一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统，包括多传感器采集终端、现场数据传输装置、云服务器数据处理装置及移动终端监控装置；所述的多传感器采集终端的输出端通过无线网络与所述的现场数据传输装置的输入端连接，所述的现场数据传输装置的输出端通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置的输入端连接；所述的移动终端监控装置通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置双向连接；所述的多传感器采集终端为STM32芯片，所述的多传感器采集终端内设有心率传感器、温度传感器及血压传感器。本发明能对住院患者的各项身体指标进行实时收集与监测，则可以显著提升医院的工作效率，保障病患的治疗效果。
【专利说明】
一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种病患体征监测设备，尤其涉及一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统。【背景技术】
[0002]随着我国医疗事业的发展以及我国城镇化的建设，医疗事业的品质需求随着时代的发展日益提升，目前，对于住院病患的各项身体指标(如心率、体温、血压等)都是靠医务人员人工测量和监测的，效率低，医务人员的工作强度高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的:提供一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统，能对住院患者的各项身体指标进行实时收集与监测，则可以显著提升医院的工作效率，保障病患的治疗效果。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0005]—种基于无线传感器网络的病患体征监测系统，包括多传感器采集终端、现场数据传输装置、云服务器数据处理装置及移动终端监控装置;所述的多传感器采集终端的输出端通过无线网络与所述的现场数据传输装置的输入端连接，所述的现场数据传输装置的输出端通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置的输入端连接;所述的移动终端监控装置通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置双向连接;所述的多传感器采集终端为 STM32芯片，所述的多传感器采集终端内设有心率传感器、温度传感器及血压传感器。
[0006]上述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其中，所述的温度传感器的型号为 DS18B20。
[0007]上述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其中，所述的血压传感器的型号为 BMP180。
[0008]上述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其中，所述的现场数据传输装置包括串口芯片、串口连接总线、3G通信装置及主控芯片，所述的串口芯片的一端通过无线网络与所述的多传感器采集终端连接，所述的串口芯片的另一端通过所述的串口连接总线与所述的主控芯片的一端连接，所述的主控芯片的另一端通过所述的串口连接总线与所述的3G通信装置的一端连接，所述的3G通信装置的另一端通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置连接。
[0009]上述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其中，所述的串口芯片的型号为CC2431。
[0010]本发明基于单总线技术的心率传感器、血压传感器、温度(体温)传感器等采集到的数据，根据ZigBee协议规范，将数据汇总后，将数据传送到无线传感器网络的汇聚节点， 由汇聚节点转发的监控数据，运用多协议融合技术，通过移动网络传入云服务器平台，并完成特征级数据融合，将分析处理后的数据，提供给移动终端的用户或医院数据收集中心监测，允许手机、平板等移动终端访问，最后通过用户或医院数据中心的控制信号传输给上位机发出指令，实现远程监测功能。【附图说明】
[0011]图1是本发明一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统的连接框图。
[0012]图2是本发明一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统的现场数据传输装置的连接框图。【具体实施方式】
[0013]以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
[0014]请参见附图1所示，一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统，包括多传感器采集终端1、现场数据传输装置2、云服务器数据处理装置3及移动终端监控装置4;所述的多传感器采集终端1的输出端通过无线网络与所述的现场数据传输装置2的输入端连接，所述的现场数据传输装置2的输出端通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置3的输入端连接;所述的移动终端监控装置4通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置3双向连接;所述的多传感器采集终端1为STM32芯片，所述的多传感器采集终端1内设有心率传感器 11、温度传感器12及血压传感器13。[〇〇15] 所述的温度传感器12的型号为DS18B20，DS18B20是一种支持单总线接口的温度传感器，可对患者内温度的细微变化做出精准的数据采集，DS18B20可以直接将温度转化成串行数字信号供单片机系统处理，DS18B20的测温范围为-55?+125°C，在-10?+85°C时精度为±0.5°C，并且它具有微型化低功耗高性能抗干扰能力强等优点，该温度传感器完全符合系统要求。
[0016]所述的血压传感器13的型号为BMP180，BMP180是一款高精度、小体积、超低能耗的气体压强传感器，可以应用在本系统的多传感器信息采集模块中。它的性能卓越，绝对精度最低可以达到0.03hPa，并且耗电极低，ABMP180采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载 (LCC)超薄封装，可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。同时BMP180型号的气压传感器无需外部时钟电路，简化了系统的电路，完全符合本系统需求。
[0017]请参见附图2所示，所述的现场数据传输装置2包括串口芯片21、串口连接总线22、 3G通信装置23及主控芯片24,所述的串口芯片21的一端通过无线网络与所述的多传感器采集终端1连接，所述的串口芯片21的另一端通过所述的串口连接总线22与所述的主控芯片 24的一端连接，所述的主控芯片24的另一端通过所述的串口连接总线22与所述的3G通信装置23的一端连接，所述的3G通信装置23的另一端通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置3连接。现场数据无线传输系统，主要完成病患体征关键数据发送到汇聚(协调)节点。 无线传感器网络采用ZigBee协议技术方案，树形拓扑结构。ZigBee网络包含协调器、路由器和终端节点3种节点设备。[〇〇18]所述的串口芯片21的型号为CC2431，该芯片内部集成了射频收发器、工业标准增强型8051MCU内核、128KBFlashR0M和8KBRAM、8-14位的ADC、串口、休眠模式的定位器和21个可编程的输入输出接口等外设，其定位精度可以达到3m左右。[〇〇19]现场数据无线传输的流程:
[0020]现场数据无线传输系统中的节点获取传感器采集到的数据后，根据ZigBee协议规范，将数据传送到附近的路由器节点，直到节点间多跳传输到网络的协调器节点，协调器将数据汇总后，将数据传送到无线传感器网络的汇聚节点。
[0021]协调器与末端节点以主从工作模式进行通信，协调器、路由器作为主机，末端节点作为从机。主机在主程序中以主动的方式按照固定顺序周而复始地索要从机数据，而从机以中断的方式应答主机的索要。
[0022]考虑到系统大多使用在大型建筑物内，布线较为麻烦，维护成本高。因此，其的网络通信采用远程无线通信方式3G、4G。所有传感器节点采集到的监控数据，经初步处理转换后，传送到协调节点，再由协调节点转发，通过移动网络，传入云服务器数据处理装置3,并完成特征级数据融合，将分析处理后的数据，传回给智能监控中心。云服务器数据处理装置 3的功能是连接前端传感网络和监控维修中心。将前端监控点采集到的血压、体温、心率等信息，传输到云服务器。此外，用户可通过移动终端如手机、平板等访问云服务器，以实现远程管理。
[0023]移动终端监控装置4是整个系统的控制部分，它承担着数据异常预警重大功能。移动终端监控装置4首先接收来自经云服务器数据处理装置3处理后的多传感器采集终端1采集到的病患心率、血压、体温等信息，然后将传回数据进行清洗、转换、抽取和最终入库，以完成决策层的数据融合。最后经过智能数据的分析处理，结合GIS地图，形成病患的实时状态变化监控体系。
[0024]同时，系统在接收到异常数据信息后，将进行预警与控制操作，通过短时发送模块实现短信预警。然后结合已获取数据和标准数据模型，通过上位机发出指令控制报警装置， 最终达到远程智能监测病患体征的功能。
[0025]综上所述，本发明基于单总线技术的心率传感器、血压传感器、温度(体温)传感器等采集到的数据，根据ZigBee协议规范，将数据汇总后，将数据传送到无线传感器网络的汇聚节点，由汇聚节点转发的监控数据，运用多协议融合技术，通过移动网络传入云服务器平台，并完成特征级数据融合，将分析处理后的数据，提供给移动终端的用户或医院数据收集中心监测，允许手机、平板等移动终端访问，最后通过用户或医院数据中心的控制信号传输给上位机发出指令，实现远程监测功能。
[0026]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其特征在于:包括多传感器采集终 端、现场数据传输装置、云服务器数据处理装置及移动终端监控装置;所述的多传感器采集 终端的输出端通过无线网络与所述的现场数据传输装置的输入端连接，所述的现场数据传 输装置的输出端通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置的输入端连接;所述的移动 终端监控装置通过无线网络与所述的云服务器数据处理装置双向连接;所述的多传感器采 集终端为STM32芯片，所述的多传感器采集终端内设有心率传感器、温度传感器及血压传感 器。2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其特征在于:所述 的温度传感器的型号为DS18B20。3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其特征在于:所述 的血压传感器的型号为BMP180。4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其特征在于:所述 的现场数据传输装置包括串口芯片、串口连接总线、3G通信装置及主控芯片，所述的串口芯 片的一端通过无线网络与所述的多传感器采集终端连接，所述的串口芯片的另一端通过所 述的串口连接总线与所述的主控芯片的一端连接，所述的主控芯片的另一端通过所述的串 口连接总线与所述的3G通信装置的一端连接，所述的3G通信装置的另一端通过无线网络与 所述的云服务器数据处理装置连接。5.根据权利要求4所述的基于无线传感器网络的病患体征监测系统，其特征在于:所述 的串口芯片的型号为CC2431。
【文档编号】A61B5/0205GK105997022SQ201610250077
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】陈昊
【申请人】安徽大学