睡眠過程監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們的壽命不斷延長，社會老齡化速度逐步加快。日常生活中老年人身體健康的監(jiān)測，特別是容易突發(fā)各種疾病的睡眠過程的監(jiān)控成為一個研究課題。與此同時，當(dāng)今社會，人們的生活方式受到科技的影響越來越明顯，比如WiFi、藍(lán)牙等無線技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們的生活水平不斷提高。而這些技術(shù)的應(yīng)用又促進(jìn)了無線技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)融合了傳感器技術(shù)和無線技術(shù)，成為當(dāng)今無線領(lǐng)域的研究熱點。隨著無線傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)

2、用的需求，ZigBee技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的視線。ZigBee技術(shù)由于其低功耗、低速率、低復(fù)雜度以及抗干擾性強等特點，為遠(yuǎn)程醫(yī)療提供了一種解決途徑。本文的主要工作如下:
　　(1)提出睡眠過程監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計方案。在對國內(nèi)外遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展及現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，提出了訓(xùn)練子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)結(jié)合的監(jiān)控方案。訓(xùn)練子系統(tǒng)用于獲取使用者的生理數(shù)據(jù)，為監(jiān)控子系統(tǒng)提供具有針對性的監(jiān)控依據(jù);監(jiān)控子系統(tǒng)利用訓(xùn)練子系統(tǒng)提供的監(jiān)控依據(jù)，在日常生活中完成對使用

3、者睡眠過程的實時監(jiān)控。
　　(2)設(shè)計睡眠過程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件電路。根據(jù)睡眠過程監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求，對所需芯片選型，以LPC2103芯片為腕帶終端處理器，以CC2430芯片為ZigBee網(wǎng)絡(luò)的載體，設(shè)計包括脈搏采集，體溫采集、數(shù)據(jù)存儲、無線收發(fā)等模塊在內(nèi)的終端節(jié)點電路，以CC2430為核心芯片的路由節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點電路。
　　(3)設(shè)計睡眠過程監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件。在對嵌入式編程軟件和上位機編程軟件介紹的基礎(chǔ)上，給出訓(xùn)練子系統(tǒng)終端

4、節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點的軟件設(shè)計流程，監(jiān)控子系統(tǒng)終端節(jié)點、路由節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點的軟件設(shè)計流程，以及上位機程序。
　　(4)在實驗室環(huán)境下，對系統(tǒng)進(jìn)行了集成仿真。系統(tǒng)集成后，構(gòu)成訓(xùn)練子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)。訓(xùn)練子系統(tǒng)通過腕帶終端對使用者的體溫和脈搏信息采集后，由腕帶終端中的CC2430無線發(fā)送部分直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調(diào)器，然后經(jīng)由串口發(fā)送至上位機，實現(xiàn)對使用者的信息的采集;上位機對采集到的信息進(jìn)行顯示分析，為監(jiān)控子系統(tǒng)提供監(jiān)控依據(jù)。監(jiān)控子系統(tǒng)利

5、用訓(xùn)練子系統(tǒng)得到的閾值數(shù)據(jù)，利用腕帶終端對使用者進(jìn)行實時監(jiān)控。僅當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，腕帶終端發(fā)送警報信號。警報信號經(jīng)過路由節(jié)點的無線轉(zhuǎn)發(fā)，最終由協(xié)調(diào)器接收并傳送到上位機。同時，腕帶終端中的數(shù)據(jù)存儲電路，發(fā)生異常時對使用者的生理信息進(jìn)行存儲，為醫(yī)生診斷提供依據(jù)。
　　在研究中，睡眠過程監(jiān)控系統(tǒng)采用LPC2103芯片對采集的信息進(jìn)行分析，僅利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送警報信號，降低了系統(tǒng)的運行功耗，提高了系統(tǒng)的實用性。同時采用訓(xùn)練子系統(tǒng)和監(jiān)