基于nRF24L01的人体信息监控系统研究

论文摘要

本课题通过无线传感器和Windows CE系统的综合应用,实现对于人体各种生理信息的实时监测。以单片射频收发芯片nRF24L01为核心,结合数字技术与传感器技术,设计了步数、体温、出汗率、血压、心率、压力、血氧含量等人体参数的采集系统。设计的系统具有体积小、功耗低及数据无线传输等优点。Windows CE手持设备在此系统中作为网关使用,通过驱动程序驱动GPIO和nRF24L01,从而接收周围所有无线传感器的数据,然后通过接入环境中存在WLAN,把数据汇集到PC上位机,PC上再实现最终数据的存储、桌面显示和统计图表等功能。医疗保健领域需要把患者的各种重要生理信息进行及时、准确地监测和传输,并进行处理、分析,以便帮助医护人员对患者病情进行诊断、监控。在现有系统中,信号的传输大多通过有线方式,影响病人的正常活动,难以长时间全面地监测,并使病人感到紧张、不自然,从而导致所检测到的数据不准确。使用无线短距离传输网络可以克服上述问题,该领域已逐渐成为研究热点。本文所提出的解决方案,可以应用于诸如养老院、健身房、医院病房和家庭中,可以实时掌握被监测者的生理信息和健康指数,也可以在一段时间后观察被监测者一些生理信息的变化趋势,作为医生或健康工作者的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和课题目的
• 1.2 国内外研究情况
• 1.3 论文主要内容和章节安排
• 第二章 相关技术概述
• 2.1 关于无线芯片nRF24L01
• 2.2 关于各种传感器
• 2.2.1 温度传感器DS18b20
• 2.2.2 湿度传感器HM1500
• 2.2.3 压力传感器NPC1210
• 2.2.4 光电式脉搏传感器
• 2.2.5 血氧传感器
• 2.3 关于飞思卡尔单片机MC9S08QG8
• 2.4 关于Windows CE嵌入式系统
• 第三章 总体设计
• 3.1 总体系统设计
• 3.1.1 需求分析
• 3.1.2 概要设计
• 3.1.3 硬件设计
• 3.2 软件系统设计
• 3.2.1 传感器数据采集端设计
• 3.2.2 中继节点设计
• 3.2.3 PC上位机软件设计
• 3.3 系统工作过程
• 3.4 系统方案特点
• 第四章 系统具体实现
• 4.1 传感器数据采集端设计
• 4.1.1 使用单片机AD转换
• 4.1.2 模拟接口传感器的使用
• 4.1.3 数字接口传感器的使用
• 4.2 无线数据收发端设计
• 4.2.1 射频芯片的接口实现
• 4.2.2 射频芯片发送端实现
• 4.2.3 射频芯片接收端实现
• 4.3 中继节点设计
• 4.3.1 使用PDA或手机作为中继节点的中心处理机
• 4.3.2 中心处理机到无线射频芯片的连接实现
• 4.3.3 中继节点上应用程序开发
• 4.3.4 应用程序界面设计
• 4.4 PC上位机设计
• 4.4.1 数据包协议定义
• 4.4.2 数据的保存和显示功能实现
• 4.4.3 PC上位机端界面设计
• 第五章 系统的调试与测试
• 5.1 部分测试和整体测试
• 5.1.1 部分测试
• 5.1.2 整体测试
• 5.2 传感器节点耗能测试
• 第六章 全文总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文