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基于无线传感网络的智能健康监测与管理系统设计智能健康监测与管理系统是一种基于无线传感网络技术的创新系统，旨在实现人体健康状况的实时监测与管理。
系统结合传感器、数据处理和可视化界面，为用户提供整体的健康状况评估和个性化的健康管理方案。
本文将详细介绍基于无线传感网络的智能健康监测与管理系统的设计、原理和应用。
一、引言随着社会发展和生活水平的提高，人们对健康的关注度逐渐增加。
然而，传统的健康监测和管理方式存在一些不足之处，如缺乏实时性、不便携性和个性化设置。
为了解决这些问题，基于无线传感网络的智能健康监测与管理系统应运而生。
二、系统设计1. 传感器选择与布置智能健康监测与管理系统采用多种传感器来监测人体各项生理指标，如心率、血压、体温等。
在选择传感器时，需要考虑其精度、稳定性和功耗等因素，确保测量结果的准确性和可靠性。
传感器的布置位置也需要科学合理，以保证数据的全面性和真实性。
2. 数据采集与处理传感器通过无线传感网络将监测数据实时传输到数据采集设备。
数据采集设备负责对数据进行采集、处理和存储。
采集设备可以是个人电脑、智能手机或专门的数据采集器。
在数据处理过程中，可以利用算法和模型进行数据的滤波、去噪和分析，提取有价值的健康信息。
3. 健康评估与管理系统基于采集到的数据，系统能够对用户的健康状况进行评估。
通过对不同指标的综合分析，系统能够给出用户的健康得分和相关建议。
同时，系统还可以根据用户的个性化需求和健康目标，制定相应的健康管理方案。
系统的可视化界面使用户能够直观地了解自己的健康状况和管理进展。
三、系统原理智能健康监测与管理系统的核心原理是利用无线传感网络将用户的生理指标实时采集和传输到数据采集设备。
传感器负责对生理指标进行监测和信号转换，无线传感网络负责数据的传输和通信，而数据采集设备则负责对数据的处理和分析。
在数据处理过程中，系统将采用一系列算法和模型来提取有用的信息。
例如，通过心率的变化可以推测用户的情绪状态，通过血压和心率的关系可以评估用户的心血管健康状况。
基于无线传输功能的心电信号监测系统的设计的开题报告1. 研究背景和意义心电信号监测系统是一种非常重要的医疗设备，供医生和专业人士用于监测心率和心电信号，以分析和评估患者的心脏健康状况。
然而，传统的心电监测仪器通常需要连接到患者身体上的导电粘贴电极，这不仅不方便，也会导致使用过程中的不适。
因此，一种无线传输功能的心电信号监测系统就非常有必要了。
此外，在当前信息化大环境下，各种传感器设备正在得到广泛应用。
无线传感器网络是一种非常常见的传感器网络（WSN）类型，它主要用于传感器的数据共享和传输，从而增强传感器网络的整体实用性。
因此，基于无线传输功能的心电信号监测系统的设计，不仅可以提高心电监测系统的实用性和用户体验，还有助于将该系统与其他传感器设备和数据处理系统进行对接，从而进一步提高医疗机构的信息化水平。
2. 现有技术评述目前市场上已经有很多基于无线传输功能的心电信号监测系统。
这些系统主要采用Wi-Fi、蓝牙、NFC等无线传输技术，可以将监测到的心电信号实时传输到计算机或移动设备上。
此外，一些系统还可以通过云端存储等方式，将数据传输到多个设备上，方便用户查看和管理。
然而，这些现有的基于无线传输功能的心电信号监测系统存在一些局限性，包括：1）在信号传输的速度和距离上存在一定的限制。
2）不同系统之间的兼容性存在较大的问题。
3）传输过程中的数据保护和隐私问题，可能会对用户造成潜在的安全问题。
因此，设计一种高效、可靠、安全的基于无线传输功能的心电信号监测系统，是一个具有挑战性的工程问题。
3. 研究目标和内容本次设计的目标是开发出一种基于无线传输功能的心电信号监测系统，以解决传统心电监测仪器的局限性，提高心电监测的安全、实用性和用户体验。
设计的具体内容包括：1）系统整体架构设计：确定系统的基本架构，包括硬件和软件。
2）系统硬件设计：设计并制作空气静电传感器、触控屏幕和存储器等硬件设备。
3）系统软件设计：开发上层应用程序和操作系统，并完成核心算法和界面相关设计。
基于无线局域网的心电实时监护系统的设计与实现的开题报告一、研究背景及意义心脏疾病是目前世界上最常见的疾病之一，也是导致人们死亡的主要原因之一。
心电图（Electrocardiogram, ECG）的监测与分析，是诊断心脏疾病的常用方法之一。
传统的心电监测系统需要将病人连接到有线心电仪上，并需要医护人员在现场监测，这种方法存在不便的问题。
随着无线通信技术的发展和网络的普及，基于无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）的心电实时监护系统得到了广泛的关注。
该系统能够实现无线传输、实时监测和远程访问等功能，为医护人员提供了更加便捷和高效的工作方式，同时可以提高病人的舒适度和自由度。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是设计和实现基于无线局域网的心电实时监护系统。
具体来说，需要完成以下几项工作：1. 针对无线传输的特点，选择适合的无线通信技术和网络协议，确保传输的稳定性和可靠性。
2. 设计和实现心电信号采集装置，包括硬件和软件，能够实现对心电信号的实时采集、处理和压缩。
3. 研发数据传输和解析软件，即能够将采集到的心电信号通过无线局域网传输到远程服务器，并将数据进行解析和存储。
4. 搭建远程监测平台，使医护人员能够通过网络实时访问病人的心电监测数据，并进行分析和处理。
同时，还需要实现告警功能，能够在出现异常情况时进行及时提示。
五、研究方法和步骤1. 调研和分析目前常用的心电监测系统及其特点，包括有线和无线系统。
2. 根据无线传输的要求，选择合适的无线通信技术和网络协议，比如Wi-Fi或者蓝牙等。
3. 设计和实现心电信号采集装置，包括硬件和软件方面。
4. 研发数据传输和解析软件，确保数据在传输和存储过程中的稳定性和可靠性。
5. 搭建远程监测平台，使医护人员可以实时访问和处理病人的心电监测数据。
6. 对系统进行全面测试和验证，确保系统的稳定性和可用性。
六、预期成果本研究预期实现基于无线局域网的心电实时监护系统，具有以下特点：1. 无线传输，能够实现病人的自由活动和远程监测。
基于无线传感器网络的生命状态监控系统的设计随着时代的进步，生命科学和医疗健康领域不断发展，为了更好地监测生命状态并及时防范疾病威胁，基于无线传感器网络的生命状态监控系统被广泛应用于各个领域。
本文将介绍这种系统的设计。
一、系统构架基于无线传感器网络的生命状态监控系统由三个主要部分组成：传感器节点、网络结构和终端节点。
1.传感器节点：传感器是测量各种生命参数的核心部分，例如心率、体温、呼吸、血压等。
针对不同的测量目标，可以选择不同的传感器类型。
2.网络结构：将各个传感器连接在一起，形成一个无线传感器网络（WSN）。
除了传感器外，WSN 还包括一个或多个承载节点（Base Station），通常部署在远离测量设备但负责数据收集、处理和传输的地方。
3.终端节点：终端节点是最后的数据处理和结果呈现部分，它可以是一个简单的移动设备或一个专用的医疗设备。
终端设备可接收从承载节点采集的数据，并提供各种实时警报和分析。
二、系统架构基于WSN的生命状态监控系统的构建过程需要对如下的系统架构进行规定：1.选择传感器：基于监测的主要信息，选择相应的传感器。
2.确定传感器数量：确定所需要的传感器数量。
3.设计传感器网络：将传感器与网络结构组成的节点进行相互连接。
4.布置传感器网络：在生命状态监控系统需要监测的区域放置传感器，保证传感器网络能有效运行。
5.调试传感器&网络：运行并监测传感器及网络，调试传感器与网络以最大程度地提高测量参数的准确性。
6.后续维护：同时，基于WSN生命状态监控系统需要定义相应的维护策略及需求。
三、系统实现方法实现基于无线传感器网络的生命状态监控系统有三种不同的方法可以选择：1.基于工程设计的方法：基于工程设计的方法，适用于要实现高可靠性和高精度的生命状态监控系统。
2.基于模块化建构的方法：该方法将架构分成不同阶段，每个阶段的软件模块互相独立，通过模块化方式组合，可以更容易地进行测试和维护。
基于无线传感器网络的智能医疗监测系统设计与实现智能医疗监测系统是指利用无线传感器网络技术，实时监测和记录患者的生理参数，并通过数据分析和处理，为医生和患者提供精准的医疗服务。
本文将针对基于无线传感器网络的智能医疗监测系统的设计与实现进行详细介绍。
一、系统的设计思路和功能需求智能医疗监测系统主要包括传感器节点、数据传输模块、中心监控平台和患者终端设备。
传感器节点负责采集患者的生理参数数据，如心率、血压、体温等，并将数据传输至中心监控平台。
数据传输模块主要负责传输采集到的数据，可以采用无线传感器网络技术，如Wi-Fi、蓝牙等。
中心监控平台接收传感器节点传输的数据，并进行数据处理和分析，提供患者监测信息的展示和医疗决策支持。
患者终端设备可以通过手机、平板等移动终端设备接收监测数据，并提供相关提示和建议。
系统的功能需求主要包括以下几个方面：实时监测和记录患者的生理参数数据，如心率、血压、体温等；数据传输模块能够稳定、快速地传输采集到的数据；中心监控平台能够实时接收、处理和分析传感器节点传输的数据，提供实时监测信息和医疗决策支持；患者终端设备能够方便地接收和展示监测数据，并提供相关的提示和建议。
二、系统的技术实现1. 传感器选择与布置传感器是智能医疗监测系统的核心组成部分，影响监测数据的准确性和稳定性。
针对不同的生理参数，选择相应的传感器。
例如，心率可以使用心电传感器，血压可以使用血压传感器，体温可以使用温度传感器等。
在布置传感器时，要考虑患者的舒适度和监测效果。
例如，心率的监测可以选择贴身佩戴的心电传感器，血压的监测可以选择手腕式或臂式血压传感器。
2. 数据传输模块设计数据传输模块主要负责传输采集到的数据。
可使用无线传感器网络技术实现数据的快速、稳定传输。
可以选择Wi-Fi、蓝牙等无线通信协议，根据实际需求进行设计。
需要考虑传输的稳定性和功耗的问题，确保数据的可靠传输，同时降低系统的能量消耗。
可以通过定期传输、数据压缩等方法来实现。
基于无线传感网络的智能健康监护与数据分析系统智能健康监护系统的发展日益受到人们的关注和需求。
而基于无线传感网络的智能健康监护与数据分析系统正是针对这一需求而开发出的一种全新的解决方案。
本文将对这一系统的原理、功能以及应用进行详细介绍。
首先，为确保准确的监测和数据收集，基于无线传感网络的智能健康监护系统采用了一系列的传感器设备。
这些传感器可以被佩戴在人体不同的位置，用于收集身体各项生理指标，如心率、血压、血氧饱和度等。
然后，通过与无线传感网络连接，这些传感器将收集到的数据传输至数据中心或云端服务器进行存储和分析。
一方面，这一系统通过实时监测和追踪个体的生理指标数据，可以提供及时的健康状态反馈。
对于用户来说，他们可以通过手机或其他移动设备随时查看自己的身体状态，了解自己的健康状况，以便及时采取必要的保健措施。
而对于医护人员来说，他们可以通过系统提供的数据来进行对患者的远程监护，及时发现和处理患者健康异常情况，提供科学的健康干预措施，改善健康状况。
另一方面，基于无线传感网络的智能健康监护系统还具备大数据分析的能力。
通过收集大量的个体生理指标数据，系统可以利用数据分析算法对这些数据进行处理和分析，从而得出个体和群体的健康趋势、模式和规律。
例如，通过对大量心率数据的分析，可以发现某个人的心率变化规律，进而判断他是否存在心律不齐等潜在健康问题。
此外，系统还可以利用数据分析结果为用户提供个性化的健康建议，帮助他们更好地管理和改善自己的健康状况。
在应用方面，基于无线传感网络的智能健康监护与数据分析系统可以广泛应用于医疗、健康管理、运动训练等领域。
在医疗方面，该系统可以用于远程医疗，医护人员可以通过系统远程监测患者的健康状况，并且可随时发送警报，提醒医生处理可能存在的健康风险。
在健康管理方面，用户可以通过系统进行自我监测和管理，随时关注自己的健康状况，根据数据分析结果进行合理的饮食、运动和休息管理，提高健康水平。
新型Zigbee无线传感器网络的心电监护系统的研究与设计摘要传统的有线心电监测系统导线连接复杂、不可移动和扩展性差的缺点。
为了克服这些问题，提出了一种基于Zigbee无线网络的心电监测系统。
为实现这个目标，首先完成了心电信号的采集和处理电路的设计。
详细介绍了具有模数转换功能的终端节点、网络协调器节点的设计。
给出了整个Zigbee无线网络的结构，并完成了监测软件的设计和实现。
结果说明，系统有较好的灵活性和扩展性，为心电监测提供了一个方便、有效的无线解决方案。
关键词：心电、Zigbee、A/D转换、无线网络0、前言心电信号中包含着人体最基本、最重要的生理参数,对这些生理参数进行监护与检测对患者的健康以及心血管疾病的预防和治疗有着极其重要的意义。
近年来,心脏病的发病率和致死率呈现出上升势头,心血管疾病己成为世界上最为普遍的也最危害健康的疾病。
由于这类病症都具有偶然性和突发性的特点,因此要防治心脏病就必须对患者进行长时间的跟踪治疗。
同时,心脏病的发病特点使得心脏病的治疗时机显得尤为重要,如急性心肌梗塞最正确治疗时间为发病后的一小时之内,但研究结果说明:只有不到1/5的病人在心肌梗塞发作后一小时内被送往医院接受治疗。
针对这种情况,需要寻求一种有效的解决方法,使得医生在患者病发后能够及时获得有效的心电数据,从而减少患者从病发到接受治疗的延误时间。
因此,心电监护便成为了一种很可行的有效解决方法。
现今,人们对自身健康问题的关注程度越来越高。
而随着传感器技术、无线通信技术和信息技术的发展,远程医疗和健康监护得到了更为广阔的发展空间。
健康监护中最常使用的就是心电监护。
心电监护系统的设计,己成为现代医学仪器发展的一个必然趋势。
建立功能强大的心电监护系统,可以到达对患者进行实时心电监护的目的,同时能够对患者的心电数据进行自动分析与诊断。
医生可通过监护系统实时查看患者的心电图,如假设发生心电异常,系统将及时发送报警信息,以减少患者病发的危险;同时能够将发病时的心电波形通过传输线路输送到医生那里,以便于医生进行诊断分析,并制定有效的治疗方案。
摘要远程医疗监护借助于单片机、PC机、传感技术和现代无线通信技术，是一种体积小、功耗低、实时安全的便携式人体健康参数无线监测系统。
在节点的设计中，包括生理信息与数据采集单元、中央处理单元、无线数据通信单元、电源单元等部分组成;生理信息与数据采集单元负责监测被监护对象的生理信息的采集、调理和数据转换;中央处理单元负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等;无线传输单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据。
围绕CC2420和MSP430F149两个核心器件，以脉搏传感器为信息采集前端，提取脉搏信号，经由电荷放大、滤波、上频陷波、信号整形等调理电路，传输至MSP430单片机进行处理后，再由CC2420为核心的射频模块无线发送至远端节点，远端节点将接收到的信息传递给后端的主机，将患者的生理数据贮存并分析。
关键词:远程医疗监护,无线传感器网络,802.15.4/Zigbee, WLAN, Medicinal applications,wireless sensor networks,802.15.4/ Zigbee, WLANABSTRACTIn the presence of singlechip,wireless communication technology, based on the parameters of human's sensing technology, microcomputer, and modernthis paper presents a health, which is smallwireless monitor system low power consumption, In this system, The author designed the wireless sensor network demonstration system based Zigbee technology. Then it is introduced the designing of the network nodes as thehardware platform, including the testing and surveying unit, signal processing unit, network transmission unit and so on. The examination and survey unit is responsible to monitor physiological information of the patient gathering, adjusting and the data conversion. In this design, the data collection unit mainly takes the pulse sensor as the example. The central processing unit is responsible to control the processing operation, the route agreement, the synchronized localization, the consumption power management, the task management and so on of entire nodes. The wireless transmission unit is responsible to communicate with other nodes, exchange controlling information and receiving and sending data. The CC2420 and the MSP430F149 are used as the main chips of the system. Sensor is used as the information gathering detector to distill the pulse signal which is translated to MSP430 chip through enlarges, the filter, the labor frequency by way of the electricKey Words:Medicinal applications; wireless sensor networks;802.15.4/ Zigbee; WLAN目录摘要 (I)ABSTRACT (I)0引言 (1)1 绪论 (1)1.1 远程监护概述 (1)1.2远程监护的研究背景和意义 (2)1.2.1研究背景 (2)1.2.2研究意义 (2)1.3国内外相关研究 (2)2医疗监测原理与系统设计思想 (3)2.1医疗监测原理 (3)2.2无线通信技术 (3)2.3系统设计思想 (3)3无线监护传感器节点的设计 (5)3.1无线传感器节点结构框图 (5)3.2无线监护传感器节点的硬件设计 (5)3.2.1 MSP430系列单片机及其外围电路 (5)3.2.2脉搏测量电路的设计 (7)3.2.3通用模拟信号处理接口 (8)3.2.4电源处理部分 (11)3.2.5 Zigbee无线数据通信模块 (11)3.2.6预留人机界面 (13)3.3无线监护传感器节点的底层代码设计 (15)3.3.1底层软件整体构架 (15)3.3.2底层代码设计 (15)3.3.3时钟系统的设置 (16)3.3.4通用软件包的设计及应用 (17)3.3.5模拟量、开关量测量的代码设计 (18)3.3.6串口通讯程序设计 (18)3.4无线传感器网络通信协议 (19)3.4.1星型网络拓扑的实现 (20)3.4.2自组织网状网络通信协议 (21)4系统设计方案 (24)4.1医院监护网络体系方案 (24)4.2家庭监护网络体系方案 (24)5总结和展望 (25)5.1主要结论 (25)5.2后续研究工作的展望 (25)致 (26)参考文献 (27)附录 (28)基于无线传感器网络的远程医疗监护系统设计0 引言无线传感网络一般包括信号的采集、无线发送、无线接收和远程传送。
基于无线传感器网络的社区心电监护系统设计李红利，刘元建，张荣华，柳干，王舒欢，修春波（天津工业大学电气工程与自动化学院，天津300387）摘要：将无线传感器网络与传统心电监护系统相结合，以ZigBee 和蓝牙无线通信技术为核心，提出了一种具有自动切换工作模式和自动诊断功能的无线社区心电监护系统，可以完成心电数据的自动采集、处理、在线诊断、异常报警与无线传输等功能.系统可以自动切换室内外工作状态，保证了24小时全天候监护，其自嵌的心电分析算法可以实时分析采集的心电信号，自动提取心电信号中的疾病特征与专家库中的信号进行对比，实现有关心脏疾病的自动诊断和报警.实验结果表明：所设计的社区心电监护系统，可以准确采集心电信号并诊断，将无线传感器网络应用在社区心电监护系统上，有利于对社区心脏疾病患者进行统一监护.关键词：心电信号；无线传感器网络；监护系统；ZigBee ；社区医疗中图分类号：TP29文献标志码：A文章编号：１６７１－０２４Ｘ（２０15）０1－００64－０4Design of community ECG monitoring system based on wireless sensor networkLI Hong-li ，LIU Yuan-jian ，ZHANG Rong-hua ，LIU Gan ，WANG Shu-huan ，XIU Chun-bo（School of Electrical Engineering and Automation ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ）Abstract ：Wireless sensor networks and traditional ECG monitoring system were combined with ZigBee and Bluetoothwireless communication technology as the core ，a wireless community ECG system with an automatic switching mode and auto diagnostic functions was designed with the capabilities of ECG data automatic collection ，processing ，online diagnostics ，error alarm and wireless transmision.The system can automatically switch the indoor and outdoor working conditions to ensure 24-hour care.The self ECG analysis algorithm embedded in the system can realive the real-time analysis of ECG data acquisition ，and automatic extraction of ECG characteristics and comparing disease experts with the signal library achieve ，automatic diagnosis of heart disease-related and alarm.Results show the designed community ECG monitoring system can accurately capture ECG and diagnosis.The applications of wireless sensor network in the community ECG monitoring system is beneficial for unified community care for patients with heart disease.Key words ：ECG ；wireless sensor network ；monitoring system ；ZigBee ；community health care收稿日期：2014-10-29基金项目：国家自然科学基金（61203302）；天津市应用基础与前沿技术研究计划（14JCYBJC18900）通信作者：李红利（1978—），男，博士，副教授，研究方向为神经系统的非线性动力学分析.E-mail ：lihongliln@虽然社会的医疗水平不断提高，但是有些疾病的发病率却依然在增加，尤其是心脏疾病，其在中老年群体中的发病率一直居高不下；另外心脏疾病具有偶然性与突发性的特点也给心电监测带来了许多麻烦[1]，这使得全天候心电监护系统在临床应用和社区医疗方面具有非常重要的价值.由于传统的心电监护系统仪器体积比较大并使用有线传输方式[2]，移动不便，一般仅用于医院中，近年来快速发展的无线传感器网络技术可以有效解决这个问题.基于无线传感器网络的社区心电监护系统通过使用无线传输方式和集成片上系统使得心电设备变成了便携式仪器[3]，并在采集终端加入心电算法，可以识别采集到的人体心电信号是否异常.基于无线传感器网络的社区心电监护系统缩短了医患之间的距离，可以及时准确地监测患者的心电信号，不仅能够提高救治效率，还能减少患者往返医院的负担，充分为患者考虑，具有广阔的应用前景.本文将无线传感器网络与传统心电监护系统相结合，以ZigBee 和蓝牙无线通信技术为核心，提出了一种具有自动切换工作模式和自动诊断功能的无线社区心电监护系统，可以完成心电数据的自动采集、处天津工业大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＩＡＮＪＩＮＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ第34卷第1期２０15年2月Vol.34No.1February 2015第1期理、在线诊断、异常报警与无线传输等功能，从而改进社区心脏病患者的监护工作.1硬件设计社区心电监护系统的总体方案如图1所示.图1建立了一个全天候的社区心电监护网络[4].该网络有2种工作模式.模式一是Zigbee 模式，当患者处于室内时，采用Zigbee 和Wifi 传输方式，终端采集到心电信号后与网关进行匹配绑定，通过Zigbee 与Wifi 协议的转换把信号经过无线路由传输到社区医疗中心的电脑上.模式二是蓝牙模式，当患者处于室外，终端搜索不到网关时，自动切换到蓝牙模式，经蓝牙与手机相连，通过手机把心电信号发送到社区医疗中心.终端有正常工作模式和省电模式.省电模式就是如果终端检测到异常的心电则发出警报，并立刻把异常心电信号前后5min 分钟的心电信号传输到社区医疗中心，如果心电信号正常则不传输心电信号.省电模式减少了数据发送量，减轻了系统的负担，更降低了功耗.1.1心电信号采集电路设计心电信号与其他的生物医学信号一样是一种非常微弱的信号[5]，其正常的幅值为0～4mV ，频率一般在0.05～100Hz ，因个人所处环境和个人身体状况不同而表现出较大的差异性.一般的心电采集电路通常是对心电信号放大1000倍处理得到1V 左右的电压信号，然后在进行AD 转换，这样做会把心电信号中的干扰信号也一起放大从而增大了误差.为了保证信号的原始性，本系统使用ADS1191芯片采集心电信号，其具有16位的Δ-Σ模数转换器，可以不经放大处理得到原始的心电信号.ADS1191具有低功耗、小尺寸等特点，并且使用起来也很简单，只需要使用主控芯片上的IO 口模拟SPI 总线即可与之通信.1.2无线传输电路设计社区心电监护系统的主要部分是数据的无线传输[6]，本系统采用了多个无线传输方式的组合，一个是以CC2530芯片为核心的Zigbee-Wifi 传输方式，在室内或公共场合安装Zigbee 固定中转节点，当患者处于这些地方时，佩戴在其身上的终端会自动与这些节点配对连接，然后在通过Wifi 把心电信号发送到社区监护中心.CC2530芯片是基于IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SOC ）解决方案[7]，可以用很低的总成本建立非常强大的网络节点.另一个是以CC2540芯片为核心的蓝牙-GSM 传输方式，在室外搜索不到Zigbee 节点时，终端自动转换到蓝牙模式与手机进行连接.CC2540是一款基于低功率蓝牙技术而设计的芯片，是一个超低功耗的真正系统单晶片，它整合了包含微控制器、主机端及应用程序在一个元件上.CC2540结合一个优异的无线射频传送接收器及一个工业标准的加强型8051微控制器，内建可程式的快闪记忆体，精确的无线射频讯号强度指示，全速USB 2.0界面，内建AES-128加密引擎.2程序设计2.1无线传感器网络节点程序设计基于Zigbee 的无线传感器网络节点主要分为3个方面：终端节点、固定中转节点（也叫路由节点）和协调器节点.其软件设计也分为这3个方面：终端节点软件设计、中转节点软件设计和协调器节点软件设计[8].终端节点在上电执行任务事件之前需要对其进行一些初始化设置，以保证设备的正常工作，之后终端节点会主动搜索协调器和中转节点进行组网.首先终端会对搜索到的协调器或中转节点发出绑定信号，若绑定完成发回标记信号，如果没有搜索到协调器或中转节点终端节点进入休眠状态并开启蓝牙.若绑定成功，可以开始接收协调器节点发来的指令，如无指令，终端节点进入休眠状态等待接收指令.当终端节点接收到采集心电信号指令后，先分析采集指令，开启心电采集系统采集患者心电数据并判断是否心电异图1系统总体方案图Fig.1Overall scheme of systemdiagram李红利，等：基于无线传感器网络的社区心电监护系统设计65——第34卷天津工业大学学报常，将心电异常数据发送给协调器节点，由协调器节点作下一步操作，具体的流程如图2所示.协调器节点的流程图基本与协调器相同，协调器节点上电初始化后，处理终端节点发来的绑定请求，协调器会开启允许绑定状态[9].因为在社区中患者的加入是无规律的，所以这里设置一直允许绑定.绑定请求处理完成后，发出采集指令，然后就等待接收终端节点采集的数据，接收到数据后协调器节点将数据通过Wifi 上传到网络.中转节点的软件流程基本跟终端节点没有差别，只是相对于终端节点加入了转发的功能，限于篇幅，这里就不赘述了.2.2社区心电监护界面的设计在labview 平台的基础上设计了社区心电监护系统的监护界面[10-11]，其不仅可以显示社区所有患者的心电情况并且会自动报警，在发生心电异常时可以及时通知医生做好急救工作，通过手机的GPS 定位能知道患者的具体位置从而节约了救治时间，通过点击详情观察患者的心电情况从而可以及早的确定救治方案，监护界面如图3所示.3实验结果及分析图4所示为实际测得的患者心电信号.图3社区心电监护界面Fig.3Community ECG monitoringinterface（b ）个人监护界面（a ）社区监护界面整体结构图083时间/s幅值/m V1241.51.00.5-0.5-1.056心电信号103.dat7图4社区心电监护界面Fig.4Community ECG monitoring interface图2协调器工作流程图Fig.2Coordinator work flow chart终端初始化并启动设备开始结束是否收到标记信号进入终端模式是否可以通信绑定完成与否指令是否到达心电是否异常分析采集指令，开启采集系统休眠并开启蓝牙发送心电数据休眠NYNYNYNY YN66——第1期由图4结果可以看出该方案达到了预期设想，可以实时准确的采集人体心电信号，但同时也看出图中有信号的干扰，分析可得有以下几个方面.（1）随机噪声.随机噪声由独立于系统外的其他不相干干扰源平稳随机产生的，该噪声因为随机性和不可控性会严重的影响测量结果的准确性，有些随机噪声的信号强度可能比被测信号大，跟被测信号叠加后把被测信号彻底的掩盖住.（2）工频干扰，由生活环境中电子仪器工作时产生的电磁辐射.这里主要是指50Hz工频干扰.在采集系统工作时，50Hz的工频干扰被一起采集，对被测信号产生了不利影响.其主要表现为心电信号带有“毛刺”.由图4可知本系统的主要干扰信号就是工频干扰.为了消除这些干扰，可以采用自适应陷波器处理采集的信号，主要方法是利用SMM方法确定工频频率的具体频率，然后使用最小平方逼近准则设计可控通带增益的陷波器.经过滤波处理后，可以基本滤掉工频干扰[12].4结束语本研究综合应用了心电检测技术和无限传感技术，设计了一种实用于现代化社区的心电监护系统.经测试，设计的心电监护系统可以实时准备的采集、显示患者心电信号并进行前期简单的检测报警，解决传统监护系统不能24小时实时监测问题.设计中采用的低功耗设计降低了终端数据发送功耗，利用智能手机的GPS定位功能可快速定位患者具体位置.该心电监护系统不但可以满足现代化社区心电监护的需要，也可以在医院和养老机构使用，为医生诊断病情提供依据.参考文献：[1]MENDIS Shanthi，PUSKA Pekka，Norrving Bo.Global atlas oncardiovascular disease prevention and control[C]//The World Health Organization in Collaboration with the World Heart Fed-Eration and the World Stroke 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