無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)是利用無線通信技術(shù)輔助醫(yī)療監(jiān)護(hù)的簡稱。無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)是利用無線通信技術(shù)輔助醫(yī)療監(jiān)護(hù)的簡稱。近年來隨著生物醫(yī)學(xué)傳感器的小型化、信息處理和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的快速發(fā)展和普及，使得無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)成為熱點(diǎn)。

 

Zigbee是一種今年來興起的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，成本低、功耗低是其突出的優(yōu)勢。其網(wǎng)絡(luò)容量大，數(shù)據(jù)交換小，專注于低速率信號(hào)穿傳輸。完全符合基本生理信號(hào)的傳輸要求。

 

本文的主要首先介紹了基于WPAN的無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)技術(shù)，然后介紹了基于JN5121芯片的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以及試驗(yàn)驗(yàn)證。最后對無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景及其存在課題做了展望。

 

 

WPAN是為在小范圍內(nèi)的設(shè)備間建立無線連接而開發(fā)的無線傳輸技術(shù)，IEEE標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)已為此制定了IEEE802.15.x標(biāo)準(zhǔn)．本文涉及的傳輸技術(shù)符合專門針對低速WPAN制定的IEEE802.15.4(Zigbee)標(biāo)準(zhǔn)。

 

 

    圖1 無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 

本文提出的構(gòu)架基于WPAN，即區(qū)別于無線遠(yuǎn)程醫(yī)療。本文關(guān)注重點(diǎn)在于生理信號(hào)采集到生理信號(hào)中轉(zhuǎn)部分的無線方式。無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)方式主要由傳感器節(jié)點(diǎn)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和接受節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。接受節(jié)點(diǎn)可接人監(jiān)控中心，或者由以太網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)等方式接入監(jiān)控中心，以此構(gòu)成了完整的醫(yī)療監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)。在此構(gòu)架下，醫(yī)用傳感器節(jié)點(diǎn)可以按照具體情況配置，構(gòu)成局域或者家庭的無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)，這種構(gòu)架具有很大靈活性和擴(kuò)展性。在這個(gè)構(gòu)架中，我們無線通信方式以Zigbee協(xié)議為基礎(chǔ)，采用JN5121模塊作為無線收發(fā)節(jié)點(diǎn)。圖l中描述了無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

 

 

3．1 JN5121模塊介紹

 

JN5121是Jennic公司推出的一款與IEEE802.15.4兼容的低功耗、低成本的無線微控制器。該模塊內(nèi)置32位的RISC處理器，配置有2.4GHz頻段的EEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線收發(fā)器，64kB的ROM．96kB RAM，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了多種多樣的解決方案，同事高度集成化的設(shè)計(jì)簡化了總的系統(tǒng)成本，JN5121內(nèi)置的ROM存儲(chǔ)器中集成了點(diǎn)對點(diǎn)通信與網(wǎng)狀網(wǎng)通信的完整協(xié)議棧；而其內(nèi)置的RAM存儲(chǔ)器，可以支持網(wǎng)絡(luò)路由和控制器功能而不需要外部擴(kuò)展任何的存儲(chǔ)空間，內(nèi)置的硬件MAC地址和高度安全的AES加密算法加速器，減小了系統(tǒng)的功耗和處理器負(fù)載。它還支持晶振休眠和系統(tǒng)節(jié)能工程。同時(shí)提供了對于大量的模擬和數(shù)字外設(shè)的互操作支持可以方便的連接到用戶的外部應(yīng)用系統(tǒng)。

 

3．2 傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

 

無線生理傳感器有兩部分組成：生理信號(hào)采集部分和無線傳輸部分。生理信號(hào)采集我們可以采用我們所需要的各種生理電極對人體的心電、血養(yǎng)飽和濃度、脈搏等等進(jìn)行冊測量。無線模塊我們采用集微處理器和RF芯片一體的S0C芯片JN5121， 芯片可以控制整個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理操作、路由協(xié)議、同步定位、功耗管理和任務(wù)管理。采用該芯片相對于以往Zigbee射頻芯片而言，不用外加MCU，有效的節(jié)省了芯片外圍電路，采用片上芯片方案可以近一步節(jié)省幾點(diǎn)體積，便于受監(jiān)護(hù)者攜帶。圖2是生理無線傳感器方案。

 

 

        圖2 生理無線傳感器方案