一種基于物聯網技術的智能醫療系統的制作方法

本發明屬于醫療系統技術領域，涉及一種基于物聯網技術的智能醫療系統。

背景技術：

健康是衡量人民生活質量的重要標準，也一直是人類永遠關心的主題。隨著社會的發展，物質生活水平的迅速提高，醫療技術不斷進步，很多以前無法治愈的疾病也能得到良好的治療；另一方面，社會發展使得人們生活節奏加快，工作和生活壓力增大，再加上工業發展帶來的環境污染等問題，都對人們的健康提出了嚴重挑戰，許多新的危害人類健康的因素也接踵而來，如心血管疾病、冠心病、糖尿病等，這些已被列為危害人類健康的最主要的疾病。這些疾病并不是一天產生的，必定是人們長期的生活習慣不健康導致的，對于這些“慢性”疾病，人們可以自己預防和輔助治療，因此需要實時關注和了解能夠反應這些疾病的一些參數的變化。血壓、血糖、體溫、心電等生理參數是人體重要的生命特征，對這些參數進行監測，了解這些參數變化的情況，有助于對自身身體狀況的進行掌握。如何掌握這些參數的變化，并通過這些變化反映出人體的健康走向，對于非醫務工作者來說，很難實現。

為了達到上述目的，一些生理參數采集裝置慢慢走進人們的生活，包括血糖儀、血壓計等裝置，體積小、使用方便，也越來越多的進入各個家庭。但上述裝置采集的數據對于普通人來說并不非常了解所采集的數據的含義，對人們的幫助有限。此外還有能夠綜合采集生理參數的裝置，但是這類裝置體積通常比較大，而且價格昂貴，是醫院和門診必備的診療設備。當人們生病了，需要親自前往醫院監測。但是對于一些行動不便以及需要長期監護的老年人來說，這種方式顯然是極為不便的；而且大量人員涌入醫院也給門診造成極大的壓力。為此需要設計一款能夠使病人在家中就能接受監護的系統，可以24小時全程監護，更容易發現醫院檢查不易發現的生理異常。

技術實現要素：

本發明針對現有的技術存在的上述問題，提供一種基于物聯網技術的智能醫療系統，為患者遠程醫療和老人居家看護提供技術支撐。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種基于物聯網技術的智能醫療系統，其特征在于：所述智能醫療系統包括上位機系統和均用于檢測被監護人生理參數的心電監測單元、血壓檢測單元、體溫檢測單元，血壓檢測單元和體溫檢測單元分別連接ZigBee網關，所述ZigBee網關通過串口網絡與所述上位機系統進行通信，所述心電監測單元連接藍牙網關，所述藍牙網關通過串口網絡與所述上位機系統進行通信，所述上位機系統對接收的數據進行實時分析處理。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，所述智能醫療系統還包括GSM網關，所述GSM網關與所述上位機系統連接，所述GSM網關用于根據上位機系統的數據分析結果發現被監護人的體征數據產生危險異常情況時向目標聯系人發出報警。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，所述血壓檢測單元包括數值采集器、氣泵、控制芯片、電源一和通用傳感器節點，所述數值采集器、氣泵均與控制芯片連接，所述控制芯片與通用傳感器節點連接，所述通用傳感器節點與ZigBee網關連接，所述電源一用于給控制芯片、氣泵和數值采集器供電。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，所述體溫檢測單元包括紅外溫度傳感器和通用傳感器節點，所述紅外溫度傳感器與通用傳感器節點連接，所述通用傳感器節點與ZigBee網關連接。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，通用傳感器節點包括處理器一、無線射頻模塊、電源二，所述電源二分別給處理器一、無線射頻模塊供電。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，心電監測單元包括電源三、心電采集芯片和藍牙發射模塊，所述電源三給心電采集芯片供電，所述心電采集芯片通過藍牙發射模塊與藍牙網關連接。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，所述GSM網關包括處理器二、液晶觸摸屏、存儲芯片、3G/4G模塊、ZigBee模塊、WiFi網卡和有線網卡，所述液晶觸摸屏、存儲芯片、3G/4G模塊、ZigBee模塊、WiFi網卡和有線網卡分別與處理器二雙向通信。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，所述智能醫療系統還包括數據存儲中心，所述數據存儲中心與上位機系統連接，所述數據存儲中心用于存儲上位機系統發生的被監護人生理參數信息，并對生理參數數據進行比較和分類，當比較結果出現異常時將結果反饋給所述上位機系統。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，所述智能醫療系統還包括無線手持報警器，所述無線手持報警器與ZigBee網關連接，當被監護人發生意外情況時，通過無線手持報警器發送報警信號，該報警信號通過ZigBee網關發送到上位機系統，并由上位機系統向GSM網關發出短信報警命令，以向目標聯系人發出求救信號。

在上述的一種基于物聯網技術的智能醫療系統中，所述目標聯系人至少包括急救中心、社區醫護中心、家屬三者之一。

與現有技術相比，本發明的優點如下：1、采用ZigBee無線數傳網絡和藍牙網絡，減少傳輸導線的數量，使人們使用更方便，較少地影響使用者的衣著裝扮，ZigBee數傳模塊類似于移動網絡基站，通訊距離可達幾公里，并且支持無限擴展，能夠高速可靠地傳輸人體生理參數信息；2、能夠同時實現體溫、血壓和心跳參數的檢測，對人體多種生理參數進行測量，并上傳至上位機系統進行處理，一旦某一項參數有異常則發出警報，能夠及時發現病變；4、該系統為患者遠程醫療和老人居家看護提供技術支撐，省去患者來去醫院的奔波，減輕醫院門診壓力，有效應對我國人口老齡化問題，使居家看護成為可能。

附圖說明

圖1是實施例中基于物聯網技術的智能醫療系統的原理示意圖。

圖2是本實施例中基于物聯網技術的智能醫療系統中GSM網關原理圖。

圖3是本實施例中基于物聯網技術的智能醫療系統中通用傳感器節點原理圖。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。

如圖1所示，本基于物聯網技術的智能醫療系統包括上位機系統和均用于檢測被監護人生理參數的心電監測單元、血壓檢測單元、體溫檢測單元，血壓檢測單元和體溫檢測單元分別連接ZigBee網關，ZigBee網關通過串口網絡與上位機系統進行通信，心電監測單元連接藍牙網關，藍牙網關通過串口網絡與上位機系統進行通信，上位機系統對接收的數據進行實時分析處理。此外上位機系統還連接有GSM網關，GSM網關用于根據上位機系統的數據分析結果發現被監護人的體征數據產生危險異常情況時向目標聯系人發出報警。

如圖2所示，GSM網關包括處理器二、液晶觸摸屏、存儲芯片、3G/4G模塊、ZigBee模塊、WiFi網卡和有線網卡，液晶觸摸屏、存儲芯片、3G/4G模塊、ZigBee模塊、WiFi網卡和有線網卡分別與處理器二雙向通信。其中，處理器二采用ARM Cortex A9系列芯片，具體采用三星的Exynos 4412芯片，負責整個網關的數據計算和控制。液晶觸摸屏提供人機交互接口，用戶可以通過液晶屏發送指令也可以查看歷史數據。存儲芯片可以緩存一定時間段內，家居環境中所有被監護人的人體體征歷史數據。網關的另一方面功能是將不同網絡的數據包格式進行轉換，實現網絡的互聯互通以及數據包的正常傳輸。具體包括4個方面的通信模塊，分別是WiFi網卡、有線網卡、3G/4G模塊、ZigBee模塊，在家居環境中，被監護人通過通用傳感器節點采集發送的體征數據全部匯聚到ZigBee模塊。ZigBee模塊模塊將得到的人體體征數據，通過串口發給ARM Cortex A9芯片。有線網卡和WiFi網卡可以使得家庭網關接入因特網，并進而將ZigBee模塊收到的人體體征數據打成TCP/IP數據包通過因特網發送給數據存儲中心存儲和處理。3G/4G模塊則使得網關可以接入移動通信網絡，讓用戶通過手機終端訪問人體體征數據，并可以發送相應的控制命令。當被監護人的人體體征數據發生危險異常時，通用節點立即將異常報警數據包發送給GSM網關，GSM網關可以通過其豐富的網絡接口，通過多種網絡和方式，如短信、系統報警等，向醫護人員、家屬、急救中心報警，為挽救人員生命爭取寶貴的搶救時間。

具體來說，血壓檢測單元包括數值采集器、氣泵、控制芯片、電源一和通用傳感器節點，數值采集器、氣泵均與控制芯片連接，控制芯片與通用傳感器節點連接，通用傳感器節點與ZigBee網關連接，電源一用于給控制芯片、氣泵和數值采集器供電。血壓傳感器為臂式測量方式，通過袖帶綁在胳膊的上臂處，然后充氣到180mmhg，隨后打開節氣閥，以每次2mmhg的速度漏氣來找到高壓和低壓。

體溫檢測單元包括紅外溫度傳感器和通用傳感器節點，紅外溫度傳感器與通用傳感器節點連接，通用傳感器節點與ZigBee網關連接。紅外測溫傳感器采用非接觸式的紅外線溫度感應芯片MLX90614，可提供在人體溫度范圍內的高精確度±0.1℃，它包括:紅外熱電堆感應器MLX81101和專為適用于這款感應器輸出而設計的信號處理芯片MLX90302。

心電監測單元包括電源三、心電采集芯片和藍牙發射模塊，電源三給心電采集芯片供電，心電采集芯片通過藍牙發射模塊與藍牙網關連接。具體來說，心電采集芯片采用美國德州儀器公司(TI)的ADS1298芯片，該芯片具有集成ECG前端的8通道24位模數轉換器，主要用于心電圖(ECG)監控中。該芯片在每通道上有一個靈活輸入復用器，此復用器可獨立連接至用于測試，溫度，和持續斷線檢測的內部生成信號。此外，可選擇輸入通道的各種配置生成右腿驅動器(RLD)輸出信號。ADS1298運行數據速率最高可達32KSPS，因此可實現軟件PACE檢測。可通過上拉/下拉電阻器或激磁電流源極/汲極為該器件內部實施持續斷線檢測。3個集成的放大器生成標準12引線ECG所需的威爾遜(Wilson)中心終端(WCT)和高德伯格(Goldberger)中心終端(GCT)。

如圖3所示，在基于物聯網的智能醫療系統中，被監護人需要佩戴醫療傳感器以采集和感知其人體體征數據，如血壓、脈搏、血氧等數據。為此，首先需要對通用傳感器節點進行設計，通用傳感器節點包括處理器一、無線射頻模塊、電源二，電源二分別給處理器一、無線射頻模塊供電。為了便于攜帶和方便被監護人長時間舒適地使用，通用傳感器節點需要在體積、能耗、外形等方面進行改進和優化，以便于被監護人穿戴和使用。因此為了使得通用傳感器節點具有通用性，而且實現模塊化、組裝化的特點，將處理器一、無線射頻模塊和電源二組建成通用傳感器節點，可以通過通用接口來連接各種多類型的醫療傳感器節點。在后期維護過程中，如果需要增加感知數據的類型或傳感器模塊發生故障，只需要更換傳感器模塊即可，使得通用傳感器節點具有較好的可擴展性和維護性。本實施例中，處理器一和無線射頻模塊集成，采用美國TI生產的ZigBee射頻芯片CC2530。CC2530是一種片上系統，一個芯片上集成了一個51單片機內核和ZigBee射頻模塊。CC2530芯片和電源二構成了通用的傳感器節點平臺。在通用傳感器節點平臺上，可以通過串口或通用I/O口連接多種類型的醫療傳感器，以使用各種人體體征數據的采集和感知。

智能醫療系統還包括數據存儲中心，數據存儲中心與上位機系統連接，數據存儲中心用于存儲上位機系統發生的被監護人生理參數信息，并對生理參數數據進行比較和分類，當比較結果出現異常時將結果反饋給上位機系統。

智能醫療系統還包括無線手持報警器，無線手持報警器與ZigBee網關連接，當被監護人發生意外情況時，通過無線手持報警器發送報警信號，該報警信號通過ZigBee網關發送到上位機系統，并由上位機系統向GSM網關發出短信報警命令，以向目標聯系人發出求救信號。本實施例中所述的目標聯系人至少包括急救中心、社區醫護中心、家屬三者之一。在特殊情形下，例如數據存儲中心發現被監護人的體征數據產生危險異常情況，如血壓驟降、體溫持續高溫不退等緊急情況時，GSM網關同時向三者發送求救信號，以為被監護人搶救贏得寶貴時間，盡力挽救被監護人的生命。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。