一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能监测技术领域，特别是一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网 节点装置。
【背景技术】
[0002] 鉴于人口老龄化严重和医疗资源紧缺，现代医疗体系面临着新的挑战。根据美国 人口统计局预测，到2025年，世界老年人口（65岁及以上）将增至现在的2倍。此时，整体 的医疗支出将是现在的3倍，约是全球GDP的20%。即将到来的医疗危机迫使着研究人员、 企业家、经济学家制定高效、快速的健康解决方案。可实时更新病人生理特征的无线传感网 健康监测系统为此提供了有效的解决方案。在体育活动、紧急情况、军事和医疗保健中，无 线传感网健康监测系统远程监控身体状态和周围环境变得越来越重要。
[0003]用以检测人体信号和周围环境的集智能化、小型化、低功率于一体的无线传感网 节点可位于人体体表、体内或人体周围。每一个节点都有足够的能力面对和处理对应的信 号。无线传感网节点可在不干扰人体日常行动的前提下对人体进行长期健康检测，这可用 于开发一种智能的和便宜的卫生保健系统，并可用于维护慢性病、监督外科手术恢复、处理 紧急情况事件的一部分。
[0004] 考虑医生检查来访的患者血压，他可能会焦虑，从而升高压力导致不准确的诊断。 因此，如果病人可以安装一个不需要干预的简单监控系统，在其正常的业务时建立一幅血 压的变化图。这给医生的将是一个更好的精确和实时结果。为了实现这些需求，监控运动 和身体功能是必不可少的。这种监控系统要求传感器和无线系统非常轻便和集成。
[0005] 青岛东合信息技术有限公司开发出来的小型医疗无线传感器节点可以实现对单 个生理参数的持续监测；TamuraT，MizukuraI等人设计了一款家庭便携式血压检测仪。 NguyenKD，ChenI等人设计了一款用于监测手臂运动轨迹的传感器节点；韩国釜庆国立 大学通信工程实验室成功研制出镶嵌有脉搏和体温监测节点的T恤。较之这些市面常见无 线传感器节点仍存在以下缺点：（1)不能同时监测多项信息；（2)有线传输，不方便用户运 动与佩戴，使用范围较小；（3)节点大型化，成本较高。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种面向运动康复的 可穿戴式无线传感网节点装置，此无线传感网节点为可穿戴式，兼容传统的节点功能的同 时摒弃了佩戴的繁琐；另一方面使用无线传感网络的同时，增加了Bluetooth方式。
[0007] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0008] 根据本发明提出的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置，包括多个 节点、监测终端；其中，所述节点包括传输节点和网关节点，所述传输节点包括人体信息采 集模块、信号处理模块和通信模块；所述人体信息采集模块包括体温采集模块、脉搏采集模 块、肌电采集模块、皮电采集模块、心电采集模块、运动姿态采集模块、第一至第六信号调理 电路和AD电路；所述信号处理模块包括主处理器、从处理器和存储单元；所述通信模块包 括蓝牙单元、无线传感器网络单元；所述监测终端包括手持监测终端和电脑监测终端；其 中，
[0009] 体温采集模块，用于将采集的体温信号输出至第一信号调理电路；
[0010] 脉搏采集模块，用于将采集的脉搏信号输出至第二信号调理电路；
[0011] 肌电采集模块，用于将采集的肌电信号输出至第三信号调理电路；
[0012] 皮电采集模块，用于将采集的皮电信号输出至第四信号调理电路；
[0013] 心电采集模块，用于将采集的心电信号输出至第五信号调理电路；
[0014] 运动姿态采集模块，用于将采集的运动姿态信号输出至第六信号调理电路；
[0015] 第一信号调理电路，用于对接收的体温信号进行调理，输出调理后的体温信号至 AD电路；
[0016] 第二信号调理电路，用于对接收的脉搏信号进行调理，输出调理后的脉搏信号至 AD电路；
[0017] 第三信号调理电路，用于对接收的肌电信号进行调理，输出调理后的肌电信号至 AD电路；
[0018] 第四信号调理电路，用于对接收的皮电信号进行调理，输出调理后的皮电信号至 AD电路；
[0019] 第五信号调理电路，用于对接收的心电信号进行调理，输出调理后的心电信号至 AD电路；
[0020] 第六信号调理电路，用于对接收的运动姿态信号进行调理，输出调理后的运动姿 态信号至AD电路；
[0021]AD电路，用于将调理后的体温信号、调理后的脉搏信号、调理后的肌电信号、调理 后的皮电信号、调理后的心电信号、调理后的运动姿态信号转换成数字信号后输出至主处 理器；
[0022] 主处理器，用于对数字信号进行处理后，输出数据包至存储单元；
[0023] 存储单元，用于将存储的数据包输出至从处理器；
[0024] 从处理器，用于将数据包转变为无线信息格式数据帧，输出至蓝牙单元或无线传 感器网络单元；
[0025] 无线传感器网络单元，用于将接收的无线信息格式数据帧输出至网关节点；
[0026] 蓝牙单元，用于将接收的无线信息格式数据帧输出至手持监测终端；
[0027] 网关节点，用于将无线信息格式数据帧通过串口输出至电脑监测终端。
[0028] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，信号调理电路包括依次连接的前置放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路、工频 陷波电路和后级放大电路。
[0029] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，所述无线传感器网络单元的型号为AT86RF230。
[0030] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，还包括4层立体电路板，所述通信模块设置在立体电路板的第一层，信号处理模块 设置在立体电路板的第二层，人体信息采集模块设置在立体电路板的第三层，立体电路板 的第四层上设有电池；立体电路板上的每一层上都安装有掀盖式FPC连接器，立体电路板 上的层与层之间通过FPC连接器连接。
[0031] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，所述主处理器是TMS320 5000系列DSP。
[0032] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，所述从处理器是ATmegal1280处理器。
[0033] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，所述蓝牙单元是主从一体BC0-4B模块。
[0034] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，所述无线传感器网络单元基于IEEE802. 25. 4协议，共有16个信道，其工作频段为 2. 4GHz，与WiFi、Zigbee处于统一频段，具有抗干扰功能。
[0035] 作为本发明所述的一种面向运动康复的可穿戴式无线传感网节点装置进一步优 化方案，所述运动姿态采集模块包括三轴加速度传感器、地磁传感器和陀螺仪。
[0036] 本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0037] (1)有效解决无线传感器网络系统中传感节点应用范围窄的问题，且系统投资成 本低、性价比高、实时性好、安全可靠、使用和维护方便；
[0038] (2)本发明中的人体信号采集模块和信号处理及通信模块，共同组成一个传感节 点，人体信号采集模块可以采集人体体温、脉搏、肌电、皮电、心电信号，因此节点可实现不 同的功能；
[0039] (3)存储器中储存主处理器对各人体信息数据经行计算、变换、解析、滤波、校验和 特征提取算法，可在不影响数据真实效果的同时，有效的控制数据大小，以降低了传输率和 系统功耗；
[0040] (4)本发明的无线