【摘要】：現(xiàn)如今隨著物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)技術(shù)的細(xì)分發(fā)展,醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)獲得了成功的應(yīng)用及普及,而其中,面向個人的遠(yuǎn)程無線健康監(jiān)護(hù)功能的需求日益強(qiáng)烈且市場龐大,而近年來利用無線定位技術(shù)對被監(jiān)護(hù)者進(jìn)行位置感知,更進(jìn)一步提升了健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的功能性及智慧化,該方面的技術(shù)應(yīng)用不僅可助力醫(yī)院的臨床診療,未來還可更好的用于解決“人口老齡化”、“空巢老人”等社會問題。但目前針對遠(yuǎn)程無線健康監(jiān)護(hù)技術(shù)的研究及應(yīng)用方興未艾,還有很多技術(shù)難題有待進(jìn)一步研究解決。本文利用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)了一個小型遠(yuǎn)程無線健康監(jiān)測定位系統(tǒng),并對其中系統(tǒng)軟硬件開發(fā)、Zigbee無線組網(wǎng)及通信控制、ZigBee無線定位等關(guān)鍵技術(shù)問題開展了探索性研究,為今后醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用提供技術(shù)支持和技術(shù)儲備,具有一定的實(shí)用價值。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn),本文分析了已有的類似產(chǎn)品技術(shù)方案的優(yōu)勢與缺陷,經(jīng)深入的分析研究后,搭建了包含用戶端的可穿戴式智能硬件、服務(wù)器端及移動設(shè)備端的小型遠(yuǎn)程無線健康監(jiān)測定位系統(tǒng),可對被監(jiān)護(hù)者血壓、脈搏及體溫三種生理健康指標(biāo)進(jìn)行智能感知,同時可發(fā)送被監(jiān)測者定位信息,并提供遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問地址,可通過遠(yuǎn)程PC機(jī)及手機(jī)等移動設(shè)備隨時隨地的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測及接收報(bào)警信息。主要完成的研究工作如下:1.完成了遠(yuǎn)程無線健康監(jiān)測定位系統(tǒng)的硬件及軟件的開發(fā)。在設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)后,以Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)為核心,搭建了用戶端的可穿戴式智能感知硬件的原形,完成了ZigBee無線通信程序、服務(wù)器程序及手機(jī)端APP的軟件設(shè)計(jì)工作。2.重點(diǎn)開展了基于ZigBee無線定位技術(shù)研究。針對室內(nèi)環(huán)境,提出了一種改進(jìn)的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法用于建立位置指紋到位置坐標(biāo)的定位模型,隱層神經(jīng)元激勵函數(shù)采用復(fù)合小波基盡可能避免陷入局部極值,并加入動量因子和熵函數(shù)提高網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)效率,進(jìn)一步提高了室內(nèi)定位精度。室外定位方面,提出了一種改進(jìn)的DV-Hop算法,在經(jīng)典DV-Hop算法的基礎(chǔ)上,融入RSSI值對跳數(shù)進(jìn)行修正,并調(diào)整算法第三階段的計(jì)算方式,有效改善了室外定位效果。3.為驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)用性,采用ZigBee無線通信技術(shù),搭建了兼具室內(nèi)及室外定位功能的遠(yuǎn)程醫(yī)療健康監(jiān)測定位實(shí)驗(yàn)平臺,對特定人員的的生理健康指標(biāo)進(jìn)行了實(shí)際測量,并重點(diǎn)開展了室內(nèi)定位及室外定位實(shí)驗(yàn)研究,對生理健康指標(biāo)測量的準(zhǔn)確性、無線傳輸?shù)姆�(wěn)定性及定位算法的可行性及優(yōu)越性進(jìn)行了進(jìn)一步的驗(yàn)證,并為系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用推廣提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH77
【圖文】：

第 2 章 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)2.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)因?yàn)橄到y(tǒng)涉及到的硬件設(shè)備較多，為方便開發(fā)，系統(tǒng)硬件整體采用模塊化設(shè)計(jì)方式，系統(tǒng)包括生理指數(shù)測量模塊、ZigBee無線定位及通信模塊、服務(wù)器端和Android手機(jī)客戶端，生理指數(shù)測量模塊的STM32 控制器輸入端分別與血壓傳感器、脈搏傳感器、溫度傳感器及按鍵模塊連接，STM32 控制器的輸出端分別與報(bào)警模塊、氣泵驅(qū)動和LCD顯示模塊連接，氣泵驅(qū)動與氣泵連接，STM32 控制器通過串口與ZigBee無線定位及通信模塊雙向連接；ZigBee無線定位及通信模塊通過串口與服務(wù)器端連接，服務(wù)器端采用TCP/IP協(xié)議與Android手機(jī)客戶端進(jìn)行連接；STM32 控制器由電源模塊提供電源。系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖 2-1 所示。

8圖 2-2 STM32 電路原理圖血壓測量模塊：本系統(tǒng)中采用最大量程為 300mmHg 的專業(yè)測量血壓的MPS20 型號壓力傳感器進(jìn)行血壓數(shù)據(jù)的采集測量，MPS20 具有高可靠性、低成本、適用溫度范圍寬、易于使用，多種量程可供選擇的諸多優(yōu)點(diǎn)。圖 2-3 為氣泵控制電路，圖 2-4 為 MPS20 傳感器的采集電路。

氣泵控制電路圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2766455