睡眠过程监控系统研究

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1、论文题目：洼压料技大学申请工学硕士学位论文睡眠过程监控系统研究学科门类：工学一级学科：控制科学与工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：刘辉导师：张开生教授2014年5月RESEARCHoNSLEEPINGMONIToRINGSYSTEMAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByHuiLiuSupervisor：Prof．Kaish

2、engZhangMay,2014睡眠过程监控系统研究摘要随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们的寿命不断延长，社会老龄化速度逐步加快。曰常生活中老年人身体健康的监测，特别是容易突发各种疾病的睡眠过程的监控成为一个研究课题。与此同时，当今社会，人们的生活方式受到科技的影响越来越明显，比如WiFi、蓝牙等无线技术的广泛应用，人们的生活水平不断提高。而这些技术的应用又促进了无线技术的进一步发展。无线传感器网络融合了传感器技术和无线技术，成为当今无线领域的研究热点。随着无线传感器技术的发展和应用的需求，ZigBee技术逐渐进入人们的视线。ZigBee技术由于其

3、低功耗、低速率、低复杂度以及抗干扰性强等特点，为远程医疗提供了一种解决途径。本文的主要工作如下：(1)提出睡眠过程监控系统的整体设计方案。在对国内外远程医疗发展及现状分析的基础上，提出了训练子系统和监控子系统结合的监控方案。训练予系统用于获取使用者的生理数据，为监控子系统提供具有针对性的监控依据；监控子系统利用训练子系统提供的监控依据，在日常生活中完成对使用者睡眠过程的实时监控。(2)设计睡眠过程监控系统的硬件电路。根据睡眠过程监控系统的功能需求，对所需芯片选型，以LPC2103芯片为腕带终端处理器，以CC2430芯片为ZigBee网络的载体，设计包括脉搏采

4、集，体温采集、数据存储、无线收发等模块在内的终端节点电路，以CC2430为核心芯片的路由节点和网关节点电路。(3)设计睡眠过程监控系统的系统软件。在对嵌入式编程软件和上位机编程软件介绍的基础上，给出训练子系统终端节点、协调器节点的软件设计流程，监控子系统终端节点、路由节点、协调器节点的软件设计流程，以及上位机程序。(4)在实验室环境下，对系统进行了集成仿真。系统集成后，构成训练子系统和监控子系统。训练子系统通过腕带终端对使用者的体温和脉搏信息采集后，由腕带终端中的CC2430无线发送部分直接将数据发送到协调器，然后经由串口发送至上位机，实现对使用者的信息的采

5、集；上位机对采集到的信息进行显示分析，为监控子系统提供监控依据。监控子系统利用训练子系统得到的阂值数据，利用腕带终端对使用者进行实时监控。仪当出现异常情况时，腕带终端发送警报信号。警报信号经过路由=肖点的无线转发，最终由协调器接收并传送到上位机。同时，腕带终端中的数据存储电路，发生异常时对使用者的生理信息进行存储，为医生诊断提供依据。在研究中，睡眠过程监控系统采用LPC2103芯片对采集的信息进行分析，仅利用ZigBee网络发送警报信号，降低了系统的运行功耗，提高了系统的实用性。同时采用训练子系统和监控子系统结合的方式，使整个监控过程更具有针对性；对各种路由

6、算法的对比，系统选用Cluster-tree与AODVjr结合的路由算法，确保警报信号传输的及时性和可靠性。睡眠过程监控系统，当系统运行时，对使用者睡眠过程进行无线监控，仅当出现异常时报警，不对使用者的睡眠过程造成影响，可以应用在居民小区、敬老院等环境，对老年人的睡眠过程进行实时监控，是对远程监护的探索。关键字：远程医疗，无线传感网络，ZigBee，功耗，睡眠过程，实时监控ResearchOffSleepingMonitoringSystemABSTRACTWiththedevelopmentofsocietyandimprovementoflivingst

7、andard，people’Slifetimehasbeenprolongedconstantlyandsocialagingprocesshasbeenacceleratedgradually．Elders’healthmonitoringindailylife，especiallyduringnightwhensuddendiseaseshaveahighermorbidity，hasbecomeanimportantresearchtopic．Meanwhile，intoday’Ssociety，people’Slifestylehasbeenaffe

8、ctedmoreandmoreobviouslyby