（精品）zigbee无线通信技术在医疗监护中的应用

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1、研究报告生命科学仪器2008第6卷/4月刊ZigBee无线通信技术在医疗监护中的应用董大鹏，唐晓英，刘伟峰，孟　旭（北京理工大学生命科学与技术学院100081）摘要本文提出了一种基于ZigBee无线通信协议的无线传感器技术的医疗监护系统解决方案。本方案测量将测量到的人体血氧饱和度数据通过无线传感器网络传输到基站，基站对这些生理参数进行详细处理，医生根据这些数据对病人的生理情况做出诊断评估。关键词血氧饱和度；WSNs；ZigBee1引言强，医疗监护领域的大部分检测传感器（如体温、脉搏、血压等）都可以集成到本系统上。作为医学治疗的一个重要组成部分，医疗监护在现代医学治

2、疗领域越来越受到重视。目前，医院所2无线传感器网络技术使用的监护系统大多使用固定的医疗监护设备，传无线传感器网络（WirelessSensorNetworks；感器采集人体生理参数，通过线缆将数据传输到监WSNs）结合了感测、运算以及网络连结的能力，不护中心。同传感器在其感测范围之内监控与侦测周遭环境与建立在线缆连接基础上的传统监护系统往往体特定目标的状态，并通过无线网络将这些状态回传积大，功耗大，不便于携带，限制了病人和医护人员到主机，系统管理者在收到这些讯息时，就能够借此的行动，增加了他们的负担和风险，已经越来越不能做出适当的处理。满足当今实时、连续、长时间地

3、监测病人的重要生命无线传感器网络要求节点具备无线通信能力，特征参数的医疗监护需求。同时这种传统的医疗监目前有多种主流无线通讯协议（如表1），这些传护方法容易造成病人心理压力和紧张，进而影响病输协议都有各自的优势特点，但就总体比较而言，人身体状况，导致诊断数据与病人真实的生理状况目前无线传感器网络技术主要是使用ZigBee协议。产生一定差距，影响对病情的正确诊断。为了更好地ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功对病人进行准确地、人性化地进行医疗监护，人们开耗、低成本的无线网络技术，主要用于近距离无线连始越来越多地关注无线医疗监护技术。接。它依据IEEE802

4、.15.4标准，在数干个微小的传本文以测量人体血氧饱和度为例，提出了一种感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很基于ZigBee无线通信协议的无线传感器网络技术的少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一医疗监护系统解决方案。该方案可以测量血氧饱和个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率度参数，并将测量数据通过无线传感器网络传输到非常高。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee监控中心，监控中心对这些生理参数进行详细处技术将是最低功耗和成本的技术。ZigBee的出发点理，医生根据这些数据对病人的生理情况做出诊断就是实现一种易实现的低成本无线网络，同时它

5、的评估。低功耗性能可以使采用电池供电的产品维持6个月本设计的关注点是如何实现传感器数据的无线到数年的工作时间。由于其低数据速率和通信范围传输，因此对于传感器部分本设计采用市场上现有较小的特点，也决定了ZigBee技术适合于承载数据的人体血氧饱和度传感器。换言之，该系统可以集成流量较小的业务。通过ZigBee可以非常简单的实现多种传感器，使之具备应用在不同应用领域的不同各种器件的联网，作为一个全球标准，为将来实现功能，因此，本系统的应用领域很广，移植性很作者简介：董大鹏男1981.10硕士研究生北京理工大学生物医学工程专业研究方向：医疗电子/无线传感器网络技术通信地

6、址：北京理工大学生命科学与技术学院生物医学工程系求实楼415室　　邮编:100081电话:13811672376010-68912393　　邮件:deansmith@tom.com25研究报告生命科学仪器2008第6卷/4月刊表1协议特点ZigBeeUWBWi-Fi蓝牙标准IEEE802.15.4，IEEE802.15.3aIEEE802.11a.bSIG功耗很低特别低较高较低速率(bit/s)250K100M-1G11M500k-1M传输距离(米)200米10米左右室内50米10米频段(Hz)2.4G3.1~10.6G2.4G2.4G组网特点结点多，功耗低Ad-

7、hoc或meshAd-hoc网络Ad-hoc网络，支持树状，mesh组网节点少（<7）成本<3美元20美元15美元3.8美元其他特点传输可靠，专脉冲电波，定距离较远，传输可靠，距离较近，为无线网络制定，位精度可达1cm，传输速率高用于替代电缆具有定为功能高穿透力适合家庭无线网络无所不在的网络创造了条件。无线通信电路核心。值得注意的是为了实现真正意义上的“无线传感器”，系统硬件设计要求小型化、紧凑化，而且为了便于以后该系统在应用领域的可移植性，系统电源部分设计为电池两节干电池供电，这样既能够发挥ZigBee通讯协议的优势，又能够很好的实现无线传感器的“无线”、“便携

8、”特点。3