基于无线传感网络对患者体温状况监测的研究

2015-03-25申玉宏

科技传播 2015年15期

关键词：病房体温终端

申玉宏，苏和

呼伦贝尔学院，内蒙古海拉尔 021008

基于无线传感网络对患者体温状况监测的研究

申玉宏，苏和

呼伦贝尔学院，内蒙古海拉尔 021008

本文通过对Zigbee无线传感器网络数据采集系统的设计与研究，完成小型Zigbee无线传感网络的构建，实现对住院患者体温特征实时监测的功能，并通过计算机软件描绘一段时间患者体温变化情况，方便医务人员了解患者病情及时做出诊断。

Zigbee；体温；监测

近几年，医疗医药改革在全国范围内全部铺开，随着医疗改革的不断深入，为提高医务人员的工作效率，各项医疗仪器设备也在不断更新，医疗手段不断跟进，许多现代信息管理系统已越来越普遍应用于国内许多大中型医疗机构中，方便查阅和管理患者文档资料。但是，面对患者的医疗服务要求越来越高，越来越凸显个性化，以及减少医患纠纷、医患矛盾、医疗事故的压力等问题，医院急需引进先进的医疗设备，采取科技技术手段，实现快速有效的诊断与治疗，以减少患者的就医成本，提高医护人员工作效率。

目前，大多病房监护系统是通过有线方式进行医疗数据的传输，因此给整个系统的组装带来了困难，使系统的稳定性、可靠性降低，同时影响室内的环境，设备固定于病房中，也增加了可移动性的难度。而且，患者的各项生命体征指标的监测也只能局限于患者的病床边。

体温是人体的一项重要生命体征指标，在许多城市医院中，患者体温的采集仍然采用传统方法，将水银体温计放置患者腋下等待5～10分钟后取出观察体温状况。这对于患者多，医务人员少的医院来说，既费时、费事，工作效率也很低，人为的误差因素也很多，特别是对于传染病科，无疑这种人工手段监测的方式，增加了医患之间交叉感染的几率，另外，也无法实现对患者体温实时检测的效果。针对这一问题，本文设计的多个病房患者体温无线监测系统通过基于ZigBee的无线传输技术可以很好的解决上述实际问题。医务工作者可以在医务室或控制中心内实时监测到各个病床上患者的体温特征，即方便快捷，又易于提高工作效率。

1 硬件结构

在本系统中，各个单元病房通过以太网进行数据传输，可实现实时监测多个病房内患者的体温特征。每个病房体温无线监测系统主要由体温采集终端和数据接收系统两部分组成，一个数据接收系统对应多个体温采集终端，并分别以单片机为控制核心，通过搭建的ZigBee网络平台相联系，如图1所示。

该系统从结构上可以分为三级。

第一级为体温采集终端（即下位机）。将其粘贴在人体的腋窝下，通过温度传感器采集患者体温，并利用无线收发装置与对应病房的上位机进行温度数据的传送。

第二级为数据接收系统（即上位机）。将其安装在各个病房墙壁上，数据接收系统内部安装Zigbee无线收发模块接收终端发送的体温数据，并可以向体温采集终端发送指令。同时上位机连接报警显示装置实现体温过高报警提示。

第三级为中心监测台。将其放于护士站或控制室内，其一端连接中心控制计算机，一端连接各数据接收系统。中心监测台采用RS-232与中心控制计算机进行通信，利用RS-485与各数据接收系统通信。其主要功能如下：一是接收并执行系统下达的各种指令。二是接数据接收系统的数据，完成与体温采集终端的通信。三是可以充当管理机的作用全面收集数据，并根据系统的要求实现与中心控制计算机的通信，传输信息状态或患者体温数据。

体温采集终端与数据接收系统的无线射频模块均采用CC2530为主控芯片，体温采集终端选用DS18B20作为温度传感器，测温节点将采集的温度数据通过无线的方式发送出去，协调节点以无线的方式接收数据并传送至数据接收系统。为了避免障碍物的阻挡，影响无线数据传输，可在病房内放置STC89C52单片机与CC2530无线射频收发器的连接模块。

2 软件设计

本文软件设计，主要程序包括DS18B20终端体温采集、终端数据发送以及上位机数据接收三部分。系统上电后所有的测温模块都将复位，并从DS1820返回一应答信号给主机。主机检测到就绪信号后发出一个ROM操作命令，激活对应的测温传感器DS18B20，并准备接收下面的内存访问命令，此时DS18B20的工作状态由内存访问命令控制，完成温度转换、存储、读取等一系列工作。实现每间隔10s采集一次DS18B20温度数据，图2为同步启动单片机某位线上DS18B20进行温度转换。终端采集器的Zigbee模块将体温数据发送给数据接收系统的Zigbee模块，实现体温数据的无线传输。数据接收系统再将体温数据发送给中心控制计算机进行显示存储打印等，方便医护人员了解患者一段时间内体温变化情况。其无线发送流程图如图2所示，上位机zigbee模块数据接收流程图如图3所示。