基于ZigBee健康保健协议的健康监护系统的设计

摘要

随着生活质量的提高,人们对于个人的身体健康状况越来越重视。而无线传感网、物联网等新技术的出现,也为个人的健康监护提供了有力的技术支持。通过蓝牙、ZigBee等通信方式,可以方便的将个人健康信息传输至服务器。对数据的归档和分析,对于个人健康的长期监控具有重要意义。
　　本文在分析了ZigBee和健康监护市场的发展状况后,认为ZigBee作为物联网的核心技术之一,在健康领域有着巨大的发展潜力。而目前医疗健康市场的发展趋势是产品标准化、设备间通信标准化。虽然ZigBee也在标准化方面做了巨大努力,但目前符合ZigBee标准的健康监护系统仍然很少。为了实现医疗健康网络的标准化,本文基于ZigBee Health Care( ZHC)标准设计了一套健康监护系统。该系统由信息汇聚节点(DCU-Data Collection Unit),血氧仪和摔倒检测器组成,通过ZHC协议进行数据的传输。信息汇聚节点基于Linux平台开发,接收来自传感设备的信息,并通过人机界面显示。血氧仪和摔倒检测器分别通过ZHC协议和自订通信协议与DCU通信。
　　该系统的设计重点为实现嵌入式的ZHC协议栈。该协议栈在传输层通过ZigBee通信,而在应用层通过ISO/IEEE11073协议实现健康数据的封包。在研究了ZHC协议之后,首先将开源11073协议栈移植到了Z-Stack平台上,实现了血氧信息的11073协议封装。然后按照ZHC协议要求完成了ZHC协议栈的开发,实现了11073协议数据包的收发,以及多连接的管理和维护等功能。完成的协议栈运行在DCU和血氧仪上,实现了血氧数据的标准化传输。
　　本论文设计的ZHC协议栈,可以实现ZigBee组网以及通信的标准化。设计的健康监护系统符合ZHC协议标准,能够实现血氧的测量和摔倒的检测,并无线传输到DCU上进行显示。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究内容及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文的主要工作与内容安排

第二章 ZigBee与ISO/IEEE11073协议概述

2.1 ZigBee协议

2.2 ISO/IEEE11073协议

2.3 Z-Stack和Antidote协议栈

2.4 本章小结

第三章 ZigBee健康保健协议栈设计实现

3.1 ZHC协议研究

3.2 ZHC协议总体设计

3.3 ZHC协议的具体实现

3.4 本章小结

第四章 Antidote移植到Z-Stack上

4.1 Antidote代码移植

4.2 通信插件的设计实现

4.3 manager应用的实现

4.4 agent应用的实现

4.5 本章小结

第五章 健康监护系统的节点设计

5.1 信息汇聚节点

5.2 血氧仪

5.3 摔倒检测器

5.4 本章小结

第六章 健康监护系统的测试与分析

6.1 测试结果

6.2 健康监护系统的性能分析及前景展望

总结

致谢

参考文献

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