專利名稱：基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及遠程醫(yī)療監(jiān)護技術領域，特別涉及一種基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)。
背景技術：
健康是人類永遠關心的主題?，F(xiàn) 代社會，生活節(jié)奏的加快，工作和生活壓力的增大以及環(huán)境污染等問題，對人的健康提出了嚴重挑戰(zhàn)。隨著人們對自身健康的日益關注，遠程醫(yī)療(Telemedicine)作為一種新的醫(yī)療模式，也開始蓬勃發(fā)展。遠程醫(yī)療監(jiān)護重點是對病人生理參數(shù)進行準確檢測、實時處理和數(shù)據(jù)顯示，并通過GSM網(wǎng)絡外傳到遠端的醫(yī)療監(jiān)控中心，使得被監(jiān)護人能夠擁有較多的自由活動空間，在獲得較準確的測量指標的同時，免除病人在家庭與醫(yī)院之間奔波的勞苦；此外，對醫(yī)療設備、被監(jiān)護人、專家等各類醫(yī)療資源進行實時追蹤和整合，省掉監(jiān)護設備與醫(yī)療傳感器之間的連線，從而減輕醫(yī)護人員的工作強度、提高醫(yī)護人員工作效率和醫(yī)療設備的利用率、節(jié)省醫(yī)療成本以及增加安全性等。將醫(yī)療管理模式推向無線化、移動化、智能化，使病人在家也能夠隨時得到必要的醫(yī)療監(jiān)護，最終實現(xiàn)病人遠程監(jiān)護和正常人生理參數(shù)監(jiān)測。現(xiàn)有的遠程醫(yī)療監(jiān)護技術發(fā)展還不成熟，倘不能實現(xiàn)利用無線多通道數(shù)據(jù)傳輸方式，傳輸醫(yī)療傳感器與醫(yī)療監(jiān)控中心之間的信息，同時存在成本高、功耗大和可靠性不夠等技術問題。
發(fā)明內容本實用新型旨在解決現(xiàn)有遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)存在不能實現(xiàn)利用無線多通道數(shù)據(jù)傳輸、成本高、功耗大和可靠性不夠等技術問題，以提供一種具有可實現(xiàn)無線多通道數(shù)據(jù)傳輸、成本低、功耗小和可靠性高的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。本實用新型的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，由ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡協(xié)調器、GSM發(fā)送模塊、GSM網(wǎng)絡、GSM接收模塊和監(jiān)控中心構成，其中ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊通過ZigBee無線網(wǎng)絡與網(wǎng)絡協(xié)調器實時連接，網(wǎng)絡協(xié)調器與GSM發(fā)送模塊實時連接，GSM發(fā)送模塊通過GSM網(wǎng)絡與GSM接收模塊實時連接，GSM接收模塊與監(jiān)控中心實時連接。本實用新型的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，其中所述ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊由微控制器I、脈搏與心率傳感器2、體溫傳感器3、血氧飽和度傳感器
4、血壓傳感器5、血糖濃度傳感器6、信號調理單元7、存儲單元8、無線射頻通信模塊9和電源模塊10構成，其中脈搏與心率傳感器2、體溫傳感器3、血氧飽和度傳感器4、血壓傳感器
5、血糖濃度傳感器6實時連接信號調理單元7，調理單元7、存儲單元8和無線射頻通信模塊9以微控制器I為中心構成星形連接。本實用新型的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，其中所述無線射頻通信模塊9的控制內核為無線射頻收發(fā)芯片CC2430或CC2530或CC2531。本實用新型的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，其中所述脈搏與心率傳感器2為光電對管。本實用新型基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)的有益效果I.具有較遠的傳輸距離；具備較高精度的人體脈搏、體溫、心率、血氧飽和度、血壓和血糖濃度實時監(jiān)控功能；2.整個系統(tǒng)可以自動組網(wǎng)，連接并實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；3.遠端的醫(yī)療監(jiān)控中心可以實現(xiàn)完整的人體生理參數(shù)實時數(shù)據(jù)顯示、監(jiān)控和遠程診斷； 4.功耗很低，具有較強的續(xù)航能力、較高的可靠性和實用性。
圖I本實用新型之系統(tǒng)架構示意圖圖2本實用新型之ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊結構示意圖圖中標號說明I微控制器、2脈搏與心率傳感器、3體溫傳感器、4血氧飽和度傳感器、5血壓傳感器、6血糖濃度傳感器、7信號調理單元、8存儲單元、9無線射頻通信模塊、10電源模塊
具體實施方式
本實用新型詳細結構、應用原理、作用與功效，參照附圖1-2，通過如下實施方式予以說明。結合現(xiàn)代社會老年人群疾病患者發(fā)展現(xiàn)狀，以及人們生活節(jié)奏特征，本實用新型針對現(xiàn)有技術存在的不足，將現(xiàn)代化無線ZigBee技術和GSM網(wǎng)絡引入遠程醫(yī)療健康設備產(chǎn)業(yè)中，用戶身上攜帶家用小型便攜式醫(yī)療參數(shù)檢測裝置或傳感器節(jié)點，對人體多生理參數(shù)進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)顯示，并實時將檢測結果通過GSM網(wǎng)絡傳送到遠端的醫(yī)療監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收用戶的生理參數(shù)數(shù)據(jù)、進行處理和存檔等操作，由專家進行即時遠程診斷和發(fā)送救治方案；同時也可接收用戶主動發(fā)出的求助信號，由醫(yī)護人員上門進行治療，從而最大限度降人們(特別是低老年人群)的疾病所帶來的危害，大大提高突發(fā)疾病發(fā)現(xiàn)率和救護率。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。主要包括ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊(即傳感器節(jié)點)、網(wǎng)絡協(xié)調器、GSM模塊、GSM網(wǎng)絡、監(jiān)控中心和用戶。ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊由用戶自己操作，采集其脈搏、體溫、心率、血氧飽和度、血壓和血糖濃度生理參數(shù)數(shù)據(jù)、并進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)顯示，并把這些數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡發(fā)送給網(wǎng)絡協(xié)調器。網(wǎng)絡協(xié)調器一方面負責無線網(wǎng)絡的管理工作，另一方面將收到的用戶各生理參數(shù)數(shù)據(jù)轉發(fā)給GSM模塊。GSM模塊通過GSM網(wǎng)絡給遠端的監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)，由專家進行遠程診斷并發(fā)送救治方案給用戶。其中ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊(傳感器節(jié)點)，關鍵體現(xiàn)在用戶生理參數(shù)準確檢測技術的實現(xiàn)，主要是采集生理參數(shù)信息并完成數(shù)據(jù)轉換，采集的生理參數(shù)數(shù)據(jù)包含病人及使用者的脈搏、體溫、心率、血氧飽和度、血壓和血糖飽和度，實現(xiàn)實時、準確檢測，并提高檢測的精確度。ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊一般由傳感器數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和電源管理單元等功能模塊組成。其中脈搏與心率傳感器2、體溫傳感器3、血氧飽和度傳感器4、血壓傳感器5、血糖濃度傳感器6構成將傳感器數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)處理單元為微控制器1，數(shù)據(jù)傳輸單元由信號調理單元7和無線射頻通信模塊9構成，電源管理單元為電源模塊10。上述的傳感器作為單獨模塊，可以直接加入到傳感器數(shù)據(jù)采集模塊中，以實現(xiàn)脈搏、體溫、心率、血氧飽和度、血壓和血糖飽和度的采集，同時在傳感器數(shù)據(jù)采集模塊上還可預留傳感器信號的接口，以提高了多生理參數(shù)遠程醫(yī)療健康監(jiān)護系統(tǒng)的擴展性。本系統(tǒng)功耗很低，使用普通的2節(jié)5號干電池即可供電，通過電源轉換電路將輸入電壓轉換為所需要的5V和3. 3V電壓，具有較強的續(xù)航能力，同時具有較高的可靠性和實用性。。 本實用新型出于對工作頻段和系統(tǒng)成本的考慮，采用無線射頻收發(fā)芯片CC2430等或類似芯片作為控制內核，功耗低、成本低、網(wǎng)絡容量大、時延短而且工作頻段靈活，技術也比較成熟，更容易保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；選擇西門子的GSM網(wǎng)絡模塊，主要是因為其模塊性價比比較高。所以設計選用的GSM模塊具有雙頻(GSM900/1800)、集成RS-232數(shù)據(jù)口、符合ETSI標準GSM07. 07和GSM07. 05、且易升級為GPRS模塊等特點。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT指令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，可以方便的應用于開發(fā)及設計。如圖I所示，本實用新型主要包括Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊(即傳感器節(jié)點)、網(wǎng)絡協(xié)調器、GSM模塊、GSM網(wǎng)絡、監(jiān)控中心和用戶。數(shù)據(jù)采集模塊由用戶自己操作，采集其脈搏、體溫、心率、血氧飽和度、血壓和血糖濃度生理參數(shù)數(shù)據(jù)、并進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)顯示，并把這些數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡發(fā)送給網(wǎng)絡協(xié)調器。網(wǎng)絡協(xié)調器一方面負責無線網(wǎng)絡的管理工作，另一方面將收到的用戶各生理參數(shù)數(shù)據(jù)轉發(fā)給GSM模塊。GSM模塊通過GSM網(wǎng)絡給遠端的監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)，由專家進行遠程診斷并發(fā)送救治方案給用戶。如圖2所示，ZigBee節(jié)點由微控制器I、脈搏與心率傳感器2、體溫傳感器3、血氧飽和度傳感器4、血壓傳感器5、血糖濃度傳感器6、信號調理單元7、存儲單元8、無線射頻通信模塊9和電源模塊10組成。脈搏，心率傳感器2、體溫傳感器3、血氧飽和度傳感器4、血壓傳感器5和血糖濃度傳感器6用來實時感知、獲取人體的各生理參數(shù)值。信號調理單元7將各醫(yī)療傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行放大、整形、濾波等處理，并轉換為數(shù)字信號；無線射頻通信模塊9將這些信息無線發(fā)送出去，與其他節(jié)點進行無線通信；電源模塊10負責提供系統(tǒng)所需的5V和3. 3V電壓，使系統(tǒng)正常工作。綜上所述，本實用新型基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)具有如下諸多技術特點較遠的傳輸距離；可對較高精度的人體脈搏、體溫、心率、血氧飽和度、血壓和血糖濃度實時監(jiān)控功能；整個系統(tǒng)可以自動組網(wǎng)與數(shù)據(jù)通信；可以實現(xiàn)遠端醫(yī)療監(jiān)控中心完整顯示、監(jiān)控和診斷；功耗低、具有較強續(xù)航能力；可靠性和實用性高。
權利要求1.基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于由ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡協(xié)調器、GSM發(fā)送模塊、GSM網(wǎng)絡、GSM接收模塊和監(jiān)控中心構成，其中ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊通過ZigBee無線網(wǎng)絡與網(wǎng)絡協(xié)調器實時連接，網(wǎng)絡協(xié)調器與GSM發(fā)送模塊實時連接，GSM發(fā)送模塊通過GSM網(wǎng)絡與GSM接收模塊實時連接，GSM接收模塊與監(jiān)控中心實時連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊由微控制器(I)、脈搏與心率傳感器(2)、體溫傳感器(3)、血氧飽和度傳感器(4)、血壓傳感器(5)、血糖濃度傳感器(6)、信號調理單元(7)、存儲單元(8)、無線射頻通信模塊(9)和電源模塊(10)構成，其中脈搏與心率傳感器(2)、體溫傳感器(3)、血氧飽和度傳感器(4)、血壓傳感器(5)、血糖濃度傳感器(6)實時連接信號調理單元(7)，調理單元(7)、存儲單元(8)和無線射頻通信模塊(9)以微控制器(I)為中心構成星形連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于所述無線射頻通信模塊(9)的控制內核為無線射頻收發(fā)芯片CC2430或CC2530或 CC2531。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，其特征在于所述脈搏與心率傳感器(2)為光電對管。
專利摘要本實用新型的基于ZigBee和GSM技術的人體多生理參數(shù)遠程監(jiān)護系統(tǒng)，涉及遠程醫(yī)療監(jiān)護技術領域，旨在解決現(xiàn)有遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)存在不能實現(xiàn)利用無線多通道數(shù)據(jù)傳輸、成本高、功耗大和可靠性不夠等技術問題。本實用新型由ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡協(xié)調器、GSM發(fā)送模塊、GSM網(wǎng)絡、GSM接收模塊和監(jiān)控中心構成，其中ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊通過ZigBee無線網(wǎng)絡與網(wǎng)絡協(xié)調器實時連接，網(wǎng)絡協(xié)調器與GSM發(fā)送模塊實時連接，GSM發(fā)送模塊通過GSM網(wǎng)絡與GSM接收模塊實時連接，GSM接收模塊與監(jiān)控中心實時連接。
文檔編號A61B5/145GK202681924SQ20122013941
公開日2013年1月23日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權日2012年4月5日
發(fā)明者雷霖 申請人:雷霖