【摘 要】
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无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)通过在人体上或者人体内部署传感器节点,实时监测人体健康参数信息,位置信息,周围环境信息等,其在远程医疗,特殊人群,社区保健,紧急救
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无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)通过在人体上或者人体内部署传感器节点,实时监测人体健康参数信息,位置信息,周围环境信息等,其在远程医疗,特殊人群,社区保健,紧急救治,病理研究等方面具有巨大应用前景。 本文设计了一套基于Z-Stack通信协议和CC2530的健康感知无线传感器网络系统,该系统可以实时监测人体生理参数血氧浓度、体温、脉率,周围环境参数温度、湿度、压力。 系统主要包括路由节点,传感器节点,数据收集器和上位机。路由节点的功能是协调传感器节点传输数据,扩展网络覆盖范围。针对路由节点,设计了锂电、市电、USB三种供电模式,可以满足不同场景的供电需求;为了提高锂电的供电效率,对供电模块进行了优化。设计了无线(ZigBee)和串口两种通信模式,为增强路由的无线通信能力,添加了无线功率放大模块,功率放大后路由的发射功率可达到20dBm,极大的扩展了网络的覆盖范围。设计了环境参数感知模块,可实时检测周围环境参数,为环境预警提供依据。解决了环境参数感知与路由通讯的占用资源冲突的问题,实现了路由与环境感知双功能。 以实验室所在的办公楼层为测试场地,搭建该健康感知网络平台,对网络的通信能力进行测试。首先,对路由的最大通信距离进行了测试。实验结果证明在视距范围(无障碍遮挡)内,使用两个路由就可以使网络覆盖整个楼层。然后,对网络的吞吐率和数据丢包率进行测试,该网络具有74Kbit/s的网络吞吐率和非常低的数据丢包率。最后,利用该系统进行健康感知与环境感知能力测试。人体健康参数和周围环境参数通过Z-Stack多跳传输,可以实时准确的在系统终端界面显示,证明该系统具有较好的健康感知与环境感知能力。
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