【摘 要】
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无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Networks)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点。本文结合家庭健康监护的应用课题,研究和设计一种基
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无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Networks)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点。本文结合家庭健康监护的应用课题,研究和设计一种基于无线传感器网络的多生理参数监护系统。
本系统采用新兴的ZigBee技术作为网络协议。ZigBee是一种供廉价的移动设备使用的具有极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术,己被普遍当作事实上的无线传感器网络国际标准。
本文在硬件设计方面,采用Chipcon公司的CC2430无线单片机为核心构建了监护系统的硬件平台,即传感器节点和协调器。设计了心电信号采集模块,通过该模块可以方便地获取信噪比较高的心电信号。传感器节点设计成便携设备,带有多路模数转换通道,最多可采集使用者8种不同的生理参数。通过与现有的脉搏传感器和心电电极相配合,系统目前已经可以同时对无线传感器网络内多个用户的脉搏和心电这两种重要的生理参数进行监护。
在软件设计方面,以ZigBee协议栈为基础进行多参数监护系统的应用开发,通过组建星状网络,实现对多生理参数的采集和传输。为了进一步发挥无线传感器网络的低成本、低功耗优势,根据人体生理信号的特点,本文还提出一种能在单片机上运行且简单有效的实时压缩算法,经测试,压缩比为4:1,数据经解压后能较为精确地还原出原始信号,特别适用于无线传感器网络节点这类简单设备,能有效降低传输数据量从而节省能耗。对于大多数生理信号的监控应用,都有一定的实用价值。
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