真正具有一定实用价值的远程医疗系统最早出现在20世纪50年代末,至今已有五十多年的发展历史。虽然远程医疗系统在通信技术快速发展的推动下已在远程医疗咨询、教育及会诊等方面得到了长足的发展,但是影响远程医疗发展的另一关键因素——用户终端设备的研究没有取得突破性进展,这在很大程度上限制了远程医疗的广泛应用,其核心问题主要表现为不能长期测量、测量设备不够小巧方便、测量过程不舒适、在使用时会影响用户的其它活动等。随着移动医疗概念的提出,新一代的医疗仪器----以生物传感器为核心的穿戴式医疗仪器正逐渐引起各界的广泛关注,它可以广泛应用于临床监护、家庭保健、睡眠分析、应急救护、航空航天、特殊人群监护、心理评价、体育训练等方面。早期的穿戴式医疗仪器中,数据处理和数据传输部分通常集成在中心控制单元内,由位于身体不同测量部位的各种生理信息传感器组成的数据采集部分采用有线方式和中心控制单元连接,随着需监测的生理参数增多,若仍采用有线方式连接则需要更多的电缆连接各个部分,给患者的行动带来诸多不便。为了尽量减少电缆对患者日常生活的影响并且为医生提供更为丰富的数据,生理信息传感器的多样化、无线化和网络化已成为穿戴式医疗仪器的一个主要发展方向。本文将由具有无线通信能力的生理信息传感器组成的网络称为无线生理信息传感器网络(Wireless Physiological Information Sensor Network,WPISN)。WPISN是随着无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)和无线体域网(Wireless Body AreaNetwork,WBAN)技术的出现而诞生的,它实现了生理信息传感器的多样化、无线化和网络化,负责完成人体多种生理信号的获取、传输、分析与处理,为穿戴式医疗仪器很多急需解决的问题提供了新的技术手段。本文是教育部春晖计划项目“无线远程医疗系统”(Z2004-1—55006)的主要部分,着重研究WPISN的两个关键技术:节点间的无线组网技术和通信单元的节能策略。主要研究内容包括：　　 ①提出了WPISN的网络结构、节点结构、协议栈以及通信协议的跨层设计方法,完成了WPISN的系统设计。按照WBAN的技术需求选择了适合于WPISN的短距离射频收发芯片,分析了短距离无线通信单元的节能策略,完成了短距离无线通信单元的电路设计和短距离无线通信实验平台的搭建。　　 ②在物理层,针对所选射频收发芯片,完成了小环天线的设计并在HFSS中进行了仿真,然后使用EMScan公司的天线测试系统测量了小环天线的辐射方向图,结果显示理论与实际有较好的一致性；在分析了目前短距离射频芯片常用的调制方式的优缺点后,选择MSK(Minimum Shift Keying)作为WPISN短距离通信单元的调制方式；提出了一种发射功率的动态控制方法,即根据链路质量和任务需求的不同动态地调整节点的发射功率,在保证信号可靠传输的前提下,尽可能降低发射功率,减少能耗。　　 ③在数据链路层,提出了一种基于任务表的睡眠调度机制以减少MAC(MediaAccess Control)层上的能量浪费,并设计了基于TDMA(Time Division MultipleAccess)的任务驱动的MAC协议(此协议已申请国家发明专利)；采用了停止等待ARQ(Automatic Repeat Request)协议和FEC(Forward Error Correction)结合的HEC(Hybrid Error Correction)方式进行差错控制,针对不同的测量节点的任务特点,通过在ARQ协议中设置不同的重发次数以适应不同任务的实时性要求和信道的变化情况；提出了用于WPISN的链路质量快速评估方法,实验结果表明,该方法可以快速准确地判断出链路是否处于连接区,为节点发射功率的动态调整提供了依据。　　 ④在应用层,针对目前的穿戴式医疗仪器常采用的连续工作方式的不足,提出了一种任务驱动的工作方式,这种方式以医生为主导,穿戴式医疗仪器的工作时间完全由医生制定,减少了很多医生不需要的数据传输,也延长了穿戴式医疗仪器的工作时间；提出了用于WPISN的时间同步方法一按需参考时间同步(该方法已获得国家发明专利授权),它以中心结点的时间作为参考时间完成各测量节点本地实时钟的校准,在初始配置过程中完成时钟校准后,测量节点和中心节点只在需要进行数据传输时再次完成实时钟的校准。