多参数无线家庭监护系统的研究

论文摘要

随着我国社会老龄化的加剧,病人的防护与治疗成为重要的社会问题。由于老年人、心血管病人、孕产妇、新生儿、残疾人、急慢性症患者等对监护需求的增长,孕生了巨大的监护市场。多参数无线家庭监护系统能够实现无线移动式监护和网络远程式监护,是解决防病治病和医疗资源短缺这对矛盾的有效技术方法。利用我国已有的公共网络资源,创建家庭式无线监护系统,即可以减轻病人的负担,又能提高社区的医疗水平,是符合我国国情的监护解决方案。本文设计了多参数无线家庭监护系统的通用无线传感器节点,其中包括心电模块、血氧模块等无线传感器节点,对被监护人的日常人体生理参数进行长时间的监测和采集,并使用单片机控制系统中收发一体的射频单芯片nRF24L01,将监测数据发送到终端电脑上。然后通过网络把数据传输给小区监护中心,由监护人员来对家庭中被监护人进行统一的日常监护,如有异常发生时,系统将会自动发出警报。本文重点做了以下几个方面的工作:多参数无线家庭监护系统的总体方案设计;多参数无线家庭监护系统的硬件设计,完成用户端数据采集模块、微处理器控制模块和无线收发模块;基于无线传感器网络的星型拓扑结构非标准通信协议的设计,在通信协议中完成了载波侦听碰撞避免(CSMA/CA)算法,应答机制和调频机制来保证无线通信的质量;利用VB.NET完成监护系统的应用软件设计,实现了心电、血氧、呼吸、心率、血氧饱和度等生理数据的采集、分析、图形显示。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 本课题研究的背景及意义
• 1.3 国内外相关技术研究
• 1.3.1 国外相关技术研究
• 1.3.2 国内相关技术研究
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 引言
• 2.2 系统的总体设计
• 2.2.1 系统的功能分析
• 2.2.2 系统的特点分析
• 2.2.3 系统的整体框架设计
• 2.3 系统工作原理
• 2.3.1 系统工作原理图
• 2.3.2 系统工作原理简述
• 2.4 本章小结
• 第3章 多参数无线监护系统的硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 传感器节点平台研究概况
• 3.3 传感器节点的特性及设计要求
• 3.4 传感器节点结构及各模块功能
• 3.4.1 传感器节点的结构
• 3.4.2 处理器模块
• 3.4.3 无线通信模块
• 3.4.4 传感器模块
• 3.5 本章小结
• 第4章 无线通信协议的原理及设计
• 4.1 引言
• 4.2 无线通信协议的工作原理
• 4.2.1 无线网络的构成
• 4.2.2 无线通信协议的工作原理
• 4.3 无线通信协议的特性及设计要求
• 4.4 无线通信协议的功能设计及实现
• 4.4.1 无线通信协议星型结构
• 4.4.2 无线通信协议的设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 多参数无线监护系统的软件设计与实验
• 5.1 引言
• 5.2 总体设计
• 5.3 显示处理软件的设计
• 5.3.1 心电显示模块设计
• 5.3.2 血氧显示模块设计
• 5.4 实验内容
• 5.4.1 无线通信实验
• 5.4.2 心电、血氧综合实验
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢