴展，使遠離醫(yī)院等醫(yī)護機構的病員也隨時能夠得到必要的醫(yī)療監(jiān)護，并且在必要的時候得到遠程醫(yī)生的咨詢指導，比如我國農(nóng)村的缺醫(yī)少藥地區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，該系統(tǒng)在家庭或者醫(yī)院病房的環(huán)境中建立一個無線傳感器網(wǎng)絡，通過該網(wǎng)絡，傳感器節(jié)點采集人體生理指標信息，或者動態(tài)監(jiān)測醫(yī)療儀器運行以及治療的過程。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
醫(yī)療傳感器節(jié)點，測量各種人體生理指標，對某些醫(yī)療設備的狀況或者治療過程情況進行動態(tài)監(jiān)測，通過無線通信的方式將所得數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)结t(yī)療監(jiān)護基站設備上；
監(jiān)護基站設備，將收到的傳感器數(shù)據(jù)信息進行保存和處理并將數(shù)據(jù)顯示在該設備的IXD液晶顯示屏上，并可采用多種方式進行遠程數(shù)據(jù)傳輸通信。作為本發(fā)明的進一步改進，無線節(jié)點為傳感器擴展留出了豐富的接口，如果需要其它類型的生理指標數(shù)據(jù)，則只需要將相應的傳感器接入預留的接口，就可以形成新的無線傳感器節(jié)點，開發(fā)相應的嵌入式控制及處理，就可以將節(jié)點直接加入到該無線傳感器網(wǎng)絡中。
作為本發(fā)明的進一步改進，在本系統(tǒng)中，所使用的射頻通信為全球公開的免費
2.4GHz的ISM頻段，采用的通信標準為802. 15. 4/Zigbee標準，該標準專門針對近距離高速數(shù)據(jù)傳輸，具有較高的數(shù)據(jù)糾錯和抗干擾能力。并且，系統(tǒng)對無線信號的工作強度進行了控制，使得在正常狀態(tài)下，信號強度能夠滿足通信的需要而且不會有過多的浪費，既節(jié)省系統(tǒng)的能量，也降低無線通信過程對于其他設備的干擾。作為本發(fā)明的進一步改進，本系統(tǒng)所設計的射頻通信裝置使用了以CC2420芯片為核心的射頻通信模塊，處理器部分根據(jù)低功耗和處理能力的需要，采用TI公司的MSP430系列單片機。作為本發(fā)明的進一步改進，監(jiān)護基站設備執(zhí)行下列步驟
(1)監(jiān)護基站設備通過無線信道向傳感器節(jié)點發(fā)送控制命令來啟動傳感器節(jié)點；
(2)傳感器節(jié)點接收到命令后進行相應的數(shù)據(jù)采集動作，采集人體生理指標數(shù)據(jù)；
(3)采集結(jié)束后通過無線通信的方式將數(shù)據(jù)返回到監(jiān)護基站，由監(jiān)護基站進顯示、存儲等操作；
(4)監(jiān)護基站設備通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程服務器端。本發(fā)明提供了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，節(jié)點和基站設備所使用的近距離通信標準為802. 15. 4/Zigbee標準，同時本系統(tǒng)中的基站設備可以采用多種接入方式進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸，包括直接聯(lián)入Internet網(wǎng)絡、使用GSM短消息通信方式或者通過modem接入Internet網(wǎng)絡,該系統(tǒng)可以應用于家庭以及醫(yī)院病房,構成遠程的家庭、社區(qū)以及醫(yī)院的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果在于
(1)利用高頻率的無線多通道數(shù)據(jù)傳輸方式，傳遞醫(yī)療傳感器與監(jiān)護控制儀器之間的信息，減少監(jiān)護設備與醫(yī)療傳感器之間的連線，使得被監(jiān)護人能夠擁有較多的自由活動空間，在獲得較準確的測量指標的同時，免除病人在家庭與醫(yī)院之間奔波的勞苦；
(2)遠程監(jiān)護系統(tǒng)還可以擴展，使遠離醫(yī)院等醫(yī)護機構的病員也隨時能夠得到必要的醫(yī)療監(jiān)護，并且在必要的時候得到遠程醫(yī)生的咨詢指導；
(3)系統(tǒng)對無線信號的工作強度進行了控制，使得在正常狀態(tài)下，信號強度能夠滿足通信的需要而且不會有過多的浪費，一方面節(jié)省了系統(tǒng)的能量，另一方面也降低了無線通信過程對于其他設備的干擾；
(4)無線節(jié)點為傳感器擴展留出了豐富的接口，如果需要其它類型的生理指標數(shù)據(jù)，如體溫、心電等數(shù)據(jù)，則只需要將相應的傳感器接入預留的接口，就可以形成新的無線傳感器節(jié)點，開發(fā)相應的嵌入式控制及處理，就可以將節(jié)點直接加入到該無線傳感器網(wǎng)絡中。


圖I是本發(fā)明實施例I的監(jiān)護系統(tǒng)結(jié)構示意 圖2是本發(fā)明實施例I的遠程醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡示意 圖3是本發(fā)明實施例I的監(jiān)護基站設備結(jié)構框 圖4是本發(fā)明實施例I的監(jiān)護基站設備硬件電路；
圖5是本發(fā)明實施例I的傳感器節(jié)點；
圖6在遠程PC機上顯示由監(jiān)護基站設備傳輸?shù)难鯘舛葴y量曲線及數(shù)據(jù)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例做進一步說明。圖I是本發(fā)明提供的一種監(jiān)護系統(tǒng)結(jié)構示意圖。描述了該遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的體系結(jié)構圖，系統(tǒng)中包括監(jiān)護基站設備以及一系列醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡的醫(yī)療傳感器節(jié)點。圖2是遠程醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡示意圖。醫(yī)療傳感器節(jié)點可以根據(jù)不同的需要而設置，因此該系統(tǒng)具有極大的靈活性和擴展性。同時，將該系統(tǒng)接入Internet網(wǎng)絡，可以形成更大的社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡、醫(yī)院網(wǎng)絡乃至整個城市和全國的醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡。
圖3是本系統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)護基站設備的結(jié)構框圖。本系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是采集并顯示測試得到的數(shù)據(jù)信息，同時將數(shù)據(jù)信息進行適當存儲和網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)，因此本系統(tǒng)中的監(jiān)護基站設備被設計成一種手持設備，同時監(jiān)護基站設備可以和系統(tǒng)中的多個傳感器節(jié)點進行通信以完成數(shù)據(jù)的采集和顯示等功能。在使用過程中，監(jiān)護基站設備通過無線信道向傳感器節(jié)點發(fā)送控制命令來啟動傳感器節(jié)點，傳感器節(jié)點接收到命令后進行相應的數(shù)據(jù)采集動作，采集人體生理指標數(shù)據(jù)，采集結(jié)束后通過無線通信的方式將數(shù)據(jù)返回到監(jiān)護基站，由監(jiān)護基站進行進一步的顯示、存儲等操作。必要時，監(jiān)護基站設備可以通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程服務器端。圖4是監(jiān)護基站設備硬件電路圖。監(jiān)護基站設備在正常工作狀態(tài)下使用電池進行供電，因此在設計過程中尤其注意了低功耗的管理與控制。在不工作的時刻，系統(tǒng)會進入低功耗以及休眠狀態(tài)來節(jié)省系統(tǒng)能量。圖5是傳感器節(jié)點圖。醫(yī)療傳感器節(jié)點主要包括4部分處理器部分、數(shù)據(jù)存儲部分、傳感器模塊和RF射頻通信部分。處理器部分、數(shù)據(jù)存儲部分、傳感器模塊和RF射頻通信部分。處理器部分根據(jù)低功耗和處理能力的需要，采用TI公司的MSP430系列單片機。存儲器部分主要用于存儲傳感器所采集的臨時數(shù)據(jù)，在處理器將數(shù)據(jù)傳輸之后，傳感器節(jié)點內(nèi)不做數(shù)據(jù)的大量存儲。在本系統(tǒng)的設計中，無線節(jié)點為傳感器擴展留出了豐富的接口，如果需要其它類型的生理指標數(shù)據(jù)，如體溫、心電等數(shù)據(jù)，則只需要將相應的傳感器接入預留的接口，就可以形成新的無線傳感器節(jié)點，開發(fā)相應的嵌入式控制，就可以將節(jié)點直接加入到該無線傳感器網(wǎng)絡中。圖6是在遠程PC機上顯示由監(jiān)護基站設備傳輸?shù)难鯘舛葴y量曲線及數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)在綜合測試過程中取得了初步的結(jié)果，傳感器采集數(shù)據(jù)，通過無線信道將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)護基站設備；監(jiān)護基站設備將數(shù)據(jù)顯示在LCD顯示屏上，同時將數(shù)據(jù)通過RS2232接口傳輸?shù)接嬎銠C中；計算機根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)在軟件中將數(shù)據(jù)以曲線圖形的方式顯示出來。在實際應用中，可以根據(jù)這些曲線和數(shù)據(jù)對被監(jiān)測者的健康狀況做出分析。如果在室外環(huán)境中，則可以使用GSM短消息的方式，將測量的數(shù)據(jù)發(fā)送至服務器進行管理和分析。
權利要求
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括 醫(yī)療傳感器節(jié)點，測量各種人體生理指標，對某些醫(yī)療設備的狀況或者治療過程情況進行動態(tài)監(jiān)測，通過無線通信的方式將所得數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)结t(yī)療監(jiān)護基站設備上； 監(jiān)護基站設備，將收到的傳感器數(shù)據(jù)信息進行保存和處理并將數(shù)據(jù)顯示在該設備的IXD液晶顯示屏上，并可采用多種方式進行遠程數(shù)據(jù)傳輸通信。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，其特征是，醫(yī)療監(jiān)護設備的主處理器采用TI公司的MSP430系列的低功耗處理器，人機交互接口包括用戶輸入指令的鍵盤以及顯示數(shù)據(jù)結(jié)果和操作過程的LCD顯示屏兩個部分。
3.根據(jù)權利要求I中所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，其特征是，醫(yī)療傳感器節(jié)點主要包括4部分處理器部分、數(shù)據(jù)存儲部分、傳感器模塊和RF射頻通信部分。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，所使用的射頻通信為全球公開的免費2. 4GHz的ISM頻段，采用的通信標準為802. 15. 4/Zigbee標準，并對無線信號的工作強度進行了控制。
5.根據(jù)權利要求I或5中所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，射頻通信裝置使用了以CC2420芯片為核心的射頻通信模塊，該芯片工作在2. 4GHz的免費ISM頻段，射頻收發(fā)符合IEEE 802. 15. 4/Zigbee標準。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，傳感器節(jié)點采集人體生理指標信息和動態(tài)監(jiān)測醫(yī)療儀器運行以及治療的過程，通過無線傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)絡將信息傳輸?shù)奖O(jiān)護基站設備和服務器計算機，該系統(tǒng)包括醫(yī)療傳感器節(jié)點用來測量各種人體生理指標，傳感器還可以對醫(yī)療設備的狀況或者治療過程情況進行動態(tài)監(jiān)測，所獲得的數(shù)據(jù)信息通過無線通信的方式被傳輸?shù)结t(yī)療監(jiān)護基站設備上；監(jiān)護基站設備，將收到的傳感器數(shù)據(jù)信息進行保存和處理并將數(shù)據(jù)顯示在該設備的LCD液晶顯示屏上，根據(jù)需要可采用多種方式進行遠程數(shù)據(jù)傳輸通信。
文檔編號G06F19/00GK102915399SQ20121024192
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權日2012年7月13日
發(fā)明者蘇淳 申請人:太倉博天網(wǎng)絡科技有限公司