基于JN5139的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體溫脈搏監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：提出一種支持體溫與脈搏監(jiān)測的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。采用傳感器終端、無線路由器和基站3類基于JN5139微控制器的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)定時(shí)收集現(xiàn)場測得的多路體溫和脈搏參數(shù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中存儲(chǔ)和管理。該系統(tǒng)具有精度高、連通性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：ZigBee；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；JN5139；體溫監(jiān)測；脈搏監(jiān)測

引言
體溫和脈搏是反映人體健康狀況的重要生理指標(biāo)，對病人的這些生理指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，可為疾病的正確診療提供重要依據(jù)。隨著傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)受到越來越多的關(guān)注。其中，基于普通射頻芯片和自定義傳輸協(xié)議的系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)簡單和成本較低的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是可靠性較低、通用性較差；基于Bluetooth協(xié)議的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率較高，但作用距離短，功耗高，組網(wǎng)能力弱；ZigBee作為建立在IEEE 802．15．4通信標(biāo)準(zhǔn)之上的低速無線個(gè)域網(wǎng)(Low-Rate Wireless Personal Net-
work，LR-WPAN)協(xié)議規(guī)范，構(gòu)成的系統(tǒng)具有復(fù)雜度低、功耗低、可靠性高、組網(wǎng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為本領(lǐng)域應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。
本文提出一種支持體溫與脈搏監(jiān)測的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可通過網(wǎng)絡(luò)定時(shí)收集現(xiàn)場測得的多路體溫和脈搏參數(shù)，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中存儲(chǔ)和管理，提高了病情監(jiān)測的效率和質(zhì)量。該系統(tǒng)具有可靠性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1 監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器終端、無線路由器和基站共三類節(jié)點(diǎn)設(shè)備，以自組織方式構(gòu)成ZigBee網(wǎng)狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，如圖l所示。傳感器終端負(fù)責(zé)檢測體溫和脈搏，檢測結(jié)果通過各自的父節(jié)點(diǎn)路由器發(fā)送到基站。基站借助上位監(jiān)控軟件對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，并可根據(jù)用戶需要顯示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，設(shè)置采樣周期及報(bào)警門限，輸出反映病情變化的記錄報(bào)表和歷史曲線。

2 節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)
2．1 JN5139無線微控制器
ZigBee節(jié)點(diǎn)設(shè)備的硬件實(shí)現(xiàn)方案主要分為兩大類：一類是將射頻收發(fā)器和微控制器分開，各使用1塊芯片，由用戶根據(jù)設(shè)備類(Coordin-ator、Router、End Device)和功能分別選型，實(shí)現(xiàn)最佳搭配；另一類是將兩者集成在一塊芯片上，可簡化設(shè)備硬件設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的硬件可靠性。
JN5139是Jennic公司推出的第二代IEEE 802．15．4／ZigBee單片無線微控制器，內(nèi)含32位RISC CPU、2．4GHz IEEE 802．15．4射頻收發(fā)器、192 KB ROM、96 KBRAM，以及豐富的并口、串口、定時(shí)器、A／D、D／A等接口資源。為提高產(chǎn)品電磁兼容性，將JN5139芯片、16 MHz
晶振、128 KB串行Flash存儲(chǔ)器、陶瓷天線等元器件整合成為通用模塊，以其為核心，配以相應(yīng)的外設(shè)、協(xié)議棧和應(yīng)用代碼，便可實(shí)現(xiàn)不同類型的ZigBee節(jié)點(diǎn)設(shè)備。