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《基于ZigBee和PLC技術(shù)的社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、基于ZigBee和PLC技術(shù)的社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)[導(dǎo)讀]?隨著社會老齡化的日益加劇，對老年人健康的關(guān)心已經(jīng)成為重要的社會問題。另外，一些突發(fā)性疾病和家庭保健，如心血管疾病、孕婦、胎兒、嬰兒、幼兒的保健也需要長期的家庭監(jiān)護。所以，研究基于公用網(wǎng)絡(luò)的家庭醫(yī)療監(jiān)護?隨著社會老齡化的日益加劇，對老年人健康的關(guān)心已經(jīng)成為重要的社會問題。另外，一些突發(fā)性疾病和家庭保健，如心血管疾病、孕婦、胎兒、嬰兒、幼兒的保健也需要長期的家庭監(jiān)護。所以，研究基于公用網(wǎng)絡(luò)的家庭醫(yī)療監(jiān)護，建立小區(qū)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)，從而組成一個醫(yī)院護理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，不僅可以增加病人的安全性和改善人們的生活質(zhì)量，還能使醫(yī)
2、院更有效地提高管理人員、醫(yī)生和護士的工作效率，協(xié)調(diào)相關(guān)部門有序工作。在某些情況下，使用有線方式的監(jiān)護系統(tǒng)的實施成本將遠遠超過購買監(jiān)護設(shè)備所花費的費用。例如，在一個多社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)中，把實時監(jiān)護病人的生理參數(shù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心及所有數(shù)據(jù)的遠程備份，都是一筆龐大的開支，維護成本更是驚人。雖然引入無線監(jiān)護網(wǎng)絡(luò)，可以解決一些問題，但基于藍牙、GPRS等技術(shù)的社區(qū)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)存在相應(yīng)的不足之處，如無線輻射的安全性、無線終端的快速移動、無縫漫游和無線網(wǎng)絡(luò)成本等等。ZigBee技術(shù)的出現(xiàn)為傳感器信號的無線傳輸提供了新的解決方案。ZigBee節(jié)點有幾十米的覆蓋范圍，
3、且可以增加路由節(jié)點，擴展覆蓋范圍，另外它還具無線輻射小、傳輸數(shù)據(jù)安全和成本低等優(yōu)點，因此適用于家庭住宅。同時由于生理監(jiān)護信號的數(shù)據(jù)傳輸流量不大，傳輸速率為250kbit/s的ZigBee能夠滿足生理數(shù)據(jù)傳輸要求。ZigBee傳感節(jié)點可自由靈活地加入和離開網(wǎng)絡(luò)，具有低功耗和低成本的特點。此外，電力線具有高速(骨干網(wǎng)速度已經(jīng)達到了上百Gbit/s)、以電力輸電線路作為傳輸載體(目前我國擁有全世界長度排名第二的電力輸電線路)等優(yōu)點，并且電力線載波通信被國外傳媒喻為“未被挖掘的金山”。我們可以看到，如果把ZigBee和PLC技術(shù)有機的結(jié)合起來，它不僅彌補現(xiàn)有社
4、區(qū)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的一些弊端，緩解了居民對醫(yī)療監(jiān)護的需求，還很符合并不富裕的中國。社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)的總體構(gòu)架該社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)主要分為三部分，如圖1所示。第一部分由若干個基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的家庭監(jiān)護單元組成，其中，無線通訊節(jié)點根據(jù)功能不同分為：無線傳感器節(jié)點和PAN協(xié)調(diào)節(jié)點，無線傳感器節(jié)點具有用戶隨身攜帶和可移動性的特征，主要負責(zé)采集人體的重要生理參數(shù);而PAN協(xié)調(diào)節(jié)點主要負責(zé)收集重要生理參數(shù)，并通過第二部分，也就是電力線網(wǎng)絡(luò)部分將這些參數(shù)發(fā)送到監(jiān)護中心(即第三部分)，這樣，由專業(yè)的醫(yī)護人員來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和觀察，提供相關(guān)醫(yī)療咨詢和服務(wù)，達到遠程醫(yī)療的目的
5、。??社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)分為：無線傳感器節(jié)點、PAN協(xié)調(diào)節(jié)點(包括射頻通信模塊和電力線傳輸模塊)和監(jiān)護中心。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。??社區(qū)監(jiān)護系統(tǒng)的硬件設(shè)計ZigBee傳感節(jié)點的硬件設(shè)計基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的家庭監(jiān)護單元由于應(yīng)用環(huán)境主要是家庭，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小，因此可直接采用星型拓撲結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)主要由3~5個傳感器節(jié)點，即RFD節(jié)點(ReduceFunctionDevice，簡稱RFD)和一個主節(jié)點，即FFD節(jié)點(FullFunctionDevice)組成。雖然RFD節(jié)點和FFD節(jié)點實現(xiàn)具體功能的不同，但為了增加通用性和方便維護，傳感器節(jié)點
6、的基本電路相同。本文采用Freescale公司推出符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的MC13192射頻芯片。由于MC13192的射頻信號采用差分方式，而倒F型天線為單端天線，所以在芯片和天線之間使用巴倫電路，以達到最佳收發(fā)效果。本方案使用了巴倫電路專用芯片LDB212G4020C。UPG2012TK是射頻開關(guān)，工作頻率為0.5~2.5GHz，具有非常低的介入損耗和很高的隔離性能;封裝形式為6引腳的短引腳小型貼片封裝，可減小電路板占用面積。另外，由于TIMSP430系列單片機是一種超低功耗的混合信號控制器，其中包括一系列器件，針對不同的應(yīng)用而由不同的模塊組成。這些微
7、控制器可用電池供電，而且使用時間長。具有16位RISC結(jié)構(gòu)，CPU中的16個寄存器和常數(shù)發(fā)生器使MSP430微控制器能達到最高的代碼效率;靈活的時鐘源可以使器件達到最低的功耗;數(shù)字控制的振蕩器(DCO)可使器件從低功耗模式迅速喚醒，在少于6s的時間內(nèi)激活到活躍的工作方式。是一種低功耗類型的單片機，特別適合于電池應(yīng)用的場合或手持設(shè)備。其中，MSP430F449單片機內(nèi)部集成了60kBFLASH存儲模塊，2kBRAM，6個I/O端口以及12位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC12等。較小的封裝和極低的功耗使其可以理想地與MC13192結(jié)合，作為基于ZigBee技術(shù)的
8、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。MSP430F449和MC13192通過SPI總線連接。MSP430F44
