基于可穿戴节点的无线医疗传感网应用系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能穿戴设备技术领域，设及基于可穿戴节点的无线医疗传感网应用 系统。
【背景技术】
[0002] 随着近年智能手机和无线技术的发展，怎么样将无线技术与传统医疗相结合越来 越受到人们的关注。现有的无线医疗产品主要分为两个方面，即智能穿戴设备和无线医疗 管理系统。
[0003] 智能穿戴设备是由智能手机和互联网的发展所衍生出来的，其主要是利用传感器 采集人的生理数据。例如将传感器放在鞋底，当人步行的时候，传感器通过蓝牙将信息传输 到手机，然后再通过手机传输到云端，然后对其进行分析并给出一个报告。又如将传感器用 在睡眠监测中，当人睡眠的时候，就会带上一个睡眠监测的仪器，通过与家庭中的无线WIFi 相连接，传感器能够在我们睡眠的时候记录下我们的睡眠过程，并对睡眠质量进行评估。智 能穿戴融合了现在的大数据、云计算、传感网技术，通过运些技术的相融合，在实际生活中 让人们对自己的身体知己知彼。无线医疗管理系统则是利用现在的无线技术，将医院的开 处方、划价等操作变成一个无纸化操作，进一步减少由于字迹不清等误解引起的抓错药等 事故。在国外，有一个专口研究无线医疗的研究所叫"西方无线研究所"，他们将医疗与无线 相结合，将运两个看似没关系领域通过技术的融合，使医疗变得更加人性化。运只是其中一 个，除此W外，还有多达600的无线公司在设足无线医疗行业。在国内，医疗行业主要还是传 统的操作流程，无线医疗还不普及。也有少数的医院在应用无线医疗的管理系统，例如上海 东方医院用到了54M的无线局域网，通过运个无线网络来管理整个医院，减少了很多纸制化 操作。
[0004] 无线医疗是未来医疗的一个发展趋势，而通过无线技术采集患者生理信息也将成 为必然，医生需要运样一套系统去关注患者每时每刻的生理指数，W及时调整患者的治疗 方案。
[0005] 传统医护工作都是医护人员人工采集，不能持续的采集数据，并不能分析出病人 体征数据的一个走向；而此设计则是通过病人佩戴便携式传感器自动采集，采集信息能够 自动上传，针对采集到的信息能够清楚的看出病人生理体征的变化图。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供基于可穿戴节点的无线医疗传感网应用系统，解决了传统 医护工作都是医护人员人工采集，不能持续的采集数据，不能分析出病人体征数据的一个 走向的问题。
[0007] 本发明所采用的技术方案是包括采集节点，采集节点通过无线方式连接汇聚节 点，将采集到的数据送至汇聚节点，汇聚节点通过无线方式连接网关，将采集节点的数据转 发至网关，网关通过雌?八？协议将数据转发至后台PC服务器。
[0008] 采集节点为病人所携带，采集和传输传感器数据;每个病房内放置一个汇聚节点 用于汇聚该病房内的所有采集节点W及在走廊内且靠近该汇聚节点的采集节点的数据;汇 聚节点与采集节点采用2.4G通信，与网关通信采用433M通信;采集节点包括MCU，MCU分别连 接热敏电阻和无线忍片，纽扣电池给MCU和无线收发器供电，热敏电阻一端接地，另一端与 MCU的AD输入管脚、20K电阻的一端连接在一起，20K电阻的另一端连接MCU的IOl端口；网关 和汇聚节点之间的通信采用轮询方式，即网关逐个询问汇聚节点来获取汇聚节点需要发送 的数据，轮询的顺序由汇聚节点的ID决定，网关收到汇聚节点上传的数据后，通过UDP发送 给PC服务器;PC服务器负责与网关通信和数据存储，P巧g务器的用户程序提供显示，报警， 管理的用户交互功能；用户程序运行时需要登录，护±身份登陆后直接添加医生姓名，然后 W此为过滤信息，提取出该医生名下病人和其传感器数据，每行显示一个病人的数据，单击 某个病人显示出其病人的当前溫度信息和历史信息曲线，对于每个病人，体溫显示时设定 相应的阔值，当超过此阔值时，该行数据W红色显示警示并能通过扬声器报警，值班护±通 过显示的信息可W快速的定位到病房甚至病床进行及时的治疗护理，并且在下次登陆时， 默认显示上次监测的信息，另外，当有新病人或者是病人出院时，护±增加或者删除该病人 携带的采集节点设备信息，当医生登陆时，在登陆时通过对比后台数据库，直接显示出当前 自己名下病人的体溫情况和历史信息。
[0009] 进一步，所述采集节点睡眠方法:发送指令让无线忍片进入睡眠模式，然后写MCU 自身寄存器进入STOP模式，进入STOP模式后，寄存器仍然保持，所有外设和CPU都停止工作， 初睡眠定时器除外，通过定时器中断唤醒，无线忍片通过片选CS下降沿唤醒，节点在每一次 醒来时，先将时间戳+1，然后判断是否有事件处理，如果有，则处理事件后进入睡眠，如果没 有事件，则立即进入睡眠。
[0010] 进一步，所述采集节点与汇聚节点之间的数据传输采用防碰撞方案：
[0011] 方案1:时间同步防碰撞；
[0012] 采集节点在进行数据传输之前需要加入汇聚节点网络，入网之后采集节点的ID、 IP和Actvity信息都保存在汇聚节点的缓存中，每个终端节点具体入网通信流程如下：
[001引1)采集节点处于未入网状态时，定时发出入网请求广播，目标ID为Oxffffffff，定 时的值由定值化b+随机数，Tnb/10<随机数<Tnb来确定，请求包携带采集节点的硬件ID，如 果未收到应答，则下一次切换信道发送请求；
[0014] 2)汇聚节点收到入网请求，判断该采集节点是否已经入网，若有，则更新life并回 发IP和时间戳，若没有，则发送新产生的唯一的IP再回发；
[0015] 3)采集节点收到入网应答，获得IP和时间戳，完成入网，入网后会同步更新该时间 戳，需要发送数据时，在时间戳后除W20取余，余等于IP的时刻发送数据，运样由于IP不一 样，就可W避开节点间的发送碰撞;采集节点发送数据后会等待最多20ms来接收应答，如果 节点连续=次发送数据都无应答，则重新寻网；
[0016] 4)汇聚节点每收到一次采集节点的数据都需要更新其Actvity值为1，并回发应 答，包含时间戳，W此校准采集节点自身定时器误差；
[0017] 5)采集节点如果没有数据要发，需隔一段时间化发送屯、跳包，W更新其Actvity, 汇聚节点需间隔2化对入网的采集节点Actvity属性值减1，当减到0时认为该节点已掉网， 则从缓存删除。
[001引方案2:随机通信防碰撞；
[0019] 已入网的采集节点随时可W发送数据，若无应答，则认为碰撞，产生用于定时的随 机数化b/10<随机数<2化b用于下一次重发，如果连续5次无应答，则认为该采集节点掉网， 需要重新加入网络发送数据。
[0020] 本发明的有益效果是能持续的采集数据，方便分析出病人体征数据的一个走向。
【附图说明】
[0021 ]图1是本发明系统结构示意图；
[0022] 图2是采集节点结构示意图；
[0023] 图3是采集节点的热敏电阻连接示意图；
[0024] 图4是汇聚节点结构示意图；
[0025] 图5是本发明系统终端节点入网通信流程。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0027] 该项目是把无线传感网新技术用于住院病人的体征检测管理。通过随身传感器采 集体征数据，用无线方式汇总到总控制台，医护人员可W实时的观测所有病房的病人数据， 及时发现数据预警并及时诊断处理，提高了医护管理的技术水平和工作效率。取代传统有 线网络的无线传输方式可W灵活快速部署、省却布线施工的烦扰和人工成本，还可W重新 配置网络节点和路径W满足医院现场布局的变动。
[0028] 整个系统分为四个子系统:随身采集节点、汇聚节点、网关机、PC端管理系统。随身 采集节点获取病人的数据，例如体溫、脉搏等;每个房间的汇聚节点W无线方式汇总多个采 集节点的相关数据;多个房间的汇聚节点组成无线主干链路，并通