分析基于無線傳感器網絡技術的遠程醫療監護系統的研制

林木森

摘要：無線傳輸技術取得了較為顯著的成就，而無線傳感器網絡技術也更加廣泛的應用于不同的社會領域。文章在醫療監護系統中引進該無限傳感網絡，介紹了一套建立于ZigBee 技術基礎上的遠程醫療監護系統，該系統可以收集病人各項生理指數以及圖頻等信息，經由網絡及時的傳輸至醫療監護基站，由此可以對病患的基本身體狀況進行動態追蹤了解，進而可以為治療提供及時的保障。

關鍵詞：ZigBee 技術 無線傳感器網絡 遠程醫療監護系統

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0093-01

當今，國家人口老齡化趨勢更加明顯，老年人所占比例在不斷的提升，老年人健康和人身安全逐步引其全社會的關注，為老年人建立系統、安全的醫療監護系統是當前也研究的熱點問題。

1 關鍵技術 ZigBee 技術

ZigBee技術指的是建立于802.15.4 無線標準基礎上開發的全新的短距、無線通信手段。該技術在無線通信網絡基礎進行了一定的延伸，與此同時，ZigBee技術具有價格低廉、便于攜帶等優勢，由于其距離短、相對簡單、功耗小、信息傳輸速率相對低，所以廣泛應用于自動和遠程控制領域。該技術可以進行定位，可以作為無線傳感器網絡的通訊協議。該技術成功過解決了家庭、醫療器械、自動化、傳感技術等多項問題。較之一般的通訊手段，ZigBee具有顯著的特點，如下：

（1）具有較強的安全性。因為ZigBee技術加密方法較為先進，為AES-128加密算法，而且具有較為理想的信息校對功能，可以在一定程度上提升信息的安全指數。（2）價格相對經濟，成本不高。芯片價格基本都低于10元人民幣。（3）關于zigBee技術的功耗，其優勢非常明顯，無線局域網的功耗數小時便會消耗殆盡，藍牙則可以支持數天，而zigBee采用低耗模式可以堅持數年之久。（4）zigBee使用的工作頻段屬于免費的，是世界通用的2.4GHz頻段。（5）延時極短，一般情況下，延時在25毫秒左右。（6）信息傳遞速率不高，一秒鐘基本可以完成10-250兆字節，這剛好可以滿足傳遞速率較低的網絡。（7）ZigBee的網絡節點支持量較大，最高能夠實現216個。（8）關于覆蓋范圍，ZigBee可以按照具體的發射功率等相關要素確定其實際的覆蓋距離，通常可以遠至300m左右[1]。

因為ZigBee技術具備上述優勢，所以在遠程醫療監護體系中使用非常合適。

2 無線傳感網絡的系統結構及工作原理

文章介紹了無線傳感器網絡環境下的遠程醫療監護系統，該系統的結構屬于多層次網絡形式的，也就是該監護網絡的組成部分有醫療監護基站以及ZigBee傳感器節點，兩個組成部分之間形成個人傳感網絡。由此多數這種形式的網絡可以構成一個監護體系。ZigBee技術可以允許三類網絡拓撲架構，分別為網狀、星形、樹型結構[2]。第一種具有較好的健壯性，但是其能耗相對較高；第二種的優勢是功耗非常低，具體的規模也相對簡潔，不復雜，在短距傳輸中應用較為合理；第三種結構同星型結構一樣形成的能耗低，同網狀結構一樣拓展范圍廣。而醫院自身的監護距離相對較廣，但是節點傳感領域較窄，鑒于此，我們選用樹型網絡拓撲結構。

文章中介紹的傳感器基本由安置在監測范圍中較為經濟的微型ZigBee的節點構成。該節點中央處理器具有監控生命招標的功能，同時持續收集患者各項生理信息。此外，該處理器還可以動態監測部分醫療將其狀況，及時將數據傳輸出去。監控范圍內遍布傳感器節點，這些節點實時收集人體的血壓、溫度、脈搏等具有一定價值的信息，這些節點將數據采集完畢，在通過構建完成的途徑將信息傳輸出去，輸送給ZigBee無線通訊模塊，繼而在輸送到匯聚節點。最終，由控制以及顯示部分的信息處理系統處理和現實相關信息[3]。與此同時，把處理的數據結構進行儲存，儲存到數據庫中方便后續的信息檢索等操作。經過處理的數據也能顧利用互聯網傳遞給醫療監護基站，方便專業醫生統計和分析數據，還可以利用3G 模塊將具有價值的數據傳遞給特定的醫護工作者的手機里。下圖1描述了該遠程醫療監護系統的體系結構。

3 結語

本文詳細介紹了ZigBee技術基礎上的遠程監護系統。該系統具有顯著的優勢，在醫療監控中發揮非常積極作用，其市場發展前景非常樂觀，在未來該技術創造的經濟效益也是不容小覷的。

參考文獻

[1]頓文濤，盧高飛，左秀生，趙玉成，李子山，袁超，馬斌強.無線傳感器網絡在遠程醫療監護系統中的應用[J].農業網絡信息，2014，No.21202：43-46.

[2]陳雯，孫紅兵.基于無線傳感網絡及移動主體的遠程醫療監護系統研究[J].現代電子技術，2012，v.35；No.37415：55-58.

[3]馮英偉，賈濱，杜春梅.基于無線傳感網的遠程醫療監護系統研究[J].河北建筑工程學院學報，2012，v.30；No.10503：82-85.