基于JN5139的無線傳感器網絡體溫脈搏監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：提出一種支持體溫與脈搏監(jiān)測的ZigBee無線傳感器網絡系統(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)點設備，通過網絡定時收集現(xiàn)場測得的多路體溫和脈搏參數(shù)，利用計算機進行集中存儲和管理。該系統(tǒng)具有精度高、連通性好、可擴展性強、功耗低等特點。
關鍵詞：ZigBee；無線傳感器網絡；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，對病人的這些生理指標進行連續(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、嵌入式計算技術和無線通信技術的發(fā)展，基于無線傳感器網絡的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)受到越來越多的關注。其中，基于普通射頻芯片和自定義傳輸協(xié)議的系統(tǒng)具有實現(xiàn)簡單和成本較低的優(yōu)點，缺點是可靠性較低、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，組網能力弱；ZigBee作為建立在IEEE 802．15．4通信標準之上的低速無線個域網(Low-Rate Wireless Personal Net-
work，LR-WPAN)協(xié)議規(guī)范，構成的系統(tǒng)具有復雜度低、功耗低、可靠性高、組網能力強等優(yōu)點，成為本領域應用研究的熱點。
本文提出一種支持體溫與脈搏監(jiān)測的ZigBee無線傳感器網絡系統(tǒng)，可通過網絡定時收集現(xiàn)場測得的多路體溫和脈搏參數(shù)，并利用計算機進行集中存儲和管理，提高了病情監(jiān)測的效率和質量。該系統(tǒng)具有可靠性高、可擴展性強、功耗低、成本低等優(yōu)點。

1 監(jiān)測系統(tǒng)總體結構
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)點設備，以自組織方式構成ZigBee網狀無線傳感器網絡，如圖l所示。傳感器終端負責檢測體溫和脈搏，檢測結果通過各自的父節(jié)點路由器發(fā)送到基站。基站借助上位監(jiān)控軟件對收到的數(shù)據(jù)進行存儲和顯示，并可根據(jù)用戶需要顯示網絡結構及設備當前狀態(tài)，設置采樣周期及報警門限，輸出反映病情變化的記錄報表和歷史曲線。

2 節(jié)點硬件結構
2．1 JN5139無線微控制器
ZigBee節(jié)點設備的硬件實現(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)設備類(Coordin-ator、Router、End Device)和功能分別選型，實現(xiàn)最佳搭配；另一類是將兩者集成在一塊芯片上，可簡化設備硬件設計，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、定時器、A／D、D／A等接口資源。為提高產品電磁兼容性，將JN5139芯片、16 MHz
晶振、128 KB串行Flash存儲器、陶瓷天線等元器件整合成為通用模塊，以其為核心，配以相應的外設、協(xié)議棧和應用代碼，便可實現(xiàn)不同類型的ZigBee節(jié)點設備。