基于ENOCEAN的可佩戴病房呼叫系统的设计

摘要

随着信息化技术的发展，医疗领域开始朝着智能化的方向快速升级。同时医疗机构也开始关注在服务方面的改善，提升病人就医体验。其中住院病房是病人较长时间所处的区域，是医院提升服务的重点关注方向。病房的呼叫系统作为连接住院病人和医护人员的桥梁起着至关重要的作用，目前呼叫系统已经开始从有线方式向无线方式转变。
　　本文设计了一套基于EnOcean无线技术的可佩戴病房呼叫系统，包括有呼叫器终端、网关、数据库和监控端应用程序四部分。呼叫器终端采用的无线方案是EnOcean无线技术，通过采集机械能量的方式为射频模块提供电能，主要由能量采集模块ECO200和射频模块PTM330组成，使用频段为868MHz。当按动呼叫器时，射频模块会发出无线报文信号，被所处区域的网关接收。网关是由树莓派开发板和EnOcean收发射频模块TCM310组成，在接收到呼叫器的无线信号后，先通过ESP协议程序解析，检测是否为符合要求的呼叫请求，之后通过基于TCP/IP的网络将请求信息上传至数据库和监控端应用程序。数据库采用MySQL建立，存放所有呼叫器终端和网关的硬件信息，以及病人信息和呼叫请求记录。监控端程序主要完成设置功能和响应呼叫请求，可添加或删除呼叫器终端和网关的ID，录入病人信息并分配呼叫器等。图形界面使用PyQt4编写，其他功能代码使用Python语言实现。
　　通过分析我国医院病房现状，设定了系统的部署方案，确定了在有障碍物情况下呼叫器的信号室内可接收范围至少达到9.5米以上。经过测试，网关的信号接收范围实际可以达到覆盖六间六人制病房的空间需求。本呼叫系统具有使用简单，易安装部署、呼叫器无源免维护等特点，在医疗机构、养老院等场所有应用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 呼叫系统研究现状及发展趋势

1．2．1 国外研究现状

1．1．1 国内研究现状及趋势

1．3 主要研究内容和安排

第二章 EnOcean无线技术及协议概述

2．1 几种无线通信技术比较

2．1．1 短距离通信技术介绍

2．1．2 EnOcean优势对比

2．2 EnOcean无线报文协议(ERP)

2．2．1 物理层

2．2．2 数据链路层

2．2．3 网络层

2．3 EnOcean串口协议3(ESP3)

2．3．1 ESP3数据包结构

2．3．2 数据包检测

2．3．3 数据包类型

2．4 EnOcean设备标准文件(EEP)

2．5 本章小结

第三章 系统架构与开发平台

3．1 呼叫系统需求分析

3．2 系统总体架构

3．3 开发硬件平台

3．3．1 树莓派开发板

3．3．2 开发板初始化

3．4 本章小结

第四章 呼叫器及网关硬件设计

4．1 呼叫器终端设计

4．1．1 呼叫器终端模块

4．1．2 模块组建

4．2 EnOcean网关设计

4．2．1 网关收发模块设计

4．2．2 收发模块与开发板通信

4．3 本章小结

第五章 呼叫系统程序设计

5．1 网关程序设计

5．1．1 ESP3协议解析程序

5．1．2 串口通信程序

5．1．3 Socket客户端

5．2 建立数据库

5．2．1 E-R图

5．2．2 数据库表

5．3 监控端应用程序设计

5．3．1 Socket服务端

5．3．2 数据库操作

5．3．3 应用程序GUI设计

5．4 本章小结

第六章 部署与测试

6．1 部署设计

6．1．1 病房现状

6．1．2 部署要求

6．2 整体测试

6．2．1 连通性测试

6．2．2 传输距离测试

6．3 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 论文总结

7．2 未来工作及展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢