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摘 要：随着社会进步和经济的发展，人们对健康的关注和要求也越来越高，不再停留在解决温饱和病痛的层次上，而是要实时准确关注身体的每一部分的健康状况，基于此种现象，针对传统医疗监护系统存在导联线过多，用户活动受限，预警、就医指导不足等问题。设计了基于基于物联网技术的人体云健康监护及预警系统，该系统以智能手机为预警显示平台，并结合穿戴式测技术和无线通信技术能有效实现多项生理参数的无创采集、移动传输、智能处理以及语音智能控制、预警等功能。实验表明该系统具有操作简单，可扩展性强、使用效果优等特点，为肢体残障者疾病预警提供了技术支撑，为个人、家庭、社区监护和远程医疗创造了条件。
关键词：医疗健康;传感器网络;物联网
一、健康监测系统的设计与实现
基于arduino的物联人体健康监测系统，此系统通过智能传感器实时监测人体周围环境参数、生命体征参数、运动状态、视频等信息，并将采集到信息传给智能穿戴设备，这些设备集成了温度，心率等医疗传感器，核心控制器arduino2560，WIFI模块，音乐系统，显示屏，GPS，二氧化碳模块等多个部分，并开发特定的上位机对数据进行分析和处理后将结果回馈给被测者。多传感器将采集到的人体生理数据传送给主控芯片，主控芯片将数据处理后通过WIFI模块与WIFI网络连接上传给云端，远程控制中心上位机通过，云端获取数据，从而实现对生理状况的远程监控。另外，还可通过音乐系统选歌放松身心，屏幕显示歌曲和实时测量结果等功能，并且上位机还可以通过WIFI显示终端所在具体位置。
二、健康监测系统的硬件配置
本设计是基于Arduino Mega2560核心模块进行设计的，Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计。处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口（其中16路可作为PWM输出），16路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源 插座，一个ICSP header和一个复位按钮。
利用esp8266作为与云端服务器进行溝通的桥梁，ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。
用户身体参数的测量则是分别采用了SI1143心率血氧传感器与红外温度传感器。SI1143心率血氧传感器是根据氧合血红蛋白对660nm红光吸收量较少，而对940nm红外光吸收量较多;血红蛋白则反之，用分光光度法测定红外光吸收量与红光吸收量之比值，就能确定血红蛋白的氧合程度，从而测量血液中的氧气含量。它通过IIC接口连接，进行数据的交换。MLX90614 是一款红外非接触温度计。集成了红外感应热电堆探测器芯片和信号处理专用集成芯片。由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信号处理单元，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。
三、总结
基于物联网技术的健康监护及预警系统突破了传统的监护系统设计模式，在原来监护的基础增加了就医指导、失联预警;在技术层面上提出新型物联网技术、无线通信技术以及云存储技术;在成本设计上，提出在医院和家庭使用WIFI免费无线传输，外面使用基于流量的移动通信4G技术，降低费用;在功耗方面提出了睡眠和唤醒机制。实验证明系统稳定、功能齐全、操作简单、界面友好，测量的数据具有实时、连续、准确性和可靠，解决了多生理参数采集数据安全存储问题，实现复杂网络环境下随时随地的实时医疗监护，为国内智能化医疗与移动健康事业的发展提供了参考，具有很高的使用价值和广阔的发展前景。本项目作品通过研究多传感数据的远程传送与智能处理的关键技术，建立基于ZIGBEE与多传感器的无线传感网络与基于GPRS的远程通讯，多生理参数的智能处理，实现人体多项生理参数的实时采集与远程处理，为全国居民解决疾病预防与远程医疗问题提供便利。通过技术集成与应用创新，建立和完善不同地点生理参数同时处理的网络系统，实现测量全程的数据同步处理、远程控制，预防疾病与远程治疗。在全国范围内推动全国远程医疗与疾病预防的网络系统。若能进一步加强功能，并将作品集成化，小型化，可以成为一款物美价廉的身体状况远程监控设备，推广后可惠及全球居民。
参考文献
[1]Hill J L，Culler D E.Mica：A wireless platform for deeply embedded networks.IEEE Micro，2002，22（6）：19-30.
[2]薛冰冰，吴书裕，李亚萍，等.基于STM32 的微型多参数健康监护终端的设计[J].电子技术应用，2014，40（2）：12-15.
[3]彭兰地，米明.基于3G技术的远程医疗监护系统设计[J].计算机与现代化，2013（1）：88-90+94.
关键词：医疗健康;传感器网络;物联网
一、健康监测系统的设计与实现
基于arduino的物联人体健康监测系统，此系统通过智能传感器实时监测人体周围环境参数、生命体征参数、运动状态、视频等信息，并将采集到信息传给智能穿戴设备，这些设备集成了温度，心率等医疗传感器，核心控制器arduino2560，WIFI模块，音乐系统，显示屏，GPS，二氧化碳模块等多个部分，并开发特定的上位机对数据进行分析和处理后将结果回馈给被测者。多传感器将采集到的人体生理数据传送给主控芯片，主控芯片将数据处理后通过WIFI模块与WIFI网络连接上传给云端，远程控制中心上位机通过，云端获取数据，从而实现对生理状况的远程监控。另外，还可通过音乐系统选歌放松身心，屏幕显示歌曲和实时测量结果等功能，并且上位机还可以通过WIFI显示终端所在具体位置。
二、健康监测系统的硬件配置
本设计是基于Arduino Mega2560核心模块进行设计的，Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计。处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口（其中16路可作为PWM输出），16路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源 插座，一个ICSP header和一个复位按钮。
利用esp8266作为与云端服务器进行溝通的桥梁，ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。
用户身体参数的测量则是分别采用了SI1143心率血氧传感器与红外温度传感器。SI1143心率血氧传感器是根据氧合血红蛋白对660nm红光吸收量较少，而对940nm红外光吸收量较多;血红蛋白则反之，用分光光度法测定红外光吸收量与红光吸收量之比值，就能确定血红蛋白的氧合程度，从而测量血液中的氧气含量。它通过IIC接口连接，进行数据的交换。MLX90614 是一款红外非接触温度计。集成了红外感应热电堆探测器芯片和信号处理专用集成芯片。由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信号处理单元，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。
三、总结
基于物联网技术的健康监护及预警系统突破了传统的监护系统设计模式，在原来监护的基础增加了就医指导、失联预警;在技术层面上提出新型物联网技术、无线通信技术以及云存储技术;在成本设计上，提出在医院和家庭使用WIFI免费无线传输，外面使用基于流量的移动通信4G技术，降低费用;在功耗方面提出了睡眠和唤醒机制。实验证明系统稳定、功能齐全、操作简单、界面友好，测量的数据具有实时、连续、准确性和可靠，解决了多生理参数采集数据安全存储问题，实现复杂网络环境下随时随地的实时医疗监护，为国内智能化医疗与移动健康事业的发展提供了参考，具有很高的使用价值和广阔的发展前景。本项目作品通过研究多传感数据的远程传送与智能处理的关键技术，建立基于ZIGBEE与多传感器的无线传感网络与基于GPRS的远程通讯，多生理参数的智能处理，实现人体多项生理参数的实时采集与远程处理，为全国居民解决疾病预防与远程医疗问题提供便利。通过技术集成与应用创新，建立和完善不同地点生理参数同时处理的网络系统，实现测量全程的数据同步处理、远程控制，预防疾病与远程治疗。在全国范围内推动全国远程医疗与疾病预防的网络系统。若能进一步加强功能，并将作品集成化，小型化，可以成为一款物美价廉的身体状况远程监控设备，推广后可惠及全球居民。
参考文献
[1]Hill J L，Culler D E.Mica：A wireless platform for deeply embedded networks.IEEE Micro，2002，22（6）：19-30.
[2]薛冰冰，吴书裕，李亚萍，等.基于STM32 的微型多参数健康监护终端的设计[J].电子技术应用，2014，40（2）：12-15.
[3]彭兰地，米明.基于3G技术的远程医疗监护系统设计[J].计算机与现代化，2013（1）：88-90+94.