远程脉搏波的监控系统.pdf

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1、Vol.4No.3/Mar.010远程脉搏波的监控系统远程脉搏波的监控系统瞿毅　刘伟　沈昭　胡超摘要本论文提出了一种基于Zigbee网络和LAN网络的新远程脉搏波监控系统。基础网络设施的技术优势是Zigbee网络的低功耗特性和LAN网络的远距离传输特性，都得到充分的利用。因此，这是一个很好的实现远程健康监测的方法。目前，已经研制出具有低功耗的探测节点。关键词血氧饱和度；小波；ZigBee协议；无线网络1引言医疗监控设备利用了电子、计算机、材料、信息理器的计算，减小功耗，降低电路板的复杂度，便等专业知识，

2、在现代的医疗服务系统中占有很重要的于节点的微型化。作用。医生利用这些医疗设备可以实时地更新病人的信2).联合Zigbee网络，LAN网络在医院，居民社区等有息。脉搏血氧仪已经成为监测病人的血氧饱和度和心率限场所实现远距离的健康监测是一种很好的策略。的一种标准方法。传统的血氧仪是一种有线的仪器。虽然可以准确的检测到病人的脉搏波的波形和心率，抗干3).远程的服务器可以处理大量的数据。系统的兼容性扰性也比较好，但是在日常的健康监测中，有线设备不更好，很实用。便于病人的移动。2　系统的结构为了解决这个问题，越来越

3、多的人一直都在研究微型的无线血氧仪。Mendelson和Floroff提出了一种脉搏波监测系统主要包含：Zigbee社区网络、基于ad-hoc移动无线网络的个人掌上电脑方案。这种LAN网络、远程数据服务器。图1每个节点可以与网关个人掌上电脑具有血氧仪功能。它能够检测信号和传通信；同时每个社区的网关通过电缆连接到LAN网络，输脉搏波，在个人掌上电脑上处理数据，显示相关信再连接到远程服务器。其中LAN网络发展已经很成熟，[1]息。能够很好的完成个人生理参数的监控和显示，但下面讨论无线传感器节点和服务器。是这只

4、适合一个人的健康的监测。ToddPolk和WilliamZigbee网Walker提出了一种监测病人血氧饱和度的方法。用血络电缆线电缆线氧仪连续的检测数据，然后通过无线传感器网络传送到无线网关LAN网络[2]服务器中心监控站，进行存储和显示。它可以完成多个人的电缆线生理参数的检测，但是受无线传感器网络的通信距离以社区1……电缆线及远距离的生理参数检测的限制，Chen和Han提出一社区N种基于GPRS网络检测小孩脉搏波和体温的系统。在这图1系统结构个系统中，用集成的检测模块检测小孩的脉搏波和体温2.1无线脉

5、搏波检测节点信息，送到微处理器处理，然后通过GPRS模块发射出[3]去。虽然这解决了远距离的通信，但是在医院，社区图2是无线脉搏波检测节点的原理图。人体脉搏这样的大环境中，使用起来也很困难。而且GPRS服务波信号通过光电转换器转换成频率信号，然后送给需要很高的成本。MC13213处理。MC13213里面含有一个8位的微处理器和一个射频模块。射频模块可以将处理之后的数据发本论文提出的基于Zigbee网络和LAN网络的远程射出去。无线脉搏波节点是一个指套式的装备。它包括脉搏波监测系统，充分考虑到Zigbee传

6、感器网络的低功三部分：指套式的外壳，一对红光和红外光发光二极管耗，LAN网的高性价比。这个系统包含无线脉搏波检测节以及光电二极管，配套电路。红光和红外光发光二极管点。所有节点的数据被传送到远程服务器，处理计算，(660nm/880nm)和一个高灵敏度的光电转换器TSL235存储血氧值和心率值。此监控系统具有以下几点优势：可以检测病人的脉搏信号。发光二极管对管工作电流是1).节点可以设计成一个简单的信号采集装置，降低处20~30mAh，用一个200mAh的锂电池就可以保证其正Vol.4No.3/Mar.

7、010常工作。锂电池在充满电的情况下，节点的工作时间可人体的脉搏信号。可以通过减少发光二极管的发光时间以超过一周。来实现。Zigbee脉搏波光电转换MC3213发射器图2无线脉搏波检测节点的原理图2.2ZigBee-LAN网关由于ZigBee网络协议和LAN网络协议不一样，ZigBee-LAN网关需要转换这两个通信协议。本系统设图5TSL235频谱响应计一个基于ARM7嵌入式系统的网关。它含有两个接图5给出了光频转换器TSL235的频率响应特性曲口：以太网接口和Zigbee的无线收发模块。图3是网关线。

8、当波长在680nm和880nm时，灵敏度可以达到的基本结构。协议的转换在ARM7上完成。80%以上。在程序中，设置在一个采样周期之内，红光和红外光轮流点亮10us，采样频率是100Hz。可以明显协议转换网关ARM7减少发光二极管的功耗。3.3协议转换算法Zigbee以太网接收器ZigBee-LAN网关将Zigbee网络传输过来的数据图3ZigBee-LAN网关原理图转发到Internet上，图6给出Zigbee网络的数据包的格