基于无线传感器网络的健康体检系统

摘 要本文借助于现在日益发展起来的无线传感器，建立起不受环境和距离高度限制的无线传感器网络，移动终端通过采集大量数据，建立起健康体检系统数据库，可以实时对身体各项指标进行监控和记录，并且提供健康常识的查询，通过数据分析反馈健康状况并且给予药物治疗的方法的功能。对提高我们健康提供便捷，准确的监测数据，帮助用袅私庾陨淼纳硖遄纯觯有希望成为每个家庭不可或缺的“私人医生”。

【关键词】无线传感器 无线传感器网络 健康体检 智能终端

当前信息化的不断进步，无线传感器技术也在各个领域得到了深入的发展。借助于现在日益发展起来的无线传感器，建立起不受环境和距离高度限制的无线传感器网络，移动终端通过采集大量数据，建立起健康体检系统数据库，可以实时对身体各项指标进行监控和记录，并且提供健康常识的查询，通过数据分析反馈健康状况并且给予药物治疗的方法的功能。对提高我们健康提供便捷，准确的监测数据，帮助用户了解自身的身体状况，有希望成为每个家庭不可或缺的“私人医生”。

1 无线传感器在国内外应用现状

最近几年，尤其是无线通信、集成电路和传感器等技术的飞速发展，使得大批低成本、低功耗、多功能的无线传感器占据了大量的市场。而随之发展的还有无线传感器网络。无线传感器网络近几年来在世界上有着广泛的应用市场。它不仅仅是在在工业、农业、军事、环境、等传统领域取得了巨大成就，还在医疗和护理领域也得到了快速发展。罗彻斯特大学的科学家根据室内的微尘来测量居住者的重要征兆（血压、脉搏和呼吸）、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。英特尔公司也推出了无线传感器网络的家庭护理技术。利用无线通信技术将获得的数据进行整合，并且根据这些信息进行护理，从而减轻护理人员的工作量。基于无线传感器应用优势及其发展大潮，为我们研究的健康体检系统提供了支撑和动力。

2 基于无线传感器网络的健康体检系统

2.1 功能及设计

本系统主要是通过无线传感器进行健康监测。通过表面粘贴的传感器作为神经系统使用，来对使用者的重要征兆（血压、脉搏和呼吸）进行测量。通过无线传感器网络进行数据获取和整理，系统对用户提出帮助和解决问题。根据已经检测的数据分析健康状况并给予合适的意见，可以通过图标等形式显示在智能终端。

2.1.1 通过无线传感器网络进行数据获取和整理

无线传感器网络通常由大量密集部署在某个监测区域的传感器节点以及一个或多个位于区域内或区域附近的数据汇聚节点组成。这些传感器节点体积小，但配备有传感器、嵌入式微处理器和无线收发器等器件，集信息采集、数据处理和无线通信等功能于一体，能够通过无线通信和自组织方式形成网络，可以检测和处理监测区域内的各种环境数据或目标信息，并将所监测到的数据和信息传送给汇聚节点，从而协作完成指定的监测任务。同时，传感器节点还可以通过汇聚节点作为网关，与现有的网络基础设施（如互联网、卫星网、移动通信网等）建立连接，使远程的监控中心或终端用户能够使用采集到的数据和信息。该系统以智能终端设备的Android操作系统平台，用户通过手机与无线传感器网络建立联系，将无线传感器处理后的数据反映到手机中，让用户可以随时查看健康状况。

2.1.2 无线传感器进行健康监测

通过表面粘贴的传感器作为神经系统使用，来对使用者的重要征兆（血压、脉搏和呼吸）进行测量。该系统在腕环设备中嵌入半导体传感器，帮用户随时了解自己的状况，利用无线通信传递必要的信息，来感知和预报身体状况。

2.1.3 无线传感器系统对用户提出帮助和解决问题

根据已经检测的健康状况，在后台数据库进行对比查找，针对不同用户的各项身体指标反馈不同的健康建议，并显示在手机客户端。

2.2 基于无线传感器网络的健康体检系统实现

2.2.1 系统设计

系统首先提示用户进行注册，并设置账户名和密码。注册成功即可利用已经注册的用户名和密码登录健康体检系统中心，与数据库中存储用户名和密码进行匹配，若匹配不成功则返回错误信息，要求重新输入；只有在匹配完全成功时，进入系统的页面，页面设计如图1所示。

2.2.2 系统三层结构

系统三层结构表示层、控制层、业务逻辑层。表示层是处理数据，进行转换，执行通用数据转换的功能。控制层主要是进行函数间参数传递。业务逻辑层为了实现业务接口函数，符合系统的功能。分层系统架构设计已成功在软件系统被广泛应用。分层设计可以使系统分工，有利于系统修改与维护，增强系统灵活性。总会出现业务流程改造的情况，然而接口的功能。在系统的需求下，转换调用顺序可以实现不同功能，不用对接口进行再次开发，体现了系统的可扩展性。 细化系统三层把它们分为表示层、应用层、服务层、实体域、数据层。各层之间相互连接相互贯通，体现了系统的连通性。表示层划分为表示层和应用层。功能是显示系统的页面情况，应用层功能是进行信息交换，通过参数传递并成功发送信息。服务层用XML语言，为业务类服务提供业务功能接口。实体层是数据实体，通过数据验证和封装完成数据。

其具体工作原理见图2。

3 结论

本系统借助于现在日益发展起来的无线传感器，通过实时监测，收集和分析各项数据，建立起健康体检系统数据库，通过数据分析检测身体健康状况，并且提供健康常识的查询，通过数据分析反馈健康状况并且给予药物治疗的建议。

对于创建这样一套健康体检系统，基于所学的计算机程序语言及其容易开发出来，但是在系统推广上还有不足，无线传感器网络数据完整性问题、传感器成本问题及能源供给问题，都需要进一步改进。

参考文献

[1]宋吾力.无线传感器网络的核心及安全技术研究[M].北京：中国水利水电出版社，2015.

[2]何帅.无线传感器网和无线IP网[D].西安：西安科技大学硕士学位论文，2013.

[3]朱佳鸽.基于物联网的智能家居设计与实现[D].北京：中国人民大学学位论文，2013.

[4]贾洪东.无线传感器网络节点定位研究[D].厦门：厦门大学硕士学位论文，2011.

[5]陶圆博.无线传感器网络环境监测系统的设计与实现[M].北京：中国人民大学出版社，2011：136-177.

[6]李海阳.“掌上医院”成为移动医疗新宠[J].中国数字医学，2014（09）.

[7]李斌.基于WSN的分层路由算法研究.吉林大学硕士学位论文，2009.

[8]宋吾力.煤矿安全检测技术及其监控系统研究[M].北京：地质出版社，2016.

作者简介

张晓丹（1995-），女，现为泰山医学院医学信息工程学院2013级信息管理与信息系统专业学生。

孟凡燕（1994-），女，现为泰山医学院医学信息工程学院2013级信息管理与信息系统专业学生。

王浩淼 （1994-），男，现为泰山医学院医学信息工程学院2014级计算机应用技术专业学生。

乔晶（1982-），女，山东省莱芜市人。硕士学位。现为泰山医学院医学信息工程学院讲师。主要研究方向为计算机技术与应用，信息管理。

通讯作者简介

宋吾力（1978-），男，山东省汶上县人。现为泰山医学院医副教授。主要研究方向电子信息、计算机应用。

作者单位

泰山医学院医学信息工程学院 山东省泰安市 271016