基于RFID的可定位医疗监护系统的关键技术研究

摘要

随着物联网技术、微电子技术、现代传感技术、射频与无线通讯技术和微处理器技术的进步和广泛应用,医学监护设备向着微型化、无线化、集成化和智能化方向发展,开始实现随时随地为个人提供健康服务,如老年病与慢性病的监护、居家养老、运动健康跟踪和远程诊疗等。无线监护系统可以实现疾病的及时治疗和预先干预及有效降低突发病率与死亡率,对大幅度降低医疗成本和提高国民健康素质意义重大。
　　本文研究一种基于RFID的可定位医疗监护系统的关键技术,并初步设计了该监护系统,即将射频识别技术(RFID)应用于无线医疗监护,达到医疗设备无线化、集成化和智能化的目的。射频识别技术作为物联网和无线传感网络的关键技术,已经成为研究的热点。本论文有以下创新点和关键技术:一、基于RSSI的RFID定位技术,该技术利用场强值与传输距离的关系,再结合最近邻算法实现定位,同时提出了信号到达应答器(也称为标签)和阅读器的双向RSSI定位方法,并且引入空间分集接收的概念,在理论上分析了双向RSSI定位技术抗反射干扰和多径衰落的作用;二、使用RFID阅读器读取生命信息或者称为生命信息传感,即标签与传感器结合,采集生命信息并将其传递给阅读器;三、将RFID定位信息与生命信息融合。不仅实现了生命信息的采集传输,而且提供了位置信息,进一步完善了医疗监护系统的功能。本研究是多种技术结合,对实现低成本无线医疗监护系统有重要意义。
　　本文的主要工作是:首先对基于RFID的可定位医疗监护系统进行了详细理论分析,然后确定可行方案,搭建硬件平台,其中包括定位平台、基于AS3992的扩展阅读器和基于SL900A的生命信息采集终端;并且设计上位机程序和基于AS3992阅读器的底层程序;最后在实验室环境下进行了系统测试。测试结果表明:在实验室环境下,选择3对天线,4个最近邻标签的情况下,平均定位误差为0.25m,且误差小于0.4m的概率为90％,达到了定位目标;可以在界面软件上显示体温、脉搏、血氧饱和度以及测量时间。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外现状分析

1.3课题研究内容和创新点

1.4 章节安排

第二章 关键技术与系统方案设计

2.1 关键技术

2.2 系统方案设计

2.3 系统功能概述

第三章 硬件结构设计与实现

3.1 监控模块设计与实现

3.2 生命信息采集模块设计

第四章 系统软件设计与实现

4.1 定位程序设计

4.2 生命信息采集程序设计

第五章 系统测试

5.1 基于RSSI的定位功能测试

5.2 生命信息采集功能测试

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢