基于情境感知的多源信息获取

摘要

近年来，我国已逐渐步入老龄化社会。远程健康监护技术在老龄化社会中将起到重大作用，它可以实时地收集老年人的各种信息，并及时传送给远程医疗机构和被监护者亲属。当老年人发生突发情况时，使其得到及时的救助。
　　 情景感知技术通过多种传感器检测被监护者生理、心理、环境与位置等多源信息，然后利用相关的算法使计算机设备能够“感知”到当前的情境。相比传统的健康监护，基于情景感知的老年人健康监护不仅可以监护到老年人的身体情况，还可以及时地了解到老年人的生活习惯、心理状况。对老年人开展基于情景感知的健康监护可以帮助人们有效地改善老年人的生活质量。
　　 作为基于情景感知和多源信息融合的健康监护研究的必要前提和基础，本论文设计并实现了一个基于情境感知的多源信息获取系统。该系统利用多种传感器采集被监护者的多源信息数据并传到汇总节点（大多数传感器信号采用基于zigbee的无线体域网技术传输，少数数据流量特别大的传感器采用有线传输方式），汇总节点将接收到的数据汇总后再通过WIFI技术发送到远程电脑，便于后端算法研究。
　　 本文主要工作可概括如下：
　　 (1)设计和改造了一系列的生理、心理和位置感知传感器。具体包括：研制了反射式血氧饱和度传感器、多通道柔性表面肌电传感器和皮肤阻抗传感器；对现有GPS、电子罗盘和陀螺仪模块进行改造并融入系统；将实验室现有的单通道肌电电极与加速度传感器融人系统。
　　 (2)搭建了一个无线体域网。无线体域网采用基于Zigbee技术的星形无线网络实现，包括若干个终端设备和一个协调器无线通信模块。设计了Zigbee无线通信模块的硬件电路板。编写了Zigbee通信模块的软件代码，使其能够自动组建网络，发送数据。
　　 (3)设计了汇总节点。利用控制器将多传感器采集到的信息汇总，包括检错、存储、二次组帧等操作。汇总节点可控制WIFI模块把信息发送到远端电脑。远端电脑将接收到的信号显示出来。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景和国内外研究现状

1.2 研究目的和意义

1.3 本课题主要研究内容

1.4 本文内容安排

第2章 多种传感器的研发与融合

2.1 概述

2.2 反射式血液氧含量传感器

2.2.1 背景知识介绍

2.2.2 血氧传感器的结构

2.2.3 血氧传感器的模拟部分

2.2.4 血氧传感器的数字部分及算法实现

2.2.5 血氧传感器的标定与测试

2.3 柔性阵列式肌电电极

2.3.1 背景知识介绍

2.3.2 系统具体实现

2.3.3 系统测试

2.4 皮阻传感器

2.4.1 背景知识介绍

2.4.2 系统具体实现

2.5 位置感知传感器

第3章 无线体域网

3.1 无线通信方案的确定

3.1.1 需求分析

3.1.2 现有主要无线通信方案比较与选择

3.1.3 Zigbee网络的拓扑结构

3.1.4 具体技术方案的选取

3.2 Zigbee无线模块的硬件实现

3.2.1 CC2430射频单片机介绍

3.2.2 Zigbee无线通信模块设计

3.3 Zigbee无线通信模块的软件实现

3.3.1 TI z-stack协议栈与IAR编程环境

3.3.2 系统主要程序设计及其流程

第4章 汇总节点、WIFI无线通信与PC端显示

4.1 数据汇总节点

4.1.1 汇总节点总体介绍

4.1.2 控制与通信逻辑

4.2 WIFI模块

4.3 PC端数据读取与显示

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果