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无线生理参数监测系统的研制

作　者: 万时光
导　师: 李凯
学　校: 北京服装学院
专　业: 机械电子工程
关键词: 生理参数监测无线通信网络协议
分类号: TH772
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文讨论了对于健康人群基本生理参数进行监测的重要意义,分析了无线生理参数监测系统的国内外发展概况及趋势。在系统总体设计之前,对系统进行了分析,介绍了系统的相关理论、功能及应用范围,从技术方面论证了系统的可行性,完成了基于星型无线传感器网络的系统总体方案的设计,实现了人体温度的无线监测。本文所研制的无线生理参数监测系统包括:采集节点和汇聚节点。采集节点由数字温度传感器DS18B20、单片机AT89LV51和无线收发模块PTR8000组成,负责采集温度数据并将数据以无线方式传输到汇聚节点;汇聚节点由本地机(PC)和从单元组成,从单元包括AT89LV51和PTR8000,负责管理采集节点、存储和传输数据。通信协议和软件系统的设计是本课题研究的重点,本文一共拟定了3个通信协议:①采集节点与汇聚节点之间的无线通信协议;②汇聚节点与远程PC之间的串行通信协议;③汇聚节点内部本地机与从单元之间的串行通信协议。在软件系统的设计上,针对不同的硬件平台,完成了采集节点与汇聚节点从单元的程序设计以及汇聚节点本地机的应用软件设计,实现了温度数据的采集、存储和传输。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题的研究背景及意义  8
  1.2 国内外发展概况  8-9
  1.3 生理参数监测仪器的发展趋势  9-10
  1.4 课题的研究目的和内容  10-11
  1.5 论文的组织结构  11-12
  1.6 小结  12-13
第2章系统分析  13-22
  2.1 系统相关理论概述  13-17
    2.1.1 数据采集  13-16
    2.1.2 无线传感器网络  16-17
  2.2 系统功能分析  17-18
  2.3 系统的应用范围  18-19
  2.4 技术可行性分析  19-21
  2.5 小结  21-22
第3章系统总体设计  22-28
  3.1 总体设计方案  22
  3.2 芯片的选用  22-26
    3.2.1 温度传感器  22-24
    3.2.2 无线收发芯片  24-26
  3.3 嵌入式操作系统的选用  26-27
  3.4 小结  27-28
第4章系统硬件电路设计  28-35
  4.1 采集节点的电路设计  28-32
    4.1.1 数字式温度传感器DS18B20 的接口电路  28-30
    4.1.2 无线收发模块PTR8000 的接口电路  30-32
  4.2 汇聚节点的电路设计  32-34
  4.3 小结  34-35
第5章系统通信协议设计  35-48
  5.1 数据通信理论概述  35-39
    5.1.1 数据通信基本概念  35-36
    5.1.2 串行通信和并行通信  36
    5.1.3 串行通信传输方向  36-37
    5.1.4 异步通信和同步通信  37-39
  5.2 无线通信协议设计  39-43
    5.2.1 无线通信信道  39-40
    5.2.2 协议性能要求  40
    5.2.3 帧的设计  40-42
    5.2.4 协议处理流程  42-43
  5.3 串行通信协议设计  43-47
    5.3.1 汇聚节点与远程PC 之间串行通信协议设计  43-47
    5.3.2 本地机与从单元之间串行通信协议设计  47
  5.4 小结  47-48
第6章系统软件设计  48-78
  6.1 软件的开发环境  48-50
    6.1.1 Linux 操作系统  48
    6.1.2 Linux 下C 语言开发环境  48-50
    6.1.3 WAVE6000 开发环境  50
  6.2 软件的总体设计  50-52
    6.2.1 软件的体系结构  50
    6.2.2 系统的数据流图  50-51
    6.2.3 系统的数据交换时序图  51-52
  6.3 采集节点的软件设计  52-66
    6.3.1 采集节点的软件体系结构  52-53
    6.3.2 总控模块的设计  53-55
    6.3.3 定时器0 中断处理模块的设计  55-56
    6.3.4 采集模块的设计  56-62
    6.3.5 PTR8000 无线通信模块的设计  62-66
  6.4 汇聚节点的软件设计  66-77
    6.4.1 本地机的应用软件设计  66-75
    6.4.2 从单元的软件设计  75-77
  6.5 小结  77-78
第7章总结与展望  78-79
  7.1 总结  78
  7.2 展望  78-79
参考文献  79-81
攻读硕士学位期间发表的学术论文  81-82
致谢  82

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