[发明专利]一种基于无线传感器网络的病房监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗检测设备技术领域，涉及一种基于无线传感器网络的病房监控系统及方法。

背景技术

无线传感器网络是一种特殊的无线自组织网络，由大量的传感器，感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内的信息，并发送给网络所有者。它不需要很高的传输带宽，只需较低的传输时延以及低功率消耗，网络中节点众多，分布广泛，能够满足各种小型化低成本设备(如温度调节装置、照明控制器、环境检测传感器等)的无线联网要求，能广泛地应用于工业、农业、医疗和日常生活中。

在医疗方面，随着经济的现代化发展和人民生活水平的日益提高，以及通信技术的发展越来越迅速，医疗现代化的问题越来越受重视。无线通信技术、无处不在的传感技术、社交网络技术和数据分析技术都已非常成熟，足以使无线医疗成为现实，减少沉重的医疗保健负担的愿望不再是一个梦想。大部分医疗保健服务不会在偶尔看病时才发生，而是在家里、车上和工作场所里随时随地进行。无线医疗监测成为一个研究热点，具有很大的发展前景。

然而，现有的医疗监测系统，基本上采用人工查房或电信号连接线连接各个设备的方式，前者效率低，医疗资源占用大；后者传输范围有限，布线繁琐，可扩展性不足，传输方式单一，实用效果不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于无线传感器网络的病房监控系统及方法，该系统使得医生可以在远程实时监测病房环境参数和病人生命体征参数，抗毁性与安全性好。

为了解决上述技术问题，本发明的基于无线传感器网络的病房监控系统包括监测终端，ZigBee协调器，Zigbee-WiFi网关模块，ZigBee-GPRS网关模块，监控管理中心；监测终端安装在病房内，其中各终端节点周期性地定时采集监测数据，并将监测数据通过无线传输方式发送至ZigBee协调器；ZigBee协调器将监测终端节点采集的监测数据汇总并通过无线传输方式发送到Zigbee-WiFi网关模块和ZigBee-GPRS网关模块；Zigbee-WiFi网关模块对监测数据进行Zigbee与WiFi的协议转换，并将监测数据通过WiFi网络发送到监控管理中心；ZigBee-GPRS网关模块对监测数据进行Zigbee与GPRS的协议转换，并将监测数据通过GPRS网络发送到监控管理中心；监控管理中心接收Zigbee-WiFi网关模块和ZigBee-GPRS网关模块传输的监测数据并将其存储到数据库中，同时对监测数据进行显示、分析与处理并将监测数据和分析与处理结果推送到用户端。

所述监测终端中各终端节点结构相同，包含传感器组和无线射频收发模块；传感器组包括病房环境参数采集传感器和病人生命体征参数采集传感器；各传感器采集的监测数据通过无线射频收发模块发送至ZigBee协调器。

所述环境参数采集传感器包括温湿度一体式传感器、气体传感器和光照传感器；病人生命体征参数采集传感器包括体温测量传感器和心率测量传感器。

所述监测管理中心将病房号、病床号及对应的环境参数和患者体征参数以表格的形式存储于数据库并推送给用户端；依据心率数据绘制折线图并将该折线图推送到用户端。

所述传感器组中还包括风速传感器；风速传感器采集的病房内空气流速通过无线射频收发模块发送至ZigBee协调器.

ZigBee协调器将病房内空气流速监测数据通过无线传输方式发送到Zigbee-WiFi网关模块和ZigBee-GPRS网关模块；Zigbee-WiFi网关模块对该监测数据进行Zigbee与WiFi的协议转换，并将其通过WiFi网络发送到监控管理中心；ZigBee-GPRS网关模块对该监测数据进行Zigbee与GPRS的协议转换，并将其通过GPRS网络发送到监控管理中心；监控管理中心接收Zigbee-WiFi网关模块和ZigBee-GPRS网关模块传输的病房内空气流速监测数据并将其存储到数据库中。

监控管理中心通过APP消息的方式将监测数据和分析与处理结果推送到用户端。

本发明还包括安装在病房内的自动控制器、空调、加湿器、电灯和风机；自动控制器通过无线传输方式与Zigbee-WiFi网关模块、ZigBee-GPRS网关模块、空调、加湿器、风机和电灯通信，接收Zigbee-WiFi网关模块或ZigBee-GPRS网关模块传输的环境温度、空气相对湿度、二氧化碳浓度、光照强度数据，并根据这些数据分别控制空调、加湿器、风机和电灯开启和关闭，以调整病房环境参数。

利用上述基于无线传感器网络的病房监控系统对病房进行监控的方法如下：