基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)患者體溫狀況監(jiān)測(cè)的研究

申玉宏，蘇 和

呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古海拉爾 021008

基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)患者體溫狀況監(jiān)測(cè)的研究

申玉宏，蘇 和

呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古海拉爾 021008

本文通過(guò)對(duì)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究，完成小型Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)對(duì)住院患者體溫特征實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能，并通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件描繪一段時(shí)間患者體溫變化情況，方便醫(yī)務(wù)人員了解患者病情及時(shí)做出診斷。

Zigbee；體溫；監(jiān)測(cè)

近幾年，醫(yī)療醫(yī)藥改革在全國(guó)范圍內(nèi)全部鋪開(kāi)，隨著醫(yī)療改革的不斷深入，為提高醫(yī)務(wù)人員的工作效率，各項(xiàng)醫(yī)療儀器設(shè)備也在不斷更新，醫(yī)療手段不斷跟進(jìn)，許多現(xiàn)代信息管理系統(tǒng)已越來(lái)越普遍應(yīng)用于國(guó)內(nèi)許多大中型醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，方便查閱和管理患者文檔資料。但是，面對(duì)患者的醫(yī)療服務(wù)要求越來(lái)越高，越來(lái)越凸顯個(gè)性化，以及減少醫(yī)患糾紛、醫(yī)患矛盾、醫(yī)療事故的壓力等問(wèn)題，醫(yī)院急需引進(jìn)先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，采取科技技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)快速有效的診斷與治療，以減少患者的就醫(yī)成本，提高醫(yī)護(hù)人員工作效率。

目前，大多病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是通過(guò)有線方式進(jìn)行醫(yī)療數(shù)據(jù)的傳輸，因此給整個(gè)系統(tǒng)的組裝帶來(lái)了困難，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性降低，同時(shí)影響室內(nèi)的環(huán)境，設(shè)備固定于病房中，也增加了可移動(dòng)性的難度。而且，患者的各項(xiàng)生命體征指標(biāo)的監(jiān)測(cè)也只能局限于患者的病床邊。

體溫是人體的一項(xiàng)重要生命體征指標(biāo)，在許多城市醫(yī)院中，患者體溫的采集仍然采用傳統(tǒng)方法，將水銀體溫計(jì)放置患者腋下等待5～10分鐘后取出觀察體溫狀況。這對(duì)于患者多，醫(yī)務(wù)人員少的醫(yī)院來(lái)說(shuō)，既費(fèi)時(shí)、費(fèi)事，工作效率也很低，人為的誤差因素也很多，特別是對(duì)于傳染病科，無(wú)疑這種人工手段監(jiān)測(cè)的方式，增加了醫(yī)患之間交叉感染的幾率，另外，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)患者體溫實(shí)時(shí)檢測(cè)的效果。針對(duì)這一問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)的多個(gè)病房患者體溫?zé)o線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)基于ZigBee的無(wú)線傳輸技術(shù)可以很好的解決上述實(shí)際問(wèn)題。醫(yī)務(wù)工作者可以在醫(yī)務(wù)室或控制中心內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到各個(gè)病床上患者的體溫特征，即方便快捷，又易于提高工作效率。

1 硬件結(jié)構(gòu)

在本系統(tǒng)中，各個(gè)單元病房通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)病房?jī)?nèi)患者的體溫特征。每個(gè)病房體溫?zé)o線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由體溫采集終端和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)兩部分組成，一個(gè)數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)對(duì)應(yīng)多個(gè)體溫采集終端，并分別以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)搭建的ZigBee網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)相聯(lián)系，如圖1所示。

該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可以分為三級(jí)。

第一級(jí)為體溫采集終端（即下位機(jī)）。將其粘貼在人體的腋窩下，通過(guò)溫度傳感器采集患者體溫，并利用無(wú)線收發(fā)裝置與對(duì)應(yīng)病房的上位機(jī)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的傳送。

第二級(jí)為數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)（即上位機(jī)）。將其安裝在各個(gè)病房墻壁上，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)內(nèi)部安裝Zigbee無(wú)線收發(fā)模塊接收終端發(fā)送的體溫?cái)?shù)據(jù)，并可以向體溫采集終端發(fā)送指令。同時(shí)上位機(jī)連接報(bào)警顯示裝置實(shí)現(xiàn)體溫過(guò)高報(bào)警提示。

第三級(jí)為中心監(jiān)測(cè)臺(tái)。將其放于護(hù)士站或控制室內(nèi)，其一端連接中心控制計(jì)算機(jī)，一端連接各數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。中心監(jiān)測(cè)臺(tái)采用RS-232與中心控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，利用RS-485與各數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)通信。其主要功能如下：一是接收并執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)的各種指令。二是接數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，完成與體溫采集終端的通信。三是可以充當(dāng)管理機(jī)的作用全面收集數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)的要求實(shí)現(xiàn)與中心控制計(jì)算機(jī)的通信，傳輸信息狀態(tài)或患者體溫?cái)?shù)據(jù)。

體溫采集終端與數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的無(wú)線射頻模塊均采用CC2530為主控芯片，體溫采集終端選用DS18B20作為溫度傳感器，測(cè)溫節(jié)點(diǎn)將采集的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線的方式發(fā)送出去，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)以無(wú)線的方式接收數(shù)據(jù)并傳送至數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。為了避免障礙物的阻擋，影響無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，可在病房?jī)?nèi)放置STC89C52單片機(jī)與CC2530無(wú)線射頻收發(fā)器的連接模塊。

2 軟件設(shè)計(jì)

本文軟件設(shè)計(jì)，主要程序包括DS18B20終端體溫采集、終端數(shù)據(jù)發(fā)送以及上位機(jī)數(shù)據(jù)接收三部分。系統(tǒng)上電后所有的測(cè)溫模塊都將復(fù)位，并從DS1820返回一應(yīng)答信號(hào)給主機(jī)。主機(jī)檢測(cè)到就緒信號(hào)后發(fā)出一個(gè)ROM操作命令，激活對(duì)應(yīng)的測(cè)溫傳感器DS18B20，并準(zhǔn)備接收下面的內(nèi)存訪問(wèn)命令，此時(shí)DS18B20的工作狀態(tài)由內(nèi)存訪問(wèn)命令控制，完成溫度轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、讀取等一系列工作。實(shí)現(xiàn)每間隔10s采集一次DS18B20溫度數(shù)據(jù)，圖2為同步啟動(dòng)單片機(jī)某位線上DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。終端采集器的Zigbee模塊將體溫?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的Zigbee模塊，實(shí)現(xiàn)體溫?cái)?shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)再將體溫?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給中心控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示存儲(chǔ)打印等，方便醫(yī)護(hù)人員了解患者一段時(shí)間內(nèi)體溫變化情況。其無(wú)線發(fā)送流程圖如圖2所示，上位機(jī)zigbee模塊數(shù)據(jù)接收流程圖如圖3所示。

3 結(jié)論

本系統(tǒng)，可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)患者體溫的無(wú)線監(jiān)測(cè)，提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率，并降低了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)以及后期的升級(jí)成本。同時(shí)，方便了醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)對(duì)患者體溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，又避免了醫(yī)患長(zhǎng)時(shí)間接觸帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

[1]武永勝，王偉，沈昱明.基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)量技術(shù)，2009，32（11)：121-124.

[2]李文仲，段朝玉.ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門(mén)與實(shí)戰(zhàn)［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007．

[3]武風(fēng)波，強(qiáng)云霄．基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程無(wú)線溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］．西北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，38（5）：731-734．

TP3

A

1674-6708（2015）144-0104-02

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目《ZigBee技術(shù)對(duì)農(nóng)村牧區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系建設(shè)中的應(yīng)用研究》編號(hào)：NJZC13329

申玉宏，呼倫貝爾學(xué)院教師，研究方向：電工、電子技術(shù)教學(xué)與科研