國科會無線感測器前瞻計畫 |
守護天使 - 建構無線感測網路 用於 居家遠距監測 與 自主管理系統 |
執行期限： 95/11/01 ～ 98/10/31 |
計劃摘要 |
| 無線感測網路應用於居家健康照護服務上已日益蓬勃發展，而大多數無線健康照護相關方面的系統大都重於點對點的傳輸，實質上沒有採取網路的架構。如此，將會使系統的擴充性受到限制。然而少數具有使用網路架構的研究大都採用藍芽的無線傳輸技術，藍芽是無線個人區域網路的標準之一，其Piconet 網路最多只容許八個裝置加入，網路定址能力將受到限制。為了實現無線感測網路，使其具有高度網路定址能力，本計畫透過ZigBee 發展無線感測網路。以ZigBee 作為無線個人區域網路，其建構在IEEE 802.15.4 的標準之上，具低功率消耗，高度網路定址能力的優點。本計畫建構之『守護天使』將透過佈建於人體身上之低功率無線感測網路架構提供多項生理信號監控與感測。其量測之生理資訊也透過此無線網路傳送至後端之資料庫儲存，並藉由Web程式開發可以透瀏覽器進行線上顯示與分析。 |
本計畫所要實現之『守護天使』系統是由多個無線生理信號感測器、路由器與個人區域網路仲裁器所組成的。開發此系統之硬體平台包含了一個微控制器 (MSP430F1611, TI, USA) 與ZigBee 射頻晶片(UZ2400, UBEC, Taiwan)。本計畫將以新平台完成ZigBee網路層之開發，並建構無線感測網路為一個樹狀三階層式之架構。透過無線生理感測器量測病人之溫度、血壓、心電圖、心率變化與血氧濃度傳送至路由器；路由器負責分配每個無線感測器可擁有的傳送時間，使用階層式的路由方式將封包傳送給個人區域網路仲裁器。個人區域網路仲裁器接收路由器傳送之封包並取出生理信號資料，以介面傳送至家庭或個人閘道器(Home or Personal Gateway)。居家健康照護上常伴隨大量生理信號的處理，由於無線感測網路在管理與控制會面臨棘手的問題，例如感測裝置如何做有效的管理及資料時效性的問題, 因此本計畫預計採用web-based 的管理方式，並結合web 2.0 的概念, 使生理信號圖形能夠流暢地顯示於網頁上。其技術主要結合非同步Java 描述語言、可延伸性標示語言、可縮放向量圖形與資料庫，具有跨平台、不受空間限制與整合性等優點。 本計畫所建構之『守護天使』系統具有遠端監控與管理能力之無線感測網路系統，其優點為具有高定址能力、低功率消耗、快速反應時間。將『守護天使』應用於居家健康照護系統上，可讓病人在家裡就可以透過此系統讓醫生即時監看居家病人的健康情形並進行雙向聯繫。透過『守護天使』系統之開發與實證，使得居家的健康照護成為一件經常且容易的事情。故可將此系統延伸之戶外監控如動植物棲息地與產地之監視或農業管理。關鍵字: 無線個人區域網路; ZigBee; 生理信號; 非同步Java 描述語言; 可延伸性標示語言; 可縮放向量圖形。 |
