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基于WBAN的健康监测系统设计
资料介绍
在不断进步的嵌入式技术、传感器技术以及计算机网络技术推动下，无线体域网技术得到了飞速的发展。作为新近出现的应用型无线网络，无线体域网专注于邻近身体区域的数据通信，非常适合于用作个人健康信息的采集与传输，其在医疗健康、体育运动训练、国防军事等领域均具有重要的应用前景和产业化前景。
本文在国内有关外研究进展的基础上，归纳总结出无线体域网的设计思路。通过对无线体域网基本概念以及网络特性的进一步探讨，体域网系统的通用性网络结构以及各个网络层级的功能规划得到了定义。
以体育运动领域中运动员的生理参数监测应用为背景，本文提出了一套完整的基于无线体域网的健康监测系统设计方案。根据对现有无线通信协议的对比研究，系统在采集网络和汇聚网络两端分别使用了超低功耗的ANT无线协议和具备远程组网能力 ZigBee无线协议的组合，并以 STM32为硬件平台设计了多功能网关节点，实现不同网络协议间的连接和转换。传感网络端，设计了基于 MSP430的脉搏传感节点。汇聚网络端，使用了开源硬件“树莓派”来完成基站的搭建，实现了基于Web的数据查询服务。
以该系统为平台，本文还对光电传感器的脉搏检测应用算法进行了研究。在充分结合单片机应用和计算机仿真的基础上，提出了综合限幅滤波、差分阈值以及滑动平均三种方法的应用算法改进，并通过实验验证了其效果。经测试，移植回单片机中的算法可应用于静止状态下的脉率检测，且得到的脉搏频率能够保持较稳定的水平。最后，在系统功耗及功能测试中，节点、网关及基站等各个设备表现良好，达到了设计要求。
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