本發(fā)明涉及心電監(jiān)測(cè)與定位技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高、生活節(jié)奏的加快，心血管疾病的發(fā)病率迅速上升，已成為威脅人類(lèi)身體健康的主要因素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上每年平均有幾百萬(wàn)人死于心血管疾病，在我國(guó)，由心血管疾病引起的死亡占到了總死亡構(gòu)成比的40％左右，對(duì)人們的健康造成了極大的威脅。因此，對(duì)患者進(jìn)行實(shí)時(shí)心電監(jiān)測(cè)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)心電異常變化對(duì)心血管疾病防治有重要意義。同時(shí)心血管疾病具有突發(fā)性，那么就要求在患者突發(fā)疾病時(shí)，醫(yī)護(hù)人員能夠以最快的速度趕到病發(fā)地點(diǎn)進(jìn)行治療，所以不只是需要對(duì)患者進(jìn)行心電監(jiān)測(cè)，更加需要對(duì)患者進(jìn)行定位，及時(shí)得知患者的位置才更具有實(shí)質(zhì)性的意義。

隨著電子醫(yī)療技術(shù)的突飛猛進(jìn)以及臨床醫(yī)學(xué)的相互促進(jìn)，已經(jīng)出現(xiàn)了各種各樣的心電監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，常見(jiàn)的有床邊心電監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測(cè)(心電Holter系統(tǒng))等。床旁心電監(jiān)測(cè)導(dǎo)聯(lián)數(shù)目多，連線(xiàn)多，對(duì)環(huán)境要求高，而且需要患者在靜臥情況下由心電圖儀記錄心電活動(dòng)，極大地限制了患者自由活動(dòng)的空間。心電Holter系統(tǒng)則是通過(guò)SD卡存儲(chǔ)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的記錄與回放，不具有實(shí)時(shí)性。因此，研發(fā)便攜式心電監(jiān)測(cè)產(chǎn)品對(duì)患者心電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有重要意義。同時(shí)，由于心血管疾病具有突發(fā)性，在患者突發(fā)疾病時(shí)，醫(yī)護(hù)人員需要及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)患者進(jìn)行救治，這就需要患者對(duì)患者進(jìn)行定位。而目前，無(wú)論是在醫(yī)院的臨床應(yīng)用中，還是市場(chǎng)上流行的便攜式心電測(cè)量?jī)x，都不能通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的心電并對(duì)患者進(jìn)行定位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)，包括心電無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)；

所述心電無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括心電電極、心電采集電路、ZigBee發(fā)送模塊、ZigBee接收模塊及上位機(jī)，所述心電采集電路采集心電信號(hào)并與ZigBee發(fā)送模塊相連，所述ZigBee發(fā)送模塊將心電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之后發(fā)送至ZigBee接收模塊，所述ZigBee接收模塊通過(guò)查詢(xún)的方式接收來(lái)自ZigBee發(fā)送模塊的消息并通過(guò)串口傳輸至上位機(jī)顯示；

所述無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)由下位機(jī)和所述上位機(jī)組成，所述下位機(jī)包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成ZigBee無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)，所述參考節(jié)點(diǎn)接收來(lái)自移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的消息并解析接收到的信號(hào)強(qiáng)度值RSSI再發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)并通過(guò)串口傳輸至上位機(jī)，所述上位機(jī)實(shí)現(xiàn)定位算法。

在上述方案中，所述心電采集電路包括帶右腿驅(qū)動(dòng)的前置放大電路、二階帶通濾波器及主放大電路，所述主放大電路與所述ZigBee發(fā)送模塊相連。

在上述方案中，所述心電電極采用三線(xiàn)式導(dǎo)聯(lián)，其中一個(gè)所述心電電極連接所述帶右腿驅(qū)動(dòng)的前置放大電路。

在上述方案中，多個(gè)所述參考節(jié)點(diǎn)分別固定安放在心電監(jiān)測(cè)室的4個(gè)墻角，相鄰所述參考節(jié)點(diǎn)之間的距離為5米。

在上述方案中，還包括電源管理電路，所述電源管理電路包括正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路、3.3V穩(wěn)壓電路及充電電路，所述正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路輸出±3.7V電壓并用于心電采集電路的供電，所述3.3V穩(wěn)壓電路輸出3.3V穩(wěn)壓用于A/D轉(zhuǎn)換電路的供電。

實(shí)施本發(fā)明一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明采用ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞?，減少連接導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)量，降低對(duì)于環(huán)境的要求，能夠?qū)崟r(shí)或長(zhǎng)時(shí)間地對(duì)患者心電進(jìn)行監(jiān)測(cè)，擴(kuò)大了患者的活動(dòng)空間，同時(shí)減輕醫(yī)護(hù)人員的工作壓力。

2、本發(fā)明通過(guò)對(duì)患者心電的無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)與定位，在患者突發(fā)疾病時(shí)，醫(yī)護(hù)人員能夠及時(shí)了解狀況并趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行救治，降低突發(fā)性疾病，尤其是心血管疾病的死亡率。

3、本發(fā)明通過(guò)對(duì)患者定位，可以了解患者的位置信息，方便醫(yī)院對(duì)病人的管理，提高醫(yī)院工作的效率，也有利于醫(yī)患矛盾的緩解。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1為本發(fā)明一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)的心電無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)流程示意圖；

圖3為本發(fā)明一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)的定位流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1-3所示，本發(fā)明一種基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)，包括心電無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)。

心電無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括心電電極、心電采集電路、ZigBee發(fā)送模塊、ZigBee接收模塊及上位機(jī)，心電采集電路與ZigBee發(fā)送模塊相連。其中，心電采集電路包括帶右腿驅(qū)動(dòng)的前置放大電路、二階帶通濾波器及主放大電路，主放大電路與ZigBee發(fā)送模塊相連；心電電極采用三線(xiàn)式導(dǎo)聯(lián)，即ECG電極，其中一個(gè)心電電極連接帶右腿驅(qū)動(dòng)的前置放大電路。監(jiān)測(cè)終端由患者攜帶，ECG電極采集人體表面的微弱信號(hào)，心電采集電路采集到心電信號(hào)并傳輸至ZigBee發(fā)送模塊，ZigBee發(fā)送模塊將心電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之后發(fā)送至ZigBee接收模塊，ZigBee接收模塊通過(guò)查詢(xún)的方式接收來(lái)自ZigBee發(fā)送模塊的消息并通過(guò)串口傳輸至上位機(jī)顯示。心電采集電路總體放大倍數(shù)為250倍，滿(mǎn)足CC2530的A/D轉(zhuǎn)換要求，截止頻率為0.5～100Hz。

無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)由下位機(jī)和上位機(jī)組成。下位機(jī)包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組網(wǎng)構(gòu)成ZigBee無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)由患者攜帶，多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)分別固定安放在心電監(jiān)測(cè)室的4個(gè)墻角，相鄰參考節(jié)點(diǎn)之間的距離為5米。當(dāng)攜帶移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的患者進(jìn)入定位區(qū)域后，待定位的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)加入ZigBee無(wú)線(xiàn)定位網(wǎng)絡(luò)，并開(kāi)始進(jìn)行消息廣播發(fā)送，參考節(jié)點(diǎn)接收來(lái)自移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的消息并解析信號(hào)傳輸過(guò)程中接收到的信號(hào)強(qiáng)度值RSSI，在添加自己的ID之后將“ID+RSSI”發(fā)送至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收來(lái)自參考節(jié)點(diǎn)的消息并通過(guò)串口傳輸至上位機(jī)。上位機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用三邊測(cè)量法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的定位。

該基于ZigBee的心電監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)還包括電源管理電路，電源管理電路包括正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路、3.3V穩(wěn)壓電路及充電電路。正負(fù)電壓轉(zhuǎn)換電路輸出±3.7V電壓并用于心電采集電路的供電；3.3V穩(wěn)壓電路輸出3.3V穩(wěn)壓用于A/D轉(zhuǎn)換電路的供電。

整個(gè)系統(tǒng)采用的ZigBee核心模塊為CC2530，心電無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與無(wú)線(xiàn)定位系統(tǒng)都是基于ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)具有低功耗、低成本、低復(fù)雜度等特點(diǎn)。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。