可穿戴式生理参数监测系统的设计与实现

摘要

我国正在逐步的进入人口老龄化社会，老年人的数量在未来一段时间内会激增。而且受我国基本国情的影响，在未来一段时间内，我国的老龄人口抚养比会远高于其他国家。这势必会造成越来越多的“空巢老人”，这些空巢老人的养老以及医疗问题将会对我国养老医疗制度形成严峻考验。本文正是在这种情况下，提出了一种新型的可穿戴式生理参数监测设备。
　　目前市面上销售的可穿戴式生理参数监测设备或多或少的存在一些问题，首先，由于采用有线的方式进行数据的采集和传输，因此存在携带不方便的问题，无法实现真正的可穿戴化;其次，目前的相关设备存在测量参数较少的问题，导致无法为疾病的的诊断提供可靠依据;最后，这些可穿戴式设备普遍存在续航时间短，功耗高的问题，用户使用一段时间后就需要更换电池或者充电，给实际的使用带来很多不便。
　　在本文中，提出了一系列的方案来解决这些问题。首先，在本系统采用Zigbee无线传感网络进行数据的采集和传输，代替传统的有线传输，不仅解决了携带不方便等问题，而且实现了节点定位功能;其次，在本设计中分别采集了体温、血氧、脉搏信号，这些信息被保存在PC端，很方便被查阅，能够为疾病的诊断提供一定的依据，另外，在本系统中还使用三轴加速度传感器实现了跌倒监测，减少老年人因为跌倒造成的伤害;再次，在系统中还设计了GPRS远程报警模块，能够在检测到生理参数异常或者老人意外跌倒的时候，及时的将报警信息发送给老人的亲属和医院，争取到宝贵的治疗时间;最后，在本文的设计中，采用各种低功耗的传感器、芯片以及处理器，有效的降低了系统的总体功耗，极大的延长了使用时间。
　　在本文中，不仅完成了系统各个模块的软、硬件设计，还对系统进行了全面的测试。测试表明，本系统能够很好的完成各项功能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 论文研究背景

第二节 可穿戴式医疗设备的研究意义及现状

第三节 论文的研究内容和结构安排

第二章 生理参数的产生机理和系统工作原理

第一节 系统总体结构

第二节 人体生理参数的产生机理和测量方法

一、血氧饱和度

二、体温

三、脉搏信号

四、跌倒检测

第三节 Zigbee无线传感网络

一、常用无线通信技术的比较

二、Zigbee技术的优势

三、Zigbee无线传感网络RSSI定位技术

第四节 GPRS远程报警

第三章 可穿戴式生理参数监测系统的设计

第一节 生理参数采集模块

一、血氧检测模块

二、脉搏检测模块

三、体温测量模块

四、跌倒检测模块

第二节 Zigbee无线传感网络

一、Zigbee技术分析

二、Zigbee模块硬件设计

三、Zigbee模块软件设计

四、Zigbee无线传感网络RSSI定位设计

第三节 GPRS远程报警模块

一、硬件设计

二、软件设计

第四节 上位机软件

第四章 可穿戴式生理参数监测系统的测试

第一节 体温测量模块的测试

第二节 跌倒检测模块的测试

第三节 脉搏检测模块的测试

第四节 Zigbee无线传感网路测试

一、Zigbee无线传感网络性能测试

二、Zigbee无线传感网络RSSI定位测试

第五节 GPRS远程报警模块测试

第六节 设备整体测试

一、系统功能验证

二、节点功耗测量

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历