基于ZigBee技术的生命状态监测系统的设计与研究

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ZigBee技术是一种新兴的短距离无线传感器网络标准。由于ZigBee技术具有低功耗、低延迟、较长电池寿命等特点,它在低速率无线传感器网络中扮演着非常重要的角色。2006年,ZigBee工业市场值达到上亿,其市场前景十分广阔。目前,国外很多大公司纷纷向用户推出ZigBee应用解决方案。   本文以生命状态监测系统项目为基础,围绕ZigBee路由协议展开研究,并且结合无线传感器网络技术、数据库技术、以及网络技术,实际开发了一套面向家庭成员的日常生理健康数据的采集和处理系统,具体包括硬件体系设计、各功能模块设计、监测器终端软件的具体实现以及健康相关服务模块。   具体的工作可分为三个方面:第一,给出了一种能量有效的ZigBee路由协议。它是基于AODVjr协议的ZigBee路由选择方案,其主要思想是:节点在选择路由时尽可能地避开剩余电池能量低的节点,在网络中所有节点电池能量都充足时,选择跳数最小的路由。在网络中存在低电节点时,选择路由时尽可能地避开低电节点。改进方案的目的是为了均衡网络能量消耗,延长网络寿命。第二,给出了一种改进的降低控制开销路由,是在对路由算法的分析和两种降低控制开销的基础上提出的。其改进方案的目的是在不影响ZigBee网络其他性能的前提下,降低路由的控制开销。   最后,利用CC2430为实际处理核心,通过Freescale MMA7260三轴加速度仪将人体运动状态信息采集,经由射频端以无线方式发送到协调器端。后者采用Microsoft Visual Studio实现人机交互平台,并使用Microsoft SQLServer2005数据库存储人体运动姿态相关数据,通过模糊建模综合分析运动状态与健康的关系,结合人体的其他生理指标给出相应的健康建议,实现了一个完整的生命状态监测平台。
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