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基于ZigBee和PLC技术的社区监护系统设计

基于ZigBee和PLC技术的社区监护系统设计

本文摘要:随着社会老龄化的日益加剧,对老年人身体健康的关心早已沦为最重要的社会问题。另外,一些突发性疾病和家庭保健,如心血管疾病、孕妇、胎儿、婴儿、幼儿的保健也必须长年的家庭监护。所以,研究基于公用网络的家庭医疗监护,创建小区医疗网络,从而构成一个医院护理系统网络,不仅可以减少病人的安全性和提高人们的生活质量,还能使医院更加有效地提升管理人员、医生和护士的工作效率,协商涉及部门有序工作。 在某些情况下,用于有线方式的监护系统的实行成本将相比之下多达出售监护设备所花费的费用。

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随着社会老龄化的日益加剧,对老年人身体健康的关心早已沦为最重要的社会问题。另外,一些突发性疾病和家庭保健,如心血管疾病、孕妇、胎儿、婴儿、幼儿的保健也必须长年的家庭监护。所以,研究基于公用网络的家庭医疗监护,创建小区医疗网络,从而构成一个医院护理系统网络,不仅可以减少病人的安全性和提高人们的生活质量,还能使医院更加有效地提升管理人员、医生和护士的工作效率,协商涉及部门有序工作。  在某些情况下,用于有线方式的监护系统的实行成本将相比之下多达出售监护设备所花费的费用。

例如,在一个多社区医疗监护网络中,把动态监护病人的生理参数传输到远程监控中心及所有数据的远程备份,都是一笔可观的支出,确保成本堪称难以置信。虽然引进无线监护网络,可以解决问题一些问题,但基于蓝牙、GPRS等技术的社区医疗监护系统不存在适当的不足之处,如无线电磁辐射的安全性、无线终端的较慢移动、无缝漫游和无线网络成本等等。  ZigBee技术的经常出现为传感器信号的无线传输获取了新的解决方案。ZigBee节点有几十米的覆盖范围,且可以减少路由节点,拓展覆盖范围,另外它还不具无线电磁辐射小、传输数据安全性和成本低等优点,因此限于于家庭住宅。

同时由于生理监护信号的数据传输流量并不大,传输速率为250kbit/s的ZigBee需要符合生理数据传输拒绝。ZigBee传感节点可权利灵活性地重新加入和离开了网络,具备低功耗和低成本的特点。此外,电力线具备高速(骨干网速度早已超过了上百Gbit/s)、以电力电缆线路作为传输载体(目前我国享有全世界长度名列第二的电力电缆线路)等优点,并且电力线载波通信被国外传媒喻为并未被挖出的金山。

我们可以看见,如果把ZigBee和PLC技术有机的融合一起,它不仅填补现有社区医疗监护系统的一些弊端,减轻了居民对医疗监护的市场需求,还很合乎并不富足的中国。社区监护系统的总体构架  该社区监护系统主要分成三部分,如图1右图。第一部分由若干个基于ZigBee无线网络的家庭监护单元构成,其中,无线通讯节点根据功能有所不同分成:无线传感器节点和PAN协商节点,无线传感器节点具备用户随身携带和可移动性的特征,主要负责管理收集人体的最重要生理参数;而PAN协商节点主要负责管理搜集最重要生理参数,并通过第二部分,也就是电力线网络部分将这些参数发送到监护中心(即第三部分),这样,由专业的医护人员来构建对数据的统计资料和仔细观察,获取涉及医疗咨询和服务,超过远程医疗的目的。  社区监护系统的硬件结构分成:无线传感器节点、PAN协商节点(还包括射频通信模块和电力线传输模块)和监护中心。

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系统的结构示意图如图2右图。社区监护系统的硬件设计  ZigBee传感节点的硬件设计基于ZigBee无线网络的家庭监护单元由于应用环境主要是家庭,网络覆盖范围小,因此可必要使用星型流形结构,即网络主要由3~5个传感器节点,即RFD节点(ReduceFunctionDevice,全称RFD)和一个主节点,即FFD节点(FullFunctionDevice)构成。

虽然RFD节点和FFD节点构建明确功能的有所不同,但为了减少通用性和便利确保,传感器节点的基本电路完全相同。本文使用Freescale公司发售合乎ZigBee标准的MC13192射频芯片。

由于MC13192的射频信号使用差分方式,而推倒F型天线为单端天线,所以在芯片和天线之间用于巴伦电路,以达到最佳发送效果。


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