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基于CDMA和2.4G通信的无线远程血糖监护网络

时期:2023-04-22 00:18 点击数:
本文摘要:概要:目前,针对糖尿病的主要化疗方法为用血糖仪频密测量患者体内的血糖含量,据此对患者的血糖新陈代谢展开调节。糅合无线传感器网络及体域网涉及的技术与思想,利用CDMA蜂窝移动通信技术与2.4G射频通信技术设计了一个可用作监护个人及小区域内多人血糖情况的无线远程血糖监护网络系统。此血糖监护网络需要构建糖尿病的远程医疗,加深医患距离,减低患者伤痛。重点讲解了血糖监护网络的网络架构,详细描述了网络节点CDMA和2.4G无线通信功能的设计与构建。

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概要:目前,针对糖尿病的主要化疗方法为用血糖仪频密测量患者体内的血糖含量,据此对患者的血糖新陈代谢展开调节。糅合无线传感器网络及体域网涉及的技术与思想,利用CDMA蜂窝移动通信技术与2.4G射频通信技术设计了一个可用作监护个人及小区域内多人血糖情况的无线远程血糖监护网络系统。此血糖监护网络需要构建糖尿病的远程医疗,加深医患距离,减低患者伤痛。重点讲解了血糖监护网络的网络架构,详细描述了网络节点CDMA和2.4G无线通信功能的设计与构建。

  糖尿病是一种对人体危害很大的终身性疾患,全世界范围内其患者数都在大幅减少,给个人、家庭和社会带给沉重负担。2013年,全世界有510万人的死因为糖尿病,平均值每6秒就有一人因糖尿病而杀。

糖尿病俨然沦为一种世界性难题。目前,糖尿病主要通过用血糖仪检测患者血糖浓度水平,据此调节体内葡萄糖新陈代谢的化疗手段来掌控。各种的组织和机构多引荐使用便携式血糖仪频密地展开自我血糖检测。

  近年来,无线传感器网络及在其基础上发展出有的无线体域网受到普遍注目,沦为热点研究领域。无线传感器网络是用作感官、收集和处置感官对象信息并将信息发送给观察者的由部署在监测区域内的大量微型传感器节点构成的自的组织无线通信网络系统,可普遍应用于身体健康护理、军事、环境检测、智能家居、工农业等诸多领域,并向其他领域大大拓展。体域网则是由加装在人体周围或植入人体中的传感器构成的检测人体生理参数的无线网络,在医疗保健、军事、消费电子、体育等多个领域具有辽阔的应用于前景。

本文融合无线传感器网络和体域网的涉及技术与思想,设计了可用作家庭、社区、医疗机构等场所的对人体血糖展开远程无线监护的网络系统,使医生需要在远端根据测量结果动态得出医疗意见,加深了医患距离,必要均衡了产于失衡的医疗资源的用于,为糖尿病的严格控制获取了一种经济便利的解决方案。  1CDMA与2.4G通信技术  从传输速率、安全性、通信质量、功耗、成本等角度抵达,本文所设计血糖监护网络使用CDMA蜂窝移动通信与2.4GHz频段射频通信两种无线通信技术来构建。

  CDMA蜂窝移动通信技术是美国高通(Qualcomm)公司明确提出的基于CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,码分多址)扩频技术的2G数字蜂窝系统标准。与其他第二代(2G)蜂窝移动通信技术比起,CDMA具备外用噪声、抗干扰能力强劲,服务质量好,系统容量大,灵敏度低,功耗小,电磁辐射小,保密功能强劲,成本低等优势。  2.4G射频通信是指工作在2.4GHz-2.5GHzISM频段上的电磁波无线通信技术。ISM频段是国际上为工业、科学和医用目的的射频能量所保有的权利对外开放的频段,工作在ISM频段下的设备须申请人许可,只要遵从所在国家的无线电用于规则才可免费用于。

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ISM最初被明确提出是为了适应环境当时正在蓬勃发展的微波冷却技术,目前,一些较为风行的无线通信技术都创建在2.4G免费频段上,虽然这违背ISM创建的想法,但2.4G无线通讯技术的发展并没与各种ISM设备相互阻碍,反而增进了2.4G无线技术的蓬勃发展。  2血糖监护网络  本血糖监护网络的用户可以分成个人用户和集体用户两类。

个人用户主要为糖尿病患者和期望防治糖尿病的个人。对于他们而言,本血糖监护网络可协助其随时随地展开自我血糖检测,并将检测结果即时传输到监护网络后台服务系统,便利医护人员、家属和检测者查阅,及时掌控测量者的血糖情况。集体用户主要是指获取医疗保健服务的社区、医院、医院等,本血糖监护网络可以为这些用户延长血糖检测的时间,提升工作人员的效率,同时较较少人工干预的特性也能增加工作人员的操作失误。

  根据前面讲解的CDMA和2.4G两种无线通信技术的特点分析由此可知,2.4G射频通信是一种低成本,短距离,低功耗,可用作区域内组网的无线通信技术,利用它可以将产于在一定范围内的多个节点构成一个自的组织的网络。因此2.4G技术于是以合乎在社区、医院、  医院等一定范围内有多个有血糖检测市场需求用户的场景中,将多个节点所测出的血糖信息通过构成的网络汇集到本地的服务器,可供医护人员、测量者及其家属及时掌控测量者的血糖情况,以便对糖尿病展开严苛细致的化疗。

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但面临个人用户及集体用户中没本地服务器的情况时,由于2.4G通信技术不具备相连互联网的能力,无法与近端的医疗服务器进行通信,本设计自由选择了成本比较低,但需要构建高效可信互联网数据传输的CDMA技术来构建远程通信,这样通过2.4G组网后汇集的血糖数据之后可通过CDMA发送到近端的服务器中。  综合考虑到成本、功能和性能,本设计将血糖监护网络的网络节点分成两种:全功能设备(FullFunctionDevice,FFD)和精简功能设备(ReducedFunctionDevice,RFD),它们的区别在于所能反对的无线通信功能有所不同。FFD同时具备CDMA蜂窝通信功能和2.4GHz无线射频通信功能;而RFD则出于成本考虑到,不获取CMDA蜂窝通信功能。

由此可见,RFD节点不具备互联网相连能力,无法必要向后台上载测量结果,如果要向后台传输数据,需用其不具备的2.4GHz射频通信功能相连其他可以终端Internet的设备来货运数据,否则,RFD不能作为本地血糖测量工具。而FFD节点则没通信功能上的容许,可以自行联网,也可通过货运的方式传输数据。  2.1个人用户网络体系结构  针对个人用户的监护网络体系结构如图1右图,系统分成四个层次,第一层是持有人FFD网络节点的个人用户,第二层为监护网络所倚赖的网络环境,获取基础的网络服务,第三层为处在近端的医疗服务器后台,可用作接管、存储、处置和查找用户血糖数据,第四层为测量者个人、医护人员或家属。

在此情境下,血糖监护网络的典型工作流程为个人用户使用FFD设备展开血糖自我检测;然后利用FFD的CDMA蜂窝通信CDMA20001X网络传输功能相连互联网,通过第二层获取的CDMA网络服务将测出的血糖信息上传遍第三层的服务器,第三层接管到数据后对其展开存储加工,最后第四层的用户用需要相连互联网的设备通过网络采访第三层远端医疗服务器获取的服务,查找用户血糖数据。当再次发生血糖测量结果过低或者测量者有急性身体呼吸困难的紧急状况时,用户还可以通过FFD设备的CDMA短消息服务(ShortMessageService,SMS)以短信的方式向医护人员和家属收到应急求救信号。


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