基于WBAN的健康監(jiān)測系統(tǒng)設計.pdf

1、在不斷進步的嵌入式技術、傳感器技術以及計算機網(wǎng)絡技術推動下，無線體域網(wǎng)技術得到了飛速的發(fā)展。作為新近出現(xiàn)的應用型無線網(wǎng)絡，無線體域網(wǎng)專注于鄰近身體區(qū)域的數(shù)據(jù)通信，非常適合于用作個人健康信息的采集與傳輸，其在醫(yī)療健康、體育運動訓練、國防軍事等領域均具有重要的應用前景和產(chǎn)業(yè)化前景。
　　本文在國內(nèi)有關外研究進展的基礎上，歸納總結出無線體域網(wǎng)的設計思路。通過對無線體域網(wǎng)基本概念以及網(wǎng)絡特性的進一步探討，體域網(wǎng)系統(tǒng)的通用性網(wǎng)絡結構以及各個

2、網(wǎng)絡層級的功能規(guī)劃得到了定義。
　　以體育運動領域中運動員的生理參數(shù)監(jiān)測應用為背景，本文提出了一套完整的基于無線體域網(wǎng)的健康監(jiān)測系統(tǒng)設計方案。根據(jù)對現(xiàn)有無線通信協(xié)議的對比研究，系統(tǒng)在采集網(wǎng)絡和匯聚網(wǎng)絡兩端分別使用了超低功耗的ANT無線協(xié)議和具備遠程組網(wǎng)能力 ZigBee無線協(xié)議的組合，并以 STM32為硬件平臺設計了多功能網(wǎng)關節(jié)點，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡協(xié)議間的連接和轉換。傳感網(wǎng)絡端，設計了基于 MSP430的脈搏傳感節(jié)點。匯聚網(wǎng)絡端，使用

3、了開源硬件“樹莓派”來完成基站的搭建，實現(xiàn)了基于Web的數(shù)據(jù)查詢服務。
　　以該系統(tǒng)為平臺，本文還對光電傳感器的脈搏檢測應用算法進行了研究。在充分結合單片機應用和計算機仿真的基礎上，提出了綜合限幅濾波、差分閾值以及滑動平均三種方法的應用算法改進，并通過實驗驗證了其效果。經(jīng)測試，移植回單片機中的算法可應用于靜止狀態(tài)下的脈率檢測，且得到的脈搏頻率能夠保持較穩(wěn)定的水平。最后，在系統(tǒng)功耗及功能測試中，節(jié)點、網(wǎng)關及基站等各個設備表現(xiàn)良好，達