9
نداردستا مبتنی بر ا بیسیم مدل از شبکه سنسوری ارائه یکzigbee جهت مانیتورینگ بیمار در حوزهعاتفت اطرسال و دریا اtelemedicine دکتر بهزاد نجفید کشوری دکتر حمی بهمن آبادی مهندس مصطفین احمدزاده اراجیندس شاهی مهن زادهیما دکتر مهرداد ا چکیده: های شبکهزینه محسوبنولوژی های کم ه وسیع جزء تکطهای مانیتورینگ در محیی کاربردهای سنسوری امروزه برا بیسیم میگردند.طی مختلف محیعاتفت اط چون دریاعمالیم انجای انای که تواوچکن حسگرهای ک ای( نوع حسگراس بر اس) پردازش وت را دارند، موجب پیدایش ایدهعال آن اطرسا ا ای برای ا شبکه یجاد و گسترشوسوم به شبکه های م بی های سیم حسگرWSN شده اند.ادی گره شبکه حسگر متشکل از تعداد زی یک و به جمع شده طور گسترده پخشه در یک محیط بهی حسگری است ک ها آوریط میت از محیعا اط پردازند. های شبکهWSN ران و افرادز بیمارت و مراقبت ای نظا می توانند براصد مراقبت ازی مقا مسن برامتی را بطورن مراقبت از سند کمبود شدید کارکنان امر می توا شوند. که ایستفادهمتی ا س قابل توجهی بهبود بخشد هایزینه و ه کاهش دهدمتی فعلی رانه مراقبت از سمتی در ساما مراقبت از س. نظارت پزشکی(Medical Monitoring). حسگر های پوشیدند در شبکه بیسیسم سطح بدن ی می توانن(wireless body area network) یاWBAN اتیئم حی سازی شوند تا بر ع مجتمع را فراهم کند و بیران و افراد مسنز بیمار ا نظارت کنند ، و نظارت بلند مدت و سیاای و موقعیت جغرافیطی محیمترهایرا ، پا درنگ در موارد اظطراری بهکز مانی مرا تورینگد و پروندها خبر ده آنهربران بهمتی فعلی کام خطر کند ، درباره وضعیت س اعدرنگ بروز کنندربران را به صورت بی کا های پزشکیکنیم . و در را ذکر م بیسیم های سنسوریتی از شبکه کلیاله ابتداین مقا .در انداردستا ادامه به معرفی اIEEE 4.50.208 عاتدل اطی تبادی خود رابر ا و در آخر ومدل پیشنهایپردازیم در این حوزه م شبکهیمار در قالب یک مانیتوریگ بWBASN ( WIRELESS BODY AREA SENSOR ن خواهیم داشت. بیا) دی: کلمات کلیZigBee; TELEMEDICINE; WIRELESS SENSOR NETWORK وMOBILE COMMUNICATION NETWORK مقدمه: اگرده ازستفا ا بیمارو بیمارستان با بینعات پزشکی اطنتقال ارائه کنیم. ا تله مدیسینس های از سرویفهوم سنتی یک م بخواهیم پیشرفته تر دیجیتال میباشد. هاید تلفن و شبکه عمومی حتی مانن های شبکه از تله مدیسین متحرک عموماستم های سی3 شکیل شده است: شبکه اصلی ت. - شبکهر از جمله: بیما پزشکیتا هایرسال دینیتورینگ ، اخذ و ای ماسگری سطح بدن که برا های حECG ، ان قلب ضرب، فشار خون، درجه حرارت و میزانکسیژن حل شده در خون میباشد. ا[.] 5 - پزشکی ثبت خواهد شد و براتا هایان که در آن قسمت دی بیمارست های شبکهدنبل خوان ی پزشکان مجاز قاشد و از طریق این میباتخاذ میکنند.ن تشخیص خود را ا دیتا ها پزشکا3 - های را از شبکهرسال دیتا که وظیفه اولی متحرک های سل شبکهز زیر ساختده دارد و ا بیمارستان بر عه های سطح بدن به شبکه از قبیلبراتی های مخاGSM ، UMTS ، GPRS و های شبکه3G ستفاده میکنند. ا[5] توسعه شسوری سطح بدن های سن بکهیجاد است و بامراه بوده ا وایمکس و بلوتوث ه از جمله بیسیم تکنولوژی های با پیشرفتمار خللی به وجود آورد بی آنکه در زندگی شخصی پزشکی را راحتر و بدونتا های شده میتوان دی و جاسازیدنی پوشی سنسورهایله ابتداین مقایل نمود . در ا جمع آوری و تحل به صور خواهیم داد و در بیسم ارائه در مورد شبکه سنسوریحاتی مختصر توضی ت ادامهنداردستا به معرفی اIEEE 4.50.208 در این حوزه خواهیم داد.دی خود را ارائهخر مدل پیشنهایپردازیم و در ا مDownloaded from jhosp.tums.ac.ir at 20:29 IRST on Friday January 10th 2020

•ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

جهت zigbeeارائه یک مدل از شبکه سنسوری بیسیم مبتنی بر استاندارد

telemedicineارسال و دریافت اطالعات مانیتورینگ بیمار در حوزه

دکتر مهرداد ایمان زاده مهندس شاهین احمدزاده اراجی مهندس مصطفی بهمن آبادی دکتر حمید کشوری دکتر بهزاد نجفی

:چکیده

بیسیم سنسوری امروزه برای کاربردهای مانیتورینگ در محیطهای وسیع جزء تکنولوژی های کم هزینه محسوب شبکه های

پردازش و (بر اساس نوع حسگر)این حسگرهای کوچک که توانایی انجام اعمالی چون دریافت اطالعات مختلف محیطی میگردند.

اند. شده WSN سیم حسگرهای بیهای موسوم به شبکهیجاد و گسترش شبکهای برای اارسال آن اطالعات را دارند، موجب پیدایش ایده

آوری های حسگری است که در یک محیط به طور گسترده پخش شده و به جمعیک شبکه حسگر متشکل از تعداد زیادی گره

مسن برای مقاصد مراقبت از می توانند برای نظارت و مراقبت از بیماران و افراد WSN شبکه های .پردازنداطالعات از محیط می

و هزینه های بخشدبهبود قابل توجهیسالمتی استفاده شوند. که این امر می تواند کمبود شدید کارکنان مراقبت از سالمتی را بطور

حسگر های .(Medical Monitoring) نظارت پزشکی .مراقبت از سالمتی در سامانه مراقبت از سالمتی فعلی را کاهش دهد

مجتمع سازی شوند تا بر عالئم حیاتی WBAN یا (wireless body area network) ی می توانند در شبکه بیسیسم سطح بدنپوشیدن

، پارامترهای محیطی و موقعیت جغرافیای نظارت کنند ، و نظارت بلند مدت و سیار از بیماران و افراد مسن را فراهم کند و بی

اعالم خطر کند ، درباره وضعیت سالمتی فعلی کاربران به آنها خبر دهد و پرونده تورینگمراکز مانیدرنگ در موارد اظطراری به

.در این مقاله ابتدا کلیاتی از شبکه های سنسوری بیسیم را ذکر میکنیم . و در های پزشکی کاربران را به صورت بالدرنگ بروز کنند

در این حوزه میپردازیم و در آخر ومدل پیشنهادی خود رابر ای تبادل اطالعات IEEE 4.50.208ادامه به معرفی استاندارد

( بیان خواهیم داشت.WIRELESS BODY AREA SENSOR) WBASNمانیتوریگ بیمار در قالب یک شبکه

MOBILE COMMUNICATION NETWORK وZigBee; TELEMEDICINE; WIRELESS SENSOR NETWORK کلمات کلیدی:

:مقدمه

بخواهیم یک مفهوم سنتی از سرویس های تله مدیسین ارائه کنیم. انتقال اطالعات پزشکی بین بیمارو بیمارستان با استفاده از اگر

شبکه های عمومی حتی مانند تلفن و شبکه های پیشرفته تر دیجیتال میباشد.

شبکه اصلی تشکیل شده است: 3سیستم های تله مدیسین متحرک عموما از

فشار ، ضربان قلب، ECGهای حسگری سطح بدن که برای مانیتورینگ ، اخذ و ارسال دیتا های پزشکی بیمار از جمله: شبکه -.

[.]اکسیژن حل شده در خون میباشد. میزان و حرارت درجه، خون

میباشد و از طریق این ی پزشکان مجاز قابل خواندن شبکه های بیمارستان که در آن قسمت دیتا های پزشکی ثبت خواهد شد و برا-5

دیتا ها پزشکان تشخیص خود را اتخاذ میکنند.

سطح بدن به شبکه های بیمارستان بر عهده دارد و از زیر ساخت شبکه های سلولی متحرک که وظیفه ارسال دیتا را از شبکه های-3

[5]استفاده میکنند. 3Gشبکه های و GSM، UMTS ،GPRSهای مخابراتی از قبیل

با پیشرفت تکنولوژی های بیسیم از جمله وایمکس و بلوتوث همراه بوده است و با ایجاد بکه های سنسوری سطح بدنتوسعه ش

سنسورهای پوشیدنی و جاسازی شده میتوان دیتا های پزشکی را راحتر و بدون آنکه در زندگی شخصی بیمار خللی به وجود آورد

ت مختصر توضیحاتی در مورد شبکه سنسوری بیسم ارائه خواهیم داد و در به صورجمع آوری و تحلیل نمود . در این مقاله ابتدا

میپردازیم و در اخر مدل پیشنهادی خود را ارائه خواهیم داد. در این حوزه IEEE 4.50.208به معرفی استاندارد ادامه

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 2: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

I.(شبکه سنسوری بیسیم(Wireless Sensor Network/ WSN:

آوری های حسگری است که در یک محیط به طور گسترده پخش شده و به جمعتعداد زیادی گرهیک شبکه حسگر متشکل از

شده و مشخص نیست. چنین خصوصیتی این تعیینهای حسگری، از قبلپردازند. لزوماً مکان قرار گرفتن گرهاطالعات از محیط می

یا غیرقابل دسترس رها کنیم از طرف دیگر این بدان معنی است های خطرناک و آورد که بتوانیم آنها را در مکانامکان را فراهم می

های منحصر به فرد دیگر خصوصیت .های خودساماندهی باشندهای حسگری باید دارای تواناییهای شبکهها و الگوریتمکه پروتکل

د دارای یک پردازشگر های حسگری است. هر گره حسگر روی برد خوهای حسگری، توانایی همکاری و هماهنگی بین گرهشبکه

گیری اطالعات است، ابتدا خود یک ای که مسئول پردازش و نتیجهاست و به جای فرستادن تمامی اطالعات خام به مرکز یا به گره

های نیمه پردازش شده را ارسال دهد و سپس دادههای اولیه و ساده را روی اطالعاتی که به دست آورده است، انجام میسری پردازش

کند. در واقع کند. با اینکه هر حسگر به تنهایی توانایی ناچیزی دارد، ترکیب صدها حسگر کوچک امکانات جدیدی را عرضه میمی

کارگیری تعداد زیادی گره کوچک است که خود قادرند سرهم و سازماندهی شوند و در سیم حسگر در توانایی بههای بیقدرت شبکه

مان، نظارت بر شرایط محیطی، نظارت بر سالمت ساختارها یا تجهیزات یک سیستم به کار گرفته زموارد متعددی چون مسیریابی هم

[3] شوند

( نمونه هایی از کاربردهای شبکه های سنسوری بیسیم را نشان میدهد.شکل

شود از سوی دیگر به یهای پیکربندی و آرایش شبکه کاسته مهای سیمی قدیمی، از یک سو هزینهها بر خالف سیستمدر این سیستم

.های کوچکی را که تقریباً به اندازه یک سکه هستندجای نصب هزاران متر سیم فقط باید دستگاه

:نیسیمد تلهآن با ارتباطو WBAN تعریف

.نیز معروف هستند Wireless Body Area Network یا Body Area Network این شبکه ها به نامهای

یا میزان (EEG) ، سیگنال مغز(ECG) تشخیص و ارسال سیگنالهای حیاتی بدن مثل سیگنال قلبسیستمهایی هستند جهت

(Base Station) این سیستمها می توانند بین چندین سنسور کوچک بدن و یک مرکز درمانی .اکسیژن خون، قند خون

.ارتباط برقرار کنند

برای بدن انسان (Wireless personal Area Network) WPAN با نظریه ۵۹۹۱حدوداً از سال WBAN تکنولوژی

.خوانده شدند Body Sensor Network با نام WPAN تا کنون سیستهای ۱۰۰۵بعداً حدود سال .آغاز شد

رشد سریع سنسورهای فیزیولوژیکی ، مدارهای مجتمع کم مصرف و ارتباطات بی سیم ، تکنولوژی های جدید این شبکه ها

شود. حیطه ی شبکه ها مربوط به چند شاخه علمی می شود که می توانند یک مشاهده ارزان و مداوم را از محسوب می

.فراهم آورد (Real Time) سالمتی فرد در یک زمان واقعی

سنسورهای نصب شده روی بدن تغییرات فیزیولوژیکی مختلف را جمع آوری می کند و سپس حاالت سالمتی بیمار را

ند. اطالعات بوسیله ارتباط بی سیم به یک واحد پردازش خارجی ارسال می شود. این قطعه می تواند همه مشاهده می ک

.اطالعات را در یک زمان واقعی به پزشک ارسال نماید

اگر وضعیت اورژانسی تشخیص داده شود پزشک بالفاصله بیمار را از طریق سیستم کامپیوتری بوسیله ارسال پیام یا

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 3: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

می کند. معموال سطح اطالعات فراهم شده و توانایی تامین توان مصرفی سنسورها محدود است. تا زمانیکه این هشدار مطلع

کی تکنولوژی در مرحله ابتدایی خود است، تحقیقات گسترده ای انجام می شود تا ابداعهای جدیدی در مراقبت های پزش

[6] 4] [د.صورت گیر

Wireless Body Area Network( نمایش ۱شکل

II. استانداردIEEE 4.50.208: نیاز بازار به یک شبکه بیسیم ارزان قیمت با در برگرفتن تعداد زیادی نود شبکه و پرتکل ساده برای ارسال دیتا با نرخ پایین در

موجود .IEEE 4.50.20رادیو های کم توان بلوتوث بر اساس استاندارد در حال گسترش است. ریکاربرد های شبکه های سنسو

با نرخ ارسال کم مناسب نیست. در نها، این استاندارد برای کاربردهای کم توانآهستند، اما با توجه به عرض باند و قیمت باالی

-LRتصمیم به تهیه استاندارد جدیدی برای کاربردهای شبکه های بی سیم شخصی با نرخ بیت کم ) IEEE، ...5نتیجه در سال

WPANبانام 3..5این استاندارد در سال . ( گرفتIEEE 4.50.208 و نام تجاریZIGBEE عرضه شد. استانداردIEEE

( که توسط LR-WPANs (بکه های بیسیم شخصی شبرای ارسال دیتا با نرخ پایین در MACو PHYالیه های 4.50.208

zibee ی این تکنولوژی مصرف توان کم ، قیمت ارزان، نرخ ارسال مورد استفاده قرار میگیرند را تعریف می کند.از جمله ویژگیها

شخصی را در بر میگیرد. از ان جمله رنج وسیعی از شبکه های بیسبم zigbeeیت اطمینان باالی آن است. کاربردپایین و قابل

کاربردهای کنترل صنعتی، اتوماسیون های خانگی،کاربرد های وسیع نظامی، میتوان به شبکه های سنسور برای مونیتورینگ و

پزشکی، ارتباط بین کامپیوتر و اجزای جانبی ان اشاره کرد.

۹۱4۰-۹۰۱ي ها در فرکانس نشده رزرو فرکانسی باندهاي در و گرفته بهره IEEE 4۰۱0۵204استاندارد از zigbeeفناوري

MHz ،۱0444–۱04۰۰ GHz 46406و MHz -4640۰ .مگاهرتز مورد استفاده قرار می گیرد

قیمت پایین، ارسال نرخ اصلی، نیازمندیهاي آنها در و میکنند باتري استفاده از که است مناسب کاربردهایی براي ZIGBEEفناوری

و بوده محدود است فعالیت از نوعی درگیر بیسیم وسیله که زمانی کل ها کاربرد این از بسیاري در .است زیاد باتري عمر و ارزان

قابلیت اینمی توانند ZIGBEEوسایل ترتیب این به .میبرد سر به میشود هم نامیده خواب مد که توان ذخیره مد در اوقات اکثر وسیله

از شبکه یک در که داده هایی نوع به اگر .دهند ادامه کارخود به باتري تعویض به نیاز بدون طوالنی مدتهاي که باشند داشته را

[6]هستند داده کوچک هاي بسته آنها اکثر که میشویم متوجه بیندازیم نگاهی شود می بدل و رد عملگرها و سنسورها

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 4: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

Wi-Fi و Bluetooth با ZIGBEEمقایسه .کنند فراهم می خاصی کاربردهاي براي را مزایایی آنها از یک هر که دارند وجود مختلفی استانداردهاي بیسیم ارتباطات فضاي در

راازاستانداردهاي ZIGBEEکه ویژگی هایی فهم در را ما WIFIو BLUETOOTHمثل یی استانداردها با ZIGBEEمقایسه

میدهند نشان خالصه طور به را استانداردها این اصلی خصوصیات پایین جدول و زیر شکل .میکند یاري میسازد متمایز دیگر

وایرلس 4.5استاندارد ( نمایش فضای 3شکل

که در جدول زیر به صورت دقیق تر این مقایسه صورت گرفته

ZIGBEE، بلوتوث و WIFIتکنولوژی 3. مقایسه Iجدول

شبکه به وسیله سیگنال یک STARتوپولوژی های ستاره ، درخت و مش را پشتیبانی میکند. در توپولوژی از ZIGBEEالیه شبکه

در این نوع شبکه ها .میباشد( MASTER)نود گفته میشود کنترل خواهد شد ZIGBEE CORDINATORدستگاه که به آن

CORDINATOR نقش کلیدی و مهمی در ابتدای شبکه و برقراری ارتباط مابین اجزای داخلی خود بر عهده دارد. الزم به ذکر است

خود در ارتاط مستقیم میباشد برای درک بهتر این CORDINATOR( مینامند که با slave nodesیی شبکه را )نود های دیگر و انتها

[7]مطلب در شکل زیر نمایش داده شده است.

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 5: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

( نمایی از توپولوژی شبکه زیگ بی4شکل

:سخت افزار پیشنهادی

IC های متعددی برای اجرای این سیستم موجود است که ماCC0342 را از شرکتTexas Instruments Incorporated پیشنهاد

:در زیر آوردیممیکنیم دلیل آن نیز

در هسته 1201عملکرد باال و مصرف پایین و دارای میکروکنترولر (1

گیگا هرتز 508و فرکانس IEEE 12001003سازگار با ارسال دریافت تحت استاندارد (0

02mAو در مد دریافت 00mAانرژی مصرفی در مد ارسال ( مصرف کم 3

در مد خواب ( 200μA(مصرف انرژی بسیار پایین )8

stand byدر مد (200μA)مصرف انرژی ( 0

(002V – 400V)( رنج وسیع برای ولتاژ 6

رقم 1بیتی با قابلیت ورودی 13-1مبدل آنالوگ به دیجیتال ( 2

III .دیتاهای بالینی:

معاینات در سیستم پیشنهادی سیگنال های ما با طیف زیادی از آنها از نظر حجم و نوع روبرو هستیم. دیتاها های بالینی حوزه در

آمده را مد نظر قار خواهیم داد. در شکل زیر مهماری کلی سیستم را بین شده است. Iچک آپ به صورت معمول که در جدول

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 6: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

( معماری کلی سیستم2شکل

راپیشنهاد میکنیم که دستگاهی و ما برای ثبت آن به طور معمول به وسیله برنامه های کاردیولوژی مانیتور شده ECGسیگنال های

دبتوانند اطالعات نرخ ، ریتم و جریان خونی قلب را از آن لید متصل به قلب باشه تا پزشکان وقتی دیتاها را بررسی میکنن 3دارای

[4][2]آمده است. Iل های مورد نظر ما در این طرح برای مانیتورینگ در جدول استخراج کنند . سیگنا

:رنج فرکانسی برای دیتاهای بالینیiiجدول

:بیسیم حسگرنودهای

، حسگر فشار خون، سنسور پالس و درجه حرارت LEAD 3با ECGهر نود حسگر بیسیم برای جمع اوری اطالعات شامل حسگر

بدن میباشد با توجه به پیشرفت تکنولوژی بعضی از این سیگنال هارا میتوان در یک حسگر نیز اندازه گیری کرد.

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 7: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

نود کنترل کننده های مرکزی:

به جهت انتقال wbasnگر در یگ اجرا میشود. وظیفه مدیریت گره های حس zigbee coordinatorگره کنترل کننده مرکزی که توسط

( و برعکس 3gویا شبکه های gsmیک شبکه موبایل تلفن همراه ) به wsbanاز اطالعات ) اطالعات پزشکی یا مربوط به کنترل و غیره(

[9]برعهده دارد.

: مدل پیشنهادی انجام کارمراحل

مانیتورینگ بیماران میباشد ولی نباید از از ارتباط و ارسال اطالعات بین نود های شبکه های حسگر بیسیم کنترل و اگرچه هدف اصلی شبکه های

حسگر و نود کنترل کننده مرکزی غافل شد و ارتباط بدون وقفه برای آن در نظر گرفت.

ش مصرف بیش از اندازه باید نیاز به پهنای باند و انرژی باالی داریم. بنابراین برای کاه LEAD 3با ECGدیتاهای از طرف دیگر برای ارسال

می باشد در اکثر زمان راه حلی برای کاهش مصرف ارائه کرده و آن کار در مد " کار در هنگام درخواست"CC .583راه حلی بیندیشیم. ماژول

ها ماژول میتواند در مد خواب باشد و برای اکتیو شدن باید یکی از حاالت زیر رخ دهد

به ماژول زیگ بی wake up(وقتی بیمار احساس خوبی ندارد درخواست چک شدن را ارسال مینماید. درخواست ارسالی باعث ایجاد مد .

به نود های حسگر ارسال خواهد شد wbasnخواهد داد که این پیغام از طریق نود کنترل مرکزی به در داخل

ارسال میکند. WBASMاز طریق شبکه سلولی به wake-up ته باشد.او یک دستور (وقتی پزشک به یک سری اطالعات بالینی نیاز داش5

wake-up, قسمت سیگنال پروسسینگ هر ماژول توانایی این را دارد که یک دستور (اگر سیگنال دریافتی هریک از سنسور ها طبیعی نباشد3

ر همان لحظه نود سیگنال هشداری را برای بیمار تولید مینماید.تولید کند. به عنوال مثال اگر دمای بدن بیمار بیش از اندازه باشد د

به صورت برنامه ریزی و در فواصل معین زمانی شده دیتا های بالینی جهت مانیتورینگ و چک آپ برای پزشک ارسال کند که این زمان ها (8

با توجه به تنظیم زمان مد wakeupتاهتر می باشد.که حالت نسبت به هر بیمار متغییر می باشد.مثال برای بیماران مراقبت ویژه این زمان کو

خواب در ماژول زیگ بی قابل دستیابی است.

و kHz 350764داخلی خاموش هستند. تنها اجزای فعال قسمت محرک خارجی ، اسیالتور در مد خواب اکثر مدارات داخلی

خاموش بوده و بقیه قسمت ها ثبت کننده مشغول به فعالیت هستند. با این ECGقمستهای مربوط به تامیر میباشند. قسمت ثبت سیگنال

میشوند.از نود کنترل کننده مرکزی مشغول مانیتورینگ wakeupحال تمامی نود های حسگر های بیسم به محض دریافت دستور

.و مرحله ر شد دریافت وارسال میشوددر حلت فعال تمامی قسمتهای ماژول کار میکند و تمامی سیگنال های بالینی که در باال ذک

ادامه خواهد داشت . الزم به ذکر است که در مدل پیشنهادی دستور پایان در یکی از ENDارتباط ارسال و دریافت تا نرسیدن تقاضا

حاالت زیر رخ میدهد.

پایان را از طریق شبکه سلولی به ( دکتر داده های بالینی کافی برای تشخیص را بدست آورده باشد که در این هنگام پزشک دستور.

WBASN کرده و جایگزین مد ارسالwakeup میشود.

بیمار این دستور را ارسال کند(0

(اگر محرک داخلی وجود نداشته باشد)سیستم به صورت خودکار دستور پایان را بعد از مدت از پیش تعریف شده ای ارسال کند (4

آورده شده است WBASNدر فلوچارت زیر مراحل کار یک

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 8: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

فلوچارت مدل عملکردی( 0شکل

:نتیجه گیری

مدلی کم مصرف از یک شبکه سنسوری بیسیم با استفاده از ماژول زیگبی ارائه شده است.این طرح قابل پیاده سازی بر در این مقاله

روی دستگاه های موبایل را داشته که هم بتوان سیگنال ها را مانیتور کرد و هم از طریق آن دستور الزم توسط پزشک اتخاذ گردد و

.ارسال کند WBASN به

سرور توسط با یک معماری متمرکز مهمترین رکن در تمامی شبکه های کامپیوتری می باشد. که این امر درشبکه های سنتی سیمیمدیریت شبکه

اصلی کنترل میشود.

رلسیوا یسنسور یها شبکه تیریمد یاصل فیوظا از یتوپولوژ تیریمد تیدرنها و شده نوشته یا برنامه ،کد یانرژ تیریمد

.باشدیم

ارسال یباال تیاهم به توجه با. باشند فعال آنها کیکدام و خواب درمد ها گره کدوم موقع چه که شودیم معلوم قسمت نیا در

خواهد یجان و یمال نیسنگ یها نهیهز پرداخت به مجبور را ما قمت نیا در یاشتباه ایو خلل گونه هر نیسیمد تله حوزه در اطالعات

.کرد

یها قیدرتحق که میدواریام باشدیم ذکرشده باال در که شبکه تیریمد اهداف با انطباق تیقابل یدارا شده یمعرف CC .583 ماژول

و شتریب داده ارسال به بتوان و میرانباشیا در لیموبا قسمت در ۴ یها ساخت ریز یانداز وراه دیجد ییکردهایرو دنبال به ندهیآ

.شود پرداخته راحتر

مراجع:[1]. Mohd Fadlee A. Rasid and Bryan Woodward, “Bluetooth Telemedicine Processor for Multichannel Biomedical Signal Transmission via MobileCellular Networks” IEEE Transactions on Inforamtion Technology in Biomedicine,Vol.0, No.1, pp. 40–34, March 0220 [2]. José Ramón Gállego and Ángela Hernández-Solana, “Performance Analysis of Multiplexed Medical Data Transmission for Mobile Emergency Care Over the UMTS Channel,” IEEE Transactions on Inforamtion Technology in Biomedicine,Vol.0, No.1, pp. 14–00, March 0220. [4]. Wireless Sensor Networks, F. L. LEWIS ,Associate Director for Research ,Head, Advanced Controls,

Sensors, and MEMS Group ,Automation and Robotics Research Institute ,The University of Texas at Arlington

[3]. Wireless body area network for telemedicine,cristina tarin,lara traver,narcis cardona, institute telecommunication and application multimedia od university of Valencia [0]. A Reliable Transmission Protocol for ZigBee-Based Wireless Patient Monitoring, Shyr-Kuen Chen, Tsair Kao,

Chia-Tai Chan, Chih-Ning Huang, Chih-Yen Chiang, Chin-Yu Lai, Tse-Hua Tung, and Pi-Chung Wang, IEEE

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20

Page 9: •ìŸ zigbee©“©çŽ—³“ ‘ 6ç—‘ãáó³ó‘5í³ç³ê0‘·¯“Ý©ã.ó ê ...jhosp.tums.ac.ir/article-1-5226-fa.pdf · (Wireless Sensor Network/ WSN âô´ô

[6]. Smart Hospital Using RFID and ZIGBEE Technology, N Jacob, K T V Reddy Lecturer, SIES Graduate School of Technology Principal, Terna Engineering College Nerul, Navimumbai, India, International [7].Wireless sensor networks: A survey on the state of the art and the 4.20.208 and ZigBee standards, Paolo Baronti

b,c, Prashant Pillai a, Vince W.C. Chook a, Stefano Chessa ,Alberto Gotta b, Y. Fun Hu a, accepted .8 December

2..6, Computer Communications 0. (2..7) .622–.662.

[4]. A Wireless Sensor Network Based on ZigBee for Telemedicine Monitoring System, Xiao Hu, Jiaqing

Wang, Qun Yu, Waixi Liu, Jian Qin, Information, Machinery and Electronics College Guangzhou University [6]. Real Time Monitoring of Electrocardiogram through IEEE4.20.208 Network, Wei Lin Department of Biomedical Engineering Stony Brook University TRANSACTIONS ON INFORMATION TECHNOLOGY IN BIOMEDICINE, VOL. .6, NO. ., JANUARY 2..2

Conference and Workshop on Emerging Trends in Technology (ICWET 0211) – TCET, Mumbai, India

Dow

nloa

ded

from

jhos

p.tu

ms.

ac.ir

at 2

0:29

IRS

T o

n F

riday

Jan

uary

10t

h 20

20