عنوان پایان‌نامه
طراحی و پیاده سازی یک شبکه حسگر بیسیم به منظور پایش مستمر علایم حیاتی بدن (لایه فیزیکی-لایه دسترسی به رسانه)
- رشته تحصیلی
- مهندسی فناوری اطلاعات پزشکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63120;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 97
- تاریخ دفاع
- ۳۱ اردیبهشت ۱۳۹۳
- دانشجو
- امیر جوادپور
- استاد راهنما
- فاطمه ثقفی
- چکیده
- چکیده پایش علایم حیاتی بدن در علم پزشکی حائز اهمیت است و جزو ملزومات اساسی این شاخه از علم میباشد. علایمی مانند دمای بدن، ضربان قلب، ریتم تنفس، سیگنالهای مربوط به مغز و غیره برای یک فردی که تحت مراقبت است باید به صورت پیوسته بررسی شود. این اعمال در گذشته به صورت دستی صورت می¬گرفت. با پیشرفت تکنولوژی، در سیستمهای پایشی که اکنون مورد استفاده قرار میگیرد، از سیستم¬های خودکار و بدون دخالت مستقیم افراد استفاده می¬شود. در این سامانه¬ها، حسگرها به بدن فرد تحت مراقبت متصل شده و دادههای دریافت شده توسط این حسگرها از طریق سیم به سیستم مرکزی اطلاعات متصل شده و داده¬ها جهت نشان دادن در نمایشگر مربوط ارسال میشوند. همچنین با پیشرفت چشم¬گیر تکنولوژی ارتباطی بیسیم، سامانههای جدید پایش علایم حیاتی بدن نیز به سمت برقراری ارتباطات بیسیم سوق داده شدند. همانطور که میدانیم، ایجاد یک شبکه بیسیم ملزومات مختص به خود را داراست و با توجه به ماهیت این شبکهها، نیازمند طراحی و سازماندهی خاص خود می¬باشد. در این پایان¬نامه به طراحی و پیادهسازی سامانه پایش یکی از این علایم حیاتی که دارای زیر¬ساخت بیسیم میباشد، پرداخته شده است .در این پژوهش پروتکل دسترسی به رسانهای با نام ID-MACارائه شده است که به اندازهگیری دقیق دمای بدن جهت نمایش در سامانه پایش می¬پردازد. پروتکل پیشنهادی، بر پایه درخواست و تقسیم زمان برای لایه دسترسی به رسانه به صورت سختافزاری پیادهسازی شده است. در این سامانه دادههای جمع¬آوری شده توسط حسگرهای دیجیتالی که در شبکه موجود هستند، به ایستگاه مرکزی دریافت اطلاعات منتقل میشوند. در این سامانه دو گره حسگر متفاوت پیاده¬سازی شده است که از میکروکنترلر به عنوان هسته مرکزی پردازش بهره می¬برند و در فرکانسهای متفاوت 915 مگاهرتز و 2.4 گیگاهرتز فعالیت می¬کنند. در بررسی سامانه پیاده¬سازی شده، مقادیر توان گذردهی، مصرف انرژی و میزان تاخیر برای هر سامانه بدست آمده است. لازم به ذکر است که سامانه توسعه داده شده شامل رابط کاربری و هشدار میباشد و دادههای دریافتی به صورت بلادرنگ بر روی کامپیوتر قابل مشاهده میباشند.
- Abstract
- This thesis addresses the design and implementation of an real-time monitoring setup which is able to continuously measure the vital signs associate with the patient under care (PUC). Such the setup, as one of the essential components of modern healthcare systems, can accurately record the PUC's brain, muscle, heart activity in addition to the body temperature depending on type of sensors used. The developed setup consists of a number of wireless sensor nodes (i.e., wireless temperature sensor) for continuous recording of neonates' body temperature hospitalized the intensive care unit (ICU). Each wireless temperature sensor incorporates an accurate semiconductor temperature sensor, a transceiver operating at the ISM frequency band (i.e., 915 MHz or 2.4 GHz) as well as a microcontroller which is utilized to control the thermometers functionalities including wireless medium access, and transmission and reception of measured temperature. A voltage regulator and a low pass filter were also used in order to suppress spurious signals and environmental noise induced on the thermometer's feed line. Given, the wireless thermometers send out data wirelessly and in order to distinguish the readings related to individual sensors, the 1-wire protocol is used. This protocol can securely tag the temperature value by incorporating a unique ID into the data packets which are sent wirelessly. An array of two thermometers were implemented and successfully tested in different scenarios, namely free-space, water (immersed thermometers) and on a volunteer's wrist. Also, an in-house developed computer software was used in order to visualize the measured temperature values in addition to alerting the PUC high body temperature as well as its rapid increase. The agreement between the experimental data and real temperature values is reasonably acceptable and that of the on-body testing is significant.
