基于無線傳感網絡對患者體溫狀況監測的研究

申玉宏，蘇 和

呼倫貝爾學院，內蒙古海拉爾 021008

基于無線傳感網絡對患者體溫狀況監測的研究

申玉宏，蘇 和

呼倫貝爾學院，內蒙古海拉爾 021008

本文通過對Zigbee無線傳感器網絡數據采集系統的設計與研究，完成小型Zigbee無線傳感網絡的構建，實現對住院患者體溫特征實時監測的功能，并通過計算機軟件描繪一段時間患者體溫變化情況，方便醫務人員了解患者病情及時做出診斷。

Zigbee；體溫；監測

近幾年，醫療醫藥改革在全國范圍內全部鋪開，隨著醫療改革的不斷深入，為提高醫務人員的工作效率，各項醫療儀器設備也在不斷更新，醫療手段不斷跟進，許多現代信息管理系統已越來越普遍應用于國內許多大中型醫療機構中，方便查閱和管理患者文檔資料。但是，面對患者的醫療服務要求越來越高，越來越凸顯個性化，以及減少醫患糾紛、醫患矛盾、醫療事故的壓力等問題，醫院急需引進先進的醫療設備，采取科技技術手段，實現快速有效的診斷與治療，以減少患者的就醫成本，提高醫護人員工作效率。

目前，大多病房監護系統是通過有線方式進行醫療數據的傳輸，因此給整個系統的組裝帶來了困難，使系統的穩定性、可靠性降低，同時影響室內的環境，設備固定于病房中，也增加了可移動性的難度。而且，患者的各項生命體征指標的監測也只能局限于患者的病床邊。

體溫是人體的一項重要生命體征指標，在許多城市醫院中，患者體溫的采集仍然采用傳統方法，將水銀體溫計放置患者腋下等待5～10分鐘后取出觀察體溫狀況。這對于患者多，醫務人員少的醫院來說，既費時、費事，工作效率也很低，人為的誤差因素也很多，特別是對于傳染病科，無疑這種人工手段監測的方式，增加了醫患之間交叉感染的幾率，另外，也無法實現對患者體溫實時檢測的效果。針對這一問題，本文設計的多個病房患者體溫無線監測系統通過基于ZigBee的無線傳輸技術可以很好的解決上述實際問題。醫務工作者可以在醫務室或控制中心內實時監測到各個病床上患者的體溫特征，即方便快捷，又易于提高工作效率。

1 硬件結構

在本系統中，各個單元病房通過以太網進行數據傳輸，可實現實時監測多個病房內患者的體溫特征。每個病房體溫無線監測系統主要由體溫采集終端和數據接收系統兩部分組成，一個數據接收系統對應多個體溫采集終端，并分別以單片機為控制核心，通過搭建的ZigBee網絡平臺相聯系，如圖1所示。

該系統從結構上可以分為三級。

第一級為體溫采集終端（即下位機）。將其粘貼在人體的腋窩下，通過溫度傳感器采集患者體溫，并利用無線收發裝置與對應病房的上位機進行溫度數據的傳送。

第二級為數據接收系統（即上位機）。將其安裝在各個病房墻壁上，數據接收系統內部安裝Zigbee無線收發模塊接收終端發送的體溫數據，并可以向體溫采集終端發送指令。同時上位機連接報警顯示裝置實現體溫過高報警提示。

第三級為中心監測臺。將其放于護士站或控制室內，其一端連接中心控制計算機，一端連接各數據接收系統。中心監測臺采用RS-232與中心控制計算機進行通信，利用RS-485與各數據接收系統通信。其主要功能如下：一是接收并執行系統下達的各種指令。二是接數據接收系統的數據，完成與體溫采集終端的通信。三是可以充當管理機的作用全面收集數據，并根據系統的要求實現與中心控制計算機的通信，傳輸信息狀態或患者體溫數據。

體溫采集終端與數據接收系統的無線射頻模塊均采用CC2530為主控芯片，體溫采集終端選用DS18B20作為溫度傳感器，測溫節點將采集的溫度數據通過無線的方式發送出去，協調節點以無線的方式接收數據并傳送至數據接收系統。為了避免障礙物的阻擋，影響無線數據傳輸，可在病房內放置STC89C52單片機與CC2530無線射頻收發器的連接模塊。

2 軟件設計

本文軟件設計，主要程序包括DS18B20終端體溫采集、終端數據發送以及上位機數據接收三部分。系統上電后所有的測溫模塊都將復位，并從DS1820返回一應答信號給主機。主機檢測到就緒信號后發出一個ROM操作命令，激活對應的測溫傳感器DS18B20，并準備接收下面的內存訪問命令，此時DS18B20的工作狀態由內存訪問命令控制，完成溫度轉換、存儲、讀取等一系列工作。實現每間隔10s采集一次DS18B20溫度數據，圖2為同步啟動單片機某位線上DS18B20進行溫度轉換。終端采集器的Zigbee模塊將體溫數據發送給數據接收系統的Zigbee模塊，實現體溫數據的無線傳輸。數據接收系統再將體溫數據發送給中心控制計算機進行顯示存儲打印等，方便醫護人員了解患者一段時間內體溫變化情況。其無線發送流程圖如圖2所示，上位機zigbee模塊數據接收流程圖如圖3所示。

3 結論

本系統，可以很好的實現對患者體溫的無線監測，提高醫護人員的工作效率，并降低了系統的開發、維護以及后期的升級成本。同時，方便了醫護人員隨時對患者體溫進行監測，又避免了醫患長時間接觸帶來的風險。

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TP3

A

1674-6708（2015）144-0104-02

內蒙古自治區高等學校科學研究項目《ZigBee技術對農村牧區醫療衛生服務體系建設中的應用研究》編號：NJZC13329

申玉宏，呼倫貝爾學院教師，研究方向：電工、電子技術教學與科研