专利名称：基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台及病患状态监测方法
技术领域：
本发明涉及一种基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台及病患状态监测方法，属于医疗器械领域。
背景技术：
便携式医疗感知平台，是指可随身携带，实时监测并存储人体生理指标的医疗传感网络。它由不同功能的医疗传感器、通信模块、显示和存储平台组成。目前被广泛采用的方案是由单一功能的医疗传感器采集某项人体信息，再通过蓝牙或WI-FI上传PDA或存储芯片。一段时间后由GPRS或直接通过数据线传输到医院的上位机中。以上系统存在以下几点缺点第一，成套的监护系统体积仍然较大，不便于监护人员随身携带。第二，医疗传感器传输协议采用的蓝牙与WI-FI都存在较大弱点蓝牙技术只是一种短距离的无线数据传输，不能将被监护者的生理参数实时传输到远程监护中心，缺少实时监控的功能；蓝牙在传输数据时耗电量较大，需经常更换电源或充电；蓝牙只支持一对一传输，不能同时接收多个医疗传感器传过来的信号，功能扩展性弱；而WI-FI协议虽然传输速度非常快，传输范围广，但无线通信质量不好，数据安全性能比蓝牙还要差一些， 而且功耗非常大，很明显他不适合仅有电池供电的移动监护系统。第三，便携式监护系统使用PDA接收无线模块发送来的监测数据，虽方便于可视化数据和通过GPRS模块上传数据， 但使监护系统的价格过高，患者需单独购买，不利于广泛应用。第四，上述系统与手机网络结合并不紧密，使得移动和实时体现得并不明显。综上，现有的医疗感知平台存在体积较大，价格昂贵，功能扩展性不强，无线传输协议耗能较高等诸多弊端。
发明内容
本发明目的是为了解决现有的医疗感知平台存在体积较大，价格昂贵，功能扩展性不强，无线传输协议耗能较高的问题，提供了一种基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台及病患状态监测方法。ZigBee技术是IEEE 802. 15. 4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和”嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的”舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之， ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。在中国被译为“紫蜂”，它与蓝牙相类似。是一种新兴的短距离无线技术。Android:是基于Linux内核的操作系统，是Google公司在2007年11月5日公布的手机操作系统。Android手机平台是指安装有Android手机操作系统的智能手机平台。本发明基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，它包括1个远程医疗监护服务器和η个病患终端，每个病患终端包括m个医疗信息感知器、1个无线串口和1 个Android手机平台，每个病患终端的m个医疗信息感知器实时监测该病患的m种生理特征指标信息， 并通过ZigBee通讯将所述m种生理特征指标信息发送给无线串口，无线串口将接收的该病患的m种生理特征信息打包发送给Android手机平台，当病患携带的Android手机平台判断该病患的生理特征信息异常时声光报警，同时，Android手机平台给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；Android手机平台定时将该病患的生理特征指标信息数据包及该病患的GPS位置信息通过GPRS方式上传给远程医疗监护服务器备案，当远程医疗监护服务器的系统或远程医疗监护服务器值守的专家判定该病患的生理特征信息异常时，远程医疗监护服务器通过GPRS方式命令该病患携带的Android手机平台声光报警，同时，Android手机平台给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；其中，m、n为自然数。医疗信息感知器包括感知信息处理器、ZigBee发射模块、感知数据存储器和生理特征信息传感器，生理特征信息传感器实时监测病患的一种生理特征指标信息，并输出给感知信息处理器，感知信息处理器将该病患的该种生理特征指标信息存储在感知数据存储器中，感知信息处理器还将该病患的该种生理特征指标信息通过ZigBee发射模块发射出去。生理特征信息传感器为心率传感器、体温传感器、血氧传感器、血压传感器、心电传感器或呼吸传感器。无线串口包括无线串口处理器、ZigBee接收模块和串口数据存储器，ZigBee接收模块接收每个医疗信息感知器发送的病患的生理特征指标信息，并将每个病患的生理特征信息输出给无线串口处理器，无线串口处理器将所述每个病患的生理特征信息处理与融合，并将处理后的数据存储在串口数据存储器，无线串口处理器还将处理后的数据打包发送给Android手机平台。基于上述医疗感知平台的病患状态监测方法，该方法包括以下步骤步骤一、每个被监护的病患身上配带m个医疗信息感知器、1个无线串口和1个 Android手机平台，每个医疗信息感知器监测一种生理特征信息，m个医疗信息感知器中采集该病患的m种生理特征指标信息，并通过ZigBee通讯将所述生理特征指标信息发送给无线串口 ；步骤二、无线串口将接收的该病患的m种生理特征指标信息进行打包处理，然后发送给Android手机平台；步骤三、当病患携带的Android手机平台判断该病患的生理特征信息异常时声光报警，同时，Android手机平台给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；步骤四、Android手机平台定时将该病患的生理特征指标信息数据包及该病患的 GPS位置信息通过GPRS方式上传给远程医疗监护服务器备案，当远程医疗监护服务器的系统或远程医疗监护服务器值守的专家判定该病患的生理特征信息异常时，远程医疗监护服务器通过GPRS方式命令该病患携带的Android手机平台声光报警，同时，Android手机平台给医护端相关医护人员手机发送短信提醒。本发明的优点1、本发明使用ZigBee无线通信协议，较之蓝牙和WI-FI，无线通信更节能，信号质量更好，功能扩展性更强，可挂载若干不同功能的医疗信息感知器。2、本发明使用Android手机平台，使得医疗感知平台与手机网络结合得更紧密， 也更好的利用了手机自身的显示功能，并减少了 PDA的成本。
图1为基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台的结构示意图；图2为基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台的方法的工作流程。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，它包括1个远程医疗监护服务器4和η个病患终端，每个病患终端包括m个医疗信息感知器1、1个无线串口 2和1个Android手机平台3，每个病患终端的m个医疗信息感知器1实时监测该病患的m种生理特征指标信息，并通过ZigBee通讯将所述m种生理特征指标信息发送给无线串口 2，无线串口 2将接收的该病患的m种生理特征信息打包发送给Android手机平台3，当病患携带的Android手机平台3判断该病患的生理特征信息异常时声光报警，同时，Android手机平台3给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；Android手机平台3定时将该病患的生理特征指标信息数据包及该病患的GPS位置信息通过GPRS方式上传给远程医疗监护服务器4备案，当远程医疗监护服务器4的系统或远程医疗监护服务器4值守的专家判定该病患的生理特征信息异常时，远程医疗监护服务器4通过GPRS方式命令该病患携带的Android手机平台3声光报警，同时，Android手机平台3给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；其中，m、n为自然数。GPS为全球定位系统。GPRS是通用分组无线服务技术，为General Packet Radio Service的简称。远程医疗监护服务器4实时监控病患的信息，一旦某个病患的某项生理特征指标超出警戒值，则给以报警，通过GPRS命令该病患手机发出警报，提醒该病患。远程医疗监护服务器4也把该病患的数据存储起来并建立电子病案，为疾病的早期诊断和发展变化提供依据。
具体实施方式
二 本实施方式对实施方式一作进一步说明，医疗信息感知器1包括感知信息处理器l-l、ZigBee发射模块1_2、感知数据存储器1_3和生理特征信息传感器 1-4，生理特征信息传感器1-4实时监测病患的一种生理特征指标信息，并输出给感知信息处理器1-1，感知信息处理器1-1将该病患的该种生理特征指标信息存储在感知数据存储器1-3中，感知信息处理器1-1还将该病患的该种生理特征指标信息通过ZigBee发射模块1-2发射出去。
具体实施方式
三本实施方式对实施方式二作进一步说明，生理特征信息传感器 1-4为心率传感器、体温传感器、血氧传感器、血压传感器、心电传感器或呼吸传感器。本实施方式中，m = 6，每个病患配带一套(6个)生理特征信息传感器1-4，即每个病患配带1个心率传感器、1个体温传感器、1个血氧传感器、1个血压传感器、1个心电传感器和1个呼吸传感器，当然，为了监测病患的其它生理特征信息，可以增加其它不同类型的传感器。
具体实施方式
四本实施方式对实施方式二作进一步说明，感知信息处理器1-1 选用TI公司的MSP430F1611微处理器，ZigBee发射模块1_2的核心芯片选用TI公司的 CC2520无线发射模块，感知数据存储器1-3选用ST公司型号为FT23BM的FLASH存储器。
具体实施方式
五本实施方式对实施方式一作进一步说明，无线串口 2包括无线串口处理器2-l、ZigBee接收模块2-2和串口数据存储器2-3，ZigBee接收模块2-2接收每个医疗信息感知器1发送的病患的生理特征指标信息，并将每个病患的生理特征信息输出给无线串口处理器2-1，无线串口处理器2-1将所述每个病患的生理特征信息处理与融合， 并将处理后的数据存储在串口数据存储器2-3，无线串口处理器2-1还将处理后的数据打包发送给Android手机平台3。
具体实施方式
六本实施方式对实施方式五作进一步说明，无线串口处理器2-1 选用TI公司的MSP430F1611微处理器，ZigBee接收模块2_2的核心芯片选用TI公司的 CC2520无线发射模块，串口数据存储器2-3选用ST公司型号为FT23BM的FLASH存储器。
具体实施方式
七下面结合图2说明本实施方式，基于实施方式一所述的基于 ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台的病患状态监测方法，该方法包括以下步骤步骤一、每个被监护的病患身上配带m个医疗信息感知器1、1个无线串口 2和1 个Android手机平台3，每个医疗信息感知器1监测一种生理特征信息，m个医疗信息感知器1中采集该病患的m种生理特征指标信息，并通过ZigBee通讯将所述生理特征指标信息发送给无线串口 2;步骤二、无线串口 2将接收的该病患的m种生理特征指标信息进行打包处理，然后发送给Android手机平台3 ；步骤三、当病患携带的Android手机平台3判断该病患的生理特征信息异常时声光报警，同时，Android手机平台3给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；步骤四、Android手机平台3定时将该病患的生理特征指标信息数据包及该病患的GPS位置信息通过GPRS方式上传给远程医疗监护服务器4备案，当远程医疗监护服务器4的系统或远程医疗监护服务器4值守的专家判定该病患的生理特征信息异常时，远程医疗监护服务器4通过GPRS方式命令该病患携带的Android手机平台声光报警，同时， Android手机平台3给医护端相关医护人员手机发送短信提醒。步骤一中将每个传感器探头放置在人体对应的工作位置，并开启处理器电源。传感器探头将采集到的模拟信号经探头芯片转化为数字信号，再通过串口传入对应传感器模块。经去噪，加强等处理之后再通过串口传入微处理器MSP430F1611。经计算，打包等处理后，通过无线发射模块CC2520以ZigBee协议形式发射出去。
步骤二中无线串口 2通过CC2520模块接收每个医疗信息感知器1上传的数据，将其分类、压缩，直接通过数据线上传至Android手机平台3中。步骤三中Android手机平台3将底层各医疗信息感知器1的数据加以存储和图形化的显示，并在规定的单位时间间隔或生理指标超出安全阈值的情况下，以短信发送或 GPRS上传的方式告知远程医疗监护服务器4当前使用者的GPS具体位置和各项生理指标。步骤四中远程医疗监护服务器4实时监控病患的信息，一旦某个病患的某项身体指标超出警戒值，则给以报警，通过GPRS命令用户手机发出警报，提醒该病患，并联系相关医生。远程医疗监护服务器4也把该病患的数据存储起来并建立电子病案，为疾病的早期诊断和发展变化提供依据。
权利要求
1.基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，其特征在于，它包括1个远程医疗监护服务器(4)和η个病患终端，每个病患终端包括m个医疗信息感知器(1)、1个无线串口 (2)和1个Android手机平台(3)，每个病患终端的m个医疗信息感知器(1)实时监测该病患的m种生理特征指标信息， 并通过ZigBee通讯将所述m种生理特征指标信息发送给无线串口 O)，无线串口(2)将接收的该病患的m种生理特征信息打包发送给Android手机平台(3)，当病患携带的Android 手机平台(3)判断该病患的生理特征信息异常时声光报警，同时，Android手机平台(3)给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；Android手机平台( 定时将该病患的生理特征指标信息数据包及该病患的GPS位置信息通过GPRS方式上传给远程医疗监护服务器(4)备案，当远程医疗监护服务器的系统或远程医疗监护服务器(4)值守的专家判定该病患的生理特征信息异常时，远程医疗监护服务器(4)通过GPRS方式命令该病患携带的Android手机平台( 声光报警，同时， Android手机平台(3)给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；其中，m、n为自然数。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，其特征在于，医疗信息感知器(1)包括感知信息处理器(1-1)、ZigBee发射模块(1_2)、感知数据存储器(1-3)和生理特征信息传感器(1-4)，生理特征信息传感器(1-4)实时监测病患的一种生理特征指标信息，并输出给感知信息处理器(1-1)，感知信息处理器(1-1)将该病患的该种生理特征指标信息存储在感知数据存储器(1-3)中，感知信息处理器(1-1)还将该病患的该种生理特征指标信息通过 ZigBee发射模块(1-2)发射出去。
3.根据权利要求2所述的基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，其特征在于，生理特征信息传感器(1-4)为心率传感器、体温传感器、血氧传感器、血压传感器、 心电传感器或呼吸传感器。
4.根据权利要求2所述的基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，其特征在于，感知信息处理器(1-1)选用TI公司的MSP430F1611微处理器，ZigBee发射模块 (1-2)的核心芯片选用TI公司的CC2520无线发射模块，感知数据存储器(1_3)选用ST公司型号为FT23BM的FLASH存储器。
5.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，其特征在于，无线串口(2)包括无线串口处理器0-1)、ZigBee接收模块(2_2)和串口数据存储器0-3)，ZigBee接收模块(2- 接收每个医疗信息感知器(1)发送的病患的生理特征指标信息，并将每个病患的生理特征信息输出给无线串口处理器，无线串口处理器 (2-1)将所述每个病患的生理特征信息处理与融合，并将处理后的数据存储在串口数据存储器0-3)，无线串口处理器(2-1)还将处理后的数据打包发送给Android手机平台(3)。
6 根据权利要求5所述的基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台，其特征在于，无线串口处理器(2-1)选用TI公司的MSP430F1611微处理器，ZigBee接收模块 (2-2)的核心芯片选用TI公司的CC2520无线发射模块，串口数据存储器(2_3)选用ST公司型号为FT23BM的FLASH存储器。
7.基于权利要求1所述的基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台的病患状态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、每个被监护的病患身上配带m个医疗信息感知器(1)、1个无线串口(2)和1 个Android手机平台(3)，每个医疗信息感知器(1)监测一种生理特征信息，m个医疗信息感知器(1)中采集该病患的m种生理特征指标信息，并通过ZigBee通讯将所述生理特征指标信息发送给无线串口(2)；步骤二、无线串口( 将接收的该病患的m种生理特征指标信息进行打包处理，然后发送给Android手机平台(3)；步骤三、当病患携带的Android手机平台(3)判断该病患的生理特征信息异常时声光报警，同时，Android手机平台(3)给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；步骤四、Android手机平台(3)定时将该病患的生理特征指标信息数据包及该病患的 GPS位置信息通过GPRS方式上传给远程医疗监护服务器(4)备案，当远程医疗监护服务器 (4)的系统或远程医疗监护服务器(4)值守的专家判定该病患的生理特征信息异常时，远程医疗监护服务器(4)通过GPRS方式命令该病患携带的Android手机平台声光报警，同时，Android手机平台(3)给医护端相关医护人员手机发送短信提醒。
全文摘要
基于ZigBee技术与Android手机平台的医疗感知平台及病患状态监测方法，属于医疗器械领域，本发明为解决现有的医疗感知平台存在体积较大，价格昂贵，功能扩展性不强，无线传输协议耗能较高的问题。本发明中，每个病患终端配带的医疗信息感知器实时监测该病患的m种生理特征指标信息，并通过ZigBee通讯将其发送给无线串口，再打包发送给Android手机平台，当该病患的生理特征信息异常时声光报警，并给医护端相关医护人员手机发送短信提醒；Android手机平台定时将该病患的信息通过GPRS方式上传给远程医疗监护服务器备案，当远程专家判定该病患信息异常时，命令该病患携带的Android手机平台声光报警。
文档编号G06F19/00GK102270272SQ20111013247
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者沈毅, 王强, 王昌宏 申请人:哈尔滨工业大学