分析基于無線傳感器網(wǎng)絡技術的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的研制

林木森

摘要：無線傳輸技術取得了較為顯著的成就，而無線傳感器網(wǎng)絡技術也更加廣泛的應用于不同的社會領域。文章在醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)中引進該無限傳感網(wǎng)絡，介紹了一套建立于ZigBee 技術基礎上的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以收集病人各項生理指數(shù)以及圖頻等信息，經(jīng)由網(wǎng)絡及時的傳輸至醫(yī)療監(jiān)護基站，由此可以對病患的基本身體狀況進行動態(tài)追蹤了解，進而可以為治療提供及時的保障。

關鍵詞：ZigBee 技術 無線傳感器網(wǎng)絡 遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0093-01

當今，國家人口老齡化趨勢更加明顯，老年人所占比例在不斷的提升，老年人健康和人身安全逐步引其全社會的關注，為老年人建立系統(tǒng)、安全的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)是當前也研究的熱點問題。

1 關鍵技術 ZigBee 技術

ZigBee技術指的是建立于802.15.4 無線標準基礎上開發(fā)的全新的短距、無線通信手段。該技術在無線通信網(wǎng)絡基礎進行了一定的延伸，與此同時，ZigBee技術具有價格低廉、便于攜帶等優(yōu)勢，由于其距離短、相對簡單、功耗小、信息傳輸速率相對低，所以廣泛應用于自動和遠程控制領域。該技術可以進行定位，可以作為無線傳感器網(wǎng)絡的通訊協(xié)議。該技術成功過解決了家庭、醫(yī)療器械、自動化、傳感技術等多項問題。較之一般的通訊手段，ZigBee具有顯著的特點，如下：

（1）具有較強的安全性。因為ZigBee技術加密方法較為先進，為AES-128加密算法，而且具有較為理想的信息校對功能，可以在一定程度上提升信息的安全指數(shù)。（2）價格相對經(jīng)濟，成本不高。芯片價格基本都低于10元人民幣。（3）關于zigBee技術的功耗，其優(yōu)勢非常明顯，無線局域網(wǎng)的功耗數(shù)小時便會消耗殆盡，藍牙則可以支持數(shù)天，而zigBee采用低耗模式可以堅持數(shù)年之久。（4）zigBee使用的工作頻段屬于免費的，是世界通用的2.4GHz頻段。（5）延時極短，一般情況下，延時在25毫秒左右。（6）信息傳遞速率不高，一秒鐘基本可以完成10-250兆字節(jié)，這剛好可以滿足傳遞速率較低的網(wǎng)絡。（7）ZigBee的網(wǎng)絡節(jié)點支持量較大，最高能夠?qū)崿F(xiàn)216個。（8）關于覆蓋范圍，ZigBee可以按照具體的發(fā)射功率等相關要素確定其實際的覆蓋距離，通常可以遠至300m左右[1]。

因為ZigBee技術具備上述優(yōu)勢，所以在遠程醫(yī)療監(jiān)護體系中使用非常合適。

2 無線傳感網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

文章介紹了無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境下的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬于多層次網(wǎng)絡形式的，也就是該監(jiān)護網(wǎng)絡的組成部分有醫(yī)療監(jiān)護基站以及ZigBee傳感器節(jié)點，兩個組成部分之間形成個人傳感網(wǎng)絡。由此多數(shù)這種形式的網(wǎng)絡可以構(gòu)成一個監(jiān)護體系。ZigBee技術可以允許三類網(wǎng)絡拓撲架構(gòu)，分別為網(wǎng)狀、星形、樹型結(jié)構(gòu)[2]。第一種具有較好的健壯性，但是其能耗相對較高；第二種的優(yōu)勢是功耗非常低，具體的規(guī)模也相對簡潔，不復雜，在短距傳輸中應用較為合理；第三種結(jié)構(gòu)同星型結(jié)構(gòu)一樣形成的能耗低，同網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一樣拓展范圍廣。而醫(yī)院自身的監(jiān)護距離相對較廣，但是節(jié)點傳感領域較窄，鑒于此，我們選用樹型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。

文章中介紹的傳感器基本由安置在監(jiān)測范圍中較為經(jīng)濟的微型ZigBee的節(jié)點構(gòu)成。該節(jié)點中央處理器具有監(jiān)控生命招標的功能，同時持續(xù)收集患者各項生理信息。此外，該處理器還可以動態(tài)監(jiān)測部分醫(yī)療將其狀況，及時將數(shù)據(jù)傳輸出去。監(jiān)控范圍內(nèi)遍布傳感器節(jié)點，這些節(jié)點實時收集人體的血壓、溫度、脈搏等具有一定價值的信息，這些節(jié)點將數(shù)據(jù)采集完畢，在通過構(gòu)建完成的途徑將信息傳輸出去，輸送給ZigBee無線通訊模塊，繼而在輸送到匯聚節(jié)點。最終，由控制以及顯示部分的信息處理系統(tǒng)處理和現(xiàn)實相關信息[3]。與此同時，把處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行儲存，儲存到數(shù)據(jù)庫中方便后續(xù)的信息檢索等操作。經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)也能顧利用互聯(lián)網(wǎng)傳遞給醫(yī)療監(jiān)護基站，方便專業(yè)醫(yī)生統(tǒng)計和分析數(shù)據(jù)，還可以利用3G 模塊將具有價值的數(shù)據(jù)傳遞給特定的醫(yī)護工作者的手機里。下圖1描述了該遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語

本文詳細介紹了ZigBee技術基礎上的遠程監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢，在醫(yī)療監(jiān)控中發(fā)揮非常積極作用，其市場發(fā)展前景非常樂觀，在未來該技術創(chuàng)造的經(jīng)濟效益也是不容小覷的。

參考文獻

[1]頓文濤，盧高飛，左秀生，趙玉成，李子山，袁超，馬斌強.無線傳感器網(wǎng)絡在遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)中的應用[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息，2014，No.21202：43-46.

[2]陳雯，孫紅兵.基于無線傳感網(wǎng)絡及移動主體的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代電子技術，2012，v.35；No.37415：55-58.

[3]馮英偉，賈濱，杜春梅.基于無線傳感網(wǎng)的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)研究[J].河北建筑工程學院學報，2012，v.30；No.10503：82-85.