專利名稱：社區(qū)成員健康實時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種社區(qū)成員健康實時監(jiān)測系統(tǒng)，應用于通過無線通信網 絡實現(xiàn)統(tǒng)一社區(qū)實時健康監(jiān)測的技術領域。
背景技術：
社區(qū)成員健康實時監(jiān)測是醫(yī)療健康領域的熱點之一。社區(qū)成員健康實時監(jiān) 測主要同過監(jiān)測社區(qū)成員的心跳、體溫等指標實現(xiàn)對社區(qū)成員健康的實時評 估，預測和報警。通過社區(qū)成員健康實時監(jiān)測，可實現(xiàn)對疾病的早期發(fā)現(xiàn)、提 前預警。同時，社區(qū)成員健康實時監(jiān)測在病程監(jiān)護、特殊護理領域具有傳統(tǒng)方
法所不具有的實時性和高效性等優(yōu)勢。中國專利號為200420087668. 6的紫蜂 家用脈搏血壓監(jiān)護儀專利采用是由采用紫蜂(zigbee )無線通信技術的脈搏 血壓信息采集腕帶和一臺小型多通道脈搏血壓監(jiān)護儀組成，終端設備功率低， 布防靈活，但僅適合家庭使用，但其未采用網關拓撲結構，其用戶數(shù)較少，不 能應用于大型社區(qū)成員統(tǒng)一健康監(jiān)護。
實用新型內容
本實用新型涉及一種對社區(qū)成員健康實現(xiàn)實時監(jiān)測的系統(tǒng)，尤其是指一種 可以將社區(qū)成員健康信息通過短程無線通信網絡實現(xiàn)統(tǒng)一社區(qū)實時健康監(jiān)測 的社區(qū)成員健康服務系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。包括有終端、服務
器和無線接入網關三部分
所述的終端包括第一短程無線通信模塊4、第一CPU模塊1、第二CPU模 塊2、傳感器信號處理模塊、心臟除顫器模塊、語音報警模塊、GSM模塊和電 源模塊；其中
第一 CPU模塊1與傳感器信號處理模塊相連，第一 CPU模塊1通過自身 AD采集傳感器信號處理模塊中的體溫傳感器信號和經過放大濾波調理后的心跳傳感器信號；
第一 CPU模塊1通過URART端口與第一短程無線通信模塊4相連，通過無
線接入網關實現(xiàn)與服務器的通訊；
第一 CPU模塊1通過URART端口與GSM模塊相連，通過GSM模塊向手機發(fā)
送處理信息；
第一 CPU模塊1通過SPI接口的多機通信功能中的一路與第二 CPU模塊2 相連，另一路與語音報警模塊通信；第二 CPU模塊2接收第一 CPU模塊1采集 的心跳數(shù)據(jù)和體溫數(shù)據(jù)，通過預置算法對數(shù)據(jù)進行精確時頻分析，做出處理結 果，并向報告CPU模塊1報告處理結果；當處理結果超過閥值時，第一 CPU 模塊1通語音報警模塊進行報警；
第一 CPU模塊1與心臟除顫器模塊相連，通過兩路通用的GPIO端口輸出
開關信號實現(xiàn)心臟除顫器的預充電和除顫操作； 電源模塊為上述各部分提供電源；
所述的無線接入網關包括有第二短程無線通信模塊5、第三CPU模塊3和 L認局域網協(xié)議控制器模塊；其中
第三CPU模塊3通過LAN局域網協(xié)議控制器模塊與服務器相連，第三CPU 模塊3通過LAN局域網協(xié)議控制器模塊接收服務器的控制命令;將命令解析后 通過URART端口把解析內容發(fā)送至第二短程無線通信模塊5，第二短程無線通 信模塊5負責將接收到的解析內容通過短程無線通信模塊發(fā)送給終端;并將由 第二短程無線通信模塊5獲得的終端結果與通信數(shù)據(jù)通過LAN局域網協(xié)議控制 器模塊發(fā)送到服務器。
本實用新型能夠對于大型社區(qū)成員的健康狀況進行統(tǒng)一監(jiān)護，通過LAN 局域網絡實現(xiàn)與終端設備的數(shù)據(jù)連接，采用SQLsever數(shù)據(jù)庫構建社區(qū)成員的 健康信息數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)對不同社區(qū)成員健康信息數(shù)據(jù)的建立、存儲、顯示、 查詢、報警功能。通用PC服務器的數(shù)據(jù)庫具有遠端數(shù)據(jù)共享接口，可實現(xiàn)在 授權前提下的遠端數(shù)據(jù)庫資源共享，便于對社區(qū)成員健康狀況的查詢。

圖1本實用新型的結構原理示意框圖
圖2終端的短程無線通信模塊原理簡圖 圖3終端的第二CPU模塊原理簡圖
圖4終端的第一CPU模塊、GSM模塊、心臟除顫器模塊的原理簡圖
圖5終端的語音報警模塊原理簡圖
圖6心跳傳感器信號調理模塊原理簡圖
圖7終端的電源模塊原理簡圖
圖8網關的兩路短程無線通信模塊原理簡圖
圖9網關的第三CPU模塊原理簡圖
圖10網關的LAN局域網協(xié)議控制器模塊原理簡圖
具體實施方式
以下結合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步詳述。
在圖1中，本實用新型包括終端、服務器和無線接入網關三部分。終端
采用功能相對獨立的模塊化設計，共分八個部分，在圖l中由虛線框出包括:
短程無線通信模塊、GSM模塊、第一CPU模塊1 (主控值班模塊)、第二CPU 模塊2 (信號處理模塊)、心跳傳感器與體溫傳感器的信號調理模塊、心臟除 顫器、語音報警模塊、電源模塊。第一 CPU模塊1通過URART端口與第一短程 無線通信模塊4通信；通過URART端口與GSM模塊通信；通過SPI接口的多機 通信功能一路與第二 CPU模塊2通信另一路與語音報警模塊通信；第一 CPU 模塊1通過自身AD采集體溫傳感器和經過放大濾波調理后的心跳傳感器信號； 通過兩路通用的GPIO端口輸出開關信號實現(xiàn)心臟除顫器的預充電和除顫操 作；通過五路通用GPIO端口輸出開關信號實現(xiàn)對短程無線通信模塊、GSM模 塊、第二CPU模塊2、心臟除顫器、語音報警模塊的獨立供電控制，以實現(xiàn)節(jié) 電功能。GSM模塊向手機進行短消息報警。
第一 CPU模塊1 (MSP430F169作為控制器)負責心跳數(shù)據(jù)和體溫數(shù)據(jù)的采集，并進行數(shù)據(jù)的初步處理，判斷處理結果是否超過閥值。若數(shù)據(jù)超過閥值，
第一 CPU模塊1啟動第二 CPU模塊2 (BF531作為處理器)。第二 CPU模塊2 接收第一 CPU模塊1采集的心跳數(shù)據(jù)和體溫數(shù)據(jù)，通過預置算法對數(shù)據(jù)進行精 確時頻分析，做出處理結果，并向報告第一 CPU模塊1報告處理結果。第--CPU模塊1根據(jù)處理結果，傳輸關鍵數(shù)據(jù)，判斷是否進行報警。若發(fā)現(xiàn)社區(qū)成 員心顫，在判斷無誤后通過心臟除顫器實施自動心臟除顫
無線接入網關由第二短程無線通信模塊5、第三CPU模塊3和LAN局域網 協(xié)議控制器模塊組成，在圖1中由虛線框出。第三CPU模塊3通過LAN局域網 協(xié)議控制器模塊接收服務器的控制命令;將命令解析后通過URART端口把解析 內容發(fā)送至第二短程無線通信模塊5，第二短程無線通信模塊5負責將接收到 的解析內容發(fā)送給終端;并將由第二短程無線通信模塊5獲得的終端結果與通 信數(shù)據(jù)通過LAN局域網協(xié)議控制器模塊發(fā)送到服務器。
第二 CPU模塊2可通過第一 CPU模塊1與服務器的無線連接實現(xiàn)遠程預置 算法的下載更新，并將更新程序存儲于外部程序flash中。
無線接入網關由第二短程無線通信模塊5、第三CPU模塊3和LAN局域網 協(xié)議控制器模塊組成。第三CPU模塊3通過LAN局域網協(xié)議控制器模塊接收服 務器的控制命令；將命令解析后通過URART端口把解析內容發(fā)送至第二短程無 線通信模塊5，第二短程無線通信模塊5負責將接收到的解析內容發(fā)送給終端； 并將由第二短程無線通信模塊5獲得的終端結果與通信數(shù)據(jù)通過LAN局域網協(xié) 議控制器模塊發(fā)送到服務器。
服務器通過LAN局域網絡實現(xiàn)與終端設備的數(shù)據(jù)連接，采用SQLsever數(shù) 據(jù)庫構建社區(qū)成員的健康信息數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)對不同社區(qū)成員健康信息數(shù)據(jù)的 建立、存儲、顯示、查詢、報警功能。通用PC服務器的數(shù)據(jù)庫具有遠端數(shù)據(jù) 共享接口 (Internet接口)，可實現(xiàn)在授權前提下的遠端數(shù)據(jù)庫資源共享。
社區(qū)成員健康實時監(jiān)測系統(tǒng)的無線接入網關實現(xiàn)802. 15.4網絡與LAN局域 網絡的連接功能，采用通用的TCP/IP協(xié)議作為LAN局域網的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，為終端提供數(shù)據(jù)接入點。
社區(qū)成員健康實時監(jiān)測系統(tǒng)有三種工作模式。在第一種工作模式下，終端 通過無線通信網絡向社區(qū)成員健康實時監(jiān)測系統(tǒng)的服務器發(fā)送社區(qū)成員健康 信息，在社區(qū)成員生命信息異常時，向服務器報警，同時進行語音報警。服務 器可根據(jù)社區(qū)成員所在短程無線通信網關位置查找到社區(qū)成員的位置。在第二 種工作模式(GSM工作模式)下，終端處理社區(qū)成員健康信息，在社區(qū)成員生
命信息異常時，通過GSM模塊向預設固定手機報警，同時進行語音報警。
在第三種工作模式(未發(fā)現(xiàn)可用短程無線通信網絡和可用GSM網絡)下， 終端處理社區(qū)成員健康信息，在社區(qū)成員生命信息異常時，進行語音報警。
終端啟動后在兩個通信頻點內檢測可用短程無線通信網絡，若發(fā)現(xiàn)網絡則 自動申請加入網絡，申請加入網絡成功后，進入系統(tǒng)第一種工作模式；若未發(fā) 現(xiàn)可用短程無線通信網絡，則尋找可用GSM網絡，找到并加入GSM網絡后，進 入系統(tǒng)第二種工作模式；若未發(fā)現(xiàn)可用短程無線通信網絡和可用GSM網絡，進 入系統(tǒng)第三種工作模式。
圖2 圖7為實用新型中的終端的一個具體實施的電路原理簡圖。 終端的第一短程無線通信模塊4的原理簡圖如圖2所示，MC13213為 freescale公司生產的用于短距無線通信的滿足802. 15. 4通信協(xié)議的通信芯 片。MC13213通過其射頻部分實現(xiàn)短程無線通信數(shù)據(jù)收發(fā)，通過UART 接口 實現(xiàn)與終端的CPU模塊1通信。同時，終端的CPU模塊1通過通用GPI0中的 WRESET端口實現(xiàn)對MC13213的復位操作。
終端的第二 CPU模塊2原理簡圖如圖3所示。ADSPBF531為ADI公司生產 的信號處理芯片用于數(shù)據(jù)信號處理。ADSPBF531通過SPI接口實現(xiàn)與終端的CPU 模塊1通信。同時，終端的CPU模塊l通過通用GPIO中的DSP—RESET端口 實現(xiàn)對ADSPBF531的復位操作。AT45DB321為ATMEL公司生產的flash數(shù)據(jù)存 儲芯片，其通過SPI接口為ADSPBF531提供上電程序加載。此外，CPU模塊1 可通過SPI接口實現(xiàn)對AT45DB321內存儲數(shù)據(jù)的重新燒錄。終端的第一 CPU模塊1、 GSM模塊、心臟除顫器模塊的原理簡圖如圖4所 示。MSP430F169為TI公司生產的控制芯片。MSP430F169通過URART端口 2 (TUART)與GSM模塊通信；通過自身AD采集體溫傳感器和經過放大濾波調理 后的心跳傳感器信號；通過兩路通用的GPIO端口輸出開關信號實現(xiàn)心臟除顫 器的預充電和除顫操作。GSM模塊為西門子公司的TC35模塊，可向手機進行 短消息報警。MAX706T為MAX頂 公司生產的硬件看門狗芯片，為 MSP430F169提供上電復位和看門狗功能。
終端的語音報警模塊原理簡圖如圖5所示。ISD4004為ISD公司生產的語 音芯片。MSP430F169通過SPI接口實現(xiàn)與ISD4004的通信，同時MSP430F169 通過通用GPIO中的AUDIO—INT端口實現(xiàn)對ISD4004的中斷信號響應。
心跳傳感器信號調理模塊原理簡圖如圖6所示。AD8553為ADI公司生產 的低噪音模擬放大芯片，實現(xiàn)對心跳傳感器信號的放大處理，處理后的模擬信 號經低通濾波器(R7、 C15)濾波處理后傳送給MSP430F169的AD數(shù)據(jù)采集接 口，實現(xiàn)對心跳傳感器信號的數(shù)據(jù)采集。
終端的電源模塊原理簡圖如圖7所示。TPS73133為TI公司生產的電源芯 片。5片電源芯片分別為短程無線通信模塊、CPU模塊1、 CPU模塊2、心臟除 顫器、語音報警模塊分別供電。通過四路通用GPIO端口輸出開關信號 (Vddw—ENA、 VDDdsp_ENA、 Vdd_CCQ—ENA、 Vddaudio—ENA)實現(xiàn)對短程無線通 信模塊、CRJ模塊2、心臟除顫器、語音報警模塊的獨立供電控制，以實現(xiàn)節(jié) 電功能。
圖8 圖10為實用新型中的網關的一個具體實施的電路原理簡圖。 如圖8所示，短程無線通信模塊采用與終端的短程無線通信模塊相同模 塊。兩路短程無線通信模塊通過兩路UART接口實現(xiàn)與網關的第三CPU模塊3 通信。同時，網關的第三CPU模塊3通過通用GPI0中的WRESETO、 WRESET1 端口實現(xiàn)對兩路短程無線通信模塊的復位操作。
網關的第三CPU模塊3原理圖如圖9所示，C8051F020為CILICON DESIGN公司生產的控制芯片。IS62LV2568為Integrated Circuit Solution公司生 產的異步動態(tài)存儲器芯片，負責動態(tài)數(shù)據(jù)存儲。MAX706T為MAX頂 公司生 產的硬件看門狗芯片，為C8051F020提供上電復位和看門狗功能。
網關的L認局域網協(xié)議控制器模塊原理簡圖如圖10所示。RTL8019為 REALTEK公司生產的網絡協(xié)議控制器芯片。C8051F020通過存儲器并行端口實現(xiàn) 與RTL8019的數(shù)據(jù)通信。RTL8019負責數(shù)據(jù)在網絡上的收發(fā)，與網絡通過RJ45 接口連接。
權利要求1、社區(qū)成員健康實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括有終端、服務器和無線接入網關三部分所述的終端包括第一短程無線通信模塊(4)、第一CPU模塊(1)、第二CPU模塊(2)、傳感器信號處理模塊、心臟除顫器模塊、語音報警模塊、GSM模塊和電源模塊；其中第一CPU模塊(1)與傳感器信號處理模塊相連，第一CPU模塊(1)通過自身AD采集傳感器信號處理模塊中的體溫傳感器信號和經過放大濾波調理后的心跳傳感器信號；第一CPU模塊(1)通過URART端口與第一短程無線通信模塊(4)相連，通過無線接入網關實現(xiàn)與服務器的通訊；第一CPU模塊(1)通過URART端口與GSM模塊相連，通過GSM模塊向手機發(fā)送處理信息；第一CPU模塊(1)通過SPI接口的多機通信功能中的一路與第二CPU模塊(2)相連，另一路與語音報警模塊通信；第二CPU模塊(2)接收第一CPU模塊(1)采集的心跳數(shù)據(jù)和體溫數(shù)據(jù)，通過預置算法對數(shù)據(jù)進行精確時頻分析，做出處理結果，并向報告CPU模塊(1)報告處理結果；當處理結果超過閥值時，第一CPU模塊(1)通語音報警模塊進行報警；第一CPU模塊(1)與心臟除顫器模塊相連，通過兩路通用的GPIO端口輸出開關信號實現(xiàn)心臟除顫器的預充電和除顫；電源模塊為上述各部分提供電源；所述的無線接入網關包括有第二短程無線通信模塊(5)、第三CPU模塊(3)和LAN局域網協(xié)議控制器模塊；其中第三CPU模塊(3)通過LAN局域網協(xié)議控制器模塊與服務器相連，第三CPU模塊(3)通過LAN局域網協(xié)議控制器模塊接收服務器的控制命令；將命令解析后通過URART端口把解析內容發(fā)送至第二短程無線通信模塊(5)，第二短程無線通信模塊(5)負責將接收到的解析內容通過第一短程無線通信模塊(4)發(fā)送給終端；并將由第二短程無線通信模塊(5)獲得的終端結果與通信數(shù)據(jù)通過LAN局域網協(xié)議控制器模塊發(fā)送到服務器。
專利摘要本實用新型公開了一種社區(qū)成員健康實時監(jiān)測系統(tǒng)，應用于通過無線通信網絡實現(xiàn)統(tǒng)一社區(qū)實時健康監(jiān)測的技術領域。包括終端、服務器和無線接入網關三部分組成。終端采用功能相對獨立的模塊化設計，共分八部分，包括短程無線通信模塊、GSM手機模塊、第一CPU模塊(1)、第二CPU模塊(2)、心跳傳感器與體溫傳感器及其信號采集模塊、心臟除顫器、語音報警模塊、電源模塊。系統(tǒng)模塊間采用統(tǒng)一硬件接口與標準通信協(xié)議，利于系統(tǒng)集成和擴展。本實用新型能夠對于大型社區(qū)成員的健康狀況進行統(tǒng)一監(jiān)護，同時能夠提供對不同社區(qū)成員健康信息數(shù)據(jù)的顯示、查詢、報警功能。
文檔編號A61B19/00GK201157414SQ20082007904
公開日2008年12月3日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權日2008年2月29日
發(fā)明者代嘯寧, 唐智斌, 孫巖松, 王鐵流 申請人:北京工業(yè)大學