基于ZigBee的楼宇内群体体温监控系统的设计与实现

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yhl_2011
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体温是诊断许多疾病的重要依据,安全、便捷、准确地测得体温,有利于疾病诊断和治疗工作的及时展开。特别是近年来众多全球性流行性疾病的肆虐,为监控病情的发展,需要大规模、及时地监测群体体温。而传统的独立个体体温测量然后逐级上报的方法难以实现大规模、准确和快速响应,不适合大规模流行性疾病的监控。针对此,设计和实现了基于ZigBee的楼宇内群体体温监控系统,能够实现大规模、准确和快速的群体体温监控。  系统以楼宇内的人群为监测对象,在监控楼宇内布置ZigBee无线体温监控网络,实现楼宇内人员体温测量、体温相关数据汇聚,并且具有基于单工红外串行通信的房间级区域定位功能。体温监控网络通过一个嵌入式串口/以太网网关接入计算机网络,实现与远程服务器通信,远程服务器提供体温监控网络数据的保存和基于Web的数据可视化呈现功能。  论文设计和实现了ZigBee无线体温监控网络节点的软/硬件和网关的软件。首先介绍了ZigBee无线通信技术的特点和协议栈结构,分析了ZigBee网络的设备类型、设备角色和网络拓扑。然后分析了体温监控网络系统的功能需求,设计了ZigBee无线网络结合嵌入式串口/以太网网关的系统架构,并将系统划分为多个功能模块实现,包括基于热敏电阻的双差分ADC体温测量电路、基于单工红外串行通信的房间级区域定位电路、串行接口的段式LCD显示电路。接着分析了网关在系统中的作用,提出了网关基于socket中间件的设计方案,详细讨论了串口基于帧格式的可靠通信的实现方法,并在开源操作系统RT-Thread和S3C2440开发板的软硬件平台上实现。最后介绍了Z-Stack的结构、运行流程和在系统中的配置,讨论了Z-Stack的应用开发方法和应用开发的分层结构;分析了协调器串口通信软件的工作流程,详细阐述了串口应用层帧格式和各帧的功能;设计和实现了无线体温监控网络的节点的应用软件。
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