基于ZigBee 协议的病房呼叫系统研制.doc

文库下载 免费文档下载/本文档下载自文库下载网，内容可能不完整，您可以点击以下网址继续阅读或下载：/doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html基于ZigBee协议的病房呼叫系统研制基于ZigBee协议的病房呼叫系统研制研制报告基于协议的病房呼叫系统研制赵惠军，曹阳，孙艳静）（海军总医院，北京摘要目的：研制一种基于无线传输协议的病员呼叫系统，避免以住系统布线复杂的缺点。方法：采用协议，以呼叫控制台作为网络协调器，呼叫分机作为终端节点，并在每个房间配置路由器作为信号中导。结果：系统经过初始配置后，能够对病员呼叫进行报警，同时提示床位号和所在房间号，并具有完备的网络故障检测机制。结论：系统安装方便、智能高、可扩展性强，符合病员呼叫系统的发展趋势。关键词；病房呼叫系统；无线局域网中图分类号文献标志码文章编号（），（，），/doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html，（）：，；病员呼叫系统作为联系患者与护理人员的重要手段，已经被大型医院、中心医院等广泛应用，并被推荐为医院病房建设的标准设施。当前，医院中主要应用的呼叫系统是基于编解码芯片实现的，这种实现方式布线复杂，易出故障且维修不便。针对这种系统的缺点，有人分别基于的无线方式和基于的电力载波调制方式，探讨了报警信息无线传输的可能性。但这些实现都有一个很大的缺点：虽然在硬件上是无线传输，但系统通讯和软件实现仍基于串行通讯协议，而无线传输芯片对串行通讯数据进行了高频（或电力载波）调制和解调。而串行协议典型应用场合是封闭的专用系统，采用线对线、端对端连接，而无线网络本身是一种开放式系统。可以说，底层协议的不健壮性对应用层协议的制订是个很大的挑战，严重影响了整个系统的容错性、可靠性、安全性。过接力达到更远的覆盖范围；（）可靠性高信息通过自动路由的方式传输，并且采用了碰撞避免机制；（）成本低协议免费，使用免费信道；（）系统资源占用少协议简单，协议传输速率低；（）安全性高提供了数据完整性检查，提供加密算法。病房呼叫系统传输数据量不大，数据传输可靠性要求高，设备（特别是呼叫端）体积小，这些应用要求与协议的特点很吻合。基于的系统实现网络架构树形网络、网状网有种网络结构：星形网络、://doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html络。按病房呼叫系统的特点，本系统选用了树形网络结构，如图所示。系统以呼叫管理控制台为网络协调器；在每个房间设置一个路由器，房间内的呼叫分机作为终端节点，通过该路由器加入网络；走廊显示器作为终端节点直接加入网络协调器。按照这种网络结构，以的配置（）定义为蓝本，修改定义了呼叫系统的网络配置（见图）。网络协议低成本、低功耗为目标的一种无是以低复杂度、线通讯协议，其控制层与物理层基于规范，网与其他无线络层、安全层、应用层基于联盟标准规定。通讯协议相比，具有以下特点：（）省电两节号电池可以连续工作节点模块间具备个月；（）组网能力强自动动态组网功能；（）传输距离远两节点通讯距离可以在，增加发射功率后，可以达到，可以通收稿日期：修回日期：作者简介：赵惠军（），男，河北文安人，硕士，工程师，主要从事生物医学工程方面的研究工作。：研制报告呼叫系统控制台（网络协调器）连通，指示灯会闪烁，提示网络故障。“绑定允许跳线”的作用显示器://doc/cd7a33dace2f0066f533227f.htmlr（终端节点）是配合呼叫控制台实现呼叫分机的配置工作。病房路由器（网络路由器）病房路由器（网络路由器）软件设计系统配置在系统建立过程中，呼叫控制台需要读入各房间路由器、呼叫分机的地址信息，用以建立报警查询表。这个过程是通过绑定实现的。其实现过程为：绑定允许跳线”置于（）把要配置分机（房间路由器）的“设置分机号设置”，输入欲配置的；（）呼叫控制台选择“设置”分机对应床号；（）再次按“，系统提示进入分机查找状呼叫分机（终端节点）呼叫分机（终端节点）呼叫分机（终端节点）呼叫分机（终端节点）呼叫分机（终端节点）图网络架构态；（）一旦控制台找到被配置分机，则自动完成绑定，在，；，；系统硬件设计本系统选用用于的作为控制芯片。不仅包含有射频收发器，还集成了一颗控制器，是一片真正的射频。在软件开发支持上，还提供免费的协议栈软件供下载。具有显示成功绑定，并驱动该分机发光管闪烁。这个功能是通过调用（，）来实现的，其中，对应设置端点号，它取的是床号信息，指向常数/doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html，指向一维数组，其内容为。操作完成后，呼叫控制台的号端口与床分机绑定，控制台直接读取端口信息，即可确定呼叫床号。绑定允许跳线”置时，而路由器配置相对简单，路由器“会向主机点发送一条包含自身地址的信息，控制台会从此信息中读取地址，记入房间路由器查找表中。，包含、，以适应不同应用场合，并且还集成了实时时钟、电池监测等外设。选、用，极大地简化了外围的硬件设计，简化了射频系统的设计难度。按照网络协调器、路由器、终端节点的不同功能和硬件需求，呼叫分机选用，而路由器和呼叫控制台选用。呼叫控制台核心由组成（见图），用报警传送一旦有患者报警信号产生，呼叫分机会产生一条报警消息，传递给控制台。其编码（见表）为字节的包，内含包标路由的地址。控制台收到此消息志、分机的地址、后，会从端口号信息、路由器地址信息中解析出报警的加床患者房间号、床号。而房间号的确定，为活动中的患者、的紧急呼叫和病房调整提供了方便。表字节偏移字段名像素单色做显示，以有源蜂鸣器做报警声音驱动，并有“复位报警”设置”数字按键做控制用。跳线用、“、“”呼叫分机的跳线设于系统定义，只有呼叫控制器、设置键”数置相同时，才能相互通讯。当系统建立时，通过“、“字逐个设置并记入各个呼叫分机信息。当有呼叫分机报”床号，同时在警时，呼叫控制器会匹配识别报警的房间号、报警编码类型://doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html说明包标志，报警分机的地址路由器的地址显示，同时驱动蜂鸣器发出警报声，护士获悉后，可以通过“复位报警”按键清除报警。呼叫控制台会周期性（每）对各呼叫分机状态进行查询，如果网络或分机有故障，同样会提示报警，提示对呼叫系统进行修理。报警的发送是通过（，）函数实现的。其中为，目标地址从绑定通道中取，和指向要传送的数据。系统自动检测功能系统每会对所有节点进行查询。如果房间路由器或该房间内所有分机无响应，提示房间路由器损坏；如果某呼叫分机无响应，提示该分机损坏。这样可以保证网络故障第一时间被发现，避免因通讯故障造成病员报警被延迟。这个功能是通过（，）来图呼叫分机原理框图图呼叫控制台核心框图实现的。它有个参数，指明搜索地址类型，呼叫分机由组成。在患者按下“报警键”时，报警指示灯长亮，提示警报已发出。如果分机发现网络无法给出查找地址。应用与展望（!下转第页!）研制报告不同，起到的结果不一样。体外反搏装置的工作方法给我们很大的启发，可以以体外反搏为基础改进气动时间和必要的部件，就能进行减肥治疗。气压减肥组件的开发就是在此基础上进行的。用使腹部、臀部、/doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html大腿、上肢肌肉进行压、松，将血管挤压、松弛，加快血液流量和速度，增强血管的弹性，促进血管的再生。特别是腹部气囊作用更大。平常由于腹部脂肪库量大，脂肪多，同时挤压腹部时不是单纯锻炼腹部肌肉，而是增加腹部肌肉的弹性、消耗大量的脂肪。而且，由于挤压腹部增加腹腔内的压力，放松腹部的压迫迅速减少腹腔内的压力，尽而增大腹腔的压力差；反过来，连续使胸腔的压力及压力差增大，增加了腹部和胸腔内所有内脏器官的运动幅度，调节内脏器官的功能，增大内脏器官周围脂肪的消耗，达到锻炼肌肉消耗脂肪的目的，同时起到防止脂肪过多再聚集的作用。气压减肥组件结构根据人体生理结构以及减肥的目的和需要，气压减肥组件结构主要由气囊和气囊袋组成。它分为上肢气囊、下肢气囊、臂部气囊和腹部气囊，分别包扎在人体的上肢、大腿、臀部和腹部。上肢气囊、下肢气囊、臀部气囊可使用体外反搏装置的同类气囊，腹部气囊是为减肥治疗专门设计。制作的腹部气囊尺寸大小为（）（），装入腹部气囊袋中。腹部气囊袋的外层选用人造革，内层选用布料，外层材料有一定的强度和硬度，使腹部气囊在充气时不致因压力向外扩张，使压力尽量压迫腹部，腹部气囊在抽真空时，外层固定，从而使腹部运动幅度增大，达到最好的治疗状况。腹部气囊袋中设有个气体的连接口，一个可作为进气连接口，一个可作为排排气的共用连接口。气连接口或个连接口均作为进、结论利用气压减肥组件进行减肥治疗是一种被动式的有氧运动，符合最佳的运动方式要求的长期固定、能使治疗进行长时间、有规律、定量、定部位的运动。它是一种最佳的运动减肥方法之一。利用气压减肥组件进行减肥治疗，不仅仅是单纯消耗多余的脂肪达到减肥的目的，更重要的是通过锻炼增加肌肉弹力，调节内脏器官及全身各功能，具有预防和保护作用，尽而能防止反弹。利用气压减肥组件进行减肥是一种物理疗法，无任何副作用，能消除疲劳，恢复体力，最易被人们所接受，但又由于利用气压减肥组件进行减肥治疗有一个最大的弱点，就是见效慢，需要有逐渐适应的过程，不能见到明显的/doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html减肥效果。由于这种减肥是利用物理原理引起体内自然反应获得的效果，因此，在经过一定时间治疗后，还有继续减肥效果，能在停止治疗后延续一段时间。同时，经治疗的患者无任何不良反应。临床表现，根据患者自身情况会有不同程度的调节效果，如改善消化功能，改善呼吸功能，增加四肢运动幅度等。气压减肥组件已获得国家实用新型专利，专利号为：气压减肥的工作原理气压减肥的动力采用空气压缩泵产生的压缩空气。为保证压缩空气的可调节和稳定，首先将压缩泵产生的压缩空气送入贮气箱中贮存。通过人工设定调节贮气箱内气体的压力，达到稳定的动力源，保证治疗者的安全。控制部分控制各气囊的充排气时间。当充气电磁阀得电开启时，由贮气箱给各气囊充气，压迫各包扎的部位；当充气电磁阀断电闭合，各气囊内保持压力，等待排气信号；当排气电磁阀得电开启时，迅速排出空气囊内空气，使压力归零，由于气泵吸负压的作用，成为负压。气囊袋内层采用棉布，外层采用硬质材料（人造革）以保持形状，使包扎部位向上牵引，形成拉力。采用先压迫推压再放松牵引，增加包扎部位肌肉的运动幅度。在腹部气囊压迫牵引下，能扩大腹腔和胸腔的运动，起到增加消耗脂肪，锻炼肌肉，调节内脏机能的目的。肌肉弹性（紧张）力增强防止脂肪的再次聚集。排气电磁阀断电关闭，等待下一周期电信号的到来。治疗时，根据各人体减肥的需要分别选择包扎腹部、臀部、大腿、上肢等部位。贮气箱按一定频率给腹部、臀部、大腿、上肢中的气囊充气到一定压力值，等压迫肌肉一段时间后，突然排空并形成负压。由于气囊的压迫和牵引的二重作。气压减肥组件可在现有的体外反搏装置上进行。控制信号不需采用心律触发，而采用固定触发，增加了压迫时间，缩短了松弛时间，同时也可利用其他气动装置、自行设计控制电路进行充排气，均能达到满意效果。参考文献袁林改进体外反搏装置进行减肥治疗医疗卫生装备，（）：袁林自研气压减肥/doc/cd7a33dace2f0066f533227f.html装置中国医学装备，（）：（!上接第页!）实验证明，该系统能够完全达到预想功能，且安装方便，运行可靠，安全性强。与或组成的无线网络相比，不仅协议鲁棒性更高，而且提供房间号自动识别、网络状态自诊断等功能，同时一些更高级的应用提供了可能性。例如：可以很方便地在医疗仪器后安装呼叫分机，把医疗仪器的警报信息接入呼叫系统，进行警报和查询。这样会大大加强呼叫系统的智能性，极大提高医院护理工作效率和医疗效果。范北京：中国标准出版社，宋军罡将基于的解码器应用于病房呼叫系统医疗卫生装备，（）：张华林无线病房呼叫系统的设计国