胡嵽　徐開涵　和云霞

摘 要：本文在醫(yī)療資源短缺的大背景下，基于Zigbee技術(shù)，采用脈搏傳感器PluseSensor和溫度傳感器DS1820設(shè)計(jì)無(wú)線健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，具有采集病人生理信息，并能將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)且可靠的傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行處理，能實(shí)時(shí)響應(yīng)病人呼叫，向病人推送服藥提醒等功能，大大的節(jié)約醫(yī)療資源。

關(guān)鍵詞：ZigBee技術(shù)；脈搏傳感器PulseSensor；溫度傳感器DS1820；無(wú)線健康監(jiān)護(hù)

盡管隨著時(shí)代的發(fā)展，醫(yī)療資源得到越來(lái)越多的投入，但就目前而言，面對(duì)全中國(guó)十幾億人，現(xiàn)在的醫(yī)療資源是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，截至2016年8月，我國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)總數(shù)已經(jīng)從1978年的近17萬(wàn)個(gè)攀升到99萬(wàn)個(gè)，醫(yī)療資源的增長(zhǎng)卻沒(méi)有能與醫(yī)療機(jī)構(gòu)的增長(zhǎng)相匹配，醫(yī)患比例嚴(yán)重失衡。在這樣的背景下，我們想到了設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，采用精密的電子設(shè)備在一些領(lǐng)域代替護(hù)士，大大的節(jié)約醫(yī)療資源。系統(tǒng)將有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)連病人本身也沒(méi)有感覺(jué)到的問(wèn)題并實(shí)時(shí)上報(bào)，在病況未惡化之前解決問(wèn)題。系統(tǒng)還可以發(fā)展到給在家恢復(fù)期的病人或者老年人提供便利服務(wù)，方便病人的恢復(fù)和老年人的看護(hù)。

一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)基于ZigBee技術(shù)，采用Webee公司生產(chǎn)的CC2530 ZigBee功能底板、PulseSensor脈搏傳感器和溫度傳感器DS18B20采集病人的體溫、脈搏等生理信息，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)上位機(jī)處理作出及時(shí)的反應(yīng)。

我們的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是 IAR + Z-stack 2007 PRO，利用網(wǎng)蜂 ZigBee 增強(qiáng)型功能底板，其芯片是TI 公司的 CC2530。項(xiàng)目共使用了兩個(gè)Webee模塊，一個(gè)作為協(xié)調(diào)器，一個(gè)作為終端。

系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)連接，房間內(nèi)的終端節(jié)點(diǎn)采集傳感器數(shù)據(jù)并將其發(fā)送出去，在樓道中央設(shè)置合適的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收。協(xié)調(diào)器模塊與pc之間用串口線連接，所有pc組成一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，pc接收到的數(shù)據(jù)往管理中心數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

（一）終端節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

終端節(jié)點(diǎn)采集病人生理信息并實(shí)時(shí)上傳，并安裝一鍵SOS呼叫按鈕，實(shí)現(xiàn)響應(yīng)病人呼叫功能。

我們所采用的溫度傳感器DS18B20測(cè)溫范圍-55℃～+125℃，適用于數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域，系統(tǒng)將DS18B20封裝成探頭式，放在病人腋下，方便測(cè)量病人體溫。

脈搏傳感器PulseSensor是一款用于脈搏心率測(cè)量的光電反射式模擬傳感器，本系統(tǒng)將其佩戴在手指處，反映皮膚淺部微動(dòng)脈信息，通過(guò)導(dǎo)線連接將采集到的模擬信號(hào)傳輸?shù)絑igBee模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)，可靠性強(qiáng)，靈敏度高。

（二）協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)建立星型網(wǎng)絡(luò) ，接收并處理終端節(jié)點(diǎn)采集的病人脈搏、體溫生理信息，一旦信息值超過(guò)我們打造的臨界值，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警；設(shè)置準(zhǔn)確時(shí)間段驅(qū)動(dòng)終端節(jié)點(diǎn)，推送用藥提醒；通過(guò)串口數(shù)據(jù)線完成與監(jiān)控中心的電腦進(jìn)行通信，將數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦上顯示。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（一）終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

終端節(jié)點(diǎn)屬于ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的RFD設(shè)備，節(jié)點(diǎn)電源打開之后，ZigBee終端模塊進(jìn)行初始化，開始搜索網(wǎng)絡(luò)并由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)將其加入網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，與協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信，進(jìn)行病人生理信息數(shù)據(jù)的采集。

（二）協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)屬于ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的FFD設(shè)備，節(jié)點(diǎn)電源打開后，進(jìn)行ZigBee協(xié)調(diào)器模塊的初始化，建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，掃描是否有終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)，實(shí)時(shí)接收并處理終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。

（三）上位機(jī)核心代碼

void serialEvent（Serial port）{

String inData=new String（port.readBytesUntil（'＼n'））；

inData=trim（inData）；（carriage return）

if （inData.charAt（0）=='S'）{

inData=inData.substring（1）；

Sensor=int（inData）；}

if （inData.charAt（0）=='B'）

{inData=inData.substring（1）；

BPM=int（inData）；usable intbeat=true；

advance heart rate graphheart=20； 'swell' timer}}

四、總結(jié)

本系統(tǒng)采用協(xié)調(diào)器+終端的組合，簡(jiǎn)單卻有效，但是大面積的使用可能會(huì)增大開銷，所以還可以增加路由節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，大大的節(jié)省空間和開銷。項(xiàng)目中我們只采用了脈搏傳感器和溫度傳感器，也考慮過(guò)MPXV5050GP壓電傳感器、TSIC506F溫度傳感器和ADXL345加速度傳感器，這些傳感器的結(jié)合或許能給我們采集到更為精確的數(shù)據(jù)方便準(zhǔn)確的分析。但是由于經(jīng)費(fèi)有限和自身能力的不足未能實(shí)現(xiàn)，這也是我們今后要努力的地方。

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貴州大學(xué)SRT項(xiàng)目資金資助