基于ZigBee技术的静脉输液监护系统的研究和设计

论文摘要

静脉输液是医院常用的临床治疗手段。其中,输液速度是保证输液安全和治疗效果的重要参数。目前国内大多数医护人员主要根据累积的临床经验观察并手动调节输液速度,这样存在较大的调节误差,在某种程度上给病人带来了安全隐患；另外,输液完毕时的换瓶或拔针情况以及输液过程中输液管堵塞等情况,需要及时通知医护人员采取相应的处置措施；对于重症病人,需要实时记录输液过程,收集治疗案例。以上这些工作是由医护人员、病人、陪护人员分工合作完成,但由于输液时间较长,这不仅使病人和陪护人员身心疲惫,同时也增加了医护人员工作量和压力,容易造成工作失误,产生医疗纠纷。因此,传统的人工监护模式已不能满足医疗服务的需求,提升静脉输液监护系统的技术水平势在必行。近年来,ZigBee技术的研究和应用得到广泛重视,它是一种崭新的专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的短距离无线传感器网络技术。本文基于ZigBee技术设计了一种新型的医疗输液监护系统。该系统利用ZigBee技术、嵌入式技术和光电传感检测技术,首先实现了病人输液速度的实时检测和输液剩余容量的计算,以及输液状态的显示与声光报警提示功能；然后利用ZigBee的自组网技术实现了输液监控数据从病房到监护中心的无线传输,医护人员很方便地实时掌握病人的输液过程。本文主要研究和设计内容为：(1)研究和设计了系统方案,在此基础上提出系统网络构建方案；(2)研究和设计了ZigBee节点的软硬件功能,包括监护节点、路由器、协调器,重点对监护节点中的滴速检测模块的软硬件进行详细的研究和设计；然后讲述监护中心输液安全与信息管理系统的功能,并制定协调器与其数据的通信协议；(3)基于ZigBee技术的医院静脉输液监护系统的测试。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 课题研究及应用现状
• 1.3.1 医疗静脉输液监护系统研究现状
• 1.3.2 无线传感器网络技术在医疗监护上的应用现状
• 1.4 论文主要研究内容及组织结构
• 1.4.1 论文主要研究内容
• 1.4.2 论文组织结构
• 第2章 ZIGBEE技术综述
• 2.1 常用短距离无线通信技术比较
• 2.2 基于IEEE802.15.4标准的ZigBee无线传感器网络通信技术
• 2.3 ZigBee网络体系结构
• 2.3.1 ZigBee设备类型
• 2.3.2 ZigBee节点类型
• 2.3.3 ZigBee网络拓扑结构
• 2.3.4 ZigBee工作模式
• 2.4 ZigBee协议栈结构
• 2.5 基于ZigBee技术的医院输液监护系统开发平台介绍
• 2.5.1 硬件开发平台介绍
• 2.5.2 软件开发平台介绍
• 第3章 基于ZIGBEE技术的医院静脉输液监护系统方案设计
• 3.1 系统需求分析
• 3.2 系统总体设计方案
• 3.3 系统网络构建技术方案
• 第4章 基于ZIGBEE技术的医院静脉输液监护系统设计与实现
• 4.1 ZigBee节点结构框图
• 4.2 ZigBee节点硬件设计
• 4.2.1 CC2431无线收发电路
• 4.2.2 滴速检测模块的设计
• 4.3 PCB设计
• 4.4 ZigBee软件设计
• 4.4.1 滴速检测软件设计
• 4.4.2 监护节点软件设计
• 4.4.3 路由器软件设计
• 4.4.4 协调器软件设计
• 4.5 通信协议的制定
• 4.6 监护中心输液安全与信息管理系统功能介绍
• 4.7 ZigBee节点网络信息配置
• 4.7.1 信道配置
• 4.7.2 PANID设置
• 4.7.3 网络拓扑配置
• 第5章 系统实验测试与结果分析
• 5.1 监护节点功能测试
• 5.1.1 滴速测试
• 5.1.2 输液报警功能测试
• 5.1.3 LCD显示和按键功能测试
• 5.2 其他节点功能测试
• 5.3 ZigBee网络测试
• 5.3.1 无线组网测试
• 5.3.2 通信距离测试
• 5.3.3 ZigBee节点容量和网络时延测试
• 5.4 系统测试
• 第6章 总结和展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 论文展望
• 参考文献
• 致谢