申玉宏，蘇 和

呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古海拉爾 021008

基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)對患者體溫狀況監(jiān)測的研究

申玉宏，蘇 和

呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古海拉爾 021008

本文通過對Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與研究，完成小型Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，實現(xiàn)對住院患者體溫特征實時監(jiān)測的功能，并通過計算機(jī)軟件描繪一段時間患者體溫變化情況，方便醫(yī)務(wù)人員了解患者病情及時做出診斷。

Zigbee；體溫；監(jiān)測

近幾年，醫(yī)療醫(yī)藥改革在全國范圍內(nèi)全部鋪開，隨著醫(yī)療改革的不斷深入，為提高醫(yī)務(wù)人員的工作效率，各項醫(yī)療儀器設(shè)備也在不斷更新，醫(yī)療手段不斷跟進(jìn)，許多現(xiàn)代信息管理系統(tǒng)已越來越普遍應(yīng)用于國內(nèi)許多大中型醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，方便查閱和管理患者文檔資料。但是，面對患者的醫(yī)療服務(wù)要求越來越高，越來越凸顯個性化，以及減少醫(yī)患糾紛、醫(yī)患矛盾、醫(yī)療事故的壓力等問題，醫(yī)院急需引進(jìn)先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，采取科技技術(shù)手段，實現(xiàn)快速有效的診斷與治療，以減少患者的就醫(yī)成本，提高醫(yī)護(hù)人員工作效率。

目前，大多病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是通過有線方式進(jìn)行醫(yī)療數(shù)據(jù)的傳輸，因此給整個系統(tǒng)的組裝帶來了困難，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性降低，同時影響室內(nèi)的環(huán)境，設(shè)備固定于病房中，也增加了可移動性的難度。而且，患者的各項生命體征指標(biāo)的監(jiān)測也只能局限于患者的病床邊。

體溫是人體的一項重要生命體征指標(biāo)，在許多城市醫(yī)院中，患者體溫的采集仍然采用傳統(tǒng)方法，將水銀體溫計放置患者腋下等待5～10分鐘后取出觀察體溫狀況。這對于患者多，醫(yī)務(wù)人員少的醫(yī)院來說，既費時、費事，工作效率也很低，人為的誤差因素也很多，特別是對于傳染病科，無疑這種人工手段監(jiān)測的方式，增加了醫(yī)患之間交叉感染的幾率，另外，也無法實現(xiàn)對患者體溫實時檢測的效果。針對這一問題，本文設(shè)計的多個病房患者體溫?zé)o線監(jiān)測系統(tǒng)通過基于ZigBee的無線傳輸技術(shù)可以很好的解決上述實際問題。醫(yī)務(wù)工作者可以在醫(yī)務(wù)室或控制中心內(nèi)實時監(jiān)測到各個病床上患者的體溫特征，即方便快捷，又易于提高工作效率。

1 硬件結(jié)構(gòu)

在本系統(tǒng)中，各個單元病房通過以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可實現(xiàn)實時監(jiān)測多個病房內(nèi)患者的體溫特征。每個病房體溫?zé)o線監(jiān)測系統(tǒng)主要由體溫采集終端和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)兩部分組成，一個數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)對應(yīng)多個體溫采集終端，并分別以單片機(jī)為控制核心，通過搭建的ZigBee網(wǎng)絡(luò)平臺相聯(lián)系，如圖1所示。

該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可以分為三級。

第一級為體溫采集終端（即下位機(jī)）。將其粘貼在人體的腋窩下，通過溫度傳感器采集患者體溫，并利用無線收發(fā)裝置與對應(yīng)病房的上位機(jī)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的傳送。

第二級為數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)（即上位機(jī)）。將其安裝在各個病房墻壁上，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)內(nèi)部安裝Zigbee無線收發(fā)模塊接收終端發(fā)送的體溫數(shù)據(jù)，并可以向體溫采集終端發(fā)送指令。同時上位機(jī)連接報警顯示裝置實現(xiàn)體溫過高報警提示。

第三級為中心監(jiān)測臺。將其放于護(hù)士站或控制室內(nèi)，其一端連接中心控制計算機(jī)，一端連接各數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。中心監(jiān)測臺采用RS-232與中心控制計算機(jī)進(jìn)行通信，利用RS-485與各數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)通信。其主要功能如下：一是接收并執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)的各種指令。二是接數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，完成與體溫采集終端的通信。三是可以充當(dāng)管理機(jī)的作用全面收集數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)的要求實現(xiàn)與中心控制計算機(jī)的通信，傳輸信息狀態(tài)或患者體溫數(shù)據(jù)。

體溫采集終端與數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的無線射頻模塊均采用CC2530為主控芯片，體溫采集終端選用DS18B20作為溫度傳感器，測溫節(jié)點將采集的溫度數(shù)據(jù)通過無線的方式發(fā)送出去，協(xié)調(diào)節(jié)點以無線的方式接收數(shù)據(jù)并傳送至數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。為了避免障礙物的阻擋，影響無線數(shù)據(jù)傳輸，可在病房內(nèi)放置STC89C52單片機(jī)與CC2530無線射頻收發(fā)器的連接模塊。

2 軟件設(shè)計

本文軟件設(shè)計，主要程序包括DS18B20終端體溫采集、終端數(shù)據(jù)發(fā)送以及上位機(jī)數(shù)據(jù)接收三部分。系統(tǒng)上電后所有的測溫模塊都將復(fù)位，并從DS1820返回一應(yīng)答信號給主機(jī)。主機(jī)檢測到就緒信號后發(fā)出一個ROM操作命令，激活對應(yīng)的測溫傳感器DS18B20，并準(zhǔn)備接收下面的內(nèi)存訪問命令，此時DS18B20的工作狀態(tài)由內(nèi)存訪問命令控制，完成溫度轉(zhuǎn)換、存儲、讀取等一系列工作。實現(xiàn)每間隔10s采集一次DS18B20溫度數(shù)據(jù)，圖2為同步啟動單片機(jī)某位線上DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。終端采集器的Zigbee模塊將體溫數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的Zigbee模塊，實現(xiàn)體溫數(shù)據(jù)的無線傳輸。數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)再將體溫數(shù)據(jù)發(fā)送給中心控制計算機(jī)進(jìn)行顯示存儲打印等，方便醫(yī)護(hù)人員了解患者一段時間內(nèi)體溫變化情況。其無線發(fā)送流程圖如圖2所示，上位機(jī)zigbee模塊數(shù)據(jù)接收流程圖如圖3所示。

3 結(jié)論

本系統(tǒng)，可以很好的實現(xiàn)對患者體溫的無線監(jiān)測，提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率，并降低了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)以及后期的升級成本。同時，方便了醫(yī)護(hù)人員隨時對患者體溫進(jìn)行監(jiān)測，又避免了醫(yī)患長時間接觸帶來的風(fēng)險。

[1]武永勝，王偉，沈昱明.基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計[J].電子測量技術(shù)，2009，32（11)：121-124.

[2]李文仲，段朝玉.ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門與實戰(zhàn)［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007．

[3]武風(fēng)波，強云霄．基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程無線溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計［J］．西北大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，38（5）：731-734．

TP3

A

1674-6708（2015）144-0104-02

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校科學(xué)研究項目《ZigBee技術(shù)對農(nóng)村牧區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系建設(shè)中的應(yīng)用研究》編號：NJZC13329

申玉宏，呼倫貝爾學(xué)院教師，研究方向：電工、電子技術(shù)教學(xué)與科研