心電監(jiān)護無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究與節(jié)點設(shè)計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種高效的信號傳輸網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的最重要組成部分之一，已被廣泛地應(yīng)用于軍事偵察、工業(yè)控制、國家安全、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療監(jiān)護方面的應(yīng)用也成為目前研究的熱點。
　　 本文在研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概念、結(jié)構(gòu)、特點及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將其在人體心電監(jiān)護方面的應(yīng)用作為研究目標(biāo)，重點是對心電監(jiān)護無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法和傳感器節(jié)點軟硬件的研究。在路由算法方面，通過分析幾種典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的優(yōu)缺點

2、，以低能量自適應(yīng)聚類路由算法LEACH(Low EnergyAdaptive Clustering Hierarchy)為研究對象，對傳感器網(wǎng)絡(luò)簇頭節(jié)點的選擇、簇的形成、簇頭路由和數(shù)據(jù)通信等部分做了改進(jìn)。心電監(jiān)護節(jié)點硬件設(shè)計部分，完成了對心電信號的數(shù)據(jù)采集電路、放大電路、濾波電路、外圍處理電路以及無線收發(fā)電路的設(shè)計。心電監(jiān)護節(jié)點軟件設(shè)計部分，基于TinyOS系統(tǒng)平臺，應(yīng)用NesC語言對傳感器節(jié)點采集模塊進(jìn)行了軟件設(shè)計，并實現(xiàn)了對心電數(shù)據(jù)

3、的實時采集、A/D轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)控制、傳輸和存儲、無線收發(fā)以及在PC機上的圖形顯示等功能。
　　 實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法LEACH對比分析，改進(jìn)后的LEACH一SC路由算法取得了較好的效果，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載因子LBF變化較平穩(wěn)、失效節(jié)點數(shù)量降低了12％、網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提高了15％、每輪的網(wǎng)絡(luò)平均能量消耗降低了20％以及平均簇頭數(shù)量減少了30％。LEACH-SC路由算法均衡了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，延長了網(wǎng)絡(luò)生命周期，適應(yīng)于心電監(jiān)護無線