[发明专利]用于体征信号监测的无线网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于体征信号监测的无线网络系统，属于医学领域。

背景技术

在医疗监护领域，需要测量人体的体征信号，如体温、心率和血压等，以对病症做出正确的诊断和治疗。然而传统的人工测量方法需要逐人、逐次地测量，工作效率低，在测量人数较多时，会产生较大的工作负担，并容易产生主观测量误差。而且，在矿井作业等特殊工作场合，需要实时监测井下工作人员的身体状况，以保护其生命安全；在食品生产加工等对卫生条件有较高要求的场合，也需要监测工作人员的健康情况，以保证产品质量。所以，发明一种可以灵活、方便地测量多人体征信号的自动监测系统显得非常重要。

目前，新兴的无线传感器网络技术是解决以上问题的有效手段。使用电子式的传感器测量体征信号，并采用无线通信的方式获得测量数据，可以实现多节点的实时监测。现在已有使用国际标准的Bluetooth、Zigbee、Wi-Fi和红外等通信协议建立无线网络，用来监测体征信号的方法，但是其通信协议复杂，为保证兼容性，有效数据的传输效率较低。也有使用非标准的SimpliciTI协议建立无线网络的方法，但是建立的星型网络结构过于简单，网络结构不稳定，对网络中的节点缺乏有效的管理，导致网络整体的数据传输效率也较低。而且，已有的传感器网络可以测量的体征信号种类单一，只能监测一种或两种信号。所以，需要一种网络结构稳定，数据传输效率高，并且能够同时监测多种体征信号的无线传感器网络系统。

发明内容

本发明目的是为了解决现有体征监测设备网络结构不稳定、数据传输效率低，且只能监测一种或两种信号的问题，提供了一种用于体征信号监测的无线网络系统。

本发明所述用于体征信号监测的无线网络系统，它包括数据处理中心、网络协调器、m个近端网络路由器、n个远端网络路由器和k个数据采集终端，

在网络协调器的有效通信范围之内设置m个近端网络路由器，每个近端网络路由器挂接多个数据采集终端，在网络协调器的有效通信范围之外设置n个远端网络路由器，每个远端网络路由器挂接多个数据采集终端，

网络协调器与m个近端网络路由器和n个远端网络路由器共同组建成主星型网络，每个近端网络路由器通过网络协调器与数据处理中心进行信息交互，每个远端网络路由器通过多跳的方式与网络协调器通信，并通过网络协调器与数据处理中心进行信息交互，

每个近端网络路由器和挂接在其上的多个数据采集终端组建成一个子星型网络，每个远端网络路由器和挂接在其上的多个数据采集终端组建成一个子星型网络。

本发明的优点：本发明是对复杂环境中，多人、多体征信号的实时无线监测系统。它基于SimpliciTI无线通信协议，提出一种由网络协调器、网络路由器和数据处理终端组成的稳定的三层网络结构，形成扩展星型网络拓扑。以网络协调器为中心，与网络路由器一起构成主星型网络；以网络路由器为中心，与数据处理终端一起构成子星型网络。这样的网络结构具有更好的自组织和自扩展能力，并可以更好地对网络中的节点进行管理，提高网络中的数据传输效率。

本发明设计了无线通信节点的硬件电路。在数据采集终端，可以同时测量体温、心率和血压信号，设计电路对传感器测量的信号进行放大和滤波等处理，并传送至单片机进行采样和测量，同时还设计了显示电路，以增强设备使用时的友好性和方便性。本发明还设计了数据处理中心，包括上位机监控软件和电子数据库资源，能够在远程监测每个节点的状态，并且数据库中存储历史测量数据，方便根据特征信号的变化趋势对人体状态进行正确的判断。本发明主要由四个部分组成，即数据采集终端、网络路由器、网络协调器和数据处理中心。

附图说明

图1是本发明所述用于体征信号监测的无线网络系统的结构示意图；

图2是心率信号放大及滤波电路图；

图3是血压信号放大及采样电路图；

图4是扩展星型网络拓扑结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述用于体征信号监测的无线网络系统，它包括数据处理中心1、网络协调器2、m个近端网络路由器3、n个远端网络路由器4和k个数据采集终端5，

在网络协调器2的有效通信范围之内设置m个近端网络路由器3，每个近端网络路由器3挂接多个数据采集终端5，在网络协调器2的有效通信范围之外设置n个远端网络路由器4，每个远端网络路由器4挂接多个数据采集终端5，