面向智能服裝無線傳感器網絡的性能評估及設計實現.pdf

1、智能服裝是將微電子技術與服裝進行結合的系統(tǒng)。它是集成嵌入在服裝中的傳感器、微控制器、處理計算單元、網絡傳輸單元和輸入輸出單元的有機統(tǒng)一體，實現滿足生理檢測需求的信息感知、獲取、傳輸、處理和顯示功能。 為了更好地滿足人體健康監(jiān)護需求，論文提出了基于IEEE802.15.4的智能服裝無線傳感器網絡(Garment—EmbeddedWirelessSensorNetwork，GE—WSN)，設計了GE—WSN無線傳輸方案，在人體范圍內

2、實現采集傳輸各種生理信號。文章還提出了一種具有實用價值的節(jié)點設計方案，實現了人體的生理信號在無線網絡中的通信問題，以促進無線傳感器網絡相關技術研究和應用的進一步發(fā)展。這種新型的智能服裝將打破傳統(tǒng)的有線通信，通過簡便的服裝達到檢測人體健康的作用，將智能服裝輕捷、簡便地應用于實際生活中。整個系統(tǒng)采用新型傳感器檢測人體生理信號，經過微處理器提取并處理，在體域網內，簡約節(jié)點將人體生理信號的特征值和波形傳輸到中央協(xié)調器，進而通過體外網(局域網或廣

3、域網)將信息傳遞到最終的控制中心(如醫(yī)院)。預期的目標是設計開發(fā)出低功耗的無線傳感網絡智能節(jié)點，實現人體生理數據通過無線網絡的信息傳輸。 論文主要完成以下幾個方面的工作： 1．提出了基于IEEE802.15.4的智能服裝無線傳感器網絡(Garment—EmbeddedWirelessSensorNetwork，GE—WSN)，詳細分析了具有生理檢測智能服裝的傳輸需求及其網絡協(xié)議的體系構架，并設計了一種新型的GE—WSN無

4、線傳輸方案，以實現人體各種生理信號的采集與傳輸。 2．以心電信號為主要研究對象，設計滿足GE—WSN無線傳輸的仿真實驗方案，通過NS2軟件比較了兩種傳輸機制中的網絡性能，并對網絡傳輸能量進行了深入分析，驗證了GE—WSN無線傳輸方案的有效性和可靠性，得出采用信標使能的時隙載波幀聽多點接入/沖突避免的傳輸機制更加適合智能服裝的數據通信。 3．詳細分析了GE—WSN智能節(jié)點的設計需求及系統(tǒng)構架，通過深入探討簡約節(jié)點和中央協(xié)調

5、器的選型，給出了一種具有實用價值的節(jié)點設計方案—TI公司的MSP430+HelicommIP—Link1200，并給出其實物構建圖，為智能服裝實現無線傳輸人體生理信號提供了理論依據和實際參考模型。 4．采用德州儀器(TI)的MSP430和赫立訊第一代嵌入式無線通信模塊IP—IAnk1200組建的智能節(jié)點實現了GE—WSN的生理信號的無線傳輸，給出了心電信號經無線傳輸后在Labview上形成的最終結果，實現并驗證了搭建人體生理GE