專利名稱：基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生命體征的檢測(cè)技術(shù)是未來社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，該技術(shù)不僅適用于醫(yī)療領(lǐng)域，也適用于老齡人看護(hù)、兒童活動(dòng)場(chǎng)所、高危險(xiǎn)生產(chǎn)工作環(huán)境等，在第一時(shí)間知道生命體征參數(shù)是否處于危險(xiǎn)狀態(tài)，能為挽救生命爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。但是現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)，僅僅是采用傳感器采集數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線或者其他傳輸方式發(fā)送給監(jiān)護(hù)人員，該方法不僅受到數(shù)據(jù)傳輸距離的限制，而且監(jiān)測(cè)過程被限定在特定的地點(diǎn)，例如監(jiān)護(hù)病房上。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法無法實(shí)現(xiàn)便攜應(yīng)用，從而應(yīng)用面狹窄，實(shí)用價(jià)值不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法和裝置，能實(shí)現(xiàn)人體生命體征參數(shù)的監(jiān)控和定位。本發(fā)明方法采用以下方案實(shí)現(xiàn)一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法，其特征在于采用溫度、壓力、脈搏、心電以及光電容積描跡傳感器采集人體體溫、脈率、脈搏信號(hào)、心電信號(hào)和血氧飽和度參數(shù)，并通過自動(dòng)組建的基于ZigBee PRO的大型無線傳感網(wǎng)絡(luò)將所述傳感器采集的生理參數(shù)和相應(yīng)的ZigBee節(jié)點(diǎn)的位置信息傳輸給監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端； 所述監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端提取出所需的傳感信息，按照不確定性數(shù)據(jù)流模式，更新群體免疫模型； 然后對(duì)傳感信息經(jīng)過三步處理以確定該信息的警戒值第一步是通過免疫模型判斷與群體平均值的差異，第二步是直接與個(gè)體傳感閾值比較，第三步是將預(yù)測(cè)值與傳感閾值比較；所述的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端將處理后的傳感數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫以用于構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫；最后，將這類處理后的傳感數(shù)據(jù)同步至客戶端中，以用于客戶可視化UI操作顯示。本發(fā)明的裝置采用以下方案實(shí)現(xiàn)一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控裝置， 其特征在于包括設(shè)置有ZigBee無線傳輸模塊的傳感采集設(shè)備，所述的傳感采集設(shè)備內(nèi)設(shè)有溫度、壓力、脈搏、心電以及光電容積描跡等傳感器，其通過自動(dòng)組建的基于ZigBee PRO 的大型無線傳感網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端連接，所述的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端包括依次連接的數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)共享模塊以及UI操作模塊，所述的數(shù)據(jù)處理模塊還連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的數(shù)據(jù)處理模塊從傳感采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)中提取出所需的傳感信息，按照不確定性數(shù)據(jù)流模式，更新群體免疫模型；然后對(duì)傳感信息經(jīng)過三步處理以確定該信息的警戒值第一步是通過免疫模型判斷與群體平均值的差異，第二步是直接與個(gè)體傳感閾值比較，第三步是將預(yù)測(cè)值與傳感閾值比較。本發(fā)明采用ZigBee PRO協(xié)議構(gòu)成網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組網(wǎng)靈活多變，具有較高的可靠性和可控性，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可查，而且能實(shí)時(shí)定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較好的實(shí)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器工作流程示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例網(wǎng)絡(luò)路由器工作流程示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例傳感采集設(shè)備工作流程示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端工作流程示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理流程示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例遠(yuǎn)程客戶端軟件流程示意圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例UI功能模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法，其特征在于采用溫度、 壓力、脈搏、心電和光電容積描跡等傳感器采集人體體溫、脈率、脈搏信號(hào)、心電信號(hào)和血氧飽和度等生理參數(shù)，并通過自動(dòng)組建的基于ZigBee PRO的大型無線傳感網(wǎng)絡(luò)將所述傳感器采集的生理參數(shù)和相應(yīng)的傳感終端節(jié)點(diǎn)的位置信息傳輸給監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端；所述監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端提取出所需的傳感信息，按照不確定性數(shù)據(jù)流模式，更新群體免疫模型；然后對(duì)傳感信息經(jīng)過三步處理以確定該信息的警戒值第一步是通過免疫模型判斷與群體平均值的差異， 第二步是直接與個(gè)體傳感閾值比較，第三步是將預(yù)測(cè)值與傳感閾值比較；所述的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端將處理后的傳感數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫以用于構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫；最后，將這類處理后的傳感數(shù)據(jù)同步至客戶端中，以用于客戶可視化UI操作顯示。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是本發(fā)明硬件架構(gòu)示意圖，本發(fā)明的無線傳感網(wǎng)絡(luò)采用ZigBee PRO協(xié)議構(gòu)成網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組網(wǎng)靈活多變，具有較高的可靠性和可控性。從源節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)可以有多條路徑。路徑的冗余加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的健壯性，如果原先的路徑出現(xiàn)了問題， 比如受到干擾或者其中一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，ZigBee PRO可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自愈和路由修復(fù)，另選一條最佳的路徑來保持通信。網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器、大量的路由器以及終端設(shè)備組成。這三種設(shè)備采用MCU微控制器配合ZigBee協(xié)議棧模塊的芯片(可集成單芯片或多芯片協(xié)同運(yùn)作)，可選搭配增程模塊、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互轉(zhuǎn)模塊的硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)，可選傳輸功率與距離，實(shí)驗(yàn)條件下點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信距離可達(dá)1000米，因此，整個(gè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍很廣。 其中，協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，并通過跨通信協(xié)議模塊與監(jiān)護(hù)終端進(jìn)行雙向通信。其工作流程圖如圖2所示，該協(xié)調(diào)器一方面要處理各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的有效數(shù)據(jù)，包括節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址、有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、串ID、定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及生理參數(shù)等，另一方面要處理并轉(zhuǎn)發(fā)PC 機(jī)發(fā)送給節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包命令，如終端節(jié)點(diǎn)查找請(qǐng)求以及路由器坐標(biāo)配置等。路由器負(fù)責(zé)最佳路由路徑的搜尋以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，并協(xié)助傳感采集設(shè)備進(jìn)行定位。其工作流程如圖3所示，該路由器是一種可動(dòng)態(tài)架設(shè)的節(jié)點(diǎn)，但架設(shè)完畢后其坐標(biāo)位置是已知的，可以提供坐標(biāo)和RSSI值的信息包給終端設(shè)備。該傳感采集設(shè)備設(shè)置有ZigBee無線傳輸模塊和溫度、壓力、脈搏、心電和光電容積描跡傳感器，佩戴在被監(jiān)護(hù)人身上，負(fù)責(zé)生理參數(shù)和定位信息的采集，只具備數(shù)據(jù)發(fā)送而無轉(zhuǎn)發(fā)功能。布置網(wǎng)絡(luò)可以通過網(wǎng)格布置、螺旋布置或者按照信號(hào)覆蓋率達(dá)到最大為準(zhǔn)則生成路由器布置工程圖，以使信號(hào)覆蓋整個(gè)區(qū)域并帶有一定網(wǎng)絡(luò)冗余。
本發(fā)明所述ZigBee節(jié)點(diǎn)的位置信息是基于距離的算法和非基于距離的算法兩種方式實(shí)現(xiàn)定位，在應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中路由器節(jié)點(diǎn)的密度進(jìn)行選擇?；诰嚯x的算法是通過測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)來推算出終端設(shè)備到路由參考節(jié)點(diǎn)的距離，再使用三點(diǎn)定位算法計(jì)算出終端設(shè)備的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，該方法適用于網(wǎng)絡(luò)中路由器節(jié)點(diǎn)的密度較小的情況，優(yōu)點(diǎn)是只需少量的路由器作為定位的參考節(jié)點(diǎn)，節(jié)省監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的成本，但因 RSSI的值會(huì)受到多徑干擾影響而存在定位誤差。非基于距離的算法是利用固定點(diǎn)定位，終端設(shè)備首先發(fā)出請(qǐng)求坐標(biāo)的廣播信息，然后將收到最大RSSI值的那個(gè)路由參考節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，并通過該RSSI值計(jì)算終端設(shè)備的存在半徑以作為終端設(shè)備的位置。該方法使用于網(wǎng)絡(luò)中路由器節(jié)點(diǎn)的密度較大的情況，優(yōu)點(diǎn)是定位穩(wěn)定可靠，但是定位法精度較低，如果想提高定位精度，必須提高路由節(jié)點(diǎn)的密度，這不利于控制監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的成本。此外，為了降低傳感采集設(shè)備的功耗，使用蓄電池能夠長(zhǎng)時(shí)間工作，該傳感采集設(shè)備采用休眠-喚醒的機(jī)制。每隔一定時(shí)間自動(dòng)采集一次生理參數(shù)和定位信息，采集成功后通過MCU微控制芯片的控制引腳關(guān)閉生理參數(shù)采集模塊，以進(jìn)一步降低功耗，然后發(fā)送數(shù)據(jù)包給監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端，并使設(shè)備進(jìn)入休眠，等待下一次采集事件的喚醒。其工作流程圖如圖 4所示。本發(fā)明的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端啟動(dòng)后，在特定的監(jiān)聽端口上監(jiān)聽收集無線傳感網(wǎng)絡(luò)采集到的數(shù)據(jù)。對(duì)于接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，將傳感數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫以用于構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫；經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)進(jìn)一步應(yīng)用于判斷是否存在硬件信號(hào)丟失，超過規(guī)定時(shí)間未收到信號(hào)即判斷為硬件信號(hào)丟失，警戒值是否超出警戒線等。最后，這類經(jīng)過分析處理的傳感信息被同步至已經(jīng)經(jīng)過注冊(cè)的客戶端中，以用于可視化UI操作顯示，具體流程如圖5所示。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D6，圖6是本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)處理流程示意圖，上述數(shù)據(jù)處理是在對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后，提取出所需的傳感信息，按照不確定性數(shù)據(jù)流模式，更新群體免疫模型(主B細(xì)胞代表著群體平均傳感數(shù)值，次B細(xì)胞代表著免疫生成的次群體傳感數(shù)值)。然后對(duì)傳感信息經(jīng)過三步處理以確定該信息的警戒值，第一步是通過免疫模型判斷與群體平均值的差異，第二步是直接與個(gè)體傳感閾值比較，第三步是將預(yù)測(cè)值與傳感閾值比較。對(duì)于傳感閾值，則按照時(shí)間窗口動(dòng)態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)時(shí)間變化要求。現(xiàn)列舉例子如下所示假設(shè)群體差異警戒值為L(zhǎng)1,個(gè)體上界閾值警戒值L2,個(gè)體下界閾值警戒值L3,預(yù)測(cè)上界閾值警戒值L4,預(yù)測(cè)下界閾值警戒值L5 ；在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，接收到某人員(ID :C32)的體溫值為37. 2，設(shè)備電平為3. IV ；
①第一步計(jì)算該人員的體溫值與免疫模型中的主B細(xì)胞與次B細(xì)胞距離，如果該人員體溫值與主B細(xì)胞或者任一次B細(xì)胞的距離都大于規(guī)定的范圍，則增加該人員警戒值L1 ；根據(jù)正常設(shè)備工作電平為3. 3V，則可計(jì)算出該數(shù)據(jù)的不確定性概率值為P，如果該體溫值與某B細(xì)胞距離最近，則通過該概率值P及當(dāng)前體溫值更新該B細(xì)胞數(shù)值。②第二步比較該人員的體溫值與該人員自身的上界閾值，若大于該閾值，則增加該人員警戒值L2,其次比較該人員的體溫值與該人員自身的下界閾值，若小于該閾值，則增加該人員警戒值L3;
③第三步根據(jù)該人員的短期體溫歷史數(shù)據(jù)，利用二次指數(shù)平滑方法計(jì)算出預(yù)測(cè)體溫值，之后比較該預(yù)測(cè)體溫值與該人員的自身上界閾值，若大于該閾值，則增加該人員警戒值 L4,其次比較該預(yù)測(cè)體溫值與該人員的自身下界閾值，若小于該閾值，則增加該人員警戒值L5。最后利用該體溫值，更新該人員的歷史體溫平均值，根據(jù)平均值與上下界之間的差值更新該人員的自身上下界閾值。假設(shè)本例中人員與群體免疫模型存在顯著差異，但體溫在上下界閾值之內(nèi)，而預(yù)測(cè)體溫值低于下界閾值，則最后警戒值為L(zhǎng)1+!^本發(fā)明可通過遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端進(jìn)行登錄、監(jiān)控、查詢，如圖7所示，該遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端啟動(dòng)后，先讀取基本配置信息XML，之后利用數(shù)據(jù)庫信息初始化共享內(nèi)存。在監(jiān)聽到服務(wù)器傳送到的修改過的傳感信息之后，更新至共享內(nèi)存，然后執(zhí)行一系列UI操作。請(qǐng)參照?qǐng)D8，圖8本發(fā)明實(shí)施例UI功能模塊示意圖，該UI功能主要由警戒查看、歷史記錄、定位查看和系統(tǒng)查看模塊組成。1. 警戒查看用于查看當(dāng)前監(jiān)控的系統(tǒng)信息，包括警戒顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、團(tuán)體監(jiān)測(cè)、個(gè)人狀態(tài)和內(nèi)存監(jiān)測(cè)。警戒顯示系統(tǒng)監(jiān)控的所有被監(jiān)控者的實(shí)時(shí)安全級(jí)別信息；團(tuán)體監(jiān)測(cè)可以查看所有監(jiān)護(hù)人員的實(shí)時(shí)平均生理參數(shù)值及歷史平均生理參數(shù)值。該信息可用于查看當(dāng)前監(jiān)測(cè)的人員的狀態(tài)，以及跟歷史平均水平做出比較決策。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用于實(shí)時(shí)查看某個(gè)終端節(jié)點(diǎn)收集到的人員的傳感信息。個(gè)人狀態(tài)中可以查看單個(gè)人員的具體監(jiān)控信息，包括該人員的方位、人員的基本信息、警報(bào)級(jí)別、歷史平均生理參數(shù)值、預(yù)測(cè)生理參數(shù)值以及當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)在該人員周圍出現(xiàn)的人員。2. 定位查看用于查看區(qū)域及人員的方位信息，用于監(jiān)控人員的出入以及蹤跡。 區(qū)域定位中選擇某個(gè)區(qū)域，即可打開對(duì)應(yīng)區(qū)域的地圖以及處在該區(qū)域的人員標(biāo)志以及對(duì)應(yīng)的監(jiān)控信息。圖上用小圓點(diǎn)表示處于該區(qū)域的人員，并用顏色代表安全級(jí)別，并在左側(cè)列出所有處在該區(qū)域的人員的心跳和體溫值；通過該功能，能夠?qū)δ硞€(gè)區(qū)域進(jìn)行完全監(jiān)控。人員定位通過輸入需要跟蹤的人員，實(shí)時(shí)跟蹤該人員所在區(qū)域。3. 歷史記錄從數(shù)據(jù)倉庫中提取出歷史信息，用于查看人員的統(tǒng)計(jì)信息以及報(bào)表，可用于深度挖掘人員信息。其中包括系統(tǒng)歷史(團(tuán)體歷史)、人員報(bào)表(個(gè)人報(bào)表、警報(bào)歷史、方位歷史和人員分析)、人員分布和智能預(yù)測(cè)。系統(tǒng)歷史可用于查看不同人員的平均生理參數(shù)、生理參數(shù)上下界。該信息是隨時(shí)間變化的，在打開該窗口時(shí)顯示的是截止到當(dāng)前時(shí)間戳的系統(tǒng)歷史信息。人員報(bào)表由個(gè)人報(bào)表、警報(bào)歷史、方位歷史和人員分析組成。人員報(bào)表可查看人員的歷史統(tǒng)計(jì)信息報(bào)表，可通過小時(shí)、天數(shù)及月份查看。在對(duì)應(yīng)的窗口的搜索框中輸入搜索條件，即可搜索并繪制統(tǒng)計(jì)報(bào)表。警報(bào)歷史可以查看單獨(dú)人員的歷史警報(bào)信息、以及在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的警報(bào)次數(shù)統(tǒng)計(jì)。警報(bào)統(tǒng)計(jì)可按照小時(shí)、天數(shù)和月份來查看人員的警報(bào)統(tǒng)計(jì)信息。通過小時(shí)查看，可以看出該人員在哪些時(shí)段警報(bào)率較高；通過天數(shù)查看，可以看出該人員在一個(gè)月的哪一天警報(bào)率較高；通過月份查看，可以看出該人員在哪一個(gè)月的警報(bào)率較高。方位歷史顯示某個(gè)人員在某個(gè)時(shí)段內(nèi)所處的區(qū)域以及在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)上同時(shí)也處在該區(qū)域的人員。人員分析針對(duì)人員的歷史記錄做出簡(jiǎn)要分析，以助管理機(jī)構(gòu)做出對(duì)應(yīng)決策。該功能同時(shí)提供生成多種格式文件，方便管理人員保存。人員分布查看某日人員分布狀況，通過該分布圖，可以查找出某日的人員分布偏好以加強(qiáng)某區(qū)域的檢測(cè)力度，填補(bǔ)檢查漏洞。智能預(yù)測(cè)是采用時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法對(duì)某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的特定人員統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行預(yù)測(cè)。該系統(tǒng)提供了多種時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法，為Kalman濾波、二次指數(shù)平滑、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和 IRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)，用戶僅需在界面內(nèi)選擇需要?dú)v史數(shù)據(jù)范圍，然后選擇對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法，系統(tǒng)即通過該歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的預(yù)測(cè)值，并將歷史數(shù)據(jù)值和預(yù)測(cè)數(shù)值顯示以曲線圖形式顯示在界面上。4. 系統(tǒng)查看主要提供系統(tǒng)一些輔助功能，包括路由布置、視頻查看、圖像編輯、 設(shè)備控制、路徑生成和區(qū)域警戒功能。路由布置設(shè)置實(shí)物圖中路由的區(qū)域以及對(duì)應(yīng)圖的坐標(biāo)，可生成工程圖用于實(shí)際布置路由器。視頻查看針對(duì)某個(gè)連接在服務(wù)器上的攝像頭進(jìn)行查看，主要可用于查看服務(wù)器端的硬件安全等問題；而網(wǎng)絡(luò)視頻用于打開網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)監(jiān)控?cái)z像儀器，可對(duì)已經(jīng)布置好的網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行選擇查看，以監(jiān)控對(duì)應(yīng)區(qū)域的情況。圖像編輯提供輕量級(jí)的圖像編輯工具?？蓪?duì)打開的某張圖片進(jìn)行放大鏡操作(局部放大)、旋轉(zhuǎn)、 反色、其他反色、黑色閾值、白色閾值、亮度調(diào)整、放大/縮小、邊緣化、銳化、模糊化、垂直鏡像、水平鏡像和恢復(fù)等操作。設(shè)備控制是該系統(tǒng)可對(duì)支持的設(shè)備發(fā)出控制指令，遠(yuǎn)端控制關(guān)聯(lián)設(shè)備的動(dòng)作，例如燈光開啟、攝像頭轉(zhuǎn)向等。路徑生產(chǎn)是系統(tǒng)可以利用ZigBee組網(wǎng)過程中路由發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最佳路徑，通常用來為緊急施救人員提供救援向?qū)А^(qū)域警戒功能則是系統(tǒng)將普通路由節(jié)點(diǎn)升級(jí)為雷區(qū)路由，一旦有終端設(shè)備靠近雷區(qū)路由，則系統(tǒng)將采用聲光等方式在終端節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控端同時(shí)報(bào)警，通常應(yīng)用于高危生產(chǎn)工作環(huán)境。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法，其特征在于采用溫度、壓力、脈搏、 心電以及光電容積描跡傳感器采集人體體溫、脈率、脈搏信號(hào)、心電信號(hào)和血氧飽和度參數(shù)，并通過自動(dòng)組建的基于ZigBee PRO的大型無線傳感網(wǎng)絡(luò)將所述傳感器采集的生理參數(shù)和相應(yīng)的傳感終端節(jié)點(diǎn)的位置信息傳輸給監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端；所述監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端提取出所需的傳感信息，按照不確定性數(shù)據(jù)流模式，更新群體免疫模型；然后對(duì)傳感信息經(jīng)過三步處理以確定和預(yù)測(cè)該信息的警戒值第一步是通過免疫模型判斷與群體平均值的差異，第二步是直接與個(gè)體傳感閾值比較，第三步是將預(yù)測(cè)值與傳感閾值比較；所述的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端將處理后的傳感數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫以用于構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫；最后，將這類處理后的傳感數(shù)據(jù)同步至客戶端中，以用于客戶可視化UI操作顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法，其特征在于所述 ZigBee節(jié)點(diǎn)的位置信息是通過基于距離的算法或非基于距離的算法實(shí)現(xiàn)定位；所述的基于距離的算法是通過測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度RSSI來推算出傳感采集設(shè)備到路由參考節(jié)點(diǎn)的距離，再使用三點(diǎn)定位算法計(jì)算出傳感采集設(shè)備的定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)；所述非基于距離的算法是利用固定點(diǎn)定位，傳感采集設(shè)備首先發(fā)出請(qǐng)求坐標(biāo)的廣播信息，然后將收到最大RSSI 值的那個(gè)路由參考節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，并根據(jù)該RSSI值估算傳感設(shè)備存在的區(qū)域半徑以作為傳感設(shè)備的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法，其特征在于所述的可視化UI操作包括警戒查看、歷史記錄、定位查看和系統(tǒng)查看；所述的警戒查看包括警戒顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、團(tuán)體監(jiān)測(cè)、個(gè)人狀態(tài)和內(nèi)存監(jiān)測(cè)；所述的歷史記錄是從數(shù)據(jù)倉庫中提取出歷史信息，用于查看人員的統(tǒng)計(jì)信息以及報(bào)表，深度挖掘人員信息；所述定位查看用于查看區(qū)域及人員的方位信息，用于監(jiān)控人員的出入以及蹤跡；所述系統(tǒng)查看提供系統(tǒng)一些輔助功能，包括路由布置、視頻查看、圖像編輯、設(shè)備控制、路徑生成和區(qū)域警戒功能。
4.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控裝置，其特征在于包括設(shè)置有ZigBee無線傳輸模塊的傳感采集設(shè)備，所述的傳感采集設(shè)備內(nèi)設(shè)有溫度、壓力、脈搏傳感器，其通過組建的基于ZigBee PRO的大型無線傳感網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端連接，所述的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端包括依次連接的數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)共享模塊以及UI操作模塊，所述的數(shù)據(jù)處理模塊還連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的數(shù)據(jù)處理模塊從傳感采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)中提取出所需的傳感信息，按照不確定性數(shù)據(jù)流模式，更新群體免疫模型；然后對(duì)傳感信息經(jīng)過三步處理以確定該信息的警戒值第一步是通過免疫模型判斷與群體平均值的差異，第二步是直接與個(gè)體傳感閾值比較，第三步是將預(yù)測(cè)值與傳感閾值比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控裝置，其特征在于所述的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端還設(shè)置有聲光報(bào)警模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控裝置，其特征在于所述的UI操作模塊包括警戒查看、歷史記錄、定位查看和系統(tǒng)查看；所述的警戒查看包括警戒顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、團(tuán)體檢測(cè)、個(gè)人狀態(tài)和內(nèi)存檢測(cè)；所述的歷史記錄是從數(shù)據(jù)倉庫中提取出歷史信息，用于查看人員的統(tǒng)計(jì)信息以及報(bào)表，深度挖掘人員信息；所述定位查看用于查看區(qū)域及人員的方位信息，用于監(jiān)控人員的出入以及蹤跡；所述系統(tǒng)查看提供系統(tǒng)一些輔助功能，包括路由布置、視頻查看、圖像編輯、設(shè)備控制、路徑生成和區(qū)域警戒功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命體征監(jiān)控方法及系統(tǒng)，采用溫度、壓力、脈搏、心電以及光電容積描跡等傳感器采集人體體溫、脈率、脈搏信號(hào)、心電信號(hào)和血氧飽和度等生理參數(shù)，并通過組建的基于ZigBeePRO的大型無線傳感網(wǎng)絡(luò)將所述傳感器采集的生理參數(shù)和相應(yīng)的傳感終端節(jié)點(diǎn)的位置信息傳輸給監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端；該監(jiān)護(hù)系統(tǒng)終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、處理、預(yù)測(cè)、報(bào)警、查詢等任務(wù)，本發(fā)明具有很高的傳輸可靠性、自修復(fù)能力及智能監(jiān)控能力，具有較好的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102325155SQ20111019709
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者吳良峰, 張建輝, 陳彥, 馬勝藍(lán), 黃昊宓 申請(qǐng)人:福建冰原網(wǎng)絡(luò)科技有限公司