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1、目 录引言11 无线传感器网络概述11.1无线传感网络简介11.2 无线传感网络的发展史21.3无线传感网络的应用21.4远程健康监测系统总体设计方案32 生理信息采集简介42.1生理信息的参数采集42.2人体生理的常规参数43 客户端开发软件53.1Visual Basic简介53.2SQL简介64 客户端软件的开发64.1远程医疗健康监测系统客户端界面的设计64.2后台SQL数据库的设计94.3客户端开发过程中的回顾10参考文献11英文摘要11致 谢12远程健康监测系统客户端的设计电子系1101班 姓 名 刘迅成 指导老师 王爱珍摘要：远程医疗是未来医疗行业发展的趋势。远程医疗系统可以在医
2、学专家和患者之间建立起全新的联系，使患者不用离开原地就可以接受高水平的专家的诊治，大量节约了病人和医务人员的时间，改善医疗资源的不平衡。远程健康监测系统作为远程医疗的一个组成部分，本文提出了基于ZigBee和各种传感器组成的健康检测系统的设计思想，并重点对远程健康检测系统的客户端进行了初步设计。该系统能够实时的监测病人的心电图、血压、体温等各方面体征信息，使得医生可以快速便捷的分析会诊，特别适合地处边远地区但期望获得高水平专家诊断的患者。关键词：远程医疗；健康监测客户端；人体体征引言远程医疗健康是通过多个医疗终端设备对人体进行各方面生理信息的采集，并通过无线网络将收集到的各项人体信息传送回服务
3、器，并进行专业的分析之后给出相应治疗方案的一项技术。近年来由于无线网络和数据传输的飞速发展，对于远程医疗来说有了更大的实用性和可用性，一些较偏远医疗卫生体系不健全或缺乏的地方可以利用远程医疗来实现病情的治疗，可以共享全国的医疗资源。而作为远程医疗技术最关键一环的远程医疗健康监测系统客户端而言，不但需要调用人体各项监测得来的体征数据，而且要方便供专业人员分析使用，本文主要考虑使用SQL Sever数据库以及Visual Basic进行远程健康监测系统的客户端设计。1 无线传感器网络概述1.1无线传感网络简介 在当下信息时代中，传感器的功能在无时无刻的丰富中，从最初的简单数据处理到现在的数据采集、
4、数据分析以及无线数据传输等强大功能。而所带来的效益也是足以喜人的，但是离不开支撑其功能的各项技术，尤其是在在微电子技术、计算技术和无线通信等技术方面。对于无线传感器网络来说，它不只是一个简单的网络系统，它可以随着环境的变化而变化、随着任务的变化而变化，完全达到了智能的地步。如图1.1所示的传感网络结构，在它的内部，充满了无数极小的传感器节点。当人工部署作业后，将唤醒传感器系统开始运作。首先，传感器节点完成数据的收集，之后开始进行数据传输。而数据传输所需要的传输路径由簇节点和传感器节点构建。最后，当数据传输到协调器节点后，由协调器节点决定传送方式再传送到数据集中处理中心（网关节点）1。图1.1
5、无线传感网络的结构1.2 无线传感网络的发展史无线传感网络的发展史其实也可以称作无线以及传感器的发展史，无线传感网络的研究成果中也少不了这两项技术的身影，他们可以说是同荣辱、共存亡。从时间历史上来说，无线传感网络可以分为4代。20世纪70年代的简易点对点一代传感器网络到20世纪80年代可以处理稍微复杂问题的二代传感器网络再到20世纪90年代末出现的现场总线第三代传感器网络最后到现在的无线大功能性第四代传感器网络。从时间上来看，仅仅不到半个世纪的时间，无线传感网络的发展速度可以用飞速来形容。最开始的无线传感网络也仅仅用于战场情报的搜集，并且它的实用性也很低，而随着信息时代的一步步走来，人们开始逐
6、步认清了无线传感网络的巨大前景，以及将来在科技领域的地位。美国的一些著名大学也开始着手将无线传感网络课题提到日程，并不断深入研究，加速了无线传感网络的更新换代，一步一步的加强了它的功能性和实用性。而在国内的无线传感网络的发展起步较之美国落后很多，直到1999年才正式开始起步。由于无线传感网络在我国国情下对生活、生产的方方面面极具影响力，使得它的研究地位在我国迅速确立2。1.3无线传感网络的应用 无线传感网络不但在军事、农业、环境监测、智能家居、建筑物监测、复杂机械监测和城市交通等应用广泛，更在远程健康医疗护理上有着无可取代的优势。在军事上由于它的高效率、高可靠性以及高智能性使得它非常适合应用于
7、军事领域，比如监控敌军的兵力和装备以及战场的各种情报搜集，使得我们快速获得有利的作战信息，制定作战计划。在农业方面则可以检测农作物、土壤、空气、地表等各种环境数据和作物的准确信息。在环境方面能够进行大范围的空气、地表、生物以及气象等的检测。而在建筑物方面，由于一般建筑物在看不见的地壳震动中可能产生损坏，利用传感器网络可以检测建筑物的稳固安全状况以便进行及时修复3。而在远程医疗健康上的应用则是本文的背景，接下来是远程健康监测系统的总体思路。 1.4远程健康监测系统总体设计方案 基于ZigBee无线网的远程医疗健康检测系统主要由ZigBee无线网络，协调器网关，客户端上位机系统三大部分组成。用户通
8、过生理信息采集终端，自由采集自己的各项生理指标，比如心跳，血压，脉搏，体温等等，并且通过ZigBee无线网络将信息发送给协调器处理，如图1.2所示。进行到协调器这一步后，剩下的就是要把数据发送到终端了。在这个过程中，协调器起到了承上启下的作用，不但能够打包整理好下面传来的数据，还要将之进一步处理发送到终端。在终端的设备上再对数据进行最终的分析，从而得出相应的结论。图1.2 无线网的健康监测系统对于如图1.3的系统而言，各模块所解决的问题就是远程医疗健康检测系统的几大主要问题，可以看出它的几大方面，包括生理信息的采集、生理信息数据的传输、协议转换、参数转换、在远程监控平台上对数据的处理以及数据的
9、存储和更新。系统的流程主要是先进行生理信息采集，然后将采集来的数据整理发送和转换，最后将数据传送到远程监控平台终端上进行监视分析，得出报告后储存数据及结果，整个过程结束5。图1.3 系统模块关联2 生理信息采集简介2.1生理信息的参数采集如图2.1所示，为底层医学传感器数据采集模块关联图。图2.1 生理信息采集模块关联图通过心跳，血压，体温等传感器感知身体的生理信息，在传感器做出响应以后，将采集的数据进行A/D转换，并且路由节点把转换后的数据组织成固定标准的数据结构以后，通过调用ZigBee底层的协议栈打包发送给协调器节点5。由于该系统对人体所采集的生理数据包括：体温、心电和血压等。对于不同的
10、生理参数，采集所使用的相关传感器类型以及采集方式是不一样的，并且由于各项生理指标对所采集数据的精准度要求不同，导致在选用传感器类型方面也是具有一定要求的6。2.2人体生理的常规参数（1）体温体温数据是人体的一项重要指标，一般人体体温检测的正常范围在36-37.3之间，并且采集数据的精度要求较高，这就需要对传感器所采集的体温数据采用较为合适的A/D转换7。（2）心率心率就是指心脏每分钟跳动的次数。根据医学研究表明，人体的心率并不是一个固定值，它会随着一切外部条件的影响或者人体主观的心理活动等产生上下浮动。而婴儿一般心率较快于成年人，老年人的心率则最慢。健康人的心率在60-100次/分，通常在60
11、-80次/分。各年龄阶段或者性别或者生活习惯都会决定一个人的心率平均水平，需要具体对象具体分析。比如长期锻炼的人群，他们的心率一般比较慢。（3）血压血压是指人体的血液输送到全身部位所需要的压力。通常监测的数据包括高压和低压。而高压就是指血液从心室流入动脉对动脉的压力，即收缩压。低压是指心室舒张，动脉血管回缩，此时的压力即舒张压。正常的血压才能促进血液正常的循环流动，才能维持正常的新陈代谢。因此血压是我们人体体征重要的一项数据，直接关系着人体的正常与否，更是人体器官正常的代表数据。更甚至人体死亡时，血压就消失了。所以血压数据有着极其重要的作用。人体正常收缩压的检测范围在90mmHG-140mmH
12、G,舒张压在60mmHG-90mmHG。而血压和心率一样都受到外界或多或少的影响，包括心理活动和人体行为等，会上下浮动。通常所说的高血压就是指血压异常的超过正常值，收缩压大于等于140mmHG或舒张压大于等于90mmHG。低血压则是异常的低于正常值，收缩压小于等于90mmHG或舒张压小于等于60mmHG。而高血压对于老年男性来说很常见，并且会给老年人健康带来很大的威胁，所以血压监测数据对于远程医疗健康监测系统很重要。3 客户端开发软件3.1Visual Basic简介Visual Basic是一种由Microsoft公司开发的结构化的、模块化的、包含协助开发环境的、面向对象的事件驱动力为机制的
13、可视化程序设计语言。VB拥有图形用户界面，使得它成为第一个能够可视化的设计工具，而且它还有快速应用程序开发系统，更有快速创建使用控件功能。相对于其它的软件开发工具，本文之所以选择此软件，因为它对于初学者来说，不论你有没有基础，都可以快速、简单的开发出软件来，不只是因为它的可视化窗口应用程序，还可以轻松使用插入的控件，开发速度和效率都非常可靠8。最后，由于本文设计需要连接数据库，而VB开放式的数据连接使得能够轻易连接自制的数据库。正是考虑到它的种种特点，最终选择了这款软件来开发远程健康医疗监测系统的客户端。3.2SQL简介SQL(Structured Query Language)，全称为结构化
14、查询语言。作为高级的非过程化编程语言，不但可以存取数据、查询、和更新还可以管理数据库。并且作为数据库的操作语言来说，从开发至今不但没有衰落，它的影响力更是与日俱增。SQL语言本身独立于数据库并且具有很好的可移植性，除此之外，不需要为要储存的数据建立字段，随时可以存取，非常方便。而且在大量的数据面前拥有优秀的读写能力，这一点尤为重要。虽然不是完整的程序语言，但是却可以通过VB来实现快速调用数据库系统。因此，基于此软件的特点配合VB来实现远程健康医疗检测系统客户端9。4 客户端软件的开发4.1远程医疗健康监测系统客户端界面的设计 基于VB6.0的客户端界面的设计，主要进行了关于用户登陆界面的设计以
15、及关于远程监控数据主界面的设计。首先，启动VB6.0之后，新建工程以及新建窗口文件Form1，窗口编译需要2个Text文件、3个Label文件和一个Command文件。然后对Form1进行代码编译，要求实现输入用户名以及密码后能够登陆自动跳转Form2主窗口，如果用户名或密码错误，则进行提示。用户名设置为“Admin”,密码为“Admin”。 登录窗口的代码如下：Private Sub Command1_Click() Static n If Text1(0) = Admin Then If Text1(1) = Admin Then Form2.Show Unload Me Else MsgBox 密码错误！ Text1(1) = Text1(1).SetFocus End If Else MsgBox 用户名错误！ Text1(0) = Text1(0).SetFocus End If End Su
