基于无线体域网技术的老人健康监护系统的设计
智慧养老健康监测系统设计方案 (2)
智慧养老健康监测系统设计方案智慧养老健康监测系统是一种基于信息技术的养老健康管理系统，旨在通过使用智能传感技术、大数据分析等方法，对老年人的生活、健康状况进行全面监测和管理，提供个性化的健康服务，延缓老年人的生理功能退化，提高老年人的生活质量。
本文将从系统硬件设计、软件平台搭建、数据分析和健康服务等方面，介绍智慧养老健康监测系统的设计方案。
一、系统硬件设计1. 传感器：系统应配置多种传感器，如心率传感器、血压传感器、体温传感器、运动传感器等，以实时监测老年人的生理指标和运动情况。
2. 定位设备：系统应配备定位设备，以跟踪老年人的位置，避免迷路或发生意外。
3. 多媒体设备：系统中应配置多媒体设备，如摄像头和扬声器，以实现视频通话和语音提醒功能。
4. 物联网设备：系统应支持物联网技术，实现设备的联网和数据传输功能。
二、软件平台搭建1. 数据库：系统应搭建一个稳定可靠的数据库，用于存储老年人的个人信息、健康数据和服务记录等。
2. 数据分析引擎：系统应配备一个强大的数据分析引擎，用于对采集到的数据进行分析和处理，提取有用的信息，为老年人提供个性化的健康服务。
3. 用户界面：系统应设计友好易用的用户界面，方便老年人和其子女查看健康数据、通话、查询健康问题和预约医生等。
三、数据分析系统通过收集老年人的生理指标、运动情况和日常行为等数据，利用大数据和机器学习等技术，对数据进行分析和挖掘，提供以下功能：1. 健康评估：系统根据老年人的各项数据，对其健康状况进行评估和预测，及时发现潜在的健康问题，并进行预警和提醒。
2. 营养管理：系统根据老年人的身体状况和健康需求，提供个性化的饮食建议和食谱推荐。
3. 运动监测：系统实时监测老年人的运动情况，对其进行运动量评估和运动计划制定，帮助老年人保持适度的运动。
4. 睡眠监测：系统监测老年人的睡眠情况，分析睡眠质量，并提供改善睡眠的建议。
四、健康服务1. 医疗服务：系统可以提供远程医疗服务，老年人可以通过系统与医生进行视频通话，咨询健康问题，预约门诊等。
留守老人健康监测系统设计
留守老人健康监测系统设计摘要：物联网技术的出现和发展为家庭健康的发展提供了重大的契机。
本系统就是运用物联网技术设计一款基于Tlink物联网-工业物联网平台的面向留守老人以及其他相关居家患者健康监测系统，在系统中STM32F103C8T6芯片管理连接到终端的各类传感器。
系统将采集的各项基本体征数据通过WiFi模块上传到云端，云平台将数据实时同步并且下发到使用终端，从而达到对使用者相关体征数据实时监测的效果。
关键词：健康在线监测；STM32；Tlink物联网平台1 引言在线治疗、家庭医疗已经成为了当前社会发展的趋势，更是人民健康和社会发展的一道重要保障。
但是由于我国相关领域起步较晚，相关的技术还不是非常的成熟，提供的服务无法满足大众需求的增长，相关人才的集中也导致基层医疗资源和设施相对薄弱。
物联网技术的发展可以在一定程度上缓解各类问题所带来的影响，合理利用先进的科学技术去缓解需求与供应矛盾也是一个非常好的方式。
本系统所研究的留守老人健康监测是通过一系列传感器实时采集体征信息，利用无线通信模块实现对采集信息的上传和云管理平台命令的下发，实现了对使用者体征的实时监测。
虽说本系统主要针对人群为留守老人，但在一些情况下无法前往医疗机构就诊的相关患者也可以通过本系统在线监测基本的生命体征。
2 系统总体设计本系统主要检测最基础的四项体征数据，包括体温数据、血压数据、血氧数据以及心率数据，任何治疗和康复等行为都是在保持基本生命体征体征正常的基础之上的。
在本系统中，使用者的相关体征数据由信息采集模块收集并通过ESP8266模块上传至云平台，系统功能框图如图1所示。
图1 系统功能框图3 系统硬件选型及设计3.1 STM32主控芯片系统采用STM32F103C8T6开发板作为主控芯片，这是非常常用的一款开发板，芯片的工作场景是比较多元的，其正常的工作电压和工作温度的范围较广，可以保证系统在不同环境下都可以正常运行。
STM32F103C8T6在本系统中主要实现的是将各个采集相关体征的模块进行管理并收集它们采集到的数据和参数用以管理和上传。
无线体域网WBAN的人体健康指标实时监测系统
无线体域网WBAN的人体健康指标实时监测系统作者：曲彤晖赵潇腾李博文来源：《现代电子技术》2013年第18期摘要：在此介绍一种便携式的人体健康指标实时监测系统，该系统以无线体域网（WBAN）构建网络，以MSP430单片机为核心，采用NELLCOR公司的指夹式血氧探头改造后采集血氧及脉搏信号，采集的信号经单片机处理后通过cc2530ZigBee模块定时发送到液晶屏上进行显示。
当人体数据超标时可通过GPRS模块以发短信方式发到指定手机上。
此系统所采用设备可便携在人体，体积小，测量精度较高。
此系统可对人体数据实时监控与远程监控。
关键词： MSP430单片机； CC2530ZigBee模块； GPRS模块；指夹式血氧探头；体域网中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）18⁃0128⁃030 引言随着社会经济的发展及科技的进步，老年人群对医疗器械的测量精度和使用方便度的要求日益提高。
对人体血氧、脉搏的检测可直接反应一些人体的健康状况，也是医院中对一些病人必须实时检测的数据。
但传统人体检测仪体积较大、连线较多，病人携带起来极不方便，且无法让远处的医护人员及家人得知病人的安全情况。
为此，笔者设计一款基于无线体域网（Wireless Body Area Network，WBAN）的可随身携带的人体数据实时检测系统。
无线体域网（Wireless Body Area Network，WBAN）是附着在人体身上的一种网络，由一套小巧可移动、具有通信功能的传感器和一个身体主站（或称BAN协调器）组成。
目前WBAN仍处于早期发展阶段，在低功耗、传感器测量精度、数据安全性等方面存在一些挑战[1]。
国际上已经开展了对WBAN的广泛研究，然而多数论述了WBAN的实现框架，而对其具体实施方案提及不多，本文着重对系统的实现具体方案给出了较为详尽的描述。
1 系统设计方案及原理1.1 系统设计方案血氧探头的核心由两个发光二极管与一个光敏二极管构成[2]，人体的信息包含在光敏二极管的接收到的光强之中，设计一个电流电压变换电路将采集的电流转化为电压数据传送给单片机进行ADC采样[1]。
面向家庭养老的智能化健康监测系统设计
面向家庭养老的智能化健康监测系统设计随着人口老龄化的不断加剧，家庭养老成为了一个亟待解决的社会问题。
如何通过智能化科技手段，实现对老年人健康状态的全面监测和管理，成为了当前研究的热点之一。
本文将探讨一种面向家庭养老的智能化健康监测系统设计方案，以提供全面的健康状况监测和及时的干预服务。
首先，一个家庭养老的智能化健康监测系统应当考虑到老年人的特殊需求。
老年人在生活习惯、身体状态、健康问题等方面都与年轻人有所不同。
因此，系统设计应当具有人性化的界面和交互方式，易于老年人操作和使用。
同时，系统应当具备友好的提示功能，通过多媒体手段提醒老年人及时服药、进食、活动等，以维持其良好的生活习惯和生活质量。
其次，智能化的健康监测系统应当具备全面的监测功能，以实时获取老年人的健康数据。
这些数据包括但不限于心率、血压、血糖、体温等多项生物参数，以及步数、睡眠质量等生活习惯和健康指标。
通过传感器技术和小型化设备的应用，可以实现对这些指标的持续监测，并将数据通过无线传输的方式上传至云端服务器，方便医护人员进行远程监控和分析。
此外，在健康数据的采集和上传过程中，应该保证数据的安全和隐私性。
老年人的健康数据具有敏感性，不应该被泄露或滥用。
因此，系统设计应当采用符合隐私保护要求的加密传输协议和存储方案，以保证老年人的个人隐私和数据安全。
在健康数据的收集和存储之上，智能化健康监测系统还应当具备数据分析和管理功能。
通过对老年人健康数据的分析，可以及时发现健康问题的苗头，预警潜在疾病风险，并及时采取相应的干预措施。
同时，系统还应当具有方便的数据管理功能，可以生成健康报告、数据图表等形式，方便医护人员和家属了解老年人的健康状况，并作出相应的决策和行动。
此外，智能化健康监测系统还应当具备紧急呼救和紧急救护功能。
老年人往往存在着突发状况的风险，如心脏病发作、昏倒等。
因此，系统设计中应当加入呼叫中心和紧急救护人员的联系方式，并通过一键呼救的功能，及时为老年人提供紧急救护服务，确保他们的生命安全。
老年人健康监测系统的设计与实现
老年人健康监测系统的设计与实现随着我国老年人口不断增加，关注老年人健康已经成为了社会的一项重要任务。
同时，随着科技的不断进步，老年人健康监测系统的设计与实现也变得越来越重要。
本文将聚焦于老年人健康监测系统的设计与实现，探讨如何通过科技手段为老年人提供更加全面、精细的健康监测服务，提高老年人的生活质量。
一、需求分析老年人的身体健康状况往往比较脆弱，在日常生活中往往需要各种健康监测服务。
这些服务包括但不限于测量血压、心率、血糖、体温等生理指标，监测老年人日常饮食、睡眠、运动等生活行为，及时发现老年人身体健康问题，为其提供早期干预、治疗等服务。
从需求的角度来看，老年人健康监测系统需要满足以下几点：1. 对老年人的生理指标及日常行为进行全面监测，并为其提供科学、可靠的健康数据。
2. 实现对老年人健康问题的早期诊断与干预，及时为其提供相关健康咨询、治疗等服务。
3. 系统运行稳定，易于使用，可靠性高，同时需要考虑老年人使用的习惯与能力。
4. 同步提供数据分析与展示服务，为老年人及其家庭成员、医生等提供全面、精细的健康监控服务。
二、系统设计基于以上需求，我们可以设计出一套针对老年人的健康监测系统。
该系统主要包括以下方面的内容：1. 传感器部分。
通过传感器监测老年人的生理指标及日常行为，包括但不限于血压、心率、血糖、体温、饮食、睡眠、运动等方面。
2. 数据采集与传输模块。
将传感器传来的数据实时采集并传输到后台服务器。
3. 数据分析与展示模块。
对采集到的数据进行分析并进行展示，为老年人及其家庭成员、医生等提供全面、精细的健康数据监控服务。
4. 健康咨询及治疗模块。
根据数据分析与监测结果，系统可以为老年人提供一系列健康咨询服务或者相关治疗服务。
5. 系统管理部分。
系统管理部分，可以包括系统的维护、升级等管理任务，以维护系统的运行稳定和可靠性。
三、技术实现系统设计完成后，需要依靠相关技术进行实现。
系统的实现可以包括软件开发、硬件设计、服务模块的开发等。
基于物联网的智能养老与健康监测系统设计
基于物联网的智能养老与健康监测系统设计随着社会的老龄化趋势不断加剧，养老与健康成为全球各国重点关注的问题之一。
为了满足老年人的健康需求并提高养老服务效率，基于物联网的智能养老与健康监测系统应运而生。
本文将探讨智能养老与健康监测系统的设计方案，旨在为老年人提供更好的养老和健康监测服务。
一、需求分析智能养老与健康监测系统应具备以下功能：1. 健康监测功能：通过传感器技术对老年人的生命体征进行实时监测，包括血压、心率、血氧等指标，提供及时准确的健康状况反馈。
2. 活动监测功能：通过智能穿戴设备或智能家居设备对老年人的活动状态进行监测，如步数、消耗能量等，促进老年人主动参与运动。
3. 安全监测功能：通过智能门窗传感器、烟雾报警器等设备对老年人的居住环境进行监测，及时发现火灾、漏水等安全隐患。
4. 紧急救援功能：老年人遭遇突发疾病或意外情况时，能够通过紧急呼叫按钮或智能手表向家人或医护人员发送求助信号，实现快速救援。
5. 数据分析功能：对老年人健康数据进行收集和分析，提供个性化的健康建议和指导，帮助老年人做出科学的生活调整。
二、系统设计基于物联网的智能养老与健康监测系统的设计需要涉及硬件设备、传感器技术、数据通信和软件开发等方面。
1. 硬件设备：首先，系统需要配备各类传感器设备，如血压计、心率计、血氧仪等，用于监测老年人的生命体征。
其次，需要智能穿戴设备或智能家居设备，用于监测老年人的活动状态。
此外，还需要设置门窗传感器、烟雾报警器等用于安全监测功能。
最后，老年人需要配戴智能手表等便携设备，用于紧急救援功能的实现。
2. 传感器技术：传感器是智能养老与健康监测系统的核心，它能够感知周围环境变化并将数据转化为可用的信号。
各种传感器技术的应用能够帮助实现对老年人的健康监测和活动监测。
3. 数据通信：系统中的传感器设备需要将获取到的数据传输到控制中心或云平台。
因此，需要选择适合的通信方式，如无线传感网（WSN）或蜂窝网络，确保数据的快速传输和可靠性。
基于无线传感器网络的远程医疗监护系统设计
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。
“互联网+健康养老”模式的智能监护系统设计
“互联网+健康养老”模式的智能监护系统设计
戴惠敏;苏康友;张鑫;黄睿;郑智雄;蒲柯龙
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2024(32)9
【摘要】随着现代社会老龄化问题日益凸显,老年人的健康养老已成为重要焦点。
本文旨在通过研究创建智能监控系统解决老年人独居和安全问题。
该系统使用IIC、UART等通信协议,通过各种传感器收集健康数据,利用Web开发模型进行数据处
理和分析,实现对老年人健康状况的监控。
该系统不仅能有效提升老年人的生活质
量和安全性,而且对“互联网+健康养老”模式的推进具有深远意义和实际价值。
【总页数】4页(P38-41)
【作者】戴惠敏;苏康友;张鑫;黄睿;郑智雄;蒲柯龙
【作者单位】广东白云学院电气与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于ZigBee的养老院健康监护系统设计
2.智能居家养老监护系统设计——让“互联网+”深层次服务养老生活
3.“互联网+健康养老”背景下的智能监护系统
4.互联网模式下智能养老管理系统设计
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智能化老年人健康监护系统设计与实现毕业设计
智能化老年人健康监护系统设计与实现毕业设计智能化老年人健康监护系统设计与实现随着社会的快速发展和人口老龄化的趋势加剧，老年人的健康问题日益受到关注。
为了满足老年人生活质量的提高需求，智能化老年人健康监护系统应运而生。
本文将介绍智能化老年人健康监护系统的设计与实现。
一、系统概述智能化老年人健康监护系统是一种基于物联网和人工智能技术的系统，旨在帮助老年人监测和管理其健康状态，提供及时有效的医疗服务和个性化关怀。
该系统可以通过传感器、移动设备等技术手段实时监测老年人的生理指标，并通过云计算和数据分析等技术手段进行大数据分析，提供个性化的健康建议和医疗服务。
二、系统硬件设计为了实现智能化老年人健康监护系统的功能，需要设计合适的硬件设备。
首先，需要采用各种传感器来监测老年人的生理指标，如心率、血压、血氧等。
这些传感器应具备高精度、低功耗、舒适易用的特点。
其次，需要使用智能手环、智能衣物等设备来收集老年人的行为数据和活动轨迹。
最后，需要配备智能家居设备，如智能床、智能厨房等，以便监测老年人的生活环境和生活习惯。
三、系统软件设计智能化老年人健康监护系统的软件设计主要包括前端应用程序、后端云平台和数据分析算法等方面。
前端应用程序应具备良好的用户界面和友好的交互体验，方便老年人使用。
后端云平台需要具备高可靠性和高安全性，能够对采集到的数据进行存储和分析。
数据分析算法应根据老年人的生理指标和行为数据提供个性化的健康建议和医疗服务。
四、系统实现将智能化老年人健康监护系统划分为传感器层、通信层、数据处理层和应用层四层架构。
传感器层负责采集老年人的生理指标和行为数据，将其传输到通信层。
通信层负责将数据传输至数据处理层并接收来自应用层的指令。
数据处理层主要由云计算平台实现，负责存储和分析数据。
应用层通过前端应用程序展示监测结果，并通过后端云平台提供个性化的健康建议和医疗服务。
五、系统效果评估为了评估智能化老年人健康监护系统的有效性和可行性，可以进行临床实验和用户调研。
基于移动互联网的智能健康养老系统设计与实现
基于移动互联网的智能健康养老系统设计与实现随着人口老龄化现象的日益加剧，智能健康养老系统成为了满足老年人需求的一种重要方式。
本文将介绍基于移动互联网的智能健康养老系统的设计与实现。
一、引言1. 背景介绍随着医疗技术的不断进步和老年人生活水平的提高，人们对于智能养老系统的需求越来越多。
基于移动互联网的智能健康养老系统应运而生，通过融合传感技术、物联网技术以及云计算等先进技术，为老年人提供全方位的健康养老服务。
2. 系统目标基于移动互联网的智能健康养老系统的目标是为老年人提供智能化、便捷化、个性化的健康服务。
通过该系统，老年人可以通过移动设备随时随地获取相关健康信息，并与医护人员进行交流，实现远程健康管理。
二、系统设计1. 架构设计基于移动互联网的智能健康养老系统的架构主要包括前端、后端和云端三个部分。
前端是老年人使用的移动设备，通过安装相应的应用程序实现与系统的交互。
后端是服务器，负责接收、处理和存储老年人的信息，并提供相应的健康服务。
云端是存储和计算资源的集合，为系统提供强大的计算和存储能力。
2. 功能模块设计（1）用户管理模块该模块用于管理老年人的个人信息，包括基本信息、健康档案、就诊记录等。
通过该模块，老年人可以随时更新个人信息并查看相关健康数据。
（2）健康监测模块该模块通过传感器和智能设备实时监测老年人的生理参数，包括血压、心率、血氧饱和度等。
并将监测到的数据上传到服务器进行分析和存储。
一旦发现异常情况，系统会及时通知医护人员。
（3）远程医疗模块通过该模块，老年人可以通过系统与医护人员进行远程交流，包括在线咨询、预约就诊、开药、查看检查结果等。
医护人员可以根据老年人的健康数据提供个性化的健康建议。
（4）智能养老辅助模块该模块利用智能设备和智能家居技术，为老年人提供便利的生活服务，包括智能语音助手、智能家居控制等。
通过语音操作，老年人可以实现家居设备的控制，从而提高生活的便捷性。
三、系统实现1. 移动应用开发根据老年人的使用习惯和特点，设计并开发相应的移动应用程序。
基于远程康复技术的健康养老康复监测系统设计
基于远程康复技术的健康养老康复监测系统设计随着人口老龄化的加剧，健康养老问题日益凸显。
康复监测在老年人的健康养老过程中起到了至关重要的作用。
然而，传统的康复监测方式受到时间和空间的限制，无法满足老年人的需求。
因此，本文将介绍一种基于远程康复技术的健康养老康复监测系统的设计。
一、系统架构健康养老康复监测系统的设计应基于分布式架构，包括前端设备、数据传输网络、数据处理服务器和用户界面。
前端设备可以是智能手环、智能家居设备等，用于采集老年人的生理指标和活动数据。
数据传输网络使用无线传感器网络技术，将采集到的数据传输到数据处理服务器。
数据处理服务器负责对康复监测数据进行分析和处理，并生成监测报告。
用户界面则为老年人和医疗人员提供康复监测数据和报告的展示和查询功能。
二、数据采集和传输在健康养老康复监测系统中，数据采集是至关重要的环节。
通过智能手环等前端设备，可以采集老年人的心率、血压、步数等生理指标，以及睡眠质量、活动量等活动数据。
这些数据需要通过无线传感器网络进行传输，保证数据的实时性和准确性。
同时，为了保护老年人的隐私，数据传输应采用加密技术，确保数据的安全性。
三、数据分析与处理数据处理服务器是健康养老康复监测系统的核心组成部分。
通过使用数据挖掘和机器学习等技术，对采集到的康复监测数据进行分析和处理，以提取有价值的健康信息。
例如，可以通过分析老年人的活动数据，判断其日常活动程度，并给予相应的康复建议。
此外，数据处理服务器还可以根据老年人的生理指标，及时发现异常情况，并对医疗人员和老年人进行预警。
四、用户界面设计为了方便老年人和医疗人员使用健康养老康复监测系统，用户界面设计应简洁明了。
老年人可以通过智能手机、平板电脑等设备访问系统，并查看自己的健康数据和康复报告。
同时，系统还应提供相应的操作指引，帮助老年人正确使用前端设备，并解读监测结果。
医疗人员则可以通过专门设计的界面，查看多位老年人的监测数据，并进行综合分析和管理。
基于互联网的老人心率健康监测系统设计
第10期2021年5月No.10May，20210 引言随着人口老龄化进程的加快，我国有三分之一老年人存在失落、孤独、抑郁、焦虑等心理问题，六分之五老年人因生理功能的改变，各组织、器官储备能力的减退，形成许多慢性疾病，比如，高血压、冠心病、糖尿病等。
如何提高广大老年人生命安全的群体水平，已逐步引起了全社会的重视。
基于此，本文设计老人心率健康监测系统，以期提高老年人的健康水平[1]。
1 硬件系统设计1.1 工作原理光电式的心率监测系统是一种将光电传感器作转换器件，心率变化产生的红外光经过其转换为电信号，然后对其进行测量和显示的设备。
系统的组成包括光电传感器、信号处理电路、单片机电路、数码显示和电源的等[2]。
其中，光电传感器是将红外光信号转换为电信号的一种转换元件，在检测过程中，通过ST188采集心率信号，然后将接收到的红外光转换为便于测量的物理量输出，信号处理电路主要就是处理光电器所采集到的低频信号然后将其放大、滤波整形的模拟电路。
单片机自身就有定时中断计数功能，可以对输入的脉冲进行运算得出心率，设计电路实物如图1所示。
当手指放在光电传感器上时，随着心跳的变化，血管中血液的流动也会发生变化。
手指放在光电传感器的传输路径上，当红外光照射进手指内发生反射时，由于血管中血液的浓度是在时刻变化着，从而光的反射程度也会发生变化，因此，和心跳的节奏相互对应，光电传感器中所接受到的电流也在跟着改变，使光电传感器输出脉冲信号。
该信号经过放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机外部中断信号，电路对输入的信号进行计算处理后将结果送到数码管显示，当被测量者的心跳频率超出一定范围时系统中的蜂鸣器就会报警[3]。
1.2 主控单元设计原计划使用STM32为主控单元，但考虑到51单片机机也可以使用整个系统的设计，故转而使用51单片机来作为主控单元，51单片机系列有不同型号的芯片，外带丰富多样和功能灵活的辅助工具，并实现了全产品系列上的引脚兼容，为广大单片机使用人员提供了更多的选择性以及其创造力自由度释放的相关帮助。
西安工业大学 电气工程及其自动化 和自动化专业 本科毕业设计题目
西安工大电气工程及其自动化和自动化专业毕业设计参考题目题目: 导师: 内容: 要求: 专业不限..【自动化电气工程及其自动化生物医学工程】部门: 部门不限.. 【自动化与电气工程系生物医学工程系电工电子教学部电工电子实验中心信控技术研究所院办】来源: 来源不限.. 科研生产实际自拟其它状态: 可选状态结束状态状态不限.. 列表按默认题目导师专业来源部门限选已选结束日期降序升序排列【自动化与电气工程系生物医学工程系】网上选题系统陈忠孝曹凯电气工程及其自动化 [需要1人,已接受0人] 可选报[1] 基于单片机的测距系统的软件设计还没有人选报！陈忠孝曹凯电气工程及其自动化 [需要1人] 浏览详情[2] 基于单片机的测距系统的硬件设计 4016杨建华专业方向不限 [需要1人] 浏览详情[3] 基于单片机的温室环境测控仪设计 4010杨建华专业方向不限 [需要1人] 浏览详情[4] 基于单片机的全自动豆浆机控制器设计（软件设计） 4001杨建华专业方向不限 [需要1人] 浏览详情[5] 基于单片机的全自动豆浆机控制器设计（硬件设计） 4024李翰山自动化 [需要1人] 浏览详情[6] 多传感器数据采集与传输电路设计 4008苗苗电气工程及其自动化 [需要1人] 浏览详情[7] 移动通讯直放站监控系统设计--软件部分 4005苗苗电气工程及其自动化 [需要1人] 浏览详情[8] 移动通讯直放站监控系统设计--硬件部分 4021苗苗电气工程及其自动化 [需要1人] 浏览详情[9] IC卡煤气表的设计－软件设计 4023苗苗电气工程及其自动化 [需要1人] 浏览详情[10] IC卡煤气表的设计－硬件设计 4013毕雪芹电气工程及其自动化 [需要1人] 浏览详情[11] 单相弧焊逆变电源功率因数校正方法研究 4004毕雪芹电气工程及其自动化 [需要1人] 浏览详情[12] 超声波电源硬件电路设计 4002高丽专业方向不限 [需要1人] 浏览详情[13] 基于PLC的霓虹灯广告屏控制器设计 4010高丽专业方向不限 [需要1人] 浏览详情[14] 基于PLC的音乐喷泉控制系统设计 03118高丽专业方向不限 [需要1人] 浏览详情[15] 基于PLC的自动门控制系统设计 4005高丽专业方向不限 [需要1人] 浏览详情[16] 基于PLC的液位控制系统研究 4013高丽专业方向不限 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养老院Wi-Fi智能化定位管理系统方案-公共场所其他
养老院Wi-Fi智能化定位管理系统方案-公共场所其他导读：这套系统针对养老院环境作了优化，实现室内外老年人无线上网、实时定位、报警追踪，并准确搜寻到目标老人，为工作人员提供通过移动设备查询功能，充分保证老年人的人身安全，大幅提高养老院护理工作的效率，缓解了护工不足的困境，给养老院的管理工作带来福音。
中国从2005年就已经步入老龄化社会，预计到2014年底，我国老年人口总数将超过2亿，占总人口的14.7%，老龄化所带来的种种社会问题正影响我们生活的各个层面，加快养老院建设将成为建设和谐社会、实现中国梦的重要保障。
养老院的护理工作需要细致耐心，但国内的养老院往往面临护工不足的困境，加上养老院的占地面积往往比较大，老年人发生紧急情况，需要院方提供救助时，工作人员往往无法第一时间赶到现场抢救生命，这点是衡量养老院护理水平的重要标准，也是老人家属极为关心的。
优频科技针对国内养老院的困境，推出了“养老院Wi-Fi智能化定位管理系统”，这套系统针对养老院环境作了优化，实现室内外老年人无线上网、实时定位、报警追踪，并准确搜寻到目标老人，为工作人员提供通过移动设备查询功能，充分保证老年人的人身安全，大幅提高养老院护理工作的效率，缓解了护工不足的困境，给养老院的管理工作带来福音。
优频科技“养老院Wi-Fi智能化定位管理系统”与传统的RFID养老院定位系统相比，有许多无可比拟的优势特点，性价比非常突出：1、WiFi网络传输速率高达300Mbps，可以为老人提供无线上网、为工作人员提供移动办公的基础网络，而这套网络同时又可以用于人员定位和无线传感。
而RFID或ZigBee设备只能用于定位，不能实现数据传输。
目前的越来越多的养老院需要WiFi覆盖，采用WiFi定位避免造成网络重复建设。
2、WiFi定位精度能达到3米～5米，结合低频触发功能精度高达1米以内，在室内提供房间和楼层两种精度级别。
3、WiFi覆盖范围大，一般在300米上，在室外可以大面积覆盖同时实现高精度定位。
无线体域网(WBAN)
应用于可穿戴的媒体和视频播放
多种具有媒体播放功能的个人终端设备可以通过WBAN和 耳机进行通信，把播放的媒体数据传送到耳机，同时 WBAN还可以和车内的网络进行通信。视频数据可以从布 置在人体上的传感器去获取，然后视频数据以流的方式传 送回电视台或报社。
结论
在WBAN技术研究更为成熟之后，WBAN将可以支 持更大的数据流量，可以满足更多的业务和应用需求。 预计几年内大量不同类型和功能的WBAN产品将广泛进 入市场，而健康监控和身体相关的应用仍然是市场增长 的主流方向。随着日益增加的隐私信息、商务信息在 WBAN中传输，WBAN的数据安全将成为一项重要需求， 市场上的解决方案也将侧重考虑这个方面。同时在预计5 年内满足娱乐需要的WBAN产品将大量面世，成为市场 新的热点，在WBAN中，长安器也将具有处理能力、信 息的融合和过滤能力将进一步出现在网络的边缘，具有 高数据传输塑料厂的WBAN开始进入实用阶段，WBAN
UWB是一种短距离的无线通信方式。其传输距离通常在10m以内，使用 1GHz以上的带宽，通信速度可以达到几百Mbit/s以上。UWB不采用载波，而是 利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽， 适用于高速、近距离的无线个人通信 ISM（the Industrial ,Scientific and Medical）
WBAN中的关键技术
WBAN是一种新的交叉技术，和无线个人网（Wireless Personal Area Network，WPAN）、无线传感器网络（Wireless Sensor Network ， WSN）、泛在传感器网络（Ubiquitous Sensor Network，USN）、 无线短距通信技术、传感器技术等都有着密切关系、目前业界倾向于 认为WBAN是WPAN的一种延伸。它实际上就是一个低功率、小范围、 低速率和低价格的电缆替代技术。而WBAN把WPAN扩展到了部署在 人体表面和内部的各类传感器。远程医疗诊断和监护则是WSN应用 的一个非常重要的方面，和WBAN密切相关。WSN的泛在化导致了 USN(Ubiquitous Sensor Network )的出现。USN严格来讲是一种面向 应用和业务的体系结构，通过这种公共的结构可以支持各种传感器网 络和全IP的公共数据网络相互连通，实现FMC（Fixed Mobile Convergence，固定网络与移动网络融合），并基于传感器数据提供 各类业务和应用。
基于移动互联网的智能老年护理系统设计与实现
基于移动互联网的智能老年护理系统设计与实现随着人口老龄化的加剧和家庭结构的变化，老年人的护理和照料需求日益增长。
为了满足这一需求，基于移动互联网的智能老年护理系统应运而生。
本文将详细介绍这一系统的设计与实现。
一、系统背景与需求分析随着移动互联网技术的飞速发展，智能设备的普及率不断提高。
而老年人作为一个较为脆弱的群体，需要更多的关注和照顾。
因此，设计一个基于移动互联网的智能老年护理系统成为了一个迫切的需求。
在需求分析的基础上，我们确定了以下几个主要的功能模块：1. 健康监测：通过传感器和智能穿戴设备，对老年人的生命体征，如心率、血压、体温等进行监测，并及时反馈给家属或护理人员。
2. 智能提醒：系统根据老年人的日常活动和用药情况，提供准时的用药提醒和活动安排。
3. 健康咨询：提供老年人健康知识和保健方面的咨询服务，借助语音识别和语音合成技术，使老年人更便捷地获取健康信息。
4. 紧急呼叫：老年人出现意外或急需帮助时，可以通过系统发起紧急呼叫，家属或护理人员会第一时间收到通知并作出相应的行动。
5. 社交互动：为了缓解老年人的孤独感和与家属的情感交流，系统提供即时通讯功能和视频通话功能，使老年人可以随时与亲友沟通。
二、系统设计与实现1. 系统架构基于移动互联网的智能老年护理系统主要分为前端和后端两个部分。
前端包括老年人使用的移动设备（如智能手机、平板电脑等）以及他们佩戴的智能穿戴设备（如手环、腕表等）。
后端包括数据库、服务器以及各种算法与模型。
2. 技术实现（1）传感器技术：通过蓝牙技术和传感器设备，监测老年人的生命体征，并将数据传输给移动设备进行处理和分析。
（2）移动应用开发：使用安卓或iOS平台开发移动应用程序，实现健康监测、智能提醒、健康咨询、紧急呼叫等功能。
（3）语音识别与合成技术：通过语音识别技术，将老年人的语音指令转化为文字，然后利用语音合成技术将文字转化为语音输出。
（4）云服务器：将老年人的健康数据和其他信息存储在云服务器上，家属和护理人员可以通过移动应用随时访问和管理这些数据。
智能老人健康监测与定位系统设计
智能老人健康监测与定位系统设计智能老人健康监测与定位系统设计随着全球老龄化趋势的加剧，老年人口的健康和安全问题日益受到关注。
为了更好地保护老年人的健康和安全，智能老人健康监测与定位系统的设计变得至关重要。
本文将探讨这一系统的设计原理、功能以及未来发展方向。
一、设计原理智能老人健康监测与定位系统的设计原理基于物联网和人工智能技术。
该系统由多个传感器组成，可以实时监测老人的生理指标、活动情况和环境信息。
同时，通过定位技术，可以精确追踪老人的位置，及时发现异常情况并采取相应措施。
该系统的核心是传感器网络，它可以监测老人的心率、血压、血氧饱和度等生理指标。
传感器可以放置在衣物、手环、床垫等物品上，非侵入式地收集数据。
传感器将采集到的数据通过无线通信技术传输给数据中心进行处理和分析。
数据中心利用人工智能算法对传感器数据进行挖掘和分析，通过建立老年人的健康模型，可以检测到老年人的身体异常情况。
一旦发现异常，系统会立即发出警报，同时通知医护人员或家属，以便他们采取相应的救治措施。
二、系统功能智能老人健康监测与定位系统具有以下主要功能：1. 生理指标监测：系统可以实时监测老年人的心率、血压、血氧饱和度等重要生理指标，并对这些数据进行分析和评估。
如果发现异常情况，系统会自动发出报警信号。
2. 日常活动监测：传感器可以记录老人的日常活动，如步行、站立和坐下等。
这些数据可以用于评估老人的身体状况和活动能力。
3. 睡眠质量监测：通过床垫上的传感器，系统可以监测老人的睡眠质量，包括入睡时间、睡眠深浅和醒来次数等。
这些数据可以为老人提供更好的睡眠指导。
4. 安全防护定位：系统可以实时定位老人的位置，一旦发生意外或老人迷路，系统能够快速定位并通知家属或医护人员。
5. 健康数据管理：系统可以将老人的健康数据保存在云端，方便医护人员随时查看和分析。
6. 个性化健康指导：根据老人的个体差异和健康状况，系统可以为每位老人提供量身定制的健康指导和建议。
基于无线传感器的健康监测系统设计与实现
基于无线传感器的健康监测系统设计与实现随着人们生活水平的提高，健康问题越来越受到重视，而基于无线传感器的健康监测系统也应运而生。
这种系统可以实时监测人体各项健康指标，及时提醒和预警相关健康问题，为人们的健康保驾护航。
本文将深入探讨基于无线传感器的健康监测系统的设计与实现。
一、系统架构基于无线传感器的健康监测系统主要由传感器节点、存储节点和网关节点组成。
传感器节点负责采集人体各项健康指标，例如体温、心率、血氧等；存储节点用于存储传感器节点采集的数据，并进行初步处理；网关节点则负责将数据传输到云端并进行可视化展示。
二、传感器节点的设计传感器节点的核心部件是传感器模块，本系统使用的传感器模块有体温传感器、脉搏传感器和血氧传感器等。
传感器模块采集到的数据通过传输模块传输到存储节点，传输模块是基于蓝牙低功耗技术的，使用起来方便且具有低功耗、低延迟的特点。
为了便于日常佩戴和使用，传感器节点被设计为小巧轻便的手环，手环内置传感器模块和传输模块，并有可充电电池提供电源。
同时，手环还加入了震动提示和LED灯提示等功能，用于提示用户当前的健康状况。
三、存储节点的设计存储节点是系统的数据中心，负责存储传感器节点采集的数据并进行初步处理。
存储节点采用了嵌入式系统作为核心芯片，与传感器节点通过蓝牙低功耗技术进行通信，实现数据传输。
在存储节点内，数据被以数据库的形式进行存储，各项健康指标被分别存储在不同的表中，以便于后续的数据处理和分析。
存储节点还加入了数据清洗和数据过滤的功能，能够减少系统误差和噪声，提高数据的可信度。
四、网关节点的设计网关节点主要负责将存储节点采集的数据通过无线网络传输到云端，并进行可视化展示。
本系统使用的传输协议为MQTT协议，使用起来方便且安全稳定。
网关节点内部包含了一块LTE模块，使用上网卡或者wifi等方式进行接入互联网。
数据被传输到云端后，本系统还加入了特定的数据分析和预警算法，对数据进行分析和比对，及时进行相关健康问题的预警和提示，帮助用户避免健康风险。
老年人居家健康监护与预警系统关键技术
老年人居家健康监护与预警系统关键技术周家桢;夏禹;卓伟;朱红【摘要】本系统拟实现对老年人居家健康状态进行实时监护,基于传感器和无线传输技术,为获取心电、血压、体温等生命体征信息,将无线传感器网络(即体域网)和相关感知节点部署于老年人体外,不仅构成全面的监控系统,又可以将信息和服务提供给不同的用户[1].及时将老人的身体健康信息传送与分析,并实时存储老年人的健康情况,便于以后长期的老年人居家远程健康监护与医疗分析.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2017(019)007【总页数】4页(P7-9,12)【关键词】居家养老;老年人;体域网;无线传输;传感器网络【作者】周家桢;夏禹;卓伟;朱红【作者单位】徐州医科大学,江苏徐州 221000;徐州医科大学,江苏徐州 221000;徐州医科大学,江苏徐州 221000;徐州医科大学,江苏徐州 221000【正文语种】中文【中图分类】R47本项目旨在设计一个关爱老年人居家健康、探索新型居家养老模式、为老年人的健康监护提供基础保障的平台系统。
围绕居家养老和健康监护两大主题，把老年人的身体健康放在首位，在与相关社区监护人员和医院保障人员接洽的基础上，充分地分析和应用采集到的老年人健康状况信息，考虑到系统的可操作性和专业性，整合已有的医疗、卫生、健康的资源，实现一站式、多维度、智能化老年人监护新模式的探索与应用。
在目前的医疗背景下，本系统充分结合相关的传感器和无线传输的技术，使得系统实现以下的目标：（1）老年人生理信息的收集与反馈；（2）智能提醒功能；（3）一键报警功能；（4）监控定位功能。
2.1 整体路线系统的整体设计借鉴IOT分层的构思，主要包括这几个部分：感知节点（生命体征节点、中继节点、网关节点）、pc监控端、移动终端和数据仓库处理平台[2]。
系统整体框架如图1所示。
基于上面提出的设计思路，系统功能实现按照三层架构的模式。
采集端由各类感知节点集成模块实时采集并传输所需信息；应用端针对不同的服务需求，分为面向用户的pc监控端和移动手持端软件，以及面向医护单位的数据仓库服务平台；而传输端则考虑实现各层次间无缝衔接的目标，采用了近距离、低成本的ZigBee技术和现有并发展完善的无线互联网技术，同时借助相关的中继节点和智能网关节点[3]，对于采集端采集到的初始信息进行预处理工作，并及时传输至应用端，方便用户对于老年人身体状况信息的查询。
无线体域网（WBAN）的人体健康指标实时监测系统
无线体域网（WBAN）的人体健康指标实时监测系统曲彤晖;赵潇腾;李博文【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)018【摘要】在此介绍一种便携式的人体健康指标实时监测系统，该系统以无线体域网（WBAN）构建网络，以MSP430单片机为核心，采用NELLCOR公司的指夹式血氧探头改造后采集血氧及脉搏信号，采集的信号经单片机处理后通过cc2530Zig-Bee模块定时发送到液晶屏上进行显示。
当人体数据超标时可通过GPRS模块以发短信方式发到指定手机上。
此系统所采用设备可便携在人体，体积小，测量精度较高。
此系统可对人体数据实时监控与远程监控。
%A portable real-time monitoring system of human health indexes is introduced in this paper,in which the wire-less body area network(WBAN)is taken as the network and MSP430 microcontroller as the core. The modified finger-clipped oxygen probe developed by Nellcor Company is used to collect oxygen and pulse signals. After being processed by a microcon-troller,the accumulated signals would be transmitted onto a LCD screen through CC2530ZigBee module to display. Once the ab-normal data from a person under test is detected,a built-in GPRS module will send a prompting message to a cell phone as a re-minder. The system takes a proper use of portable equipment so that it can be conveniently carried by human body,due to its small size. Of course this equipment is of high measuringprecision. The main purpose of this system lies in its real-time remote monitoring of the data from human bodies.【总页数】4页(P128-130,133)【作者】曲彤晖;赵潇腾;李博文【作者单位】西安电子科技大学微电子学院,陕西西安,710126;西安电子科技大学微电子学院,陕西西安,710126;西安电子科技大学微电子学院,陕西西安,710126【正文语种】中文【中图分类】TN964-34【相关文献】1.基于ZigBee的人体健康远程实时监测系统 [J], 许姜涤宇;于安军;祝聪;杜宇人2.无线体域网(WBAN)应用关键技术研究 [J], 高丽;王葛3.无线体域网的人体实时监测系统的设计 [J], 弓文剑; 刘丹; 王羽徵; 毕海; 程远4.枣片干燥过程品质指标实时监测系统设计 [J], 曹玉雪; 姚雪东; 刘欢; 朱荣光; 郑霞; 王强; 张湘楠; 魏事宇5.北京铁路局降雨量远程实时监测系统的研究与开发——系统软件及性能指标 [J], 梁青槐;吕科因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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基于无线体域网技术的老人健康监护系统的设计轩运动１，２ 赵 湛１ 方 震１ 杜利东１ 耿道渠１，２ 史要红１，２（传感器国家重点实验室（中国科学院电子学研究所） 北京 １００１９０）（中国科学院研究生院 北京 １０００４９）（ｘｕａｎｙｕｎｄｏｎｇ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ）Ａ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｂｏｄｙ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｌｄｅｒｌｙ Ｈｅａｌｔｈ ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＸｕａｎ Ｙｕｎｄｏｎｇ１，２，Ｚｈａｏ Ｚｈａｎ１，Ｆａｎｇ Ｚｈｅｎ１，Ｄｕ Ｌｉｄｏｎｇ１，Ｇｅｎｇ Ｄａｏｑｕ１，２，ａｎｄ Ｓｈｉ Ｙａｏｈｏｎｇ１，２１（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０）２（Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｈｉｎａ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒａｎｋｅｄ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ａｇｉｎｇ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ｅａｒｌｉｅｒ ｔｈａｎ ｗｅ ｈａｖｅ ｅｘｐｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ ｗｉｌｌ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｃｉａｌ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｆｏｒ ａ ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌ ｅｎｔｉｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｈａｖｅ ｐａｉｄ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅｈｅａｌｔｈ ａｎｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ．Ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｐｅｒｆｅｃｔｅｄ ｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｐｐｌｙ ｏｆ ｍｅｄｉｃａｌ ｃａｒｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｅｏｐｌｅ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｍｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ 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ｎｅｔｗｏｒｋ）得到长足发展．基于无线体域网技术的应用系统也越来越受到人们的重视．设计了一种基于无线体域网技术的老年人健康监护系统．介绍了基于无线体域网技术的老年人健康监护系统的系统总体架构，重点介绍了无线体域网节点的设计以及无线体域网的系统构成．无线体域网节点包括无线心电与脉搏节点、无线血氧与体温节点．并介绍了各个生理参数的检测方法与检测电路．最后给出了生理参数的检测结果以及智能终端上的处理显示结果．关键词 无线传感器网络；体域网；老龄化；健康监护中图法分类号 ＴＰ２１２ 收稿日期：２０１１－０７－０６ 基金项目：国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目（２００９ＡＡ０４５３００）；国家自然科学基金项目（６０９７１０７１） 一个国家６５岁以上的人口占总人口的比例超过７％，就进入了联合国定义的老龄化社会．目前我国的６５岁以上的人口已经超过１亿．到２０４０年，我国老龄人口将急增到４亿左右，占我国总人口的２５％，而且这个比例还将不断攀升．另外随着我国社会经济的快速发展，生活方式的变化，以及人口流动的加速，子女数的减少，人口预期寿命的延长，老人家庭空巢率正不断的加大［１－２］．近１０年来，我国空巢家庭一直呈上升之势，２０００年全国第５次人口普查数据表明，“空巢家庭”户占到老年家庭的２２．８３％，而２００４年上升到２５．８％．在一些大城市，空巢家庭问题更为突出．随着独生子女的父母步入老年，空巢家庭将成为我国老年人家庭的主要形式，预期到了２０３０年空巢老年人家庭的比例将达到９０％，届时我国老年人家庭将空巢化．老年人的健康问题越来越受到关注．美国佐治亚理工学院针对孤寡老人家庭开展了“ＡｗａｒｅＨｏｍｅ”项目．此项目通过很多传感器，获取老人在家里的生活状况，亲人家属或者监护人可以通过互联网实时了解老人的活动状况．本系统还可以对老人进行一些生活的提示，也可以对老人的生活规律进行存储分析，方便监护人或者医护人员了解老人近段时间的生活状况．美国霍尼韦尔公司实验室研究开发了Ｉ．Ｌ．Ｓ．Ａ（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｉｆｅｓｔｙｌｅ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）系统．本系统采用无线传感器网络的方法，来检测并辅助老人的日常生活．当出现紧急情况时，系统会及时地通知家属或者监护人．并且它是一个多功能的系统，包括感知模型、情景评估、定时响应、实时响应、机器学习等［３］．通过对老年患者的疾病构成进行调研发现：高血压、心脑血管疾病、肺部疾病、糖尿病等是老年人常见的疾病［４－５］．这些疾病要求对心电、血压等生理参数实时的监测，发现意外情况时及时采取措施，才能避免病情突发．目前老人能够享受的健康监护资源，往往集中在医院等专业机构．面向家庭用的监护系统比较少，而且功能比较单一、操作性比较复杂、实时性差、价格比较昂贵．本文介绍了一种智能型基于物联网技术的健康监护平台，它通过穿戴在被监测对象身上的无线传感器节点来感知生理参数，由无线体域网进行数据的收集．收集的数据上传到智能终端上，由智能终端进行数据处理、显示、分析等操作．如有跌倒等意外情况发生，可以及时通知监护人或者亲人．由个人智能终端分析得到的有用数据将通过互联网、广播电视网、手机通信网等现有网络发送到医院、社区服务中心等专业医疗结构．由医疗人员诊断后回传到被测对象的智能终端上．整个系统几乎不影响被监测对象的日常活动，因此能在一个舒适的监测环境下可实现长时间的实时监测．本文首先介绍了基于无线体域网的老年人健康监护系统的总体架构．重点研究了无线体域网节点的设计以及无线体域网的搭建．无线体域网节点包括无线心电脉搏采集节点、无线血氧体温节点．并介绍了各个生理参数的检测方法与检测电路．文章最后给出了生理参数的检测结果以及智能终端的处理与显示结果．图１ 系统总体架构１ 系统总体设计基于无线体域网技术的老人健康监护系统融合了传感器技术、无线通信技术、嵌入式技术等．它可以实现在不影响老人日常活动情况下，利用可穿戴式的无线传感器节点收集老人的平时的生理信息，记录下老人一天生理信号的变化轨迹．并且对这些信息进行数据分析，判断意外情况的发生以及告知老人身体状况，并把分析结果发送给远端的医疗服务中心或者监护人．方便监护人时刻监测了解老人的身体状况．医疗服务中心结合这些数据以及数据库的以往数据对老人的身体状况进行分析诊断，并把诊断结果通过现有网络反馈给老人或者是老人家属．它能对被监测对象实时数据动态采集和传输，使用户足不出户便能享受医疗资源．本系统可划分６５３计算机研究与发展 ２０１１，４８（增刊）为３层，分别为可穿戴式无线体域网、手持式智能终端、医疗服务中心．其系统总体结构如图１所示．１．１ 可穿戴式的无线体域网无线体域网是整个系统的最底层，也是关键层．它是整个老人健康监护系统的信息来源．它有一系列的智能生理参数传感器节点构成，负责采集生理参数和情景信息，并把采集到的生理参数信息无线上传到手持式智能终端上．整个网络基于Ｚｉｇｂｅｅ［６］协议，它是典型的星状网络．手持式智能终端为整个体域网的路由节点，它负责收集数据并上传，是体域网节点与外部数据中心的连接点．目前可以测量的参数包括心电、血氧、脉搏、体温等参数．１．２ 手持式智能终端手持式智能终端充当个人服务器的功能，它可以是ＰＤＡ、３Ｇ智能手机、笔记本电脑等．它嵌入了我们的Ｚｉｇｂｅｅ模块，能够收集各个生理参数节点上的数据，并对数据进行处理以便以后分析查询，同时也对数据进行挖掘处理，然后把结果上传到远端的数据中心．手持式智能终端提供人机接口见面，也可以把生理参数数据实时地呈现给被测对象．１．３ 医疗服务中心手持式智能终端上的数据可以通过手机通信网、广播电视网、互联网等已有网络传输到远端的医疗服务中心．在这里有专业的医疗人员，基于被监测对象的电子档案以及历史数据对现有医疗数据进行诊断分析，如发现突发情况立即通知急救医疗机构采取救助措施．并把相关情况通知给老人的亲属或者监护人．同时把这些数据记录存储到数据库，供以后分析诊断．同时医院也可以基于这些数据提供很多针对性的医疗服务．２ 无线体域网设计体域网是附着在人体身上的一种网络，由一套小巧可移动、具有通信功能的传感器和一个身体主站（或称协调器）组成．每一传感器既可佩戴在身上，也可植入体内．协调器是网络的管理器，也是ＢＡＮ和外部网络之间的网关，使数据能够得以安全地传送和交换．体域网是一种可长期监视和记录人体健康信号的基本技术．本系统是一个典型的无线体域网系统．它在物理上有２个底层节点构成：无线腕式血氧体温节点和无线心电脉搏衣节点．这些节点都具有独立数据运算、存储、运算，电源管理，无线通信等功能．它们能持续收集原始数据信息，简单处理、存储后无线发送到主节点上，如图２所示：图２ 体域网硬件结构图腕式节点上带有２个传感器模块，体表温度传感器模块和血氧Ｓｐｏ２传感器模块．体表温度传感器模块通过ＳＰＩ接口与中央处理单元ＣＰＵ进行数据通信．血氧Ｓｐｏ２传感器模块通过ＵＡＲＴ接口与中央处理器单元ＣＰＵ进行数据通信．虽然这个节点上有２个传感器，但是却能得到３个生理参数：体温、血氧、脉搏．脉搏信号可以通过软件算法从血氧容积图上计算出来．节点的电源管理模块可以实现对节点供电电源锂电池的充放电功能．并且收集到的数据可以通过ＳＰＩ接口存储在ＳＤ卡上，用于离线的数据分析．腕式血氧体温节点的实物如图３所示：图３ 血氧体温节点实物图心电脉搏衣节点使用心电传感器监测心脏的活动状态，本心电的测量电极采用导电硅胶制成，可以实现与皮肤的紧密接触，测量出高信噪比的心电信号．心电传感器模块与中央处理单元通过ＵＡＲＴ口进行数据传输．实时脉搏数据可以通过软件算法从心电数据中得到．节点的电源也是由锂电池供电的．电源管理模块也可以实现对锂电池的充放电功能．心电的监测数据也可以通过ＳＰＩ口存储到ＳＤ卡里面，用于数据的离线分析．心电脉搏衣节点实物如图４所示：７５３轩运动等：基于无线体域网技术的老人健康监护系统的设计图４ 心电脉搏衣节点实物图３ 关键模块设计３．１ 心电模块设计心电信号是心脏的生物电过程与心脏组织的生物化学过程．心电信号具有信号微弱，仅为毫伏级别，抗干扰能力极差，而且电极与皮肤之间容易接触不良或者脱落，带来的不稳定干扰［７］．所有这些要求测量电极与皮肤紧密接触，这样才能提取高质量的心电信号．所以在对心电信号测量时要采用能与皮肤紧密接触并且导电性能好的材料．我们采用２种电极，一种是镀银的薄片电极，一种是带有导电硅胶的电极．由于心电信号比较微弱，所以对其前段放大器采用仪表放大器．值得说明的是在电路设计时要充分考虑到工频干扰的问题［８］．其测量电路原理如图５所示：图５ 心电信号测量电路图３．２ 血氧模块设计血氧即血氧饱和度（ＳＰＯ２）是血液中被氧结合的氧合血红蛋白（ＨｂＯ２）的容量占全部可结合的血红蛋白（Ｈｂ）容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数．测量方法是采用指套式光电传感器，测量时，只需将传感器套在人手指上，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器，使用波长６６０ｎｍ的红光和９４０ｎｍ的近红外光作为射入光源，测定通过组织床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度［８－１０］．其测量电路原理如图６所示：图６ 心电信号测量电路图３．３ 体表温度模块设计体表温度的测量是通过测量与皮肤紧密接触的金属箔电阻来实现的．本测量采用比例的测量方法，这种方法可以有效去除低频噪声的干扰．我们采用了ＡＤ７７８３集成芯片，它是一个２４位的ＡＤ采集芯片，有２个２００μＡ的集成电流源，片上可编程的放大器，片上数字滤波器．ＡＤ７７８３芯片适合测量低频率信号，如应变片、压力传感器、温度传感器等［１１］．测量电路如图７所示：图７ 体温测量电路图８ 手持式终端显示界面４ 手持式智能终端设计手持式智能终端是无线体域网系统与外界进行数据交互的窗口．它负责按照一定的协议收集由无线体域网节点采集的生理参数数据，数据处理后实时显示给被监测用户．而且还可以通过现有网络传到远端的服务中心或者是被监测对象亲人的手机上．我们采用的手持式智能终端是特别定制的ＰＤＡ，它的内部嵌入了无线通信模块．无线体域网是一个典型的星状网络，而嵌入了无线通信模块的手持式智能终端相当于星状网络的主节点也就是路由节点．它通过一定的协议收集底层传感器节点的数据并上传给手持式智能终端ＰＤＡ．由ＰＤＡ来完成数据的处理、实时显示、再上传等．本ＰＤＡ是基于ＷＩＮＣＥ ５．０嵌入式８５３计算机研究与发展 ２０１１，４８（增刊）操作系统［１２］．在软件界面设计时，充分考虑到老年人的使用习惯，最终显示效果如图８所示．５ 结束语本文采用物联网技术，成功实现了对人体心电、血氧、脉搏、体温等生理参数的实时测量．测量出的心电信号参数介绍如下．１）采样频率５１２Ｈｚ；２）输入阻抗大于１ＧΩ；３）ＣＭＲＲ大于８０ｄＢ．测出的血氧、脉搏、体表温度参数如表１所示：表１ 其他生理参数测量结果参数测量范围测量精度备注血氧０％～９９％±２％测量精度是在７０％～１００％时脉搏３０～２３５次?ｍｉｎ±２％无体表温度２８℃～４５℃±０．２℃无综上所述，基于无线体域网的老年人健康监护系统有以下特点：１）使用无线体域网对多个生理参数进行实时数据采集，改变了传统的单参数、有线式的测量方法．提高了测量系统的便携性、灵活性、实时性．２）生理参数节点采用可穿戴性设计，移动性强．可在不影响监测对象日常活动的情况下，对生理参数进行数据采集．这样测量可靠性强，有用信息多，参考价值大．３）无线体域网系统操作简单，成本低，可与远端的医疗中心进行数据交换．提高医院的医疗资源利用率和老年人的就医成本．４）由无线体域网收集到的数据可以发送到老人家属的手机上，便于对老人的远程监护．遇到突发情况时，可以在第一时间感知并采取有效措施，减少不必要的伤害．随着我国加速进入老龄化社会，空巢老人的数量和比例急速增加，社会养老负担不断加重．另一方面我国社会医疗资源严重不足，导致医疗费用不断升高，有关医疗模式改革的需求越来越高．医疗模式必将从传统的以疾病的治疗为主，转向以疾病预防为主，从以医院医生为主，转向以家庭病人为主的．基于无线体域网的健康监护系统符合我国老龄化社会发展趋势的需求，必将产生巨大的社会效益和经济效益．参考文献［１］周白瑜，于普林．老年人跌倒和心血管疾病．中华老年医学杂志，２００６，２５（３）：２２４－２２７［２］覃朝晖，于普林．老年人跌倒研究的现状及进展．中华老年医学杂志，２００５，２４：７１１－７１４［３］Ｔｈｅ Ａｗａｒｅ Ｈｏｍｅ：Ａ ｌｉｖｉｎｇ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ．［２０１０－１０－１０］．ｈｔｔｐ：??ｗｗｗ．ｃｃ．ｇａｔｅｃｈ．ｅｄｕ?ｆｃｅ?ｈｏｕｓｅ［４］Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｌｓａ Ｔｅａｍ．［２００９－０８－１５］．ｈｔｔｐ：??ｗｗｗ．ｈｔｃ．ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ．ｃｏｍ?ｐｒｏｊｅｃｔｓ?ｉｌｓａ［５］陈峥，宋岳涛．老年综合症管理指南．北京：中国协和医科大学出版社，２０１０：１－５［６］ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅ．［２０１０－１０－０５］．ｈｔｔｐ：??ｗｗｗ．ｚｉｇｂｅｅ．ｏｒｇ?［７］文耀锋．一种实时的跌倒姿态检测和心率监护系统的研究．杭州：浙江大学，２００８［８］Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．［２０１０－１１－１０］．ｈｔｔｐ：??ｗｗｗ．ｔｉ．ｃｏｍ?［９］Ｏｍｒｏｎ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．［２０１０－１１－１０］．ｈｔｔｐ：??ｗｗｗ．ｏｍｒｏｎ．ｃｏｍ［１０］Ｌｏ Ｂ，Ａｔａｌｌａｈ Ｌ，Ａｚｉｚ Ｏ，ｅｔ ａｌ．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｐｅｒｖａｓｉｖｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｆｏｒ ｐｏｓｔｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｃａｒｅ??Ｐｒｏｃ ｏｆ ｔｈｅ ４ｔｈ ＩｎｔＷｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｗｅａｒａｂｌｅ ａｎｄ Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｂｏｄｙ ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ．Ｂｅｒｌｉｎ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００７：１２２－１２７［１１］ＡＤ７７８３Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ．［２０１０－１０－１０］．ｈｔｔｐ：??ｗｗｗ．ａｎａｌｏｇ．ｃｏｍ［１２］Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ开发．［２０１０－０９－１５］．ｈｔｔｐ：??ｗｗｗ．ｚｄｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ?ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ? 轩运动 男，１９８３年生，博士研究生，主要研究方向为无线传感网以及体域网系统． 赵 湛 男，１９５８年生，研究员，博士生导师，中国电子学会高级会员，主要研究方向为基于ＭＥＭＳ技术的新型微传感器及系统、无线传感器网络以及集成微传感器技术等． 方 震 男，１９７７年生，博士，副研究员，主要研究方向为无线传感器网络、无线体域网以及嵌入式系统等． 杜利东 男，１９８０年生，博士，主要研究方向为基于ＭＥＭＳ技术的风速风向集成微传感器等． 耿道渠 男，１９７９年生，博士，主要研究方向为无线体域网以及无线数据的可靠性传输等． 史要红 男，１９８５年生，硕士，主要研究方向为无线传感器网络等．９５３轩运动等：基于无线体域网技术的老人健康监护系统的设计。