一种生理信号智能监测系统的制作方法

本发明涉及医疗领域，具体涉及一种生理信号智能监测系统。

背景技术：

无线传感器技术的人体生理信号监测系统发展较快，但一般只能监测固定的生理信号(如：心率、脉搏等单一参数)，而且没有形成对生理信号进行监控的网络，无法对人体是否处在正常生理状态做出综合判断、给出准确结论；而且一旦改变监测方案，则需要重新设计或者购买，从而造成设备的闲置以及资源的浪费。因此无法满足家庭、医院、社区等不同环境下对被试者进行个性化生理状况监控的需求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种生理信号智能监测系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种生理信号智能监测系统，包括无线传感器网络监测模块、生理信号预处理模块以及生理信号分析预警模块；所述无线传感器网络监测模块实时采集生理信号，并将所述生理信号传输给所述生理信号预处理模块进行预处理，所述生理信号预处理模块将得到的生理信息传输给所述生理信号分析预警模块进行综合分析。

本发明的有益效果为：实现了对多种生理信号长时间、连续的监测，监测便利灵活。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明生理信号分析预警模块的连接框图。

附图标记：

无线传感器网络监测模块1、生理信号预处理模块2、生理信号分析预警模块3、数据预处理单元10、无线数据发送单元20、存储单元30、生理信号分析单元40。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的一种生理信号智能监测系统，包括无线传感器网络监测模块1、生理信号预处理模块2以及生理信号分析预警模块3；所述无线传感器网络监测模块1实时采集生理信号，并将所述生理信号传输给所述生理信号预处理模块2进行预处理，所述生理信号预处理模块2将得到的生理信息传输给所述生理信号分析预警模块3进行综合分析。

优选地，所述生理信号预处理模块2包括数据预处理单元10和无线数据发送单元20；所述数据预处理单元10对无线传感器网络监测模块1采集到的生理信号进行分析，过滤由于传感器误差和监护对象移动产生的异常生理信号，并将过滤后的生理信号通过所述无线数据发送单元20发送给所述生理信号分析预警模块3。

优选地，所述生理信号分析预警模块3包括存储单元30、生理信号分析单元40；所述存储单元30设有知识库，将采集的生理信号的名称、数据以及时间信息分块存储到知识库中；所述生理信号分析单元40用于对单个生理信号进行分析，当生理信号超过健康正常值范围时，所述生理信号分析单元40发出报警信号。

本发明上述实施例实现了对多种生理信号长时间、连续的监测，监测便利灵活。

优选地，所述的无线传感器网络监测模块1包括生理信号监测节点和移动基站，所述的移动基站与生理信号预处理模块2通信连接；生理信号监测节点随机部署在设定的监测区域中。

优选地，所述的无线传感器网络监测模块1进行生理信号监测节点的定位时，具体执行：

(1)将每个方形子区域的顶点作为移动基站的测距点，并确定各测距点的坐标，根据实际情况对测距点进行排序；

(2)设定移动基站的通信半径d，通信半径d的设定公式为：

式中，v为监测区域的面积，pg表示第g个生理信号监测节点失效的概率，ξ为部署的生理信号监测节点的个数；

(3)初始时，移动基站位于监测区域左下角对应的测距点，并按照排序情况顺序移动到每个测距点，移动基站每移动到一个测距点时，即暂时停留，与通信范围内的生理信号监测节点进行rssi测距并保存，并结合相邻两个测距点计算通信范围内生理信号监测节点的坐标，设移动基站在测距点vb、vc对生理信号监测节点qa进行rssi测距，测距点vb的坐标为(xb,yb)，测距点vc的坐标为(xc,yc)，则生理信号监测节点qa的位置坐标(xa,ya)通过结合下列两个公式计算：

lab＝[(xa-xb)²+(ya-yb)²]^1/2

lac＝[(xa-xc)²+(ya-yc)²]^1/2

其中，lab、lac分别为移动基站在测距点vb、vc对生理信号监测节点qa进行rssi测距获得的欧式距离。

本优选实施例由于在进行生理信号监测节点的定位过程中，移动基站负责了大部分的计算和通信任务，能够有效降低生理信号监测节点的通信及计算负载，此外，定义了移动基站的通信半径设定公式，在保证对所有生理信号监测节点都能够进行rssi测距的前提下使得移动基站的通信半径最小化，从而节省了生理信号收集的能耗。

优选地，所述移动基站按照设定的访问路径移动并进行生理信号收集，具体包括：

(1)将监测区域平均划分为4×4的方形子区域，将相邻四个方形子区域的中心点作为移动基站进行生理信号收集时的停留站点，则监测区域中共有四个停留站点，将各停留站点按照与移动基站初始位置的距离由近到远的顺序直线连接形成的路径设定为移动基站的访问路径；

(2)对于每个方形子区域，计算移动基站通信范围内的生理信号监测节点的状态值，并从中选取状态值最大的生理信号监测节点作为该方形子区域的簇首，共形成四个簇首，定义状态值的计算公式为：

式中，表示在移动基站通信范围内的方形子区域中第i个生理信号监测节点即qi的状态值，分别表示qi的当前剩余能量、当前可用内存、一跳邻居节点数，为qi的第j个一跳邻居节点的当前剩余能量，为qi的初始内存，l(qi,o)为qi到方形子区域所对应的停留站点的欧式距离；

其余的生理信号监测节点计算自身与四个簇首的欧式距离，并选择欧式距离最小值所对应的簇首加入簇；

(3)当簇首的剩余能量低于初始能量的50％时，在移动基站通信范围内的生理信号监测节点中选取状态值最大的生理信号监测节点更新簇首；簇首收集簇内生理信号监测节点的生理信号，移动基站按照设定的访问路径移动到停留站点后停留，与该停留站点所对应的四个方形子区域的簇首通信，从而接收簇首已收集的生理信号。

本优选实施例重，由簇首收集簇内生理信号监测节点的生理信号，不会引起太大的时延，并且能够很大程度上节省生理信号收集的能量消耗；本优选实施例还定义了簇首的更新策略，能够最大程度上节省簇首的更新时间，并且有助于节省生理信号智能监测系统的整体能耗。

优选地，若簇内生理信号监测节点与对应簇首为多跳距离，簇内生理信号监测节点选择优选值为最大的邻居节点作为下一跳转发节点，定义优选值的计算公式为：

式中，qsτ表示生理信号监测节点qs的第τ个簇内邻居节点，表示qsτ的优选值，q0表示qs对应的簇首，表示qs到q0的最短跳数距离，表示qsτ到q0的最短跳数距离，h(·)为设定的距离比较函数，当时，当时，为设定的数据类型比较函数，当qs,qsτ两者采集的生理信号类型不一致时，f(qs,qsτ)＝0，当qs,qsτ两者采集的生理信号类型一致时，f(qs,qsτ)＝1；表示qs在设定时间段采集的生理信号的平均值，表示qsτ在同一设定时间段采集的生理信号的平均值。

本优选实施例中，簇内生理信号监测节点选择优选值为最大的邻居节点作为下一跳转发节点，其中综合考虑了邻居节点的最短跳数距离和数据相关度因素，能够保障选出的转发节点具有较优的数据聚合率，减少通信开销，并进一步均衡无线传感器网络监测模块1的网络负载。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。