wsn应用系统设计

WSN应用系统设计
根据你在日常生活中的观察和体验，结合所学知识，针对某一具体应用，设计一个简单的WSN应用系统。

主要包括以下几个方面：
（1）应用系统名称：基于无线传感网络的养老院护理系统
（2）应用背景和意义：现今社会状况，养老院容纳的老人数量逐渐增加。

入住老人普遍年龄大，生活自理能力较低，容易发生突发性事故，老人安全问题成为养老院最为关注的问题。

（并且我国养老院对老人的照护基本采用人工看护的方式，每位护理员同时照看多名老人，此方式人力成本高，效率低下。

很多养老院为了解决以上问题，采取了诸如缩小老人活动区域、集中看护的措施，采取增加护理人员等措施，这些措施要么不够人性化，容易引起老人反感，要么会大幅增加养老院的运营成本。

此外，对于老人的突发性疾病，也基本没有任何的预防和处理能力，这也都影响到养老院的护理水平和护理品质。

）在科技发展的今天，我们完全可以把无线传感网络技术应用于养老院中，打造养老院的智能监护网络，实现养老智能化，能够降低老人的意外伤害风险，促进养老院的服务水平。

（3）系统功能：
○1身份识别
养老院中，每位老人都有唯一的一个身份识别码，系统可以依据老人唯一识别码，对老人个人信息、护理记录以及用药信息进行管理。

利用该识别码，可在护理或用药时确认老人身份，以便提供正确的医疗护理。

○2防走失
老人位置实时定位，护理人员可通过护士工作站和移动护理设备实时查看老人所在的位置和行动的轨迹。

当老人超出设定的活动区域时，老人智能监护服务器系统就会触发报警，并在屏幕上突出显示，及时提示护理人员进行处理。

○3呼叫求助
老人需要帮助时，通过SOS 呼叫按钮进行一键呼叫，系统在收到紧急信号后会在护理终端系统上发出报警信号，护理人员可通过终端对报警事件进行响应，报警事件及相应处理过程记录在系统日志中，可以通过护理终端查看。

○4体征监测
老人的呼吸、心率等体征数据实时上传到智能监护服务器系统，由系统进行分析处理，实时掌握老人健康情况。

○5异常告警
体征数据异常时，系统会触发告警，解决老人在睡梦中发病或突然失去意识情况下的紧急救治问题。

○6移动护理
核对老人的用药情况（服药品和当前老人身份相匹配以及用药时间是否匹配）有效地提升护理质量，减少护理纰漏事故。

○7人员调度
系统提供护理人员管理和调度功能，实现养老院护理人员调度信息化和智能化，记录每位护理人员的日常工作情况，实现统一的人员管理。

对于老人的告警信息，系统能就近调度护理人员，实现对告警老人的及时护理。

○8信息统计
系统能够将护理人员的护理数据进行汇总，并能对该数据进行有针对性的统计，以便让管理人员更好地了解养老院的运行状况，以及护理人员的工作状态。

（4）系统组成（组成框图或功能示意图）
智能护理系统由智能监护设备（此处采用智能手环）、无线网关、智能监护
服务器、护理工作站和移动护理终端组成，无线网关、护士工作站和移动护理终端数量可根据养老院规模进行定制。

系统架构见下图
（5）系统各组成部分作用；
1）智能手环：老人随身佩戴，并与老人信息绑定，具备身份识别、定位和报警等功能。

2）无线网关：实现智能监护腕表的无线接入，完成智能监护腕表和老人智能监护服务器之间的数据传输。

4）智能监护服务器：全院配置一台，主要用于老人数据的存储、管理以及老人定位和移动跟踪。

5）护理工作站：每个护理区配置一台护理工作站，护理人员可以访问
老人智能监护服务器，完成本护理区老人信息的调用、控制和管理等功能，实现远程老人监护和跟踪。

6）移动护理终端：具有基本智能监护功能，该设备可以通过WIFI 网络接入老人智能监护服务器，对老
人信息进行查询。

（6）方案设计：
（a）硬件系统设计方案：总体框图、各部分框图和原理简述、采用的关键技术等；
依据系统设计功能，智能养老系统包括如下硬件：
智能手环、无线网关、老人智能监护服务器、护理工作站、移动护理终端、POE 交换机(连接所有无线网关、老人智能监护服务器与护理工作站的网络设备，可以提供POE 供电，POE 交换机数量根据网关数量来确定)
传感器节点（在智能手环内）：主要由电源模块、处理控制器模块、无线通信模块和数据采集模块组成，如下图。

它的功能是采集老人的生命体征数据,
中心节点（定点分布在预设的活动区域内）：相比传感器节点, 中心节点增加了GPRS 通信模块,以实现与后台管理系统的信息传输,。

在活动区域内, 需部署一定数量的中心节点,通过移动节点与中心节点的通信状态, 确定移动目标的物理位置及移动趋势。

（b）应用程序设计方案：系统框图、各部分主要程序流程图、软件开发平台等。

○1应用程序设计要实现对无线电传感器网络传输的数据进行分析、控制和显示，设计流程图如图下：
? N 报警显示
显示节点传感器位置？
节点离开预设区域？ Y
通过移动节点（老人所佩戴的智能手环内的传感器节点）与中心节点的通信状态, 判断老人的物理位置及移动趋势。

当该模块节点即离开预设区域时, 及时报警提示, 从而有效实现对佩戴者位置的监测, 主动预防走失。

（2）系统软件设计
1、智能监护服务器系统软件设计，需实现以下功能：
① 信息存储和管理：身份唯一识别码、老人个人信息、位置信息、体征监
测数据、报警事件过程记录、系统日志等存储和管理；
② 自动报警：通过位置信息在老人离开指定区域时自动报警，电池电量过
低时自动报警，通过生命体征信息，在老人生命体征异常时，触发报警；
③ 报警信息推送：老人通过报警按钮主动报警，或者系统自动报警，系统
都将报警信息发送至护理终端和护理工作站；
④ 报警信息处理：护理人员可通过护理工作站和移动护理终端响应报警信
息，系统记录报警时间及处理过程；
⑤ 护理人员调度：管理人员可以根据需要，向护理人员发送调度通知。

2、护理工作站终端系统软件,配合护理工作站使用，一般根据楼层配备，需实现下述功能：
① 老人的身份信息、位置信息、报警信息等查询；
② 报警事件响应及处理；
③ 护理人员调度功能响应。

3、移动护理终端系统软件，根据需要配备，配合移动护理终端使用，需实现下述功能：
①老人身份信息、位置信息、报警信息等查询及处理；②移动查房，日常核对。