医用设备与远程监护

医用设备与远程监护

1.术语与名词解释

Bluetooth-蓝牙，一种短距离无线电技术

SIG-BluetoothSpecialInterestGroup,蓝牙技术联盟

USBImplementersForum-USB实施者论坛

RFID-RadioFrequencyIdentification,射频识别，俗称电子标签

ZigBee-IEEE802.l5.4标准，一种无线传输标准

SOA-Service-OrientedArchitecture,面向服务架构

HIS-HospitalInfonnationSystem,医院信息系统

IEEE1073-医用设备通信标准

ISV-IndependentSoftwareVendors,独立软件开发商

PACS-医疗影像信息系统

USIS-超声信息系统

PIS-病理信息系统

PEIS-体检信息系统

Holter-动态心电图

ContinuaHealthAlliance-康体佳健康联盟

2.医疗信息化的趋势

趋势一：快速膨胀的格局。

会有更多厂商介入这个市场。国际厂商中，除了前面提到的英特尔把数字医疗单拿出来

作为与数字企业、移动市场等并列的一个重要行业市场外，其他如IBM、Oracle、思科等都

成立了专业的医疗行业部门。

而国内厂商中，目前也已经有一些厂商看到了这个巨大的市场，在介入，比如前不久方

正收购了在医疗行业方案提供方面排位于五大之列的医疗行业ISV众邦。

趋势二：应用范围越来越广。

HIS一统天下的格局终将被打破，而且也正在打破。目前已经看到PACS（医疗影像信

息系统）、USIS（超声信息系统）、PIS（病理信息系统）CMS（成本核算系统）、PEIS（体

检信息系统）等，而且未来在电子病历、社区医疗以及更大范围的健康管理方面还会催生更

多的应用。

在应用上，将经历三步曲的变化。第一步，计费系统和临床系统；第二步，电子病历，

结构化系统更利于查询；第三步，工作流引擎，主件开发，SOA架构，更灵活，可以再造

流程。

趋势三：产品与服务一体化。

在很多医疗行业ISV看来，将产品与服务整合是解决服务做不出利润的最好方式，也

比较符合中国人的习惯。尽管服务还不是利润的主要来源，但越来越多的ISV开始靠服务

做精做深。

趋势四：竞争更为激烈。

纵观中国医疗信息化市场，从1993年起步到如今，已经经历了三个发展阶段。第一阶

段是大批做HIS的国内医疗ISV出现，蜂拥而入；第二阶段是在价格战和不成熟的市场中

其中大批的ISV倒掉；第三阶段则是国外公司介入。

其中最值得关注的是国外公司的进入，比如美国最大的HIS公司等等。这些公司的介

入无疑会使已经竞争比较激烈的医疗信息化市场的竞争态势变得更为如火如荼。

趋势五：HIS企业间整合。

国内早期的HIS企业，凡生存下来的都通过引入战略投资等方式，在规模上得以壮大。

这些已经长大的ISV下一步必将通过收购的方式，整合一些区域的小ISV,以此获得更多客

户资源，完善产品线，扩大战场。

趋势六：应用成为主流。

对于国内从事医疗信息化的ISV来说，技术并不是一个很高的门槛。通过与国际性厂

商在技术研发方面的合作，在其平台上进行开发，他们多数已经站在了全球技术的前沿。而

对于整合医疗信息资源来说，下一步则是通过应用体现自己差异化的最好时机。

趋势七：用户选择趋于理性。

医疗行业用户的IT采购可以分为冲动型、印象型、理性化三种类型，其中，由于对业

务流程的考虑越来越多，理性化的选择也开始占更大的比例。

趋势八；服务外包解决人才瓶颈。

中国医疗行业信息化发展中曾遇到过三大瓶颈一意识、资金、人才匮乏。其中，人才

匮乏一度是制约医疗信息化进程的最大瓶颈。但现在，服务外包正逐渐为用户所接受，通过

服务外包的模式，人才匮乏问题正逐渐得到解决。未来，服务外包也将成为ISV的重要利

润来源。

3.医疗设备市场无线通信化趋势

一个以摩托罗拉公司的工程师为主导的小组，以制订IEEE1073医用通信标准的名义，

最近举行其首次会议，努力为医用电子设备制订各种无线射频通信标准。

该小组的目标是，用一年左右的时间，定义可被广泛应用于各种医疗系统的无线标准，如医

用通风设备、电震发生器以及急性病医院中的病人监视设备。

该计划的启动，正是医用设备厂商对无线连接的兴趣越来越大的时候。然而到目前为止,

这一IEEE1073项目进展非常缓慢。

摩托罗拉公司实验室的资深科学家JoeMorrissey表示：”在今后10年内，医用和无线

将是最大的两个新兴市场，我认为所有的无线设备制造商都看到了其中的潜力。''他目前是

这个新组建的射频研究小组的负责人。

Morrissey称，这一射频标准将以最简单的方式努力满足医用设备设计者和无线芯片制

造商的要求，并尽可能地不在现有芯片上作硬件改动。该标准的目标是，不仅适用于住院病

人系统，而且也适用于一些新兴领域，如家庭保健和病人监视设备。

Morrissey认为，该标准将定义比特率、通道、数据以及设备类型，跨越个人网络、局

域网和广域网，包括蓝牙、Zigbee.802.11传呼系统、蜂窝系统甚至卫星网络。他说：“我

的FI标是，不要使该标准成为某种特定的技术。有些应用需要低成本、低数据速率的发送

器，也有无线技术专家可能想从远端的服务器提取数字影像，而Zigbee不能胜任这些工作J

该标准可能促使“无线医疗遥测服务”投入应用。这种服务使用总频谱为14MHz的三种

带宽，该频谱是联邦通信委员会（FCC）于2002年10月份专为医疗应用留出的。FCC计划

从608-614、1,395-1,400和1,427-1,432MHz三种频段中提取频谱，为医疗设备提供无干扰

的频谱空间。然而，到目前为止这些频段大多还未被使用。Morrissey说：“目前没有任何

设备或通信系统使用这些频率，但在技术上，它们是为医用而保留的，不存在许可

证的问题。我不清楚是否有人已经针对这些频率开发了元件或天线。”

医用设备厂商支持这种标准

总体来说，医用电子设备厂商对1073RF项目表示欢迎。其中某些厂商正开始对商用无

线技术感兴趣。

DraegerMedical公司是•家大型多元化的医疗系统OEM。该公司的一位项目总监Ken

Fuchs表示：“如果该项目能够成功，那么对用户群体而言的确是一项贡献。然而存在许多

挑战。需要有象摩托罗拉这样有实力的公司来启动此项目。“DraegerMedical公司在今年五

月宣布推出一种系统，使用专用无线连接，监视多达24台通风设备。

Guidant公司的ASIC设计师DougGifford称，对于可植入设备而言，扩展数据速率和无线

通信范围是当今最热门的研发话题。可植入设备不是1073项目的近期目标。Fuchs认为，

开发能与病人密切关联的高可靠、安全和低成本的通信系统，是面临的最主要挑战。在

Draeger公司Fuchs作为一名I/O标准专家工作了许多年，参与制订了有线IEEE1073标准。

他说：“从数据采集的角度，我们在病人监视设备中使用了1073协议的较底层，并可针对较

上层的协议来设计专门的驱动器。这些都是在为开发将火的1073设备做准备。”

虽然有些Draeger系统能够进行1073通信，但对于Draeger和其它厂商而言，推出以标

准格式输出数据的下一代系统将需要数年的时间。Fuchs说：“要让人们普遍接受的确有点

突然。虽然时间已经不短了，但我仍然感到乐观。”

工程师们将1073项目进展缓慢归结于两个因素。首先，对于医用设备，设计周期和产

品寿命一般非常长。其次，厂商更愿意推出能够与自己的设备进行通信的产品，而不是可与

竞争对手的设备相连接的产品。

IEEE1073主席ToddCooper指出：“我们能从技术部门得到大力支持，但从营销部门就不同

了。大多数医疗设备厂商开发有自己的内部接口，而且在专用接口和标准接口之间有许多争

执。”

酝酿变革？

情况可能会发生改变。Cooper说：“医院正开始意识到，如果你没有标准化，你将不能

收集数据，除非你有一套转换器。而转换器的安装和维护简直就是一场恶梦。"Cooper也是

咨询公司BreakthroughSolutionsLLC的负责人，该公司开发并为用户安装1073软件和转换

器。

Cooper称，总部在欧洲的医疗设备公司如Draeger和飞利浦医疗系统公司，已经开始采

用IEEE1073,但美国公司如Guidant仅仅开始注意到该标准。他说：“我们开始看到厂家在

向市场推出这类设备。”

Cooper称，为了使这一进程顺畅，美国国家标准技术协会正在开发一种IEEE1073标

准的测试验证套件，可以简化采用该标准的产品的FDA认证流程。

IEEE1073标准在红外数据连接(IRDA)传输层上定义RS-232信令的最基本部分。该传

输层可由Category5电缆或红外信号承载，有线数据速率范围从9.6Kbits/s到II5.2Kbits/s,

1米距离内的红外数据速率最高达到4Mbits/s。经过1990年代的两轮标准制订失败之后，

RS-232和IRDA技术作为一种利用现成的、低成本元件的方法而被人们所采用。

他说：“经济衰退已给那些参与该领域的人们真正带来麻烦。”虽然工作在进行，但该

1073项目仍然缺乏一个领导者，来推动1P传送小组将1073设备连接到医院的LAN上。

4.国产监护设备市场

患者监护仪是经典的美疗设备，设备本身类型多，有常规监护、麻醉监护、胎儿;产妇

监护、遥测监护、除颤监井、睡眠监护、运动负荷监护等，Holter从广义上讲也是一种非实

时的心电监护设备。它可实时地了解患者的生命状态，避免和减少医疗意外事故发生，减少

医疗风险，提高医疗质量，因而在医院各个部门有广范的应用。各类监护室、急诊室、手

术室、术后观察室、导管室、CT室、内镜检查室等，任何有危重患者的地方都需要监护设

备。

各种先进的监护手段为临床医疗技术的提高发挥了巨大作用。如术中麻醉监护，脑电双

频指数BIS/EEG能够帮助麻醉师更有效的评价患者镇静水平，减少麻醉药物使用剂量并加

速患者复苏，大大提高了手术麻醉的安全性。

随医疗技术水平的提高，监护技术已从迎合危重患者的治疗需求发展到满足临床安全的

需要，它能降低患者医疗风险，减轻医护人员劳动强度，并可增加医院的效益，是提高医

疗质量和医疗安全的重要保障手段。监护已由过去的特殊医疗技术转变为常规医疗手段，各

类监护仪是医院中装备数量最多的医疗设备，临床应用R益增长，需求仍不断扩大。

虽然监护设备的临床作用巨大，但以往进口设备独行天下，普通单台床旁监护仪价格都

在1万美元以上，合人民币十多万，稍微高档的监护仪高达3万美元。如此高的价格严重限

制了监护设备在临床的普及应用。

由于经济能力限制，绝大多数县级以下医院医疗设备装备落后，更新速度慢，数量缺乏,

监护的普及率很低。就是在大城市的中心医院，从20年前开始引进监护仪器，发展到现在

多数医院的监护病床数不到总床位数的10%；而在西方同类医院监护病床数一般都在总床

位数的30%左右。10年前，国内监护设备市场只有几千台/年。

国产医疗设备制造产业的崛起

随着国家对卫生事业的重视提高，国家和不少地方政府都加大了对医疗设备产业的投入

和支持，使我国医疗仪器制造产业得到飞速发展。具体表现为：

(I)产业规模扩大，国内注册的医疗器械生产企业已近6000家，其中销售额达到1亿元以

上的超过20家；

⑵医疗器械市场增长迅速，销售额已达600亿元以上，并且仍以每年14%左右的速度增长。

部分领域的技术发展水平已接近于国际先进水平。其中比较突出的就是监护设备制造产

业。根据不完全统计，目前国内有注册的监护仪厂家共有70多家，产品种类近200种。年

销售额7亿，台数约4万台。

许多国际著名品牌在国内设厂组装和生产监护设备，如GE、飞利浦、口本光电、福田

等。但监护产业最突出的发展是诞生了一批民营高科技企业，如：深圳迈瑞生物医疗电子股

份有限公司、深圳安科高技术股份有限公司、金科威实业有限公司、珠海宝莱特电子有限公

司、深圳市邦健电子有限公司、福建新大陆生物技术股份有限公司、北京超思电子有限责任

公司、北京海利赢医疗科技有限公司等。

仅迈瑞一家企业其监护仪国内年销售就达到了约2万台，2004年，迈瑞监护系列产品

在国内市场累计装机近十万台，占据国内监护市场的半壁江山，产值达到10亿元人民币，

成为国内监护产品的最大供应商。迈瑞公司自1991年创立以来，致力于面向临床医疗设备

的研发和制造，产品涵盖生命信息监护、临床检验及试剂、医学超声成像三大领域。

二.国产监护设备在技术上的突破

众多新兴国产监护设备制造商都是高科技民营企业，在市场竞争环境中具有以下优势：

(1)相对国企而言全新的现代企业制度，可以充分体现人才的价值，激发人的创造性。

(2)国内外人才的流动和交流，既有利于组成高素质和高效率的协作团队，同时也有利

于新企业的繁殖，促进了产.业的繁荣和发展。

(3)国家和地方政府对高科技医疗设备企业的发展大力支持。特别是深圳，把医疗器械

作为支撑经济发展的重点行业给予扶持。

(4)国外风险资金的介入为发展提供了动力。

先进的企业制度下，各公司经过10多年的潜心发展，使国产监护设备在技术上实现了

突破：

(1)完全自主开发，具有独立的知识产权。

(2)充分利用计算机技术的提高，开发各种应用软件，产品的常规功能面面俱到。

(3)在性能方面采取OEM方式，选择国际先进的配套组件，如Masimo的SpO2插件，

使产品的主要技术指标与国际主流品牌的同档次设备基本相当，甚至还有超出。

(4)产品的质量和可靠性大大提高。

国产监护设备技术上的发展是与我国机电制造工业技术水平的整体提高分不开的。就在

几年前，国产设备因制造工艺和材料选择等方面的差距，存在故障率高、产品粗糙等问题。

但近年随我国工业制造水平的提高，珠三角、深圳、苏南等地区已成为国际性电子产品制造

中心，具有较完善的设计、供应、加工体系,在具有成本优势的同时，保持了高的制造质量,

为高技术医疗设备产业提供了有利支撑。

今后，我们还应开放便捷的国际贸易渠道，在全球范围寻找OEM伙伴，克服目前国产

设备前端模拟采集技术上与国际先进水平的差距，迅速提高整体设备水平。

三.国产设备对市场的影响

国产监护设备由于技术上的突破，在市场上以其优良品质、相对便宜的价格，迅速进入

国内各级大中小型医院。

众多国内厂家参与竞争，监护设备回归到合理价格。普通便携式监护仪国产设备招标已

降到2万多元，进口监护器也被迫降到3000-4000美元。

价格的下降进一步促进了市场规模的扩大。国内监井设备市场相对10年前扩大了10

倍，约4~5万台。

四,继续发展需要面对的问题

虽然国产监护设备取得飞跃式发展，但我们也要保持头脑冷静，清醒地认识国内监护产

业发展所面临的种种问题，

相对而言，监护设备的发展比较成熟，技术进步也不如影像设备活跃。各种核心技术比

较公开。发达国家的监护市场基本是饱和的，很多掌握先进技术的企业都难以维持发展，

从而被兼并。前两年国外一些著名公司一直处于企业重组阶段，新产品开发相对比较少。这

给了国产企业非常良好的发展机会，借助着我国改革开放、经济发展的势头，特别是SARS

后医疗设备市场的爆炸式扩张而迅速成长。

但总体看监护设备的多数原创技术还主要掌握在GE、飞利浦等国际知名品牌公司手里,

其不但拥有众多原创的技术和专利，许多国际标准也是他们制定的。Marquette12sL同

步12导联心电采集及分析系统;EK-Pro四导联同步心律失常分析专利；飞利浦的EASI技术;

连续心排量测量技术；床边血液分析;EEG双频指数；防运动干扰和低灌注SpO2、肢端灌注

指数等；在产品的信息化方面也走在技术前列。

我们要清醒地看到，在监护领域国内企业还是学习者，产品的结构和功能基本是模仿别

人的设计，创新者不多。另外，国产主流监护产品随着各公司的努力，逐渐出现同质化现

象，技术指标、操作性能、甚至外观都很接近，质量和可靠性差距也都在缩小。这样在竞争

中屡屡进行价格大战，2004年的平均市场价格几乎是2003年价格的一半，刚刚发展起来的

产业就面临赢利危机。

1.监护仪的高级功能专科化

监护设备在医院各个部门不同临床应用对监护设备的功能需求不同，监护器的高级功能

向专科化方向发展。多数国产监护仪都属于基本功能的监护设备。在基本监护功能中直接测

量人体参数的模块如有创和无创血压、SpO2基本上还是通过OEM实现。只有少数厂家能

够实现部分高级监护功能，如：双有创压、心输出量、呼吸末二氧化碳、麻醉气体/氧气、

掉电存储功能等。

2.一些厂家自主开发的前端监护模块在监护参数的性能方面存在不足

(1)心电的频带过窄，达不到标准规定的要求，或基线漂移抑制不过关；

(2)在呼吸波形的分析卜大部分国产监护仪基本不抗干扰,时常出现数值不稳定和一些假报

警状况；

(3)无创血压测后抗运动干扰差等。

根据国家食品药品监管局组织的对心电监护仪进行的国家质量监督抽验显示，相些部分

国产监护仪在“除颤后的恢复”指标上不符合要求，这反映出国产监护心电测量模块的抗过

载冲击和抑制基线漂移的能力不足，说明我国在传感器和前级测量模拟电路等基础领域与国

际先进水平还存在着一定差距。许多国产监护设备的前级测量部分都是OEM不同来源的

国外模块，技术水平差别很大。要成为技术领先者国内企业还有许多路要走。

由于历史原因，国外高档产品以其出色的性能、可靠质量和对大医院客户的优异服务，

一直占据高端用户的市场“据统计高档监护设备的80%仍然是进口品牌。像手术室中带气

体分析的高档麻醉监护系统几乎全是进口产品。

购买高档监护设备用户对进口品牌还是比较迷信的,这导致在市场竞争中一些用户和管

理者对国产设备的歧视。而招标采购资格和技术限制；一些政策性的制度如收费标准两条线

也影响用户的选择。

3.国内企业要获得真正的发展还需要努力

(1)提高质量，以可靠性赢取用户信任；

(2)不断创新，以更多的新产品满足用户不同需要;

（3）加强服务，以更多交流加强用户对企业的了解。

迈瑞就是通过品牌的创建而占领国产监护市场霸主地位的。

五.近年来监护设备技术发展趋势

随着通讯技术、信息技术和电子技术的进步，以及临床需求的不断增加，监护设备的技

术发展脚步从未停止过。从国内外一些新产品上我们可以看到一些监护设备发展的方向：

1.信息化

虽然信息化的发展道路曲折，但建立集成的临床信息系统（CIS）一直是临床用户和开发

者的理想，2003年的SARS疫情扩散期间更是显露出临床信息系统对传染性疾病诊治的重

要作用。多参数监护系统可以持续提供患者的重要临床信息，把监护器作为CIS的终端，

不但可自动提供数据给信息系统，同时可方便地查阅其它科室的资料（影像、化验结果等病

历），提高危重患者的抢救效率，减少病历差错，从而提高医疗质量。

要把监护设备连接到CIS系统，监护仪必须支持TCP/IP协议通讯，和DICOM3OHL7

等文件格式，同时监护仪要有强大的数据处理能力以保证在实时监护患者的同时进行画络通

讯，监护仪的屏幕也要能够满足其它临床信息（如影像）的有效显示。

2.通讯无线化

无线通讯技术是现代科技发展的前沿，各类临床应月都对无线通讯提出需求。随现代医

院的发展，除了在专门建设的重症监护病房内装备监护设备外，其它普通病房的患者随着病

情的变化也要求随时上监护，同时随医院信息化要求的提高，这些随机配备的监护设备也要

求与中心监护工作站通讯。采用无线通讯技术（如802.11b）具有安装简单、使用方便、应用

灵活的特点，可以把床旁监护仪、中央监护工作站及临床信息系统有机无缝地连接起来，对

转运中的患者进行连续监护，设备在不同科室间可任意移动，真正实现随时随地的数据共

享，非常适合临床应用的需求。随着无线网络技术的成熟，其将会逐渐取代目前的有线联网

方式。

便携式无线数码通讯多参数遥测监护仪器的发展更是解放了患者，对于那些并非一定要

卧床的患者，应用无线监护不但能够方便患者活动，有利于病情康复，还可大大减轻护理的

劳动强度，并使监护技术的临床应用范围扩大。

国内的珠海宝莱特、二匕京超思、北京海利赢等都开发出不同类型的便携式无线通讯监护

仪,现在数字无线网络通讯技术发展非常迅速，3G、Wi-Fi、WiMAX（802.16）等各种新型无

线接入技术为我们展现了无穷的发展潜力，开发利用3G等通讯技术的各类监护设备将具

有无穷的生命力。美国WelchAllyn（伟伦）公司与北京正仁医疗仪器有限公司合作开发出利用

CDMA通讯的移动监护技术，彻底打破了床旁监护设冬与中央台的距离限制，使在外的移

动抢救设施（如：救护车）成为医院的“第一急救监护室”，大大缩短了抢救等待时间，为提高

抢救成功率创造了条件。通过正仁医疗的M-CcntcrSolution系统，使用普通的PAD和彩信

手机，通过拨号接通带CDMA的PropaqCS多参数监护仪，就可实时地接收和查看监护仪

所测量的各种患者生理参数和波形，极大方便了远程监尹和会诊的需要。

这种远程医疗技术有可能改变目前的医院就诊方式，社区/家庭医疗服务，康复佚学和

老年医学护理，以及新的个性化医疗服务模式的发展都将建立在远程监测的技术基础之上。

它可以充分整合有限的医疗资源，使更多的亚健康人群得到有效的医疗服务，对己步入老龄

社会的我国来说具有重大意义。

3.电力载波技术

除了无线网络外，医疗中的通讯技术有多种方法。福建新大陆生物技术股份有限公司采

用电力载波技术，利用三相交流电力线电网作为数据传输的载体，来实现床旁监护设备与

中央台的访问与控制，同样非常方便实用。其没有专门的通讯连线，也可以认为是一种“无

线”技术，其也无须建立额外的无线通讯基站等设施，只要有电源，就可进行联网，极大地

方便了用户。

4.单线导联(MonoLead)

监护技术发展一切都是围绕着方便患者和临床工作进行的。DragerMedical今年年初发

布了一种新的专门为监护系统设计的单线导联(Mono-Lead)。

与常规多线线导联不同，其把电极按顺序排列在一股电缆上，如此简单的改革确为临床

使用带来极大的方便：(1)按顺序粘贴电极，防止错误连接导联;(2)减少空间电磁干扰;(3)方便

患者活动。从这个发明可以看出并不是只有高技术才有价值，关键要用心。

中国十多亿人口的健康需求是发展我国医疗产业的沃土，我们相信随着国内企业住壮大

和用户的承认，国内监护设备产业将像彩电业一样有能力成为国际研发和制造中心。

5.远程居家护理趋势

康体佳健康联盟(ContinuaHealthAlliance)日前定义了包括Bluetooth和USB版本的

一组初始标准，以实现联网的消费者保健系统和服务。这个特别工作组目前已经拥有130

多个成员，将于明年年初推出基于其第一代规范的标志和遵从计划。

康体佳健康联盟包括一大批预见到家庭保健护理系统的明确需求的著名医疗设备公司。

但是让保险公司为这些设备提供报销以及开发支持所有技术选择方案的标准可能还要几年

时间。

“我们没有足够的保健护理人员和病床可以满足将来出现的所有需求，”康体佳主席、

Intel公司数字保健护理组保健护理标准总监DavidWhitlinger表示。“我们认为，远程

居家护理系统将是我们把保健护理带回家庭所需的的新型可升级交付机制的重要组成部

分。”他补充道。

消费者系统可用来监视多达8.6亿位居家的慢性病患者。这些系统还可以用来跟踪越来

越多的居家老年人。此外，许多设备还将用于家庭健身和健康计划。

在即将于2008年年初发布的初始指南中，康体佳定义了特定的Bluetooth和USB版本,

以作为连接血压计、血糖仪和各种其它传感器和监视器等家庭保健护理设备的无线和有线传

输技术。蓝牙技术联盟(BluetoothSpecialInterestGroup,SIG)和USB设计者论坛(USB

ImplementorsForum)正在单独开发这些互连的个人保健护理纲耍，两个组织都有望在今年

年底完成该项工作。

康休佳成员企业已经单独采用了HL7(HealthLevel7)组织的标准，从而定义针对将个

人健康数据发送到远程数据库的数据、信令和安全协议.该联盟还正在采用由IEEE11073

医疗电子组制定的十种数据格式。康体佳将在明年年初在其网站上公布设备制造商的基于即

将出台的指南的遵从和测试计划。该联盟期望其众多01引成员将在明年的大型活动中拥有

可供展示的遵从设备。

“我们的目标是这个标志将替代消费者要了解所有关于需要支持何种标准设备的官方

文件的需要，"Whitlinger表示。“我们将这个联盟视为保健护理新兴模式的一部分，这

个联盟将有助于挖掘新的前品机会，”康体佳成员公司Sharp个人保健技术组首席科学家

DeepakAyyagari表示。

或许康体佳难度最大的任务在于说服保险提供商允许报销使用家庭保健护理系统的费

用。迄今为止该联盟已与研究公司AbtAssociates签订合同，以开发过去五年里美国和欧

洲有关远程慢性病管理的所有远程居家护理研究的纲要。最终的文档将用来证明远程居家护

理系统是具有成本效益的。但是，康体佳的成员企业只是将这个文档看作漫长对话的开始.

“接下来的几年可能有相当多的工作需要做，以证明这些系统的报销是合适

的，"岫itlingcr表示。他表示，该联盟的技术路线图也将逐步发展。康体佳已经倡导其

成员公司提交他们注重的第二代使用案例的概要。迄今为止已有大约30份概要提交给康体

佳。康体佳将在明年的某个时候确定该联盟想要纳入这些使用案例中的哪些案例，并根据

这些案例开发针对其它标准的要求。

研究人员正在采用包括超宽带、RFID和ZigBee在内的各种无线传愉技术为消费者保健

系统制定原型，而超宽带、RFID和ZigBoc是康体佳目前尚未采纳的传输技术。Whitlingcr

表示，该联盟的技术委员会将继续跟踪其想纳入未来指南中的新传输技术和其它技术。

此外，康体佳正在尝试拓宽其成员范围。随着越来越多的设备开始联网并日益成为重要的数

据源，将有更多涉足电子医疗记录的公司对康体佳产生兴趣。观察员表示，该联盟还需要拓

宽其成员范围以包括更多保健护理和保险提供商。

6.结论

随着人们对•医疗保健的需求越来越大，国内医疗设各具有良好的发展前景。进十几年来

IT技术突飞猛进，但是与医疗设备的技术融合却进展缓慢，网络技术特别是无线网络技术

与医疗设备的结合将是未来的趋势。借助无线技术家庭监护是目前一个很好的结合点，在

目前业内标准正在建立与完善的盟芽时期，参与技术研究与产品研发、行业标准制定有很好

的发展前景。

附录L多功能监护仪的无线通讯系统设计与开发

1引言

多功能监护仪是一种常用的临床医疗器械，他可以把病人的心电(ECG)、呼

吸(RESP)、血氧饱和度(SP02)、血压(BP)等参数显示出来，通过24小时对病人

各种生理参数的监测及分析。

在某一生理机能参数超出规定数值时便发出警报，提醒医护人员及病人家属

进行抢救的一种监护系统，是医护人员诊断、治疗及抢救的重要器械。

传统的监护仪一般通过串口与主监护室相连，布线不方便而且仅局限于手

术过程和1CU病房的监护，限制了其使用价值，不能满足所有临床科室的使用。

本文设计了一套无线通讯系统，通过星型网络和一个无线网关把一个房间内的

监护仪的信号送入公司的局域网，使监护仪摆脱了电缆的限制，实现了医疗监护

系统的网络化，同时通过内置的电池，可以放在任何临床病人需要的场合。

2系统描述

本系统不需要改动原监护仪的任何软件，最大限度地保护原有的设计投入。

本系统只是在监护仪与医院的局域网之间通过无线网络，建立起上行与下行的两

个虚拟通道，实现数据的透明传输。该系统的无线频率选择在2.4GHz的ISM

频段，由1台主机与6台分机构成。由于原来设计的串口通讯速度一般为

19200b/s,在6台分机同时需要传输数据的情况下，主机的速度会达到

19200*6b/s,再加上协议的开销，因此对主机的处理能力和无线传输的速

度提出了很高的要求，同时还要处理与局域网连接的TCP/IP协议，一般的8

位单片机达不到设计要求。木设计采用了ST的STR912FW44作为主机的控制器，

而从机由于只负责数据的收发，采用了相对简单的8位机ATmega8作为控制器,

无线芯片采用nRF的nRF24L01,2Mb/s无线数据链路，可以确保系统对速度的

要求。另外，nRF24L01集成了自动发送和接收数据包、发送和应答信号、检测

和重发丢失数据包、存储没有收到应答信号的数据包等功能，所以可以自动重发

丢失的数据包，从而确保用户终端的可靠性。详细的系统框图如图1所示。

春功耽心护仪从¥4餐咬沪仪从机2学助/:仪从机6

图】系统设计图

3硬件设计

本系统中的主机，采用了ST公司的STR912FW的。STR912FW44是ST最新

ARM9单片工业级微控制器STR91X系列之一，基于ARM966E-S内核，片内自带

FLASH,USB,CAN,SPL以太网等外设。具有紧密耦合的512kB的FLASH存储

器，以及96kB的SRAM,由于本系统不涉及到复杂的应用程序，所以不需要

外扩存储器。STR912FW44内部已经包括了以太网的MAC和MH接口，在他与己

太网相连时，仅需要添加一个以太网的物理层芯片(PHY)RTL8201BL。

STR912FW44具有一个可以工作在主从模式下的SPI接口，通过该接口与

nRF24L011进行数据交换，在本应用中，SPI工作于主模式下。射频部分采用nRF

的nRF24L01芯片，nRF24L01具有高达2Mb/s的传输速度，缩短了数据在空

中的延迟时间，对于多从模式下的数据传输，可以减少数据碰撞的机会。详组的

主机硬件框图如图2所示。

CPUPHY

MnTXDOMflTXDO

MiriXDlMn-TXDl

MITTXD2Mll-TXD2

MlfTXDJMn-TXDJ

MU'TXENM1CTXEN

MH_1>CCLKMilTXCLK

SP1CLK

SPfMOSt

SPl'SS

SP1-M1SO

INTMI1-RXDV

MlfRXLKMU；RXLK

Ml!COLMH_COL

MlfCRSMU^CRS

MDKXERM11RXER

MITMDCMnsfDC

MUMIMOMirMDIO

邮24L01STK912FW44XRTL820IBL

图2主机及件枢田

对于本设计的射频部分，希望传送尽可能远的距离，由于nRF24L01的输出

功率只有几dBm,不符合要求，因此外加了SiGa的PA2423L做功率放大。采用

-个射频模拟开关UPG2214来切换nRF24L01的工作状态，即发射状态或接收状

态，使发射功率可以达到20dBm,在空旷地，传输距离可以超过500mo

对于从机，采用了相对简单的设计。控制器为ATMEL公司的AVR系列中的

一款：ATmega8,射频部分与主机相同，同样通过SPT接口与ATmega8交换数据。

一方面，ATmega8接收从UART传过来的数据，打包后通过射频部分发射出去，

同时，通过SPI接口接收从nRF24L01传来的数据，去除协议部分，然后交给

UARTo

由丁本系统中包括混合的电路系统，对PCB的设计提出了很高的要求，木设

计使用普通的FR4板材，要注意以下几点：

(1)将PCB分成独立的模拟部分和数字部分。

(2)合适的零件布局，注意电源的滤波。

(3)布线的时候尽量减少环路的面积，以降低感应噪声。

(4)电源线与地线要尽量粗，除了可以减小压降外，更重要的是可以降低耦

合噪声。

4软件设计

本设计对数据传输的实时性具有很高的要求，必须仔细计算与调整协议的时

间开销和数据包的大小。鉴于nRF24L01内部己经具有了简单的数据链路层和

32BFTFO,并且包括CRC校验和出错重传机制，故可以在此基础上设计数据链

路层。

本系统设计为1台主机，6台从机，采用简单的轮询机制。首先主

机根据不同的从机地址，向其中的一台从机发出数据请求，在一段确定的时诃之

内，如果没有得到回芍的数据，就可以判断为超时。如果得到的数据有错误，

nRF24L01会自动启动错误重传机制。由于经过了CRC校验，可以确认.卜.层得到

的数据就是正确的数据。在数据链路层，由于上行（数据由从机到主机）和下行

（数据由主机到从机）的数据量不同，上行的数据量较大，是主要的数据通道，下

行的数据量很小，只有一些控制信号，所以上行的数据包采用32B/包，而

下行的数据包采用8B/包。按照从机的UART接收的数据速率为19200b

/s,每秒的数据量约为19200/8B,即2400B/s。按照32B/包计

算，每秒需要传输2100/32包，即75包。从机使用的控制器只负责存储与转

发，ATmega8具有1000B的SRAM,可以开辟出3具B,即10个数据包的上

行缓冲区，在每个轮询周期，每台从机传送320B的数据。所以把轮询厨期设

为10ms,在每个轮询周期内，主机分别与6台从机交换一次数据，每秒可以

有大于10个轮询周期，射频部分收发状态的切换时间，只有几个us,可以忽

略。扣除SPI通讯中协议的开销，每秒上行通道可以传送大于3200B的数

据，这个速度超过从机从UART接收数据的速度，可以保证不丢数据。至于下行

数据链路，由于数据量很小，可以忽略不计。

图3主机程序流程里

5本设计的亮点

为什么不用蓝牙：蓝牙具有完善的协议层，可以保证不同手持设备之间数据

的自由交换，但蓝牙为了确保互换性而形成的协议包结构相当复杂，这不仅导致

了其硬件的复杂性，也大幅度增加了处理量和同步处理需求，导致电池消耗迅速

增加。

为什么不用WiFi：不可否认WiFi具有更好的通用性、更快的数据速座，

但同样对接口的硬件具有相当高的性能要求，无法与普通的单片机相连。如果采

用更高性能的处理器，会增加硬件的复杂度和软件的成本，同时WiFi的高功耗

也不适合使用电池供电的多功能监护仪。

为什么不使用ZigBee：ZigBee也是一种近距离低速率数据交换的可选设计,

但ZigBee的传输速率只有250k/s,不能满足本系统的需求。ZigBee协议复

杂、开发难度大、周期长，这进一步限制了中小厂商的使用。

6结语

本嵌入式系统的设计应该以系统本身的需求为中心，而不能把一个系统的设

计生搬硬套到另外，一个系统上。另外一个优秀的嵌入式系统还要兼顾硬件、软

件、功耗、应用环境等各种因素。

附录2.上海交大医学院无线远程监护技术平台

上海交大医学院计划让丰富的医学资源开辟新的服务领域和市场。昨天，上

海交大医学院宣布开发完成全国首个无线远程心电监控技术服务平台，该系统可

以实时将人体生理信号转换为数字信号，借助移动网络实现与医学专家的对接,

第一时间获得心血管疾病的诊断和预警。只要有手机信号覆盖的地方，市民就能

获得医生的“看护”。

负责开发这一系统的是该院新组建的“医学信息远程监护研发中心”。专家

们将这一系统称为便携式心电监护仪。整个监护仪由心电采集盒、装有特殊传输

软件的PDA智能手机和一台供医生接收心电图的远程终端构成。从心电采集盒延

伸出的5根电极分别贴在患者身体的相应部位上。启动开关后，心电采集盒就开

始工作，人的电生理信号转化为数字信号。这个采集盒上还配有蓝牙系统，能够

即时将数字信号转入PDA手机，由手机完成远程传输工作。

“当采集盒发现监护对象的心脏发生异常波动，如心跳突然加快时，就会自

动采集信息并发送。24小时守候在终端的医生们就能及时察看这些心电图，并

在3分钟内用手机短消息回复监护对象诊断结果和医嘱。”研发中心项目主管冯

建刚表示，如果遇到病情严重的对象，监护中心还会立即与用户家属取得联系。

与这套系统配套，上海交大医学院还将整合附属所有三级医院，形成心血管疾

病的绿色通道，帮助患者获得及时救治。

在我国，目前有4000多万心血管疾病患者，每年死亡总数高达110万人，

其中有2/3患者是因为心脏疾病突发、没有在第一时间抢救而死亡的。该顼目

学科带头人、中华医学会心脏远程监护组组长顾菊康教授说：“心肌梗死等心血

管疾病大部分在2—3周之前就有蛛丝马迹可以捕捉，但由于没有监护系统，往

往不为人察觉和警觉。”

上海交大医学院科研处负责人表示，除心血管监护仪外，目前还在开发糖尿

病、妊娠期孕妇胎心等的远程监测，“人体所有的生理信号目前都能转化为数字

信号，我们将来的目标将包括呼吸、脉搏、血压等，让市民足不出户就能全方位

‘看医生'。

附录3.基于CDMA无线网络的心电监护系统的研究

【摘要】介绍了基于CDMA无线网络的心电监护系统的总体设计结构，并阐明

了实现该系统的各功能模块的关键技术。实验表明，该系统具有实时采集、公理、

存储和远程心电数据传输等特点，极大提高了医院对心血管病人的监护水平。

【关键词】Internet;CDMA;心电监护

1引言

鉴于心血管疾病防预和治疗的重要性，世界各国、各大企业纷纷开展了心脏

病监测设备的开发与生产。然而早期的心电监护设备，多采用白线方式，导致具

应用受到空间的限制，后来逐渐发展到基于GSM网等的无线方式的监护[1],

但由于受到无线传输频率的制约，一直未能形成可靠的远程在线实时监护产品。

随着通信技术及计算机网络技术的日益完善，数据传输率、数据传输可靠性的大

幅度提高,完全能满足心电数据传输的要求。CDMA(CodeDivisonMultiple

Access)技术是基于扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。

它可将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高

速伪随机码进行调制，使原始数据的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。

接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换

成原始信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信，这样大大提高了数据传

输的可靠性。我们提出的远程心电监护方案能在患者不影响正常生活、工作的前

提下，实时接受医护人员的监护、指导。其监护的有效率要高出现有设备几十

倍，甚至上百倍。能够随时随地的将心电信号发给指定医院接受医护人员的监护

是人们一直以来梦寐以求的技术。而且该心电监方系统还可以缓存最近几十分

钟心电图数据，当患者感到不适时，它可以把最近几十分钟和当前最新心电数据

同时传送给监护中心，有利于医护人员的诊断。本文主要介绍系统的组成以及

主要模块的关键技术。

图1监护系统总体结构框图(略)

2系统总统结构

如图1所示，移动终端即心电数据采集与发送系统，负责将心电模拟信号转

换成数字信号，利用CDMAIX专用芯片把信号通过CDMA无线网和Internet网络

传送到设在医疗服务中心的心电数据专用服务器.匕医生通过工作站可随时调出

病人的心电数据，经过对心电数据的分析和处理，通过网络将处理意见及建议

反馈给患者，可远程指导患者的就医、用药及采取必要的抢救措施。

2.1心电数据采集与发送系统设计图2所示为心电数据采集终端组成框图。

本设计兼顾心电数据实时性及高性能实时显示、网络传输及现场分析等诸多情

况，采用双CPU并行工作方式，一个CPU采用美国Mi-croship公司生产的

PIC16F877单片机［2］,它采用CMOS结构，工作时电流几mA。它具有内置10

位A/D转换器、定时器、串口及I/O口，采用汇编语言编程。主要功能有定时

5nls采集一次心电数据，存入缓冲区，通过自学习方式判断心电信号强弱，并通

过I/O口控制放大器的放大倍数；另一个CPU采用Ci门'USLogic公司生产的基

于ARM720T内核的嵌入式微处理器［31EP7312,它运行在74MHz时性能与100MHz

时IntelPentium芯片基木相等，功耗仅90n】w。它可用Win-dowsCE做操作系统，

采用双CPU结构的最大特点是可以解决心电数据实时性与WindowsCE的软实时

之间的矛盾。ARM微处理器具有Rise精简指令系统、接口齐全等特点，是32位

嵌入式微处理器的主流产品。它可运行多个嵌入式操作系统。微软的WindowsCE

操作系统由于有微软的强大支持及Windows系列产品基本相同或相近的操作界

面，易于学习和应用。本系统ARM微处理器、监十中心服务器及工作站均采用

VisualC++编程，我们认为它是用于底层最好的编程语言，通过指针直接访问硬

件，还可以通过函数调用访问操作系统。VisualC++是一种结构性语言它层次清

晰，便于按模块化方式组织程序，易于调试和维护，具有丰富的运算符和数据类

型，便于实现各类复杂的数据结构。由于WindowsCE及VisualC+i语言提供

了大量的库函数及软件接口，编程可直接针对功能及逻辑，可节省大量时间，避

免和硬件打交道。由于心电信号很微弱，最大为nv数量级，并且人体的阻抗很

大，具有几百KQ。故前置放大器采用仪表放大器，为减少工频干扰，加上50Hz

陷波电路。模拟电路采用双通道12导联心电放大系统，导联及放大倍数选择由

PIC单片机控制，PIC单片机的功能及任务相对简单，但它是保证整个系统心电

原始数据准确度的关键，必须严格保证其采集时间间隔的准确性，故采用定时中

断的方式采集数据并将定时中断设在最高的中断优先级。PIC与ARM的通信采

用串行方式，PIC采用双缓冲区方式，待第一缓冲区存满时，将第一缓冲区数据

移至第二缓冲区，并将第二缓冲区数据加上报头发往ARM微处理器。它与ARM

通信采用全双工方式,PIC单片机以串口中断方式接收来自ARM微处理器的命令。

ARM微处理器内部的主要功能模块有键盘处理模块、显示模块。外接电路主要有

flash闪存、E2PROM、显示器和键盘等,并通过串口与PIC及CD-MA模块连接。

WindowsCE嵌入式操作系统的最大特点是模块可以裁剪，可最大限度地设计硬

件，较少的flash闪存和E2PROM及RAM可节省硬件资源。CDMAIX模块编程采

用AT指令集。先登录上网，然后采用TCP/IP协议与服务器交换信息，为避免复

杂繁琐的TCP/IP协议栈，用WindowsCE提供的Socket套接字，简化了通信编

程。基本模块有QRS波检出模块、心电波形显示模块、心率计算与显示模块、ST

段分析及显示模块、服务器通信模块、与P1C数据交换模块及键盘处理模块等。

图2心电数据采集终端结构框图（略）

本系统通信单元采用CDMA无线模块来实现，CDMA无线模块作为终端的无线

收发模块，把单片机接收到的数据信息进行编码发送出去。CDMA的无线模块采

用ZTEIT的MG801A模块,MG801A-CDMA模块是内置软件支持CDMAIX标准的工

业级应用模块，工作频率为800MHz,能完成语音数据、传真等功能。MG801A模

块提供串行异步通信接口UART。因而可与嵌入式系统的串M点接相连。SIM卡

是CDMA网运用的一种智能卡，它提供个人认证信息，可以允许终端连接CDMA

网。

2.2监护中心服务器及工作站设计心电数据采集终端与监护中心通过

Internet进行数据通信，利用TCP/IP作为底层通信协议。监护中心的服务器

实际上是一台连接到Internet上带有固定IP地址的PC机，该PC机上运行服务

器端监护软件，主要任务包括接收心电数据采集终端发送的数据，监护界面的

显示和数据存储。由于整个系统中含有许多移动用户，中心数据库必须具备对移

动数据设备的支持能力，本系统软件的设计采用了MSWindows2000Server作

为操作系统，它提供了易于管理的网络、应用程序、通信以及Web服务。监护中

心软件接收多个心电数据采集终端发送的数据，必须采用多任务并行设计。一

个任务专门负责在指定的端口侦听TC1/1P连接，当有连接建立时将连接1D放入

缓冲区。另一个任务从建立的连接ID读取数据帧，数据帧中包含了病人编号等

信息。一旦病人被连接到监护系统上，信息就开始在心电数据采集终端和远程监

护中心工作站之间不断进行交流。所有的诊断数据和病人电子表格都会被该系

统存档，建立相应的数据库。本系统的开发采用了MSWindows2000Server.h

最佳数据库系统MicrosoftSQLServer作为后台数据库系统，前台采用Visual

C++6.0进行开发设计[4],具有非常便捷的数据库访问功能°

3结束语

本研究开发设计的基于CDMA无线网络的心电监护系统是一种新型远程心电

监护系统。本设计的最大特点是在数据采集终端采用双CPU结构，并充分利用

CDMA通信容量大、网络分布广、数据传输稳定可靠等优点，实现了对心脏病患

者真正意义上的实时监护。同时对于临床心脏疾病救治水平的提高，降低死亡率

等具有十分重要的意义。

附录4.基于Zigbee的远程家庭监护系统的应用研究

本文相关Datasheet：

摘要:在研究无线传感器网络及协议标准的基础上,时远程家庭系统进行了分析。

提出了基于zigbee无线网络与互联网结合的远程家庭监护系统架构。设计了脉

搏信号监护网络的软硬件,实现了脉搏信号的获取及传输。

无线传感器网络是由大量的传感器节点采用无线自组织方式构成的网络，

其应用前景广阔[1][2]。Zigbee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通

信技术，其PHY层和MAC层协议基于TEEE802.15.4协议标准。该标准把低能

耗、低成本作为重要目标，主要应用于低速传输，可以作为无线传感器网络的

通信协议。

随着社会老龄化的加剧，解决长期慢性病的监护成为重要的社会问题。一

些突发性疾病和家庭保健，如心血管疾病、老人的日常护理、孕妇、胎儿、婴儿、

幼儿的保健也需要长期的家庭监护。由于我国医疗资源紧缺，研究基于公用网

络的家庭医疗监护，建立小区医疗网络，可以提高医疗服务水平，减轻病人负担。

以往的解决方案是采用有线方式或简单的无线数据发射接收方式。被监护者身

上安装的传感设备难以自由灵活地移动和接入，系统没有扩展性，成本高。Zigbee

技术的出现为传感器信号的无线传输提供了新的解决方案。Zigbce节点有几十

米的覆盖范围，且可以增加路由节点，扩展覆盖范围，因此适用于家庭住宅。同

时由于生理监护信号的数据传输流量不大，传输速率为250kbps的Zigbee能够

满足生理数据传输要求。Zigbee传感节点可自由灵活地加入和离开网络，具有

低功耗和低成木的特点。

Zigbee无线传感器网络的上述特点使其在个人生理信号监测和远程家庭监

护方面将有很好的应用前景。本文在分析Zigbee无线传感器网络技术的基础上,

对其在移动监护的应用进行了研究。

1基于Zigbee的无线网络家庭监护系统架构

1.1远程家庭监护系统对网络的要求

家庭监护网络需要考虑能耗、覆盖面;传输速率和互联网进行通信等因素。

本研究采用基于Zigbee技术的无线网络实现在室内对生理信号的采集，通过互

联网将生理数据传输到远程监护服务器。人体携带可移动生理信号传感器终端,

在网络的可覆盖范围内活动，通过网络内的路由节点接入互联网。Zigbce网络

具有自组织、动态路由、网络节点少等特点。同时Zigbee网络考虑了节点的能

量节约，减少节点处理器的计算负担等问题。医院或社区的医生可以随时通过互

联网查看患者的生理信息，可以对生理传感器的采集方式进行控制。同时也可

以获得无线网络中其他监护设备的信息。

1.2网络拓扑结构

IEEE802.15.4协议的网络拓扑结构有三种类型：星形结构、网格状结

构和族状结构.如图1所示。其中网格状结构和族状结构属于点对点的结构。在

802.15.4网络中，根据设备所具有的通信能刀可以分为全功能设备(FFD)和

精简功能设备(fIFD)。FFD设备之间以及FFB设备与RFD设备之间可以直接通

信。RFD之间不能直接通信。在IEEE802.15+4网络中，有一个称为PAN网络

协调器的FFD设备，是传感器网络中的主控制器。每个网络仅有一个主控制器。

网络协调器除了直接参与应用以外，还要完成成员的身份管理、链路状态信息

管理以及分组转发等功能[6][7K

星形结构

网格状结构族状结构

图1IEEE802.15.4的网络拓扑类维

星形网络中所有节点都与中心协调器通信，节点间不能直接通信，中心节

点的能量消耗大。适合于网络节点较少、网络结构简单、小范围的网络应用。而

点对点网络中只要通信双方都在其辐射范围之内，任何两个设备之间都可以通

信。点对点网络中的协调器主要负责实现管理链路状态信息，认证设备身份等功

能。点对点网络支持AdHoc网络，且可以构造更复杂的网络结构。

在家庭监护系统中，被监护对象可能在多个房间内活动，为了能随时扩大覆

盖范围，且方便以后功能扩展，选用族状网络拓扑结构。在与互联网的连接方面,

建立zi卤ee无线网络与以太网的网桥，将监护信息传送到监控服务器，实现监

护信息的共享。

1.3家庭监护网络体系结构

基于上述分析，本文设计的远程家庭监护网络体系结构如图2所示。Zigbee

无线系统主要由Zigbcc无线传感器节点（脉搏传感器节点）、若干个具有路由功

能的无线节点和zigbee中心网络协调器（连接家庭无线网桥）组成。无线网桥连

接zigbee无线网络与以太网，是家庭无线网络的核心部分，负责无线传感器网

络节点和设备节点的管理。图中A、B、C、D为具有路由功能的FFD节点，芍感

器节点与路由节点自主形成一个多跳的网络。

图2远程家庭监护系统体系结构A

脉搏传感器节点可以通过A、B、C、D节点向网关发送数据。由于被监护者

在家庭内自由活动，所以其携带的传感器节点的路由可能是动态变化的。所设计

的Zigbee无线节点的室内通信距离为30〜60m,A、B、C、D节点可根据房间的

分布进行布置，