基于无线传感器网络的健康监测系统设计

第23卷　第2期电子测量与仪器学报V ol 123　N o 12　・94　・ J OU R N A L O F EL EC T RO N I C M EA S U R EM EN T A N D I N S T RUM EN T　2009年2月本文于2008年4月收到。

3基金项目:广东省自然科学基金(编号:07010116)资助项目。

基于无线传感器网络生理参数采集系统设计3王　骥1　沈玉利2　林　菁1(1.广东海洋大学信息学院,湛江524088;2.仲恺农业工程学院,广州510225)摘　要:针对医院外人员远程监护,提出了一种基于无线传感器网络的人体动态生理参数采集系统。

系统将传感器网络节点布置于人体相应部位连续采集多种生理信息,直接无线发送到网关,经网关处理后将有价值信息通过CDMA 网络上传因特网送至专家系统,实现远程电子全双向的互诊。

利用所研制系统对受试者距离监测中心30km 外进行心音采集实验,实验结果与客观相符,实验数据误差不大于0.2%。

实验证明,系统稳定地工作在950M HzISM 频段,接收灵敏度-98dBm ,发射功率0.75mW ,数据速率40kbp s ,通信距离2.5km 。

而且较好地满足了实时远程监测的要求。

系统符合人类生活健康质量高要求的趋势,实现了远程医疗资源共享,因此具有特别旺盛生命。

关键词:生理信息采集;远程会诊;无线传感器网络;码分多址中图分类号:TP393.1TP873文献标识码:A国家标准学科分类代码:510.4010;520.20Design of collection system of physiological parameters based onwireless sensor net w orksWang Ji 1　Shen Yuli 2　Lin Jing 1(rmation School ,Guangdong Ocean University ,Zhanjiang 524088,China 2.Zhongkai University of Agriculture and Engineering ,Guangzhou 510225,China )Abstract :A remote system based on wireless sensor networks is p roposed for Non 2hospital personnel dynamic monitoring.The corresponding position of sensor nodes are arranged in order to collect a variety of human p hysiological information ,and t ransported to sink by wireless directly.The information is processed and t he valuable information is uploaded to Internet t hrough CDMA network ,and sent to t he database and achieve electro nic f ull duplex diagno sis.The developed system is used to collect t he heart sounds of a vol 2unteer t hat is over 30kilometers away.The experimental result is objective.The data error is not more t han 0.2percent.The model experiment shows t hat t he system operates stably at t he operating f requency 950M Hz ISM bands ,receives sensitivity -98dBm ,t ransmit s power 0.75mW ,data rate 40kbp s and wireless communication distance 2.5km.It satisfies t he real 2time requirement of remote monitoring.The feat ure of system is t he share of medical resources and is suitable to improve human healt h quality.So it is vital.K eyw ords :p hysiologic information collection ;long 2distance diagnosis ;wireless sensor networks ;CD 2MA1　引　言人体基本生理参数中蕴涵丰富的人体健康状态信息,生理参数的连续动态监测更为了解相关系统的生理、病理状况提供了丰富信息,如动态心电监测(Holter )、动态血压监测(AMB P )等。

无线传感器网络在医疗健康中的应用案例随着科技的不断进步，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）在医疗健康领域的应用日益广泛。

无线传感器网络是由大量无线传感器节点组成的网络，这些节点能够感知、采集和传输环境信息。

在医疗健康领域，无线传感器网络可以用于监测患者的生理参数、实时追踪病情变化、提供个性化的医疗服务等方面。

本文将介绍几个无线传感器网络在医疗健康中的应用案例。

首先，无线传感器网络在健康监测方面有着广泛的应用。

例如，可以将无线传感器节点植入患者体内，实时监测患者的体温、心率、血压等生理参数。

这些数据可以通过无线传感器网络传输到医疗中心，医生可以随时查看患者的健康状况，及时采取相应的治疗措施。

此外，无线传感器网络还可以用于监测老年人和慢性病患者的日常活动，例如睡眠质量、步数统计等，为医生提供更全面的健康评估和个性化的康复方案。

其次，无线传感器网络在疾病预防和控制方面也发挥着重要的作用。

例如，在传染病爆发期间，可以通过无线传感器网络实时监测人群密集区域的空气质量、温度、湿度等环境参数，及时发现异常情况并采取相应的防控措施。

此外，无线传感器网络还可以用于监测水质、食品安全等方面，提前预警可能存在的健康风险，保障公众的健康安全。

另外，无线传感器网络在医疗设备监测和管理方面也有着广泛的应用。

例如，医院可以利用无线传感器网络监测和管理医疗设备的运行状态，及时发现设备故障并进行维修。

此外，无线传感器网络还可以用于监测和管理药品的存储温度、湿度等参数，确保药品的质量和安全性。

除了以上提到的应用案例，无线传感器网络还可以在远程医疗、智能康复等方面发挥重要作用。

例如，通过无线传感器网络，患者可以在家中进行远程医疗，医生可以远程监测患者的健康状况并提供远程诊断和治疗建议。

此外，无线传感器网络还可以用于智能康复设备，例如智能假肢、智能助行器等，帮助患者恢复功能并提高生活质量。

综上所述，无线传感器网络在医疗健康领域的应用案例丰富多样。

基于物联网的智能健身监测系统设计随着人们对健康管理的重视不断增加，智能健身监测系统作为一种新兴的科技产品正日益受到人们的追捧。

基于物联网的智能健身监测系统设计，正是为了满足人们对个人健康管理的需求和期望而开发的一种创新科技产品。

本文将从系统的设计原理、功能特点、应用范围和未来发展趋势等方面进行介绍和分析。

首先，基于物联网的智能健身监测系统设计的核心原理是通过传感器、无线网络和云计算技术相结合，实现数据的采集、传输、分析和存储。

传感器可以植入或佩戴在用户身上，通过感知用户的生理指标和运动状态，如心率、血氧饱和度、步数等，然后将这些数据通过无线网络传输到云服务器进行实时监测和分析。

云服务器利用先进的算法和人工智能技术对数据进行处理，生成用户的健康报告和个性化建议，帮助用户进行健身和健康管理。

其次，基于物联网的智能健身监测系统设计具有以下几个功能特点。

首先是数据的实时性和准确性，用户可以随时监测自己的健康状况和运动量，及时调整运动计划。

其次是个性化的健康管理，系统能够根据用户的个人信息和健康目标，制定相应的运动计划和饮食建议。

此外，系统还具备数据的可视化展示功能，用户可以通过手机或电脑查看自己的健康数据和健身报告，更直观地了解自己的身体状况。

最后，系统还可以与其他智能设备和移动应用进行数据共享和互联互通，提供更全面的健康管理服务。

基于物联网的智能健身监测系统设计在应用范围上非常广泛。

首先，个人用户可以通过佩戴智能手环或植入传感器，实时监测自己的健康状况和运动量，进行个性化的健身管理。

其次，健身房和运动俱乐部可以引入智能健身监测系统，对会员进行健康管理和运动指导，提升用户体验和满意度。

再者，医疗机构和养老院可以利用智能健身监测系统，实现对患者和老年人的远程监护和健康管理。

甚至企业可以为员工配备智能健身监测系统，提高员工的健康水平和工作效能。

最后，基于物联网的智能健身监测系统设计在未来还有许多发展趋势。

首先是传感器技术的不断创新和进步，使得传感器的性能和精度得到提升，进一步提高系统的数据采集和监测能力。

基于无线传感器网络的智能医疗应用系统设计智能医疗应用系统是基于无线传感器网络的一种创新型医疗方案，它通过无线技术的应用，将传感器网络与医疗设备相结合，实现了对患者的远程监控和实时数据传输。

本文将详细介绍基于无线传感器网络的智能医疗应用系统的设计原理、组成部分以及其在医疗领域的应用前景。

智能医疗应用系统的设计原理基于无线传感器网络技术，该技术可以实现医疗设备与监测设备之间的数据传输和远程监控。

传感器网络是由多个分布式传感器节点组成的网络，这些节点可以无线与中心控制器通信，实现对患者的实时监测和数据采集。

传感器节点可以部署在患者身上或者周围环境中，通过监测体征、身体状况等参数，实时获取患者的健康状态。

智能医疗应用系统通常由以下几个组成部分构成：传感器节点、无线通信模块、数据处理与存储单元以及远程监控终端。

传感器节点负责采集患者的生理参数，如心率、体温、血压等，并将采集到的数据通过无线通信模块传输给数据处理与存储单元。

数据处理与存储单元对采集到的数据进行处理和存储，并将处理后的数据发送给远程监控终端，供医生或护士进行远程监控和诊断。

远程监控终端可以是电脑、平板或者手机等设备，医护人员通过该终端可以实时查看患者的数据并及时采取相应的诊疗措施。

基于无线传感器网络的智能医疗应用系统在医疗领域有着广泛的应用前景。

首先，它能够实现对患者的实时监控，医护人员可以随时掌握患者的健康状况，及时采取诊断和治疗措施。

这在急救和重症监护等领域具有重要意义，可以大大提高抢救生命的效率和成功率。

其次，智能医疗应用系统可以实现对患者的远程监护，使得患者可以在家中或社区得到医疗保健，减轻对医院的压力。

此外，智能医疗应用系统还可以用于老年人和慢性病患者的健康管理，通过长期的数据监测和分析，及时预警和干预，提高患者的生活质量。

然而，智能医疗应用系统在设计和实施过程中还存在一些技术和隐私安全方面的挑战。

首先，如何选择合适的传感器和无线通信技术是一个关键问题。

基于无线传感器网络的飞行器结构健康监测系统的关键技术研究与应用作者：姚鹏刘刚刘岩张胜修来源：《现代电子技术》2013年第11期摘要：通过建立数据聚合器、时序引擎同步、无线同步信标和温度补偿机制，减小了无线节点之间的时序漂移量；通过利用智能开关、压电悬臂梁结构、电化薄膜可充电电池，从而实现了无线节点的能量收集与储存；通过实施ZigBee协议中所规定的安全服务方法，并且开启基于冲突检测的载波侦听多路存取信道访问方法和采用自适应跳频技术，从而提高了无线通信的安全性与可靠性；通过设置无线节点工作模式的自动调节算法，优化了节点的能效。

关键词：无线传感器网络；结构健康监测；时序同步；能量收集与储存； ZigBee中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）11⁃0028⁃050 引言目前，随着飞行器的结构更加复杂、工作环境更加多变，导致需要连接更多的传感器，用以监测飞行器的参数与状态，如果仅凭借“硬连接”的方式，势必会增加飞行器的重量和成本，从而制约飞行器的发展。

然而，随着无线传感器网络技术的日渐成熟，这种局面可能会彻底发生改变。

1 飞行器结构健康监测系统飞行器结构健康监测系统（Vehicle Structural Health Monitoring System，VSHMS）是将先进的传感器网络集成到飞行器结构中，通过对结构健康状况实时地监测，以确保飞行器的安全，并且能够降低维护时间与成本。

通过将无线传感器网络应用到VSHMS中，可以在很大程度上减少布线，从而压缩系统的体积、重量以及成本，提高测试技术的灵活性和系统的可维护性，并且具备快速布局和实时传输动态信息的能力[1]，以至于能够彻底实现飞行器的状态维护（Condition⁃Based Maintenance， CBM）[2]，从而推动航空航天技术的发展。

目前，国内外针对VSHMS的研究工作，主要集中在相关节点与网络的设计[1，3⁃5]以及状态信息的提取与分析上[5⁃6]，但对于无线网络与有线网络的时序同步、无线节点的能量收集与储存、无线通信的安全性与可靠性等关键技术，研究成果相对稀缺[7]。

基于物联网的智能健康监测系统设计与实现智能健康监测系统是一种基于物联网的技术应用，通过传感器、通信技术和数据分析算法，实时监测用户的生理参数和日常行为，为用户提供智能化的健康管理和预防服务。

本文将详细介绍基于物联网的智能健康监测系统的设计与实现。

一、引言随着人们生活水平的提高和医疗技术的日益发展，人们对健康管理和疾病预防的需求也越来越高。

传统的健康监测方法往往需要人们前往医院或定期进行体检，存在时间和空间限制。

而基于物联网的智能健康监测系统则可以实现实时、便捷的健康监测和管理，极大地方便了用户的生活。

二、系统设计1. 传感器技术的应用智能健康监测系统需要使用各类传感器来获取用户的生理参数和日常行为信息。

例如，心率传感器、血压传感器、体温传感器等可以用于监测用户的生理指标；加速度传感器、陀螺仪等可以用于监测用户的日常活动与运动。

传感器获取的数据会通过无线通信传输至系统平台，实现数据的实时可视化和存储。

2. 系统平台的建设智能健康监测系统平台是系统的核心部分，它负责接收传感器上传的数据、进行数据处理与分析，并根据用户需求提供相应的健康管理和预防建议。

系统平台可采用云计算技术，将数据存储在云端，方便用户随时随地进行健康管理。

同时，系统平台还可以与医疗机构、健康管理中心等进行数据共享与交流，提供更全面的健康服务。

3. 数据分析与算法设计对于大量存储在系统平台中的健康数据，智能的数据分析与算法设计是智能健康监测系统的重要环节。

通过采用机器学习、数据挖掘等技术，系统可以对用户的健康数据进行分析和预测，提供个性化的健康管理方案。

例如，根据用户的心率变化与睡眠习惯，系统可以自动调整用户的作息时间，提供合理的运动方案。

三、系统实现1. 传感器节点的选择与布置根据用户的需求和系统设计的目标，选择合适的传感器节点。

传感器需要考虑测量精度、功耗、通信方式等因素。

在实际布置时，需要考虑传感器节点的数量、位置和布线方式，以保证传感器能够准确地获取用户的健康数据。

基于无线传感器网络的环境监测与数据采集系统设计一、引言随着科技的不断发展，环境监测与数据采集系统在各个领域起着至关重要的作用。

无线传感器网络技术的出现为环境监测与数据采集带来了许多便利和创新。

本文旨在设计一个基于无线传感器网络的环境监测与数据采集系统，以满足环境监测需求。

二、系统设计1. 系统框架设计本系统采用无线传感器网络作为基础架构，由多个传感器节点组成，一个基站作为数据中心。

传感器节点通过无线通信与基站进行数据传输与接收。

整个系统框架如下图所示：[插入系统框架图]2. 传感器节点设计传感器节点是系统中最基本的组成部分，它负责收集和传输环境数据。

每个传感器节点包括传感器、微处理器、存储器、无线模块等。

传感器用于检测环境参数，如温度、湿度、光照强度等。

微处理器负责数据处理和控制。

存储器用于临时存储采集的数据。

无线模块用于与其他节点和基站进行通信。

3. 数据传输和接收协议设计为了实现传感器节点与基站之间的可靠数据传输，本系统采用了一种高效的数据传输和接收协议。

该协议主要包括以下几个方面的设计：（1）节点间数据传输：传感器节点之间通过无线通信将数据传输到基站。

数据传输采用分布式的方式，每个节点将数据与其他节点共享，以提高系统的可靠性和稳定性。

（2）数据接收与存储：基站负责接收来自传感器节点的数据，并将数据存储在数据库中。

为了提高系统的可扩展性和容错性，可以采用分布式数据库和备份策略。

（3）数据处理和分析：基站对接收到的数据进行处理和分析，提取有用的信息。

可以利用统计分析、机器学习等方法对数据进行进一步挖掘，以获取更深层次的环境信息。

4. 系统部署和维护本系统需要合理部署传感器节点和基站，以实现数据的全面覆盖和及时采集。

传感器节点需要安装在需要监测的区域，确保能够准确感知环境参数。

基站需要部署在离传感器节点较近的位置，以保证与节点的通信质量。

系统的维护包括节点状态监测、数据质量监控和故障处理等。

可以通过远程监控系统对节点运行状态进行实时监测，及时发现和解决问题。

煤矿井下基于无线传感器网络的安全监测系统设计王帅(煤炭科学研究总院抚顺分院，辽宁抚顺113001)产品‘彳应用摘要本文针对井下监测系统的研究现状及存在问题，设计了一种煤矿井下基于无线传感器网络的安全监测系统，描述了系统的整体框架和各主要部分组成，详细阐述了利用无线传感器网络进行井下定位的工作原理及实现方案，该系统可以实时监测各种环境信息准确反映井下，地面的设备运行状态，从而提高煤矿安全监控系统的可靠性和安全性。

关键词：无线传感器网络；煤矿；安全；监测D esi gn of Syst em f or Saf e t y M oni t or i ng B as ed on W i r el es s Sens orN et w or ks under t he C oal M i neW a ng Shu ai(Fushun B r anch of C hi na C oal R es ear ch I ns t i t ut e，F ushun L i aon i ng113001)A bs t r act Th i s pap er des i gns a s yst em of sa f et y m oni t o r i ng based on w i r el e s s s ens o r net w or kf or t he r es e ar ch of m oni t o r i ng s ys t em und er t he coa J m i ne．T he w ho l e f l am e and al J s ect i ons of s ys t emar e des c ri bed and pr i nci pl e of l ocal i za t i on under t he coa l m i ne by usi ng w i r el e s s s ens o r net w or ks iSe xpat i at ed i n det a i l i n t hi s pap er．T he s ys t em can m oni t or envi r o nm ent i nf or m at i o n of r eal t i m e andr ef l ec t s t he r unn i ng st at e of a ppa ra t us bo t h on t he s ur fa ce and under gr ound．T hen t he r el i ab i l i t y and sa f et y of t he c oa l m i ne m oni t or s ys t em ar e i m proved．K eyw or ds l w i r el e s s s ens o r net w or ks；coal m i ne；s af et y：m oni t or i ng1引言能预警的煤矿安伞监测系统。