基于健康物聯網的傳感節點發展趨勢探究

陳允敬 孔莉

摘? ?要：現階段，人們對于醫療資源需求的增加與現有資源短缺存在的矛盾顯著，因此迫切需要通過新技術來解決這一問題。健康物聯網是物聯網在醫療健康服務領域的應用，為該領域提供技術支持，很大程度上促進了醫療健康事業的發展。傳感節點作為健康物聯網的重要組成部分，是健康物聯網再發展的一大重要突破口。因此本文介紹了物聯網、健康物聯網的相關概念以及體系結構，并探究了健康物聯網中傳感節點的發展趨勢。

關鍵詞：物聯網? 健康物聯網? 傳感節點? 發展趨勢

中圖分類號：TP311.52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（a）-0162-02

隨著人民對美好生活期望的日益增長，人們對于健康的管理和投資理念不斷提升，健康消費模式逐步轉變為醫療、保健以及提升健康素質等多形式并存的模式[1]。但現階段的醫療衛生資源不足以滿足需求，因此利用信息技術來改善現狀顯得尤其重要。物聯網的興起以及在醫療健康服務領域的應用——健康物聯網的形成為解決這一問題提供了新的解決方案。因此本文介紹了物聯網、健康物聯網的相關概念以及體系結構，并探究了健康物聯網中具有采集和傳輸功能的傳感節點的發展趨勢。

1? 物聯網與健康物聯網

1.1 物聯網

物聯網（Internet of Things， IOT），是互聯網、傳統電信網等信息承載體[2]，讓能行使獨立功能的物體實現互聯互通的網絡。物聯網通過各種傳感器設備采集所需的物的相關信息，與互聯網或無線網相結合使用，將信息傳遞給終端用戶，用戶即可通過網絡得到物的狀態信息，進而實現對物的控制與應用，在諸多領域有著廣泛的應用。

1.2 健康物聯網

健康物聯網是指將物聯網應用到醫療衛生與健康行業，通過對健康信息的采集、傳輸及應用，為健康服務領域提供技術支持，很大程度上促進了醫療健康事業的發展[3]。

健康物聯網技術的體系結構主要分為感知、傳輸和應用層三個部分[4]。感知層利用傳感設備采集人體的生理信息并通過有線或無線網絡傳送給用戶終端或信息中轉站。最后終端用戶根據所得數據與醫療診斷等技術相結合，得到相應的診斷、治療和恢復結果，這是健康物聯網的應用層。健康物聯網技術為醫生的遠程診斷治療、病人的家庭監測護理等提供了很多的便利，提高了醫療資源利用率，是改善不平衡的醫療服務現狀不錯的解決方案。

2? 健康物聯網的傳感節點發展趨勢探究

健康物聯網技術將信息、電子、自動化、通信、醫療衛生等技術融合為一個整體。其關鍵技術有健康感知技術、傳輸網絡以及無線體域網WASN[1]。傳感節點是無線體域網的重要組成部分，傳感節點實時采集人體的生理信號，利用無線網絡實現數據的收發功能。并且朝微型化、低功耗、便攜式、智能化、非接觸、可穿戴方向的發展，對健康物聯網發展促進作用巨大。

2.1 國外發展現狀

傳感節點的研究在國外發展起步早，相對成熟。在傳感節點的微型化、低功耗、智能化以及便攜式方面，已有不少研究人員取得一定的成果。身體傳感網的概念于2005 年被Benny P. L. Lo 等人提出[5]，將測量生理信號的多個傳感器與本地個人數字助理結合起來組成一個身體傳感網，傳感器實時檢測數據并發送至本地以及健康監護中心，并且傳感器模塊的微型化達到硬幣大小，功耗低且便于攜帶。

非接觸式測量也是研究的一大方向，Chulsung Park 等人設計出了無需直接接觸人體的容性心電傳感器[6]，此傳感器體積小并且測量時噪聲低，他們利用此傳感器設計出了可穿戴的無線心電監測系統，為家庭健康監測提供了很大的便利。

在監測設備可穿戴方面，哈佛大學利用CC2420無線傳感器組建大規模的傳感器網——CodeBlue系統[7]，利用穿戴式設備實現了對區域內多位人員進行生理信號監測及定位，并且可以將相關數據傳至終端顯示，對于緊急醫療監護或大型突發災難性事件能夠很好的應對。

2.2 國內發展現狀

在社區保健方面，清華大學研發了由家庭監護器和醫院監測中心構成的家庭貼心小護士系統[8]，其中監測器實時監測和記錄心電圖和血壓信息，還可以對采集的信息實時分析，有異常出現時可以通過電話線把心電圖傳遞到醫院進行咨詢。在軍工的應用方面，與上述CodeBlue 系統相類似的，第一軍醫大學于2000年研制了用于單兵搜救的生理狀況以及遠程監視定位系統[9]，在1000m內均可實現生理信號以及位置信息的監測。

在微型化、便攜式和可穿戴等方向，中國也有較多的研究進展。上海大學研制了無線醫療監護系統，該系統由便攜式傳感器、收發模塊、多通道生理參數和數字醫療助理組成，穿戴式傳感器能夠實時采集測試人員的心率、血氧飽和度和體溫，通過藍牙將數據傳送到數字醫療助理進行分析、儲存和顯示，并發送到監護中心。天津大學的張盛昭在碩士論文中設計了一種將過采樣技術、自適應相干模板法和數字鎖相的基本原理引入生理信號的測量[4]，信號的采集在CY8C3665芯片內部實現，以藍牙進行短距離的無線傳輸，整體設備體積小、成本低。

3? 結語

在物聯網的不斷發展以及人民的迫切需求下，我們期望著健康物聯網能夠為醫療健康服務領域發揮更多的作用。通過對國內外的傳感節點趨勢探究發現，國內外的監測系統或設備均朝著微型化、低功耗、便攜式、智能化、可穿戴等方向發展。國外技術相對來說較為成熟，但存在技術壟斷，若我國采取進口推廣的方式成本太大，國內相關技術仍存在成本較高、功耗較高等問題，但在研究人員不斷的研發探究下，實現技術的日益成熟以及在國家政策的支持鼓勵下推廣應用指日可待。

參考文獻

[1] 姚志洪.健康物聯網與健康云[J].中國衛生信息管理雜志，2011，8（4）：36-41.

[2] 程鈺杰.我國物聯網產業發展研究[D].安徽大學，2012.

[3] 俞磊，陸陽，朱曉玲，等.物聯網技術在醫療領域的研究進展[J].計算機應用研究，2012，29（1）：1-7.

[4] 張盛昭.面向健康物聯網的生理信號檢測節點的設計[D].天津大學，2014.

[5] Lo B，Thiemjarus S，King R，et al.Body Sensor Network-A Wireless Sensor Platform for Pervasive Healthcare Monitoring，2005：77-80.

[6] Park C，Park C，Chou P H，et al.An Ultra-Wearable， Wireless， Low Power ECG Monitoring System：IEEE，2006：241-244.

[7] A. Friggeri，G. Chelius，E. Fleury.A Reconstructing social interactions using an unreliable wireless sensor network[J].Computer Communications，2011，34（5）：609-618.

[8] 清華大學.貼心小護士監護系統[EB/OL]. （2011-05-26）.[2014-05-28].

[9] 郭勁松，鄧親愷，龔劍.單兵生命狀態遠程監視及定位系統的研究[J].第一軍醫大學學報，2002，22（4）：320-322.