[实用新型]基于ZigBee的病人定位及心电监护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线通信系统和监护系统，特别涉及一种用于病人定位和心电监护系统。

背景技术

目前，对心脏病人的心电监护一般采用有线的方式，病人需要静卧在病床上进行，这对于那些慢性或间歇性心脏病人来说是很不方便的。虽然医院也采用Holter等做移动心电监护的记录装备，但其缺点是不具备实时性，无法实时监护病人的心脏活动状态。并且常规心电图是由心电图机记录，检测仅历时几十秒，心电图仅记录6～100个心动周期，只能获取很少的心脏活动信息。正常人24小时的心搏数达10万次以上，因此在几十秒的检测时间内有效捕捉到心律失常的概率是非常低。对于阵发性心律失常，即使病人感觉到不适，往往常规心电图检查是很难捕获到的。

发明内容

本实用新型是要解决传统有线医疗监护系统的不足和无线监护信息存储困难和无法实时传输的技术问题，而提供一种基于ZigBee的无线传输技术实时监测病人位置和监护心电数据的系统，该系统性使得医护人员在病人处于监测范围内的任何时间和地点的情况下仍能获得病人的生理和病理等参数，并且在发现病人心电异常时监测到其处于的地理位置，以便采取最及时的救助措施。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于ZigBee的病人定位及心电监护系统，包括心电采集及发射模块，无线接收模块，上位机软件模块；其特点是：

心电采集及发射模块包括对心电信号的采集、滤波、放大、A/D转换及发射；

无线接收模块包括协调器节点、数据接收节点和移动节点；

上位机软件模块包括对病人当前位置的坐标显示、心电波形描绘和病人基本信息查询统计；

协调器节点与数据接收节点、上位机由串口连接，上位机与服务器通过网口连接。

协调器节点通过以太网完成数据接收节点和移动节点的地址分配；上位机为PC机，PC机输出与定位显示模块和波形显示模块连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型拥有节点体积小、架构简单、低速率、低功耗、网络容易可无限扩展等优点，把ZigBee技术引入心电监护领域，可让心脏病人摆脱有线的羁绊，让医护人员既能够实时监护病人心电状态和基本信息，又能查看病人的当前位置。这就给病人在一定范围内自由活动提供方便，既利于病人病情的稳定，在一定程度上也减轻了医护人员的工作负担，同时为医生处理急救状况造就了优势。

附图说明

图1是本实用新型心电采集及发射模块结构示意图；

图2是本实用新型无线接收模块结构示意图；

图3是本实用新型上位机软件模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型基于ZigBee的病人定位及心电监护系统，包括三大模块：心电采集及发射模块、无线接收模块、上位机软件模块。结构示意图分别为图1、图2、图3。

如图1所示心电采集及发射模块结构示意框图，心电采集板主要完成把微弱的心电信号采集、放大以及滤波，然后送入无线发射板进行AD采样，采样后的心电数据先缓存起来，最后以一帧数据包无线发送给心电接收节点。移动节点的协议栈主要完成AD采样，以及两个LED灯的控制，用于显示移动节点当前的工作状态。首先，移动节点以200Hz采样率采样100个字节的心电数据，由于采样100个字节过程需要用的时间为500ms，因此在此期间移动节点发送一次定位请求，获得定位节点的二维坐标(X，Y)，定位耗时约为200ms左右。然后按照消息帧格式把移动节点地址、心电数据和定位坐标封装起来，最后发送给移动节点的父节点。

如图2所示无线接收模块结构示意图，协调器节点通过以太网完成数据接收节点和移动节点的地址分配，分配具有唯一性的16位短地址。移动节点完成心电信号的采集、处理以及传输，该节点对节点体积、便携性以及电池寿命都有很苛刻的设计要求，同时该节点是作为数据接收节点的子节点加入到ZigBee网络当中；数据接收节点一方面是配合移动节点做定位，定位原理是移动节点发出的定位请求数据帧，计算出接收信号强度值(RSSI)后，把RSSI值以及数据接收节点的坐标一同发给移动节点，由移动节点中CC2431内部的硬件定位引擎计算出自身的坐标值，因此要求数据接收节点的坐标是已知的，该节点是采用+5V DC直流稳压电源供电。另一方面，数据接收节点还要完成心电数据的接收和经串口转网口模块把心电数据和定位信息传输给上位机(PC机)。

如图3所示上位机软件模块机构示意图，主要实现获取病人当前位置的坐标信息、心电波形描绘显示和对病人基本信息的查询统计。