基于无线网络的远程结构健康监测系统的设计
http://www.paper.edu.cn
-1-
基于无线网络的远程结构健康监测系统的设计
景玉冰，刘晓平
北京邮电大学自动化学院检测技术与自动化装置系，北京（100876）
E-mail：jing_yubing@sina.com.cn
摘 要：本文主要论述了一个完整的基于GPRS的远程结构健康监测系统的设计方法，介绍
了它的软件模块以及系统功能，并且给出了由应用软件达到udp无丢包的方案。本系统通过
GPRS技术实现了现场数据的网络化远程传输、实时数据显示、分析、监控以及损伤识别等
功能，并采用自然环境激励法（NExT法）计算出较为准确的结构模态频率及振型。
关键词：健康监测，GPRS，环境激励，Labview
1. 引言
近些年来，大型结构建筑的形式日趋多样化，结构建筑的安全性及耐久性也越来越引起
人们的重视。因为最初的以人工定期检测为特征的健康保障体系有其固有的缺陷（例如，它
需预先知道损伤的大概位置，检查设备昂贵等），所以目前结构健康监测系统逐渐成为了学
术和工程界的研究热点。它是运用数字信号处理、模态分析与系统辨识等跨学科知识来识别
结构动力特征改变的监测方法。
2. 远程结构健康检测系统构架
结构健康监测(Structural Health Monitoring，简称SHM)是指利用现场的无损传感技术，
通过包括结构响应在内的结构系统特性分析，达到检测结构损伤或退化的目的。健康监测的
过程是首先通过一系列传感器得到系统定时取样的动力响应测量值，然后从这些测量值中抽
取对损伤敏感的特征因子，并对这些特征因子进行统计分析，从而获得结构当前的健康状况。
本文设计的远程结构健康监测系统是在最小人工干预下进行在线实时连续监测、检查与
损伤探测的自动化系统。它能够通过局域网或远程中心自动地报告结构状态，从而实现在线、
动态、实时的监测与控制[1]。
2.1系统组成
健康监测系统包括数据采集单元，数据传输单元以及数据分析处理单元三部分。本系统
的整体构架如图1所示，分为监测点、监测中心和客户机三大部分，以GRPS无线网络与
Internet相结合作为数据传输通道，通过Internet采用B/S模式可以由联网的任一台客户机进
行软件管理等操作。在本系统中，监测点包括数据采集单元和数据传输单元，而监测中心包
括数据传输单元和数据分析处理单元。监测中心是整个软件系统的核心，它实现了数据的实
时采集，波形显示，预警以及数据查询，安全评定，损伤识别等功能。
http://www.paper.edu.cn
-2-
2.2系统的树状组网拓扑
本系统具有很好的扩展性，通过Ethernet技术，它可扩展为树状多级监控管理系统。这
种监控中心的模式分散了中心站系统的工作压力，也分散了故障风险，令整个系统工作更加
稳定。并且本系统采用成熟的Internet技术，因此大大降低了投入的扩展成本。
2.2软件模块组成
远程结构健康监测系统的软件系统采用模块化的设计。软件模块主要分为通讯模块，数
据库管理模块和WEB Server模块。在这三大模块中，又按照相应的实现功能划分成诸多子
模块。整个软件系统的模块关系见图2。
2.3软件平台及接口选择
本系统按照软件模块的功能特点，针对不同开发平台的优势，选择多平台的开发模式[2]。
因为NI公司的Labview软件在虚拟仪器技术和网络通讯技术方面优势显著，所以本远程监
测系统采用Labview作为核心开发平台，并在Labview下开发出采样设置及通讯模块、在线图1 远程结构健康监测系统构架图
图2 软件系统模块关系图 http://www.paper.edu.cn
-3-
显示模块、数据查询模块、数据报表模块等。本系统还选择在SQL2000平台上开发数据管
理模块，在通用的科学计算软件Matlab平台上开发需要大量数据计算的安全评估，损伤诊
断处理模块。
各个模块在Labview调度下，通过配置不同平台间的接口，能够被自动调用及运行。这
充分利用了各大软件资源的优势，提高了系统的精确度和运行效率。软件平台关系如图3
所示。
3. 基于GPRS的接收、发送模块
GPRS（General Packet Radio Service）是一种新的分组数据承载业务，它采用两种数据
传输协议TCP和UDP，特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输。
远程监测系统在监测中心与监测点的数据通讯方式上有两种组网方案，一种是采用
Ethernet的有线通讯模式，一种是采用GPRS的无线通讯模式。若选用有线的组网方式，因
其存在公网IP和APN专网IP之间的NAT映射问题，监测中心不能主动寻址监测点，也就
不能直接控制监测点，而只能由监测点主动连接监控中心。所以为了达到监测中心的双向控
制，本系统采用了无线GPRS的组网方式。
结构健康监测系统具有：多点分散，数据量小，实时性要求高以及终端数多等特点，所
以本系统选用了传输效率高，报文附加字节少的UDP协议[3]。但UDP为非连接通讯协议，
并不保证数据包到达目的站点，因此本系统在应用层协议中加入确认和重传机制，
使整个通图3 软件平台接口图
图4 数据接收流程图http://www.paper.edu.cn
-4-
讯过程非常可靠。此模块的数据接收流程见图4。
为了确保数据正确到达接收端，本系统的应用层通讯协议要求接收端对收到的每个报文
都要进行确认，若等待时间超过延时时间后，系统将重新发送报文。若三次超时则报错，并
认为终端不可达。因此能否恰当的选择延时时间将影响整个系统的实时性。本系统采用自适
应延时时间值算法，它将根据报文的实际往返时间RTT来计算发送每个报文的重传超时
RTO。系统内部设置了一个被平滑的RTT估计器：
MRR)1(αα−+←
这里M是新的RTT，α是一个推荐的0.9平滑因子，也就是说每次接收到新包时，这个
RTT将被更新。并且根据RFC 793推荐，重传超时的时间将被设置为：
βRRTO= （β推荐值为2的时延离散因子）
因此当重传定时器超时的时候，对于下一次RTO要用一个指数退回，例如，第一次RTO
设为2s，若超时则第二次设为4s，第三次设为16，依次类推。
4. 损伤识别模块
对大型结构的建筑物进行模态试验，无论是正弦、随机或者脉冲方式的人为激励都是不
可能或不允许的。但是任何大型结构物都存在一定的振动环境，例如风、大地脉动、移动的
车辆引起的振动等，这种通过结构在自然环境下的振动响应来进行的模态识别的方法就是自
然环境激励法。本监测系统采用了以ITD法为基础的自然环境激励技术NExT法。
NExT技术的基本思想是：两个响应点之间的互相关函数和脉冲响应函数有相似的表达
式。从而在求得两个响应点之间的互相关函数后，可以运用时域中的模态参数识别方法。
结构的运动方程可以写成：
()()()()
)1(tftxKtxCtxM=++&&&
其中，M、C和K分别为结构的质量、阻尼和刚度矩阵。)(tx为结构的位响应向量，)(tf
为外部激励。
设一个特定参考响应点i的广义平稳随机响应为()
sX
i，则有互相关函数：
()()()[]()()
)2(,τ
iiixxxxixxRtsRsXtXEstP=−==
当)(tf为白噪声的情况下，有如下方程成立[4,5] ：
()()()
)3(0=++τττ
iiixxxxxxRKRCRM&&&
可以看出互相关函数()
τ
ixxR
满足自由振动方程,从而可以应用模态分析的ITD法计算
出结构的模态参数。图5给出了本系统采用的以ITD算法为基础的NExT法的实现流程。
通过Matlab编程，本系统实现了这种以ITD法为基础的NExT技术，方便地从加速度测量
信号中提取结构的模态参数，从而进行损伤识别以及状态评估。
图5 基于NExT技术与ITD算法的模态识别 http://www.paper.edu.cn
-5-
Matlab程序中计算频率和阻尼比的程序如下：
()
()()()()
()()()()()
()()()()()()()
()()()()()()()()()()()
endrritdrealrritdimagsqrtritdratioDampdtrritdabsritdwndtrritdrgamarritdconjrritdnrforitdlengthnratiodapingandfrequencenaturalthegcalculatin
;12^,log/,log/1__;28.6//,log_;/,log;1^,,:1;%
+===−===
5. 人机交互界面
健康监测系统是多用户的，无论是现场的技术人员，还是维护的管理人员和决策者都需
要时刻了解监测对象的各方面状况，因此系统必须设置方便的客户端和友好的人机交互界面
以满足这方面的功能需要。本系统采用了B/S模式进行客户端操作，并用Labview开发出数
据通讯，采集显示以及损伤识别等人机交互界面[6]。软件开启界面和单通道数据采集界面分
别如图6、图7所示。
图6 软件启动界面
基于Zigbee无线网络的监控平台设计
第ｌ５卷第３期
２０１３年９月 闽西职业技术学院学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｎｘｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖ０１．１５ Ｎｏ．３
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１６７３－－４８２３．２０１３．０３．０２５
基于Ｚｉｇｂｅｅ无线网络的监控平台设计
刘君义．方健
（吉林工程技术师范学院电气工程学院，长春１３００５２）
摘要：应用基于Ｚｉｇｂｅｅ协议的无线网络通讯技术，开发了实时数据检测系统，能够实现对各个节点实时数据的采 集．包括温度、气体浓度等物理量，根据具体需要，综合环境条件、气体浓度以及气体浓度变化率进行模糊推理。应用 ＬａｂＶＩＥＷ开发平台，构建了基于ＬａｂＶＩＥＷ的数据采集、分析与报警系统。经过多次实验测试证明，该系统运行稳定、 可靠，可广泛应用于远程实时数据的采集与控制 关键词：Ｚｉｇｂｅｅ网络；ＬａｂＶＩＥＷ；数据采集；数据库：监控平台 中图分类号： ｒＰ２７７．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－－４８２３（２０１３）０３—０１０６—０６
随着中国经济的迅速发展，石化行业也迎来了
发展的春天，在石化行业迅速发展的同时，该行业暴
露出的问题愈来愈多，特别是关于安全、健康、环境 等方面的问题和潜在威胁日益突出。作为高危行业，
一旦发生事故，造成的经济、人员损失和社会影响都
是不可估量的，所以及时发现安全隐患，消除隐患． 防止事故的发生显得尤为重要
Ｚｉｇｂｅｅ技术在近几年出现。为石油化工行业安
全问题的解决提供了思路。本文设计的Ｚｉｇｂｅｅ无线
● ● 网络监控系统，是基于Ｚｉｇｂｅｅ无线通讯技术的实时
监控系统．能够及时地反应现场环境信息。在现场的
无线传感器节点将信息通过无线网络传送至中心节
点，中心节点通过数据线将信息汇集到监控主机。该
系统最大的特点是能够实现局域网络的自动组建和
扩展，并且功耗低、无线传输可靠。
结构健康监测原理
结构健康监测原理
结构健康监测是一种对建筑物、桥梁、飞机和其他工程结构进行实时监测、评估和预测的技术。它旨在及时检测结构的变形、裂缝、疲劳等问题，以便及时采取适当的修复和维护措施，确保结构的稳定性和安全性。这篇文章将重点介绍结构健康监测的原理，为读者提供更深入的了解。
结构健康监测的原理主要基于以下几个方面：
1. 传感器技术：传感器是结构健康监测的核心工具。不同类型的传感器用于监测不同的结构参数，如位移、应变、振动、温度等。其中，位移传感器通常使用光纤传感器、激光测距仪等技术，应变传感器使用应变片、电阻应变计等技术，振动传感器使用加速度计、振弦传感器等技术，温度传感器使用热电偶、红外线测温仪等技术。通过安装这些传感器，可以实时获取结构的变形、应变、振动和温度等参数，以进行结构健康状态的评估和监测。
2. 数据采集与处理：传感器获取到的数据需要经过采集与处理系统进行处理。采集与处理系统通常包括数据采集设备和数据处理软件。数据采集设备负责收集传感器的输出信号，并将其转换为数字信号，以便进行后续的处理和分析。数据处理软件负责对数据进行处理、分析和显示，以得出结构健康状态的评估结果。常见的数据处理方法包括滤波、频谱分析、模式识别等。
3. 结构健康评估算法：结构健康监测需要对传感器数据进行分析和处理，以评估结构的健康状态。结构健康评估算法通常基于统计学、模型识别和机器学习等技术。统计学方法主要通过分析结构参数的统计特征，如均值、方差、概率密度等，来评估结构的健康状态。模型识别方法利用传感器数据与数学模型之间的匹配程度，来判断结构的健康状态。机器学习方法通过训练模型，利用传感器数据对结构的健康状态进行分类和预测。
4. 健康监测系统：结构健康监测需要建立一个完整的监测系统，包括传感器网络、数据采集与处理系统和数据传输系统。传感器网络是由多个传感器组成的分布式网络，用于实时监测结构的各个部位。数据传输系统负责将传感器数据传输到数据采集与处理系统，以进行进一步的分析和评估。
基于物联网的智能健康监测系统的设计与实现
基于物联网的智能健康监测系统的设计与实现
随着科技的发展和人们对健康的重视，基于物联网的智能健康监测系统逐渐成为了人们关注的热门话题。该系统将多种智能设备相互连接，实现健康数据的实时监测和分析，为人们提供了更全面、更有效的健康管理方案。本文将从系统设计原理、硬件组成、软件编程、数据分析等多个方面阐述基于物联网的智能健康监测系统的设计与实现。
1.系统设计原理
基于物联网的智能健康监测系统的设计原理是将各种健康监测设备相互连接，使用传感器将人体的生理数据采集下来，并通过云端处理后呈现在移动设备上，供用户参考和分析。其核心是数据共享与处理，需要高超的数据处理技术和网络技术的支持。除此之外，还需要考虑如何实现设备之间的交互和互通，提高系统运行效率。
2.硬件组成
在物联网环境下，健康监测设备的实现离不开传感器技术和无线通信技术的支持。目前市面上已经有很多相关产品，如血压计、血氧仪、脉搏检测器、体温计等硬件设备。其中，传感器是最关键的组成部分之一，可以实现对各种生理指标的测量和采集，将数据通过无线电波传输到网络中心。无线通信技术的开发也是硬件部分需要考虑的因素之一，可以实现设备之间数据的交换和互通，让系统更加智能化。
3.软件编程
为了实现系统的高效运行和数据的准确采集，需要使用C++、Java、Python等语言对系统软件进行编程。首先需要确定系统的数据交互方式，包括传感器采集、数据上传至云端、数据拉取至移动设备等。该部分需要设计合理数据结构，并使用相应的网络协议进行编码。然后需要实现云端数据存储和处理功能，采取多线程技术把数据进行分析和处理，提升系统的响应速度。最后，需要实现移动端APP的设计和开发，通过移动端APP让用户方便地浏览、分析自己的健康数据，并提出更好的健康管理建议。
4.数据分析
基于物联网的智能健康监测系统的数据分析方法极其重要，它可以帮助用户更好地认识自己的身体状况，及时发现健康问题。此方面应用最广的是机器学习和数据挖掘技术。系统采集到的数据将会被分析、建模并应用数据挖掘算法。然后，系统会根据匹配用户的健康数据特征，用户神经网络的当前状态，找出可能的身体问题，并给出相应的建议。 综上所述，基于物联网的智能健康监测系统已成为当前健康管理的最新趋势，它以多种健康检测设备、传感器、网络协议、无线通信、云计算、移动APP等技术整合而来。只有不断提高其科技含量和完善其功能，才可为人们提供更加全面、精细、个性化的健康管理服务。
结构健康监测技术的现状与发展
结构健康监测技术的现状与发展
在现代工程领域，结构健康监测技术正逐渐成为保障各类基础设施和建筑物安全、可靠运行的关键手段。随着科技的不断进步，这一技术在理论研究和实际应用方面都取得了显著的成果，但同时也面临着一系列挑战和发展机遇。
结构健康监测技术是一种通过对结构的各种物理参数进行实时监测和分析，以评估结构的健康状况和安全性的技术手段。它涵盖了多个学科领域，包括传感器技术、信号处理、数据分析、结构力学等。目前，常用的监测方法主要包括基于振动的监测、基于应变的监测、基于声学的监测等。
基于振动的监测方法是结构健康监测中应用较为广泛的一种。通过在结构上安装加速度传感器等设备，可以获取结构在动态荷载作用下的振动响应。然后，利用先进的信号处理技术和模态分析方法，对这些振动数据进行分析，从而识别结构的模态参数，如固有频率、振型等。当结构出现损伤时，这些模态参数会发生变化，通过对比损伤前后的参数差异，就能够判断结构是否存在健康问题。
应变监测则是通过在结构关键部位安装应变传感器，直接测量结构在荷载作用下的应变变化。通过对应变数据的长期监测和分析，可以了解结构的受力状态和疲劳损伤情况。声学监测则是利用声波在结构中的传播特性，来检测结构内部的缺陷和损伤。例如，超声波检测技术可以检测混凝土结构中的裂缝、空洞等缺陷。 在传感器技术方面，近年来取得了长足的进步。传统的传感器如电阻应变片、压电式传感器等在精度和稳定性方面不断提高，同时，新型传感器如光纤传感器、MEMS 传感器等也逐渐崭露头角。光纤传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、精度高、可分布式测量等优点，在大型桥梁、隧道等结构的健康监测中得到了广泛应用。MEMS 传感器则具有体积小、重量轻、成本低等优势，适用于对结构局部区域的监测。
数据采集与传输技术也是结构健康监测系统的重要组成部分。随着无线网络技术的发展，无线传感器网络在结构健康监测中的应用越来越广泛。相比传统的有线监测系统，无线传感器网络具有安装方便、灵活性高、可扩展性强等优点，能够大大降低监测系统的安装和维护成本。同时，云计算技术的出现也为结构健康监测数据的存储和处理提供了强大的支持，使得海量监测数据能够得到高效的管理和分析。
基于 Tsic506 和 Zigbee 的蛋鸡体温无线监测系统设计
第３５卷第２期 ２０１４年３月 中国农机化学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｍｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．２ Ｍａｒ．２０１４
ＤＯＩ：１０．１ ３７３３￣．ｊｃａｍ．ｉｓｓｎ．２０９５－５５５３．２０１４．０２．０６８
基于Ｔｓｉｃ５０６和Ｚｉｇｂｅｅ的蛋鸡体温无线监测系统设计术
尹祥宇ｔ，王艳君ｔ，白杰ｚ，邓林 ，王力聪
（１．河北农业大学机电工程学院，河北保定，０７１００１；２．河北软件职业技术学院，河北保定，０７１０００）
摘要：在蛋鸡的养殖中．蛋鸡的体温是判断蛋鸡是否健康的一项重要指标，而蛋鸡的健康状况对产蛋量、蛋的大小和蛋
壳厚度等都有直接的影响。研究工作是针对蛋鸡的体温状况展开相关研究，采用Ｔｓｉｅ５０６高精度数字温度传感器和超低 功耗单片机ＭＳＰ４３０Ｆ１４９进行数据采集、数据处理，最后建立数据采集模块和数据处理模块。利用Ｚｉｇｂｅｅ无线通信网络
将相应的数据上传至上位机显示并进行分析．从而判断蛋鸡的健康状况。为此，基于上述要求设计了数据采集硬件电
路、数据处理电路、数据发送电路、上位机显示界面分析软件。 关键词：Ｔｓｉｃ５０６温度传感器；蛋鸡的体温情况；Ｚｉｇｂｅｅ网络；数据采集
中图分类号：ＴＫ６ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—５５５３（２ｏ１４）０２—０２８１－０５
尹祥字，王艳君，白杰，邓林，王力聪．基于Ｔｓｉｃ５０６和Ｚｉｇｂｅｅ的蛋鸡体温无线监测系统设计［Ｊ］．中国农机化学报，２０１４，３５
（２）：２８１－２８５ Ｙｉｎ Ｘｉａｎｇｙｕ，Ｗａｎｇ Ｙａｎｊｕｎ，Ｂａｉ Ｊｉｅ，Ｄｅｎｇ Ｌｉｎ，Ｗａｎｇ Ｌｉｃｏｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｙｉｎｇ ｈｅｎｓ ｂｏｄｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓ—
ｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｔｓｉｃ５０６ ａｎｄ Ｚｉｇｂｅｅ［Ｊ】．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１４，３５（２）：２８１－２８５
基于无线传感网络的环境监测系统
基于无线传感网络的环境监测系统
摘要：当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。加强环境监测，建立环保系统意义重大。基于 ZigBee 双向无线通讯技术的环境在线监测系统，系统 ZigBee 的通信模块选用的芯片型号为 CC2530，系统网关的通信模式选用 GPRS模式，并利用数据分析模型对采集的数据进行了在线实时处理． 经测试，设计环境实时采集监测系统能够稳定运行，能够实时获取数据并通过系统的网管在系统的服务器端实时更新，实现环境参数的实时监视。
关键词：ZigBee；无线传感网络；传感器
随着经济和科技的发展，农业种植也有了长足的发展，从之前的小面积种植演变为了如今的大规模，为了提高生产效率，减少劳动力，必须引进先进的技术配合人工劳作进行种植。传统的环境监测系统布线成本高，抗干扰性差，增加新监测点时必须改变物理线路，工序复杂，维护难度大。当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。每年因环境问题造成全球的经济损失达数千亿美元，酸雨造成了大量植物的坏死、污水的排放造成了人员伤亡及海水负营养化、许多岛国因温室效应造成的海平面上涨而面临着消失的危险。增强环保意识，保护环境势在必行。
一、无线传感网络的环境监测系统技术特点
1、多传感器数据融合技术。每个节点采集到两种数据，是某一段区域的数据。因为传感器采集到的数据大部分是静态数据，对于环境感知而言，动态数据才是最重要的。这就要求节点自身能对先前采集到的数据进行过滤筛选，分离出有用的数据再传输给相邻的网关节点。主机进行决策需要融合传感器节点的数据。
2、数据发送模式。每个节点都有要具备接收和发射功能，实现数据的传输通信。因为实际环境复杂，多数情况时比较恶劣的，要保证稳定可靠地无线收发数据，需要对天线、发射功率、灵敏度、收发距离设计。多种数据发送模式的配合使用。数据异常时的实时跟踪发送、数据稳定时的定时发送、工作人员发指令进行查询时的数据及时发送，不仅能使处理器得到休眠，降低了功耗，提高了使用寿命，还有效避免了大量无用数据的产生，有效提高了处理器的运行速度。
基于物联网的智慧医疗健康监护系统设计
基于物联网的智慧医疗健康监护系统设计
智慧医疗健康监护系统是应用物联网技术来实现对患者健康状况的实时监控与管理。该系统利用传感器、无线通信和云计算等技术，能够自动、全面地收集患者的生理参数数据，并通过智能分析和决策引擎提供个性化的健康管理服务。本文将针对基于物联网的智慧医疗健康监护系统的设计进行探讨。
一、系统结构设计
基于物联网的智慧医疗健康监护系统的核心是数据采集、传输、分析和展示。系统采用分层结构设计，包括终端设备、传感网络、数据中心和用户终端。
终端设备是患者佩戴或使用的各类传感器，如心率传感器、血压计、血糖仪等，用于采集和监测患者的生理参数。通过无线通信模块将采集到的数据传输到传感网络。
传感网络是由多个传感器节点和数据传输模块组成，通过无线通信技术实现传感器节点与数据中心之间的数据传输。采用合适的网络拓扑结构和协议，确保数据的安全和可靠传输。
数据中心是存储和处理患者健康数据的核心，包括数据存储、处理和分析模块。数据存储模块负责将传感器采集到的数据进行存储，数据处理模块负责对数据进行预处理和清洗，数据分析模块负责对患者的健康状况进行评估和预测。
用户终端是患者或医护人员使用的手机、电脑等设备，通过APP或网页接收和展示患者的健康数据。用户终端还可以提供健康监护、健康咨询等服务。
二、核心功能设计
基于物联网的智慧医疗健康监护系统的核心功能包括数据采集、数据传输、数据处理和数据展示。 数据采集功能通过接入各类传感器，实时采集患者的生理参数数据，如心率、血压、血糖等。传感器数据的采集应保证数据的准确性和可靠性，同时保障患者的隐私和数据安全。
数据传输功能通过无线通信技术将采集到的数据传输到数据中心，确保数据的实时传输和可靠性。传输过程中需要采用加密算法，保证数据的安全。
数据处理功能对采集到的数据进行预处理和清洗，排除异常值和噪声，同时根据患者的病历和特定算法对数据进行分析和评估。数据处理的目的是提取有效的特征，并为后续的数据分析提供准确的数据。
基于无线传感器网络的飞行器结构健康监测系统的关键技术研究与应用
龙源期刊网
基于无线传感器网络的飞行器结构健康监测系统的关键技术研究与应用
作者：姚鹏 刘刚 刘岩 张胜修
来源：《现代电子技术》2013年第11期
摘 要： 通过建立数据聚合器、时序引擎同步、无线同步信标和温度补偿机制，减小了无线节点之间的时序漂移量；通过利用智能开关、压电悬臂梁结构、电化薄膜可充电电池，从而实现了无线节点的能量收集与储存；通过实施ZigBee协议中所规定的安全服务方法，并且开启基于冲突检测的载波侦听多路存取信道访问方法和采用自适应跳频技术，从而提高了无线通信的安全性与可靠性；通过设置无线节点工作模式的自动调节算法，优化了节点的能效。
关键词： 无线传感器网络； 结构健康监测； 时序同步； 能量收集与储存； ZigBee
中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）11⁃0028⁃05
0 引 言
目前，随着飞行器的结构更加复杂、工作环境更加多变，导致需要连接更多的传感器，用以监测飞行器的参数与状态，如果仅凭借“硬连接”的方式，势必会增加飞行器的重量和成本，从而制约飞行器的发展。然而，随着无线传感器网络技术的日渐成熟，这种局面可能会彻底发生改变。
1 飞行器结构健康监测系统
飞行器结构健康监测系统（Vehicle Structural Health Monitoring System，VSHMS）是将先进的传感器网络集成到飞行器结构中，通过对结构健康状况实时地监测，以确保飞行器的安全，并且能够降低维护时间与成本。通过将无线传感器网络应用到VSHMS中，可以在很大程度上减少布线，从而压缩系统的体积、重量以及成本，提高测试技术的灵活性和系统的可维护性，并且具备快速布局和实时传输动态信息的能力[1]，以至于能够彻底实现飞行器的状态维护（Condition⁃Based Maintenance， CBM）[2]，从而推动航空航天技术的发展。
基于ZigBee 的无线医疗监护系统设计
基于ZigBee 的无线医疗监护系统设计
摘要：zigbee技术是一种短距离、低速率、低功耗、网络容量大且具有自组织自愈功能的无线通讯技术[1]。该文提出了一种基于zigbee技术的无线医疗监护系统解决方案，系统硬件平台基于ti公司的cc2530芯片，软件平台基于ti公司的z-stack协议栈。温度及脉搏传感器采集人体的生理数据，通过gprs（通用无线分组业务）及ethernet（以太网）传输，最终实现医院对患者生理信息的远程采集和诊断。
关键词：zigbee；cc2530；z-stack；医疗监护
中图分类号：tp311 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）03-0640-06
传统的医疗监护方式都是由固定的医院、专门的医生、专业的护士来完成，这种监护方式不仅占用了紧缺的医疗资源，而且监护设备的有线束缚给患者带来很大的不便，医院的信息化建设并不能实时地采集病人的生理数据并处理和监护，将物联网技术应用于医疗信息化将会有效提高医院的服务质量，提升国民健康水平。zigbee技术是一种新兴的低成本、低功耗、低速率、短距离的无线网络技术。基于zigbee技术可构建无线医疗监护系统，克服传统有线网络的缺点，且系统容量大、支持星型、树型以及网状网的网络拓扑结构[2]。
1 系统整体设计
在该系统中，通过zigbee技术构成了一个无线传感器监护网络，传感器节点上使用中央控制器对所需要测量的生理指标传感器进行控制及数据采集，通过zigbee网络将数据发送至网关设备，再通过gprs及ethernet 网络将数据传输到远程医疗监护中心，由专业医疗人员对数据进行统计观察，提供必要的咨询服务和医疗指导，实现远程医疗。基于zigbee的无线医疗监护系统体系结构如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 网关模块
网关模块主要由处理器cpu、gprs通信模块、zigbee收发模块和电源模块构成。其中cpu可以采用基于cortex-m0内核的lpc1200系列微控制器，该控制器具有2个uart，128kb的片内flash存储器和8k的数据存储器，并且可以使用嵌入式操作系统，功能十分强大。gprs模块使用华为公司的em310 gsm模块，此模块内置了tcp/ip协议栈，可以实现zigbee网络和以太网的数据通信。zigbee模块的芯片采用的是ti公司的cc2530，ti公司有免费的zigbee协议栈zstack，对于使用开发zigbee网络十分方便，且嵌入了8051内核，单片cc2530即可实现节点的基本功能，具体的硬件构成如图2所示。
基于无线通信的心电监护系统设计
基于无线通信的心电监护系统设计
摘要：设计了基于无线网络的远程心电监护系统，该系统方便医生实时了解病人的身体状况，患者可以得到及时、准确的医疗救护。系统中应用了性能优化的CC2530芯片，通过无线通信的方式，完成心电信号的监护。最后经过通过仿真测试，证明了所设计系统的有效性。
关键词：心电信号 无线通信 监护系统 CC2530
The Design of ECG Monitoring System Based on Wireless Network
Abstract : The design of the remote ECG monitoring system based
on wireless network, the system is convenient for the doctor real-time
checking the patient´s physical condition, the patients can
obtain timely medical accurate treatment .The CC2530 chip is applied in
the system for its optimization performance through wireless
communication. Finally, through the simulation test, which proves that it
is effective for the designed system.
Key Words: ECG Signals;Wireless Communication;Monitoring
System；CC2530
心血管疾病的死亡数字令人心惊，如果得心血管疾病的人都住院，在很大程度上浪费资源。因为很多人一两年都不会突发疾病，而且医院没那么多资源去应对，所以就很有必要实现一种个人心血管疾病监护的仪器，可以随身携带，基于无线传输，和医院系统或者监护人相连。现在的电子设备越做越小，功能越来越强大，无线通信方面也越发成熟，就为实现这种应用提供了技术条件。