基于WSN的穿戴式人體姿態(tài)與健康監(jiān)護系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著社會老年化問題加劇，人們對老年人的健康日益關注，監(jiān)測老年人日常運動姿態(tài)和生理信息、評估老年人的健康狀況，具有重要的社會意義。穿戴式技術應用于老年人健康監(jiān)護，實現(xiàn)低生理、心理負荷下人體生理信號動態(tài)獲取，已成為醫(yī)療監(jiān)護領域的研究熱點。開發(fā)新型的可穿戴式醫(yī)療監(jiān)護儀，在老年人日常健康監(jiān)測、病人康復治療等方面有重大的實用價值，將成為新醫(yī)療模式下重要的健康監(jiān)護、診斷和保健設備。目前，國外在健康監(jiān)護領域的研究成果頗豐，而國內該領域的研究正處于起步

2、階段。隨著人們家庭保健意識的增強，穿戴式醫(yī)療監(jiān)護技術將具有廣闊的應用前景。
　　 本文研究了一套基于無線傳感器網(wǎng)絡的可穿戴式人體姿態(tài)與健康監(jiān)護平臺，能實時檢測和顯示人體姿態(tài)和生理信息。論文主要包括以下幾個方面：
　　 1. 介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念，詳細分析了ZigBee2006協(xié)議棧各層功能，在此基礎上進行項目需求分析，提出了監(jiān)護系統(tǒng)總體方案：系統(tǒng)由可穿戴式節(jié)點(4個子節(jié)點和1個中心節(jié)點)和PC機人機交互界面組成

3、。穿戴式節(jié)點佩戴在人體不同部位，檢測運動加速度信息，并通過無線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳給PC機，PC機上研究算法處理加速度數(shù)據(jù)，實時檢測人體姿態(tài)、心率信息，并跟蹤步態(tài)運動。
　　 2. 結合項目需求設計了傳感器節(jié)點硬件電路。采用單芯片SOC設計思想，大大的縮小了節(jié)點體積；選取低功耗芯片，并設計節(jié)能電路，延長了節(jié)點的工作壽命；基于微帶線理論，設計了倒F型PCB環(huán)狀天線，提高了射頻通信的穩(wěn)定性。
　　 3. 設計了健康監(jiān)護系統(tǒng)的軟件部分

4、。系統(tǒng)軟件包括上位機部分和下位機部分，下位機軟件主要負責采集人體運動加速度數(shù)據(jù)，采用頻分復用方式和ZigBee2006協(xié)議搭建通信平臺，收集并傳輸各子節(jié)點數(shù)據(jù)到中心節(jié)點。上位機部分研究和實現(xiàn)了姿態(tài)/心率檢測、步態(tài)跟蹤算法，接收和處理加速度數(shù)據(jù)，并設計人機交互界面實時顯示加速度波形、姿態(tài)/心率信息。
　　 實驗結果表明，該系統(tǒng)能夠實時檢測人體姿態(tài)/心率狀況、跟蹤步態(tài)運動，較好的實現(xiàn)了健康監(jiān)護功能，且具有體積小、功耗低、準確性高、可