摘要: 本文分析了無線遠程醫(yī)療監(jiān)控存在的必要性, 從總體結構、 硬件分布和軟件實施詳細介紹了以超低功率單片系統(tǒng)GS1011為核心的解決方案, 并通過仿真實驗驗證之。
近年來,隨著社會的不斷發(fā)展和人們生活水平和質量的提高,人們對醫(yī)療服務的各個方面提出了新的要求,社會需要更加完善的醫(yī)療系統(tǒng)提供服務,要求改變傳統(tǒng)的醫(yī)療模式,使醫(yī)院與醫(yī)院、醫(yī)生與病人直接通過遠程醫(yī)療合作,建立了一種全新的關系,達到提高醫(yī)療效果的目的。因此應用成熟的WiFi無線傳感器網絡技術,發(fā)展面向個人的遠程監(jiān)護系統(tǒng)已成為迫切需要。
1、系統(tǒng)總體概述
針對當代醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的發(fā)展需要,并結合WiFi無線傳網絡技術的在空間移動上的靈活性,傳感器的實時測試的優(yōu)點以及GS1011超低功率單片系統(tǒng)的解決方案,將嵌入式WiFi無線傳感器網絡技術應用于傳統(tǒng)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)中,建立起新一代遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)。系統(tǒng)將實時數據傳送到醫(yī)生和護士辦公計算機上,并能實現短信群發(fā)到醫(yī)生護士手持PDA, 方便其掌控其責任病人的情況。此系統(tǒng)將改善傳統(tǒng)醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)在時間和空間上的局限性,提高醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的實時性、靈活性,是一個集監(jiān)控、醫(yī)療和信息管理于一體的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)。
2、硬件組成與工作
在系統(tǒng)中,監(jiān)護病人的無線傳感節(jié)點以自組織形式構成網絡,通過多跳中繼方式將監(jiān)測數據傳到監(jiān)護基站,并由基站裝置將數據傳輸至所連接的PC,醫(yī)生或護士可以通過PC獲得病人的生理數據,對監(jiān)護病人做出及時處理。主要由監(jiān)護基站、路由節(jié)點和無線傳感節(jié)點組成。系統(tǒng)中的數據采集包括人體生理信號如:體溫、血壓、脈搏、心電等通過傳感器采集,通過模數轉換把人體生理參數的模擬信號轉化為待處理的數字信號。當醫(yī)生和護士離崗時,相關數據信息能以短信息群發(fā)的方式發(fā)送到手持PDA上,醫(yī)生和護士能及時掌控患者的詳細數據信息。
系統(tǒng)采用的無線傳感器網絡能夠協作地實時感知和采集網絡分布區(qū)域內的各種信息,并進行處理,再以無線方式傳送給用戶終端。而WiFi技術保障設備之間可以自由直接地進行通信,也可以在基站或者訪問點的協調下進行通信。同時基于IP的聯網技術能夠非常方便地實現與已經安裝在企業(yè)和家庭中的網絡進行無縫連接,而且還具有更好的安全性和系統(tǒng)的課擴展性。系統(tǒng)核心部分采用GainSpan公司的超低功耗的無線芯片GS1011,集成了802.11 無線電, MAC和基帶,以及PA, 應用CPU, RTC, SRAM 與閃存。支持IEEE 802.11,具有802.11i/WPA2身份驗證, AES 硬件加密。GS1011結構如圖2.1所示。
3、系統(tǒng)軟件功能實施
嵌入式Wi-Fi的軟件結構(如圖3.1,3.2所示)將通信的實現分為三個任務:分別是網絡任務(NET_TASK)、數據包接收任務和周期時鐘任務。這三個任務之間相互協調完成數據從鏈路層到應用層或應用層到鏈路層的傳遞。網絡任務優(yōu)先級在所有通信任務中優(yōu)先級最高,當它完成網絡各部分初始化工作后,就負責對新近接收到的數據進行處理并向應用層分發(fā)。剛開始它會掛起自己,當接收到數據包收發(fā)任務發(fā)送的信號后轉入運行狀態(tài)。