基于ZigBee的低功耗远程医疗监护系统

论文摘要

远程医疗是最近几年新兴的一门综合性学科,它横跨医学、计算机科学、通信工程等多个领域,把最先进实用的科学技术应用于医学领域,随着人们日益提高的健康保健要求而得到了迅速的发展,并显示出广阔的发展前景。人们对自身健康状况的及时了解,可以对重大疾病做到提早预防和相应治疗,减轻家庭和社会的经济压力,有助于提高人们的生活质量,维护社会的和谐和稳定。本文选择对脉搏信号和体位/体动信号进行监测,对这些重要生理参数的检测,原来只能通过床旁监护装置在专业医院和专业医护人员的帮助下进行,限制了被测者的活动空间,而且花费昂贵。随着近距离无线通信技术的发展,开发低功耗、低成本的便携式监护装置势在必行。基于以上背景,在通信技术日新月异的科技环境下,本文基于ZigBee技术开发了一个便携式的生理信号监测仪,对脉搏和体位/体动信号通过无线方式进行传输,并在PC机上对这些生理信号做了进一步的分析和处理,尤其是对跌倒算法的判断达到了很高的正确率,对远程医疗做了初步的尝试。本论文主要工作和研究内容如下：(1)设计了基于CC2430的脉搏信号采集装置和体位/体动信号采集装置；(2)基于ZigBee的无线传输系统,能够实现所需生理信号的实时采集、传输、显示和存储,使用方便；(3)信号调理电路中对采集的人体脉搏信号进行了放大、低通滤波等处理,进一步提高了脉搏波形图的质量；(4)软件方面,实现模拟信号到数字信号的转换,以及信号的传输和显示；(5)在LabVIEW开发环境中实现了采集数据的实时显示,便于直观观测；(6)在MATLAB环境中对采集的不同跌倒类型的加速度信号进行了算法实现,较准确的判断了跌倒的发生和跌倒的类型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题意义及国内外研究现状
• 1.1.1 课题意义
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.2 课题研究理论基础
• 1.2.1 ZigBee技术协议框架
• 1.2.2 基于ZigBee技术的无线传感器网络概述
• 1.3 本文的研究内容及主要工作
• 第2章 基于ZigBee的系统平台的构建
• 2.1 引言
• 2.2 系统总体设计
• 2.3 系统硬件设计
• 2.3.1 ZigBee开发平台选型
• 2.3.2 脉搏采集平台的构建
• 2.3.3 体位/体动采集平台的构建
• 2.4 系统软件设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 上位机数据显示设计
• 3.1 引言
• 3.2 界面介绍
• 3.3 通信模块
• 3.4 波形显示模块
• 3.5 数据处理模块
• 3.5.1 数据处理模块
• 3.5.2 数据保存模块
• 3.5.3 数据回放模块
• 3.5.4 数据分析模块
• 3.6 本章小结
• 第4章 体位/体动信息分析
• 4.1 引言
• 4.2 实验组织
• 4.3 加速度数据分析
• 4.3.1 数据预处理
• 4.3.2 算法描述
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 附录B 硬件电路实物图