第15卷第2期 南京师范大学学报(工程技术版) Vo1.15 No.2 2015年6月 JOURNAL 0F NANJING NORMAL UNIVERSITY(ENGINEERING AND TECHNOLOGY EDITION) June,2015 基于无线传感网的消防员生命体征参数 监测系统研究 邹 鸣 ,鲍贤亮 ,陈年海 ,徐一凡 ,庄建军 ,-7新宝 (1.南京森林警察学院学生处,江苏南京210023) (2.南京大学电子科学与工程学院,江苏南京210023) [摘要] 本文设计了一种基于无线传感网的消防员生命体征参数监测系统.系统采用HK-20OOB+脉搏传感器 采集人体脉搏信号,以单一CC2530芯片作为信号采集和无线通讯平台,用c#控件编写上位机监控软件,实现了 对消防人员生理参数的远程实时监控,包括实时脉搏波形显示和瞬时心率计算.本系统具有低功耗、远距离、高 稳定性的特点,为消防员野外救灾任务提供安全保障和支持. [关键词]消防,Zigbee技术,无线传感网,可穿戴式设备 [中图分类号]TP274 [文献标志码]A [文章编号]1672—1292(2015)02—0083-05 Study on a Monitoring System for Vital Signals from the Firemen af ,ork Based on Wireless Sensor Network Zou Ming ,Bao Xianliang ,Chen Nianhai ,Xu Yifan ,Zhuang Jianjun ,Ning Xinbao (I.Office ofStudentAffairs,Nanjing Forest Police College,Nanjing 210023,China) (2.School of Science of Electronics and Engineering,Nanjing University,Nanjing 210023,China) Abstract:This paper designs a fireman vital signal monitoring system based on wireless sensor networks.With the use of HK一2000B+pulse sensor,CC2530 development platform and PC Windows software on C#,the system realizes remote real-time monitoring of firefighters’physiological parameters,including pulse waveform display and instantaneous heart rate calculation.With the advantage of low power,remote distance and hi【gh stability,this system provides security and support for firefighters rescue mission and has great practical value.It shows the broad application prospects in conjunc— tion with other sensors and wearable devices. Key words:firefighting,Zigbee technology,wireless sensor network,wearable devices 据有关文献统计,1996年至2005年的1O年间,全国消防员牺牲共131人,伤残1 610人;而2007年 至2009年仅3年间,全国就有153名消防员牺牲,500余人伤残.一方面消防员执行救火任务时发生意外 伤亡事件呈明显上升趋势,另一方面有关于消防员生命体征远程监控方面的相关研究尚属空白.消防救 火人员实时监测系统的开发可对消防员自身的安全预警、人员的合理调度、危险处境的及时救援提供必要 的保障和支持. 无线传感器网络技术在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物测量、空间探索等领 域有着广阔的应用前景和巨大的应用价值.本文参照无线传感网络在地震救灾…、矿井安全监测l2 等领 域的应用,设计一种基于无线传感网的消防员生命体征参数监测系统,以便消防人员在执行野外救灾任务 时,实时监测每位消防员的生理参数,及时了解参加消防救灾任务的消防员的人身安全情况. 1系统整体框架 本系统主要分为3个部分:佩戴在消防员身上的脉搏传感器和无线发射装置、监测中心的无线接收装 收稿日期:2015-01—17. 基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金项目(LGYB201416)、国家级大学生创新训练计划项目(G1410284025). 通讯联系人:庄建军,博士,副教授,研究方向:医学电子、嵌入式技术应用.E-mail:jjzhuang@nju.edu.ca 一83— 南京师范大学学报(工程技术版) 第l5卷第2期(2015年) 2硬件模块设计 要 冀‘ 蔷等:皇 允 兰 串口无线通 日藿 圈i 附近协调器和路由器返回的信标帧,尝试选择一 I上位机H协蒯器 终端二r—__1脉搏传感器I; 设备即可加人到此网络中 -7]. 图1系统的拓扑结构图 本系统协调器模块仍使用CC2530芯片,在 ng・ Tol ̄lOgy of wh0k sy 3软件模块设计 alPort串口通讯控件接收协调器发送过来的脉搏数据 ],最后处理数据、显示波形和计算心率.脉搏模拟 信号的最小值明显且突出,计算心率时,以脉搏波波形的最小值为特征点,记录相邻最小值间隔点的个数, 邹鸣,等:基于无线传感网的消防员生命体征参数监测系统研究 [7]唐晓强,王红旭,陈庆兰.基于GPRS-Zigbee的路灯监控系统设计[J].数据采集与处理,2010(S1):196—199. 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