穿戴式軀感網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者：李鋒程坤時(shí)間：2014-09-25 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫(kù)查詢

編者按：　　摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)老齡化人口比例增加，以及老年病、慢性病等疾病在醫(yī)療服務(wù)中占的比例上升，傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)服務(wù)由于監(jiān)護(hù)設(shè)備的穿戴復(fù)雜性、攜帶不方便性，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求。為了解決老年人的醫(yī)療保健問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)穿戴式軀感網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)對(duì)老年人的健康狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)通過(guò)生理數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰|感網(wǎng)中心點(diǎn)，實(shí)時(shí)顯示ECG、SPO2、心率、呼吸率、脈率、體溫等一些信息，并對(duì)可能出現(xiàn)的異常情況采取報(bào)警處理。最后，通過(guò)大量的實(shí)際測(cè)試證明了該設(shè)計(jì)方案有效可行，具備可穿戴性、

　　2 系統(tǒng)功耗

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/263367.htm

　　在本系統(tǒng)中，采用額定容量為550mAh，3.6v鋰電池為各生理數(shù)據(jù)采集模塊供電。三導(dǎo)聯(lián)心電模塊的工作電壓為3.3v，它采用低功耗芯片ADAS1000，與傳統(tǒng)的心電模塊的功耗相比，該模塊的功耗更低;數(shù)字血氧模塊工作電壓為2.5v，它在工作狀態(tài)下功耗為54mW，待機(jī)狀態(tài)下功耗僅為25mW;藍(lán)牙通信模塊在通信時(shí)，其功耗為33mW;體溫模塊的MCU采用低功耗的STC11L04E主控芯片，該模塊功耗僅為20mW。另外體溫模塊，數(shù)字血氧模塊，可以設(shè)定30ms采集一次體溫值、血氧飽和度、脈率值，即通過(guò)降低采集數(shù)據(jù)的采樣率來(lái)進(jìn)一步降低模塊的功耗。在本系統(tǒng)中，由于每個(gè)生理數(shù)據(jù)采集模塊各需要一個(gè)藍(lán)牙模塊，來(lái)為其提供數(shù)據(jù)通信鏈路，這樣會(huì)增加軀感網(wǎng)系統(tǒng)的總功耗。在未來(lái)應(yīng)該將體溫和數(shù)字血氧模塊集成到一起，用一個(gè)藍(lán)牙模塊為其提供數(shù)據(jù)通信鏈路，從而減低穿戴式軀感網(wǎng)系統(tǒng)的總功耗。

　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　采用本文設(shè)計(jì)的穿戴式軀感網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)護(hù)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其生理參數(shù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)如圖10所示?？梢栽谥悄苁謾C(jī)上看到監(jiān)護(hù)對(duì)象的三導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)波形、血氧波形、心率、脈率、血氧飽和度以及體溫等生理參數(shù)信息。該系統(tǒng)能夠很好地對(duì)監(jiān)護(hù)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，并且具有很好地可穿戴性、可攜帶性。該系統(tǒng)的實(shí)物圖如圖11所示。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　在本文中，主要介紹了可穿戴軀感網(wǎng)的整體框架和各個(gè)傳感器模塊實(shí)現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題。采用自主設(shè)計(jì)的三導(dǎo)聯(lián)心電模塊，和通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上的數(shù)字血氧模塊、體溫傳感器進(jìn)行再設(shè)計(jì)來(lái)為軀感網(wǎng)平臺(tái)的構(gòu)建提供生理參數(shù)采集的硬件平臺(tái)。本系統(tǒng)為移動(dòng)醫(yī)療提供了可行的方案，下一步將在此基礎(chǔ)考慮增加肌電傳感模塊、環(huán)境感知模塊來(lái)完善可穿戴軀感網(wǎng)，并且增加一個(gè)自動(dòng)分析與診斷模塊，使監(jiān)護(hù)對(duì)象的生理信息參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)能給出診斷結(jié)果和意見，為用戶提供更多的方便。

　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]Chen M,Gonzalez S,Vasilakos A,et al.Body Area Networks：A Survey [J].Mobile Netw Appl,2011,16(2):171-193
　　[2]唐湘楓,尹貽虎,賀志龍.身體傳感器網(wǎng)絡(luò)BSN關(guān)鍵技術(shù)的研究.電子質(zhì)量,2011,(01)
　　[3]宮繼兵,王睿,崔莉.體域網(wǎng)BSN的研究進(jìn)展及面臨的挑戰(zhàn).計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2010,(5)
　　[4]Pérez J J,Saldarriaga A J,Bustamante J.A wireless body sensor network platform to measure vital signs in clinical monitoring[C].Health Care Exchanges (PAHCE), 2013 Pan American. IEEE, 2013: 1-6
　　[5]Lo B,Thiemjarus S,King R, et al.Body sensor network-a wireless sensor platform for pervasive healthcare monitoring[C].The 3rd International Conference on Pervasive Computing. 2005,13:77-80
　　[6]黃家祺,盧家賓.穿戴式監(jiān)護(hù)儀概述[J].科技資訊,2012,22: 212.
　　[7]王林泓,楊浩.心電信號(hào)處理中濾波器設(shè)計(jì)的研究[J].北京生物醫(yī)學(xué)程,2002,21(3):218-221
　　[8]王均喬.基于單片機(jī)的心電信號(hào)實(shí)時(shí)濾波算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京交通大學(xué), 2009
　　[9]王琦.心電圖去基線漂移的數(shù)字濾波算法比較[J].科學(xué)與技術(shù)二程,2008,8(8):1671-1674
　　[10]劉超,俞菲,鄔楊波.基于MSP430F149的血氧飽和度檢測(cè)儀設(shè)計(jì)[J].電腦與信息技術(shù), 2012, 20(1): 13-15