浅析无线传感器网络在医疗系统中的应用.doc
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Analysis of Wireless Sensor Network Applications in Medical System李翔谭敏生李攀 （南华大学计算机科学与技术学院 ，湖南 衡阳 421001）摘 要随着无线传感器网络技术的发展与成熟 ， 其 应 用 在 各 个行业中越来越广泛 近年来在医疗系统中使用无线传感器网 络 ，吸引了的众多的研究并且取得了巨大的成就 无 线 传 感 器网络技术解决了有线设备的线路复杂性等问题 ，为 医 疗 系 统的远程服务提供了空间 关 键 词 ：无线传感器网络 ，医 疗 系 统AbstractAs wireless sensor network technology develops and matures,its application is getting more and more widely in various industries．In recent years,the medical system which uses wireless sensor network technology has attracted numerous studiesand has made great achievements．Wireless sensor network technology solved the problem of the complexity of the wired equipment,and provided remote services space．Keywords:ARM,wireless sensor network,medical system由于无线传感器网络 （WSN） 的 众 多 优 势 ， 包 括 覆 盖 范 围广 ，设 备 成 本 低 ，能 耗 低 ，自动组网和实时数据接入 ，无 线 传 感 网 络己在诸如军事 ，自 然 灾 害 预 防 ，野 生 动 物 跟 踪 ，以 及 工 业 监 测中得到了广泛应用 。
在 医 疗 系 统 中 ，无线传感器网络主要应用于 家庭护理保健与医院无 线 呼 叫 系 统 本文就无线传感器网络在 医疗系统中的应用 ，分析无线传感器网络系统的设计要点 1 医院病人无线呼叫系统 1．1 医院病人无线呼叫系统概述 病人的临床情况直接关系病人的性命 因 此 ，迅 速 地 了 解 病 人的临床情况以及在病 人在有危险的时候呼叫医生和护士是摆 在人们面前一个必须解 决 的 问 题 医院无线呼叫系统就是采用 无线传感器网络技术 ，在 有线呼叫欠缺的条件下 ，完 成 病 人 呼 叫 的 实 用 系 统 1．2 医院病人无线呼叫系统组成以及原理 无线呼叫系统主要由 三 个 部 分 组 成 ：无 线 呼 叫 终 端 、中 间 节 点 和 呼 叫 中 心 无线呼叫终端为病人 （床 ）配 备 ，通 常 体 积 较 小 ，方 便 病 人 携 带 所有的无线呼叫终端可以自发组成传感器呼叫网络 ，传 输 病 人 的 呼 叫 信 息 病人可以手动呼叫 ，也可以由呼叫终端每隔一段 时 间 自 动 呼 叫 无 线 呼 叫终端还可以接收并完成呼叫中心的命 令 ，例 如 ：开 关 机 、模式设置等命令 。
所有的无线呼叫终端均采用 低功耗处理器和低功耗无线设计技术 ， 电 池 工 作 可 以 100～200天不用更换电池 中间节点通常安装 在某个固定场所 由于无线信号只能传 输 100m 因 此 ，中间节点主要起到信号转发的作用 ：将 无 线 终 端的呼叫信息转发给呼 叫 中 心 ， 或者将呼叫中心的命令转发给 无 线 呼 叫 终 端 中间节点的硬件与无线呼叫的终端基本一致 ，只 是不具备呼叫功能 呼叫中心通常包括 无 线 网 关 ， 用于信息处理的计算机和数 据 库 无线网关将无线信号转换为计算机可识别的有线信号 计发 出 ；数据库存储与病人相关的呼叫信息 由于无线网关汇聚了 所有无线呼叫终端的信息 ，因此要求其具备更高的硬件配置 通 常 情 况 下 ，无线网关采用 外 接 电 源 供 电 ，其处理器和存储器的功 能比无线呼叫终端的功能要强大许多 无线呼叫系统采用 双向无线通讯技术 ， 无线通讯不受空间 设 计 的 限 制 ，无线呼叫网络能覆盖整个病员区 这套技术的设计 主要可以用于病人呼叫医生或者护士要 求提供紧急的医疗救 助 、日常的医疗服务等多种功能 。
呼叫中心也可以为不同无线呼 叫终端设置不同的模式 ， 使得无线终端的呼叫功能变得更加的 灵 活 由于该无线呼叫系统是采用软件编写完成的 ，可 以 根 据 不 同的要求不断更新该系统 2家庭护理保健的无线传感器网络系统 2．1 家庭护理保健的无线传感器网络系统概述 近 年 来 ，中国的老龄化问题越来越严重 大多数老人都需要 接 受 家 庭 护 理 在 很 多 城 市 ，家庭护理已经悄然成为一个重要的 行 业 老人们也喜欢在家里接受护理 ，而 不 是 去 医 院 这 种 家 庭 护理能使老人们过上相 对 独 立 的 生 活 家庭护理的主要目的是 防止老人在家里发生突发情况时无人知道 因 此 ，老 人 们 认 为 如果他们搬到老年保健机构会更安全 许 多 独 居 老 人 ，特 别 是 高 龄 老 人 ，他们的居住地与亲 属的居住地可能相距较远 ，就 更 加 需 要 一个复杂的智能的系统 来监测老人的健康 家庭护理保健无线 传感器网络系统就是采 用无线传感器网络技术 ， 实 时 观 察 老 人的 健 康 状 况 ，使看护人员对即将发生的突发情况有所准备 。
2．2 家庭护理保健的无线传感器网络系统组成与原理 家庭护理保健无线 传感器网络系统包括智能网关 、 固 定 传 感器节点和远程服务中心 智能网关提供了与 公共通讯网络相连的接口 ， 公 共 通 讯 网 络主要用于医疗设备的连接 因 此 ，智能网关提供无线传感器网 络和各种公共通讯网络 的之间的协议转换 ， 任何发生在老人神 上紧急情况都能立即被 监 测 到 智能网关提供一个数据决策系 关还能执行来自远程服务中心的命令 例 如 ：老人健康数据报告 请 求 ，或传感器网络和网关配置请求等等 固定传感器节点主 要用于转发距离较远的智能网关的无线 信 号 ， 很多时候老人与远程服务中心的 距 离 会 比 较 远 （ 超 过100m），无 线 信 号不能直接传输到远程服务中心 ，需 要 通 过 固 定 的传感器节点转发才能到达 远程服务中心负责 接收智能网关的无线信号 ， 对 老 人 的 身 体状况进行实时统计 同 时 ，将命令发送给智能网关 远 程 服 务 器的硬件配置包括 ： 一 个多功能的汇聚网关和一个数据库管理 系 统 汇聚网关完成无线信号到有线信号的转换 ；数 据 库 系 统 对 所有的老人信息进行管理 。
3 无线传感器网络系统设计要点 3．1 无线传感器节点设计 综合上述分析的医院病 人无线呼叫系统和家庭护理保健的 无线传感 器 网 络 系 统 不 难 发 现 ，不同类型的无线传感器应用系 集的数据源不同 ，但是基本结果相同 包括：微处理器 、存储器、无线收发器 、传感模块 、电源转换模块和电池等 如图 1 所示3．2 无线传感器网络系统结构设计 尽管无线传感器网络的应 用 千 差 万 别 ，但 是 不 同 应 用 系 统 的结构还是一致的 无线传感器网 络系统结构一般分为三个层 次 第一层是无线传感器 节 点 ， 主要是用来采集和感知数据 ；第 二层是中间节点 ，主 要 是 用 来 转 发 无 线 信 号 ； 第三层是处理中 心 ，主要是用来处理收集 到 的 信息以及下达命令或任务 如图 2图 2 无线传感器网络系统结构 所示4结 束 语本文讨论了无线传 感器网络技术在医疗系统中应用 ， 分 析了无线传感器网络系统设计的要点 参 考 文 献［1］I． Stojmenovic, editor． Handbook of Sensor Networks: Algo- rithms and Architectures． John Wiley＆Sons, 2005［2］陈 耀 明．无线传感器网络医疗保 健系统中的智能网关设计 ［D］．西 安 ：西 安 工 业 大 学 ，2010．05［3］孙 利 民 ，李 建 中 ，陈 渝 ，等．无 线 传 感 器 网 络 ［M］．北 京 ：清 华 大 学 出 版 社 ，2005：68－71［收 稿 日 期 ：2011．2．21］图 1 无线传感器节点示意图 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上 接 第 66 页 ）下 3 部 分 组 成 ：1）电视播放器 。
此 部 分 使 用 MTK 的 MMI 编 程 ，通 过 参 见 MTK CAMERA 的视频预览功能 ， 主 要 开 发 触 摸 屏 的 OSD按 键 层 ，及相应菜单设置层 ，并把相应的电视播放设置信息 存 储 在 NVRAM 中 ，让其作为电视开始播放时的默认值 2）DVB－T 信 号 接 收 、解 调 芯 片 和 RK 多媒体编解码等的消 息 处 理 任 务 此 任 务 利 用 MTK 的 消 息 机 制 ，对各种消息请求进 行 相 应 的 处 理 主要有以下处理 ：①SMS1130 的 初 始 化 、接 收 码 流控制及其它电源等的控制和状态查询 ；②RK 多媒体芯片的初 始 化 、各种功能的请求 （如 视 频 码 转 换 ）及其它电源等的控制 ；③实时等并发事件的处理 3）SMS1130 的 驱 动 程 序 和 RK 多媒体处理芯片通讯命令 有上面软件架构的分析 可 得 ，在此处合理的融入了 MTK 内 部 高 集 成 度 的 CAMERA 软 件 解 决 方 案 从 图 3 可 以 进 一 步 了 解 到 ，此处的处理流程 ，极 其 相 似 于 MTK 的解决方案流程 ，这 大 大的降低了软件开发的成本 和 风 险 ，也很好的解决了同 MTK 系统解决方案的融合 。
3 结 束 语在 多 媒 体 、半 导 体 、音视频通讯标准等技术越来越先进和成 熟 的 今 天 ，手 机 电 视 、终端多媒体业务的流 行 和 普 及 ，已 经 是 势 不 可 挡 但同时也带来了各种迫切解决的问题和设计的挑战 ，比 如 ，电 源 消 耗 、性 价 比 、开 发 成 本 、实时事件并发 和 快 速 切 换 等 所以如何权衡这些问题 ，为用户带来不同体验 、高性价比的 电 视(多 媒 体 业 务)，成为了研发的难点和亮点 本 文 旨 在 通 过 高 集 成 度 的 MTK 软 硬 件 解 决 方 案 ，并重复有效地利用其提供 的 软 件 和 硬 件 资 源 ，设 计 实 现 了 DVB－T 的 播 放 器 软 件 ，既 节 省了 成 本 、缩短了开发时间 ，又提高了电视播放的稳定性 在 手 机 等类似的终端开发中 ，具 有 参 考 价 值 参 考 文 献［1］张 文 军 ，等 ．数字电视地面广播技术与。
