bs2009-048穿戴式病人监护系统

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1、穿戴式病人监护系统大连理工大学城市学院穿戴式病人监护系统摘要本文设计了一种基于ZigBee网络、GSM/GPRS网络、S3C2410嵌入式微处理器的穿戴式病人远程监护系统。该系统通过短距离无线通信模块ZigBee网络对病人的体温、脉搏、呼吸状态进行监测，这些信息经过以S3C2410嵌入式微处理为核心的ZigBee网络中心站处理后，通过GSM/GPRS远程无线网络传送到值班医生或病人家属的手机。值班医生和病人家属也可以通过手机发出中文短消息命令，这些操作命令通过GSM/GPRS远程无线网络传送到ZigBee网络的中心站，ZigBee网络的中心

2、站收到命令后，主站进行解析，然后将此刻对应子站的参数进行编码，发送到值班医生或病人家属手机，从而实现对病人生理参数采集。测试结果表明，所设计的在功能上完全达到了设计目标，并具有不需有线连接、随身携带、不影响病人活动、实用化和容易被用户接受的特点关键词：穿戴式；ZigBee；GSM/GPRS网络；嵌入式系统；医疗监护中文图书分类号：TP277文献标识码：A第1章前言近年来，随着人们生活环境和经济条件改善，以及文化素质的提高，其生活方式，保健需求以及疾病种类，治疗措施发生了明显的变化。但在目前，由于病人的疾病具有突发性、短暂性和危险性的特点，如

3、果不能及时发现并进行治疗将会发生非常严重的后果。随着通讯技术和计算机技术的快速发展与普及，医疗监护技术的研究取得了很多成果。但在实际应用中，对病人的实时连续监测依然难以普及，其核心问题集中在终端部分的研究没有取得突破性进展，还存在一些需要克服的困难。这些困难主要表现为监测不能长期连续、监测设备不够小巧方便、患者的监测过程不太舒适轻松等。穿戴式技术是近年来出现的一种新应用，在医学领域可以广泛应用于临床监护、家庭保健、睡眠分析、应急救护、航空航天、特殊人群监护、心理评价、体育训练等方面。顾名思义，所谓穿戴式在医学领域的应用是将体征信号检测系统"

4、穿"在或"戴"在身上，即将生理信息检测技术和人们日常穿戴的衣物、饰品相融合。从而在采集人体生理参数的同时而不影响人的正常活动。6穿戴式病人监护系统大连理工大学城市学院针对上述需要，本文设计和实现了一款穿戴式病人监护系统。该系统监测终端以ARM920T作为核心控制器，采用嵌入式无线通信模块ZigBee实现信号接收，用GPS/GPRS通信模块SIM100实现信号远传。监测子站采用DS18B20实现体温的监测，GXF-4呼吸传感器实现对呼吸的监测，HK2000A脉搏传感器实现对脉搏的监测，用STC12C5410AD单片机作为核心控制器，利用Zig

5、Bee嵌入式无线通信模块实现近程发送数据。系统功能主要包括：实现对病人参数异常报警并把病人的生理参数通过GPRS发送到值班医生或家属手机；值班医生或家属也可以通过手机远程采集病人的生理参数。该系统对病人的时监护工作带来了极大的方便，在保障被监护者的生命安全方面，具有重要的临床使用价值。第2章系统方案2.1系统总体方案本文设计的穿戴式病人监护系统，根据穿戴式医学仪器的设计与功能和医学上人体急救原理，将胸部和腹部呼吸传感器、腋下温度传感器和手腕脉搏传感器整合在衣服上，可以实现对病人的生理参数的采集。系统采用ZigBee网络构成监测网络，ZigB

6、ee网络采用星型网络结构，，每一个病人设置为1个监测子节点，穿戴在病人身上，监测子节点负责实时采集病人的体温，脉搏和呼吸状况。ZigBee网络的中心站接收来自监测子站发来的信息，采用GPRS实现信号远传。系统总体方案图如图2-1所示.6穿戴式病人监护系统大连理工大学城市学院图2-1系统总体方案图2.2穿戴方案6穿戴式病人监护系统大连理工大学城市学院为了能够在监测人体生理参数时，不影响病人活动，让病人有不适感觉，本文设计的穿戴式病人监护系统将ZigBee子站采集电路板做到小巧精致，绑戴在人的手腕上，通过在衣服夹层内走线到腋下，腹部和手腕等部位

7、，接触人体的只有传感器探头，并且衣服使用轻薄棉质做成，不论春夏秋冬，都不影响病人的穿着。所以，病人只需将子站电路像手表一样戴在手腕上，穿上我们设计的衣服，就可以实现生理参数的实时采集。2.3监测方案本系统设计了中文命令集，当命令为数据采集指令时，用户使用该命令可以远程采集病人状态信息，包括体温、脉搏和呼吸等信息，当系统收到用户通过手机发出的数据采集指令后，系统进行译码识别，从而将实时采集的对应子站生理参数发到中心节点的数据进行编码，中心节点再经GPRS模块把病人状态信息以短消息发回用户手机。系统命令译码设计考虑了操作的容错性，当手机发出的短

8、信命令不完备或对系统发出命令集中没有的短消息时系统将不产生任何控制动作。如果病人生理参数发生异常时，监测终端会自动发送报警短信息到家属手机。2.4报警方案系统将采集到得体温、脉搏