CN106911781A - 基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***及其实现方法 - Google Patents

基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***及其实现方法，该***包括复数个智能手表、本地监控***以及远程监控***；每个被监护人的手腕带上均佩戴有所述智能手表，每支智能手表每隔一段时间采集被监护人的心率、血压以及体温数据，并将数据通过Zigbee无线网络传输至所述本地监控***的协调器，所述协调器通过串口将数据传输至所述本地监控***中的处理器进行数据分析、存储和显示，再通过交换机将数据传输至所述本地监控***中设置的本地PC机；监护人通过远程监控***查看每个被监护人的数据，所述远程监控***包括智能终端和PC机。本发明提供的***可以完成体温、血压、心率生理信息的采集并无线传输到监控基站。

Description

基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***及其实现方法
技术领域
本发明涉及智能家居***领域，特别是涉及一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***及其实现方法。
背景技术
伴随着我国经济、社会的高速发展，社会正在慢慢地向老龄化时代转型．而大部分老年人患有高血压、糖尿病等慢性疾病，老年人的健康监护问题逐渐演变成一个备受关注的社会问题。随着无线传感器网络(WSN)的快速发展，其在远程医疗领域的作用受到越来越多的重视。目前，在国外已经有科研人员将传感器网络应用于医疗监护***，对被监护者生理参数信息进行实时的采集、监护。也有将ZigBee应用于智能家庭医疗保健的方案，但是国内市场上比较少有针对老年人的家庭健康监护相关产品。
近年来，随着生活质量的不断提高，机器化、智能化生产在劳动中所占的比例越来越重要，进而人们的脑力劳动在劳动总量中比例越来越大。膳食水平高，体力劳动减少，脑力劳动增加，不合理饮食，长时间缺乏体育锻炼，使得心血管疾病的发病率逐年攀升。因为心血管疾病的发病具有不确定性和突发性，因此预防和诊断心血管疾病显得格外重要。随着人们对医疗观念的逐渐重视，越来越关心自己的身心健康，早预防、早发现、早治疗的理念慢慢的深入人心。如果能做到早发现早治疗，那么将会大大降低发病的几率，减少人们的痛苦。随着生物医学传感器的小型化、信息处理和无线数据传输技术的快速发展和普及，使得无线监护***的研制成为热点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***及其实现方法，采用低功耗设计模式和可穿戴式设计理念，保证节点可以长时间工作并对被监护人的正常生活产生较小的影响。
本发明采用以下方案实现：一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，包括复数个智能手表、本地监控***以及远程监控***；每个被监护人的手腕带上均佩戴有所述智能手表，每支智能手表每隔一段时间采集被监护人的心率、血压以及体温数据，并将数据通过Zigbee无线网络传输至所述本地监控***的协调器，所述协调器通过串口将数据传输至所述本地监控***中的处理器进行数据分析、存储和显示，再通过交换机将数据传输至所述本地监控***中设置的本地PC机；监护人通过远程监控***查看每个被监护人的数据，所述远程监控***包括智能终端和PC机；若智能手表采集到的的数据超过正常范围，本地监控***采用GPRS网络向监护人的手机发送危险信号；当被监护人无法主动和监护人取得联系或走失时，监护人通过GPS定位被监护人的当前位置；每个被监护人通过智能手表上的LCD显示屏查看自己所被监测的生理信息，并调整智能手表上显示的时间。
进一步地，所述智能手表包括一中央控制模块以及与其相连的时钟芯片、GPS定位模块、LCD显示屏、心率传感器、血压传感器、体温传感器以及终端节点；所述智能手表中的终端节点通过Zigbee无线网络与所述本地监控***进行无线通讯。
进一步地，所述本地监控***包括一中央控制模块以及与其相连的协调器、LCD显示屏、GPRS模块、交换机，所述交换机与所述本地PC机相连，用以查看所述智能手表采集到的数据。
较佳的，所述PC上的软件***可用C#语言编程。
进一步地，所述中央控制模块采用Cortex-M3芯片。
进一步地，所述LCD显示屏为可触屏控制LCD显示屏。
进一步地，所述时钟芯片采用DS1302时钟芯片。
进一步地，所述血压传感器采用MPS500G芯片，用以测量被监护人的血压数据；所述体温传感器采用MLX90615芯片，用以测量被监护人的体温数据；所述体温传感器采用Pulsesensor芯片，用以测量被监护人的心率数据。
较佳的，Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。分别具有传输速率最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。该技术始于2002年，近十年发展迅速，在工业、物联网上有着广泛的应用前景。
进一步地，所述Zigbee无线网络节点采用TI的CC2530芯片，其组网方式为星型网络，包括一个协调器以及复数个终端节点，所述智能手表作为所述终端节点。CC2530是用于2.4GHz、IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上***（SOC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530采用了适应2.4-GHz IEEE802.15.4的RF收发器 ,低功耗，微控制器，8-KB RAM 和许多其他强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本：CC2530F32，CC2530F64，CC2530F128，CC2530F256，分别具有32，64，128，256KB的闪存。CC2530拥有不同的运行模式，使得它适应超低功耗要求的***。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。
本发明还采用以下方法实现：一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***的实现方法，包括以下步骤：
步骤S1：在每个被监护人的手腕带上佩戴一智能手表，每支智能手表每隔一段时间采集被监控者的心率、血压以及体温数据，并将数据通过Zigbee无线网络传给本地监控***的协调器；
步骤S2：所述协调器通过串口将数据传输至所述本地监控***中的处理器进行数据分析、存储和显示，再通过交换机将数据传输至所述本地监控***中设置的本地PC机；
步骤S3：监护人通过远程监控***中的远程智能终端或PC机查看每个被监护人的数据；
步骤S4：若智能手表采集到的的数据超过正常范围，本地监控***采用GPRS网络向监护人的手机发送危险信号；
步骤S5：当被监护人无法主动和监护人取得联系或走失时，监护人通过GPS定位被监护人的当前位置；
步骤S6：每个被监护人通过智能手表上的LCD显示屏查看自己所被监测的生理信息，并调整智能手表上显示的时间。
相较于现有技术，本发明提供的***可以完成体温、血压、心率生理信息的采集并无线传输到监控基站，同时采用低功耗设计模式和可穿戴式设计理念，保证节点可以长时间工作并对被监护人的正常生活产生较小的影响。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本实施例提供一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，如图1所示，包括复数个智能手表、本地监控***以及远程监控***；每个被监护人的手腕带上均佩戴有所述智能手表，每支智能手表每隔一段时间采集被监护人的心率、血压以及体温数据，并将数据通过Zigbee无线网络传输至所述本地监控***的协调器，所述协调器通过串口将数据传输至所述本地监控***中的处理器进行数据分析、存储和显示，再通过交换机将数据传输至所述本地监控***中设置的本地PC机；监护人通过远程监控***查看每个被监护人的数据，所述远程监控***包括智能终端和PC机；若智能手表采集到的的数据超过正常范围，本地监控***采用GPRS网络向监护人的手机发送危险信号；当被监护人无法主动和监护人取得联系或走失时，监护人通过GPS定位被监护人的当前位置；每个被监护人通过智能手表上的LCD显示屏查看自己所被监测的生理信息，并调整智能手表上显示的时间。
在本实施例中，所述智能手表包括一中央控制模块以及与其相连的时钟芯片、GPS定位模块、LCD显示屏、心率传感器、血压传感器、体温传感器以及终端节点；所述智能手表中的终端节点通过Zigbee无线网络与所述本地监控***进行无线通讯。
在本实施例中，所述本地监控***包括一中央控制模块以及与其相连的协调器、LCD显示屏、GPRS模块、交换机，所述交换机与所述本地PC机相连，用以查看所述智能手表采集到的数据。
在本实施例中，所述PC上的软件***可用C#语言编程。
在本实施例中，所述中央控制模块采用Cortex-M3芯片。
在本实施例中，所述LCD显示屏为可触屏控制LCD显示屏。
在本实施例中，所述时钟芯片采用DS1302时钟芯片。
在本实施例中，所述血压传感器采用MPS500G芯片，用以测量被监护人的血压数据；所述体温传感器采用MLX90615芯片，用以测量被监护人的体温数据；所述体温传感器采用Pulsesensor芯片，用以测量被监护人的心率数据。
在本实施例中，Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。分别具有传输速率最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。该技术始于2002年，近十年发展迅速，在工业、物联网上有着广泛的应用前景。
在本实施例中，所述Zigbee无线网络节点采用TI的CC2530芯片，其组网方式为星型网络，包括一个协调器以及复数个终端节点，所述智能手表作为所述终端节点。CC2530是用于2.4GHz、IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上***（SOC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530采用了适应2.4-GHz IEEE802.15.4的RF收发器 ,低功耗，微控制器，8-KB RAM 和许多其他强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本：CC2530F32，CC2530F64，CC2530F128，CC2530F256，分别具有32，64，128，256KB的闪存。CC2530拥有不同的运行模式，使得它适应超低功耗要求的***。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。
在本实施例中，一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***的实现方法，包括以下步骤：
步骤S1：在每个被监护人的手腕带上佩戴一智能手表，每支智能手表每隔一段时间采集被监控者的心率、血压以及体温数据，并将数据通过Zigbee无线网络传给本地监控***的协调器；
步骤S2：所述协调器通过串口将数据传输至所述本地监控***中的处理器进行数据分析、存储和显示，再通过交换机将数据传输至所述本地监控***中设置的本地PC机；
步骤S3：监护人通过远程监控***中的远程智能终端或PC机查看每个被监护人的数据；
步骤S4：若智能手表采集到的的数据超过正常范围，本地监控***采用GPRS网络向监护人的手机发送危险信号；
步骤S5：当被监护人无法主动和监护人取得联系或走失时，监护人通过GPS定位被监护人的当前位置；
步骤S6：每个被监护人通过智能手表上的LCD显示屏查看自己所被监测的生理信息，并调整智能手表上显示的时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：包括复数个智能手表、本地监控***以及远程监控***；每个被监护人的手腕带上均佩戴有所述智能手表，每支智能手表每隔一段时间采集被监护人的心率、血压以及体温数据，并将数据通过Zigbee无线网络传输至所述本地监控***的协调器，所述协调器通过串口将数据传输至所述本地监控***中的处理器进行数据分析、存储和显示，再通过交换机将数据传输至所述本地监控***中设置的本地PC机；监护人通过远程监控***查看每个被监护人的数据，所述远程监控***包括智能终端和PC机；若智能手表采集到的的数据超过正常范围，本地监控***采用GPRS网络向监护人的手机发送危险信号；当被监护人无法主动和监护人取得联系或走失时，监护人通过GPS定位被监护人的当前位置；每个被监护人通过智能手表上的LCD显示屏查看自己所被监测的生理信息，并调整智能手表上显示的时间。
2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：所述智能手表包括一中央控制模块以及与其相连的时钟芯片、GPS定位模块、LCD显示屏、心率传感器、血压传感器、体温传感器以及终端节点；所述智能手表中的终端节点通过Zigbee无线网络与所述本地监控***进行无线通讯。
3.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：所述本地监控***包括一中央控制模块以及与其相连的协调器、LCD显示屏、GPRS模块、交换机，所述交换机与所述本地PC机相连，用以查看所述智能手表采集到的数据。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：所述中央控制模块采用Cortex-M3芯片。
5.根据权利要求2或3所述的一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：所述LCD显示屏为可触屏控制LCD显示屏。
6.根据权利要求2所述一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：所述时钟芯片采用DS1302时钟芯片。
7.根据权利要求2所述一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：所述血压传感器采用MPS500G芯片，用以测量被监护人的血压数据；所述体温传感器采用MLX90615芯片，用以测量被监护人的体温数据；所述体温传感器采用Pulsesensor芯片，用以测量被监护人的心率数据。
8.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***，其特征在于：所述Zigbee无线网络节点采用TI的CC2530芯片，其组网方式为星型网络，包括一个协调器以及复数个终端节点，所述智能手表作为所述终端节点。
9.一种根据权利要求1所述的基于Zigbee技术的智能家庭健康监护***的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：在每个被监护人的手腕带上佩戴一智能手表，每支智能手表每隔一段时间采集被监控者的心率、血压以及体温数据，并将数据通过Zigbee无线网络传给本地监控***的协调器；
步骤S2：所述协调器通过串口将数据传输至所述本地监控***中的处理器进行数据分析、存储和显示，再通过交换机将数据传输至所述本地监控***中设置的本地PC机；
步骤S3：监护人通过远程监控***中的远程智能终端或PC机查看每个被监护人的数据；
步骤S4：若智能手表采集到的的数据超过正常范围，本地监控***采用GPRS网络向监护人的手机发送危险信号；
步骤S5：当被监护人无法主动和监护人取得联系或走失时，监护人通过GPS定位被监护人的当前位置；
步骤S6：每个被监护人通过智能手表上的LCD显示屏查看自己所被监测的生理信息，并调整智能手表上显示的时间。
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