基于ZigBee网络的智能医疗监控系统

摘要

本发明公开了基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，包括ZigBee无线监测节点、ZigBee协调器、ZigBee‑WiFi网关模块和控制主机，ZigBee无线监测节点获得指标的采集数据；ZigBee协调器收集各个ZigBee无线监测节点获得的采集数据和设备数据并发送到ZigBee‑WiFi网关模块；ZigBee‑WiFi网关模块将采集数据和设备数据进行协议转换发送到控制主机；控制主机将根据采集数据计算指标数据。本发明实现了在高噪声情况下对微弱体征主要信号特征的精确识别；提供无污染检测药液滴速的方法；通过轮询机制解决了由于ZigBee无线监测节点过多所导致的网络拥堵问题。

权利要求

1.基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，包括ZigBee 无线监测节点，其特征在于，还包括ZigBee协调器、ZigBee-WiFi网关模块和控制主机，ZigBee 无线监测节点，用于获得指标的采集数据；

ZigBee协调器，用于收集各个ZigBee 无线监测节点获得的采集数据和设备数据，并发送到ZigBee -WiFi网关模块；

ZigBee -WiFi网关模块，用于将采集数据和设备数据进行协议转换发送到控制主机；

控制主机，用于将根据采集数据计算指标数据，

所述的采集数据为同一信号源的两组采集数据，

控制主机收到同一信号源的两组采集数据后，将两组采集数据的相同采样时刻点的时刻点数据进行做差并将差值作为测量误差，当测量误差在设定误差范围内，即认为两组采集数据的该采样时刻点的时刻点数据为有效时刻点数据，将两组采集数据的该采样时刻点的有效时刻点数据取平均数后作为该采样时刻点下的最终时刻点数据，当测量误差不在设定误差范围内，时刻点数据无效，无效的时刻点数据对应的采样时刻点为无效采样时刻点，将两组采集数据中无效的时刻点数据剔除，将最终时刻点数据进行最小二乘法三次曲线拟合，获得拟合曲线，根据拟合曲线计算无效时刻点对应的拟合时刻点数据，根据无效时刻点在两组采集数据查找对应的时刻点数据作为比对时刻点数据，将拟合时刻点数据分别与两个比对时刻点数据进行比较，选取与无效时刻点对应的拟合时刻点数据最接近的比对时刻点数据，计算无效时刻点对应的拟合时刻点数据和最接近的比对时刻点数据的平均值作为无效采样时刻点对应的最终时刻点数据，将无效采样时刻点对应的最终时刻点数据替换拟合曲线对应的无效采样时刻点的拟合时刻点数据，获得最终的测量曲线，利用峰谷判别算法对最终的测量曲线进行识别，获得指标数据。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，其特征在于，ZigBee 无线监测节点包括终端控制器和分别与终端控制器连接的终端传感器、终端显示屏、终端ZigBee 收发模块和终端存储模块，终端传感器，用于获得采集数据；

终端控制器，用于将采集数据以及ZigBee 无线监测节点对应的设备数据存储在终端存储模块；还用于将采集数据和设备数据通过终端ZigBee 收发模块向ZigBee 协调器发送；还用于将采集数据和设备数据在终端显示屏上进行显示。

3.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，其特征在于，所述的ZigBee 协调器发送轮询指令到各个ZigBee 无线监测节点，各个ZigBee 无线监测节点收到轮询指令后将采集数据发送到ZigBee 协调器。

4.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，其特征在于，所述的ZigBee -WiFi网关模块通过WiFi协议无线接收控制主机发送过来的指令数据，并将指令数据转换成ZigBee 协议格式的指令数据发送给ZigBee 协调器，ZigBee 协调器通过无线通信广播的方式将指令数据发送给各个ZigBee 无线监测节点；指令数据包括设备编号、显示内容修改数据和修改命令，显示内容修改数据包括指标数据，ZigBee 无线监测节点收到指令数据，识别设备编号是否与自身的设备编号符合，如果符合，则通过显示内容修改数据和修改命令对ZigBee 无线监测节点的终端显示屏的显示信息进行修改。

5.根据权利要求2所述的基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，其特征在于，所述的终端传感器包括血压传感器模块、血氧传感器模块、心率传感器模块和输液药液滴速传感器。

6.根据权利要求5所述的基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，其特征在于，所述的输液药液滴速传感器包括茂菲氏管以及设置在茂菲氏管两侧的红外发光二极管和光敏电阻。

说明书

基于ZigBee网络的智能医疗监控系统

技术领域

[0001] 本发明属于无线通讯技术领域，更具体涉及基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，适用于医院对病人各项身体指标的监控。

背景技术

[0002] 当前我国应用的医疗监护系统绝大多数都是有线的，这种有线医疗监护设备因为连线复杂、布线困难，大多数又只能固定在一个位置应用。这就导致医院的医疗监护设备的使用效率大幅度降低，而且复杂的接线设置也很容易导致病人的心理压力过大，影响其配合治疗的情绪。针对有线监护系统存在的种种缺陷，当前无线医疗监护系统成为了监护系统发展的主要方向，因此对基于zigbee的无线医疗监护系统的研究具有鲜明的现实意义。

[0003] 基于医疗行业中安全的重要性，许多医院都采用了医疗监控的措施。传统的医疗监控措施大多以有线方式进行连接监控，这种监控方式存在很多弊端，如体积庞大、设备笨重、造价高昂、监控范围小、布线困难、维护工作量大等。同时，这种系统的抗干扰性也比较差，一旦某处线路出现问题可能导致整个监控系统无法工作，在很大程度上限制了监控系统的可靠性。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，用于解决现有技术中医疗监控系统存在的体积庞大、设备笨重、造价高昂、监控范围小、布线困难、维护工作量大、可靠性差等问题。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0006] 基于ZigBee网络的智能医疗监控系统，包括ZigBee 无线监测节点，还包括 ZigBee协调器、ZigBee-WiFi网关模块和控制主机，

[0007] ZigBee 无线监测节点，用于获得指标的采集数据；

[0008] ZigBee协调器，用于收集各个ZigBee 无线监测节点获得的采集数据和设备数据，并发送到ZigBee -WiFi网关模块；

[0009] ZigBee -WiFi网关模块，用于将采集数据和设备数据进行协议转换发送到控制主机；

[0010] 控制主机，用于将根据采集数据计算指标数据。

[0011] ZigBee 无线监测节点包括终端控制器和分别与终端控制器连接的终端传感器、终端显示屏、终端ZigBee 收发模块和终端存储模块，

[0012] 终端传感器，用于获得采集数据；

[0013] 终端控制器，用于将采集数据以及ZigBee 无线监测节点对应的设备数据存储在终端存储模块；还用于将采集数据和设备数据通过终端ZigBee 收发模块向ZigBee 协调器发送；还用于将采集数据和设备数据在终端显示屏上进行显示。

[0014] 如上所述的ZigBee 协调器发送轮询指令到各个ZigBee 无线监测节点，各个ZigBee 无线监测节点收到轮询指令后将采集数据发送到ZigBee 协调器。

[0015] 如上所述的采集数据为同一信号源的两组采集数据，

[0016] 控制主机收到同一信号源的两组采集数据后，将两组采集数据的相同采样时刻点的时刻点数据进行做差并将差值作为测量误差，当测量误差在设定误差范围内，即认为两组采集数据的该采样时刻点的时刻点数据为有效时刻点数据，将两组采集数据的该采样时刻点的有效时刻点数据取平均数后作为该采样时刻点下的最终时刻点数据，当测量误差不在设定误差范围内，时刻点数据无效，无效的时刻点数据对应的采样时刻点为无效采样时刻点，将两组采集数据中无效的时刻点数据剔除，

[0017] 将最终时刻点数据进行最小二乘法三次曲线拟合，获得拟合曲线，根据拟合曲线计算无效时刻点对应的拟合时刻点数据，根据无效时刻点在两组采集数据查找对应的时刻点数据作为比对时刻点数据，将拟合时刻点数据分别与两个比对时刻点数据进行比较，选取与无效时刻点对应的拟合时刻点数据最接近的比对时刻点数据，计算无效时刻点对应的拟合时刻点数据和最接近的比对时刻点数据的平均值作为无效采样时刻点对应的最终时刻点数据，将无效采样时刻点对应的最终时刻点数据替换拟合曲线对应的无效采样时刻点的拟合时刻点数据，获得最终的测量曲线，

[0018] 利用峰谷判别算法对最终的测量曲线进行识别，获得指标数据。

[0019] 如上所述的ZigBee -WiFi网关模块通过WiFi协议无线接收控制主机发送过来的指令数据，并将指令数据转换成ZigBee 协议格式的指令数据发送给ZigBee 协调器，ZigBee 协调器通过无线通信广播的方式将指令数据发送给各个ZigBee 无线监测节点；指令数据包括设备编号、显示内容修改数据和修改命令，显示内容修改数据包括指标数据，ZigBee 无线监测节点收到指令数据，识别设备编号是否与自身的设备编号符合，如果符合，则通过显示内容修改数据和修改命令对ZigBee 无线监测节点的终端显示屏的显示信息进行修改。

[0020] 如上所述的终端传感器包括血压传感器模块、血氧传感器模块、心率传感器模块和输液药液滴速传感器。

[0021] 如上所述的输液药液滴速传感器包括茂菲氏管以及设置在茂菲氏管两侧的红外发光二极管和光敏电阻。

[0022] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

[0023] 1、通过ZigBee无线传感器网络技术实现了传感器与监控设备之间数据无线传输，解决传统设备布线困难，不易移动的问题，方便移动设备位置，扩大监控范围，提高了系统的灵活性和运行效率；

[0024] 2、针对无线传输过程中环境干扰造成的数据精度问题，提出一种针对微弱体征信号的多通道分集信号采集方法，突破了基于高噪声、低信噪比的微弱体征信号的精确采集关键技术，实现了在高噪声情况下对微弱体征主要信号特征的精确识别；

[0025] 3、针对现有输液监控系统所存在精度不高或是会对药液造成污染等问题，本发明利用液体对红外光线的吸收作用，在输液管两侧分别安装发光二极管和光敏电阻，当有药液滴滴落时会影响红外光的强度，从而影响光敏电阻接收到的光信号，以此为依据便可以检测药液滴速。此方案对药液无污染并且测量精度高，实用性强。

[0026] 4、通过轮询机制解决了由于ZigBee无线监测节点过多所导致的网络拥堵问题。

附图说明

[0027] 图1是本发明的结构分布图；

[0028] 图2是ZigBee 无线监测节点的结构示意图；

[0029] 图3是输液药液滴速传感器的原理示意图；

[0030] 图4是手指血氧实测信号形态分布图(a)为正常体征信号的形态；(b)为微弱体征信号的形态；

[0031] 图5是双通道信号分集采集分布图，(a)为通道1获得的采集数据，(b) 为通道2获得的采集数据，(c)为通道1和通道2获得采集数据的均值(粗线表示)；

[0032] 图6是最终的测量曲线的示意图；

[0033] 图7是以两组数组存储通道1和通道2获得采样数据的示意图；

[0034] 图8为剔除无效的时刻点数据的最终时刻点数据的示意图。

[0035] 图中，1-第一ZigBee 无线监测节点；2-第二ZigBee 无线监测节点；3-第三ZigBee 无线监测节点；4-第四ZigBee 无线监测节点；5-第五ZigBee 无线监测节点；6-第六ZigBee 无线监测节点；7-ZigBee 协调器；8-ZigBee -WiFi网关模块；9-控制主机；10-控制主机显示器；11-红外发光二极管；12-光敏电阻。具体实施方案

[0036] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0037] 实施例1：

[0038] 在现有技术中，医疗监控系统多采用有线方式，存在的体积庞大、设备笨重、造价高昂、监控范围小、布线困难、维护工作量大、可靠性差等问题。因此，本发明的发明人对现有技术进行了改进，提供了基于ZigBee 网络的医疗监控系统，充分利用ZigBee 的低功耗、组网方便、可扩展性强、可靠性高的特点结合高效稳定的多通道数据采集技术、轮询机制和电脑端控制功能，充分利用ZigBee 无线传感器网络的优点对医院病人各项数据指标进行安全可靠的监测与控制，具有寿命长、使用方便、高可靠性、高安全性等优点，并且无需人为操作，可全方位监控病房里的病人的各项指标，并在得到采集数据中各项指标超过预设的阈值时触发报警机制以提醒医护人员及时对异常进行处理，在极大减轻医护人员工作量的情况下保持了医疗所需的安全性和稳定性，提高了医院整体的运作效率。

[0039] 下面将以一具体实例来详细说明本发明基于ZigBee 网络的智能医疗监控系统。

[0040] 需要说明的是，本发明的基于ZigBee 网络的智能医疗监控系统应用于现代医疗场景之中，用于对医疗场所中所涉及的病房以及病人的各项指标的采集数据进行监控，以确保医护人员及时了解各病房及病人的具体情况。

[0041] ZigBee 无线监测节点对应设置在医疗场景所涉及的各个病房以及病人相应的位置，用于实时监测医生所需掌握的病人各项指标。在本实施例中，所述病房以及病人相应的位置既可以是病房也可以是病床、输液设备或是病人身上包括如下的一种或多种：病房墙壁、病床、输液设备、病人身体附近。ZigBee 无线监测节点的数量可根据所需监测的病人指标而定，一般而言，一个病床可配置一个ZigBee 无线监测节点，但并不以此为限，若一个病人具有需要监测的多项指标，那么那一个病床上的可配置多个ZigBee 无线监测节点。在本实施例中，需特别说明的是，ZigBee 无线监测节点采用的是基于ZigBee 技术的设备。

[0042] ZigBee 无线监测节点包括：终端传感器、终端显示屏、终端ZigBee 收发模块、终端存储模块和终端控制器，终端控制器分别与终端ZigBee 收发模块、终端存储模块、终端传感器(包括血压传感器模块、血氧传感器模块、心率传感器模块和输液药液滴速传感器)连接，终端控制器用于将通过终端传感器采集的采集数据(包括血压信号、血氧信号、心率信号和输液药液滴速信号)、以及将ZigBee 无线监测节点对应的设备数据存储在终端存储模块；终端控制器还用于通过终端ZigBee 收发模块将采集的采集数据(包括血压信号、血氧信号、心率信号和输液药液滴速信号)和设备数据向ZigBee 协调器发送。在本实施例中，终端控制器可以是DSP芯片或单片机，例如CC2530处理器。

[0043] 针对现有输液监控系统所存在的不足，比如：1.机械式：利用弹簧秤对输液瓶进行称重以药瓶剩余重量作为测量基础，但是由于药品不同，输液所使用的药瓶也大小不一，仅仅依靠测量剩余重量难以保证准确性，不利于大范围推广；2. 电极式：在茂菲氏管中插入两个电极，当药液液滴在电极之间滴落时会产生中断信号，从而可以利用这种方法测量药液滴速，但这种方法需要设备与药液接触，对药液会产生污染。为解决以上问题，本发明设计了如图2所示的输液药液滴速传感器，利用液体对红外光线的衰减作用，在茂菲氏管两侧分别安装红外发光二极管11和光敏电阻12，当有药液滴滴落时会吸收和散射红外光线，影响红外光的强度，光敏电阻12接收到的光信号就会较弱；反之，无液滴滴落时，光信号较强，通过光敏电阻12将光信号转变成电信号，与ZigBee监测节点连接之后， ZigBee无线监测节点的终端控制器便可以通过电信号的强弱来判断是否有液滴滴落，从而可以测量液滴滴速并在药液滴完时发出报警信号。此方案对药液无污染并且测量精度高，实用性强。

[0044] ZigBee 协调器7与各个ZigBee 无线监测节点建立无线通信连接，用于汇总无线通信连接的各个ZigBee 无线监测节点上传的采集数据(包括血压信号、血氧信号、心率信号和输液药液滴速信号)并发送到ZigBee-WiFi网关模块8。在本实施例中，特别地，ZigBee 协调器7与ZigBee 无线监测节点是通过ZigBee 无线网络建立通信连接的。

[0045] ZigBee 是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，其具有如下优点： 1、近距离；2、低复杂度、自组织；3、低功耗；4、低速率，采用ZigBee 技术的产品可以在2.4GHz上提供250kbps(16个信道)，在915MHz上提供40kbps (10个信道)和在868MHz上提供20kbps(1个信道)的传输速率；5、短时延； 6、低成本，ZigBee 数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本；7、高容量，ZigBee 采用多种网络结构，由一个ZigBee 无线监测节点作为主节点管理若干其他ZigBee 无线监测节点作为的子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可以由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大型网络。另外，ZigBee 技术具有自动组网功能，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络。节点的增加或删除、位置的变化以及故障发生时，网络都能自我修复，并对网络拓扑结构进行相应的调整，无需人工干预，仍然能够保证整个系统正常工作。再有，ZigBee 协调器与各个ZigBee 无线监测节点之间的建立的ZigBee 无线网络可以采用不同的组网方式，例如星型拓扑结构、树型拓扑结构或网状拓扑结构。

[0046] 在本实施例中，各个ZigBee 无线监测节点需要将采集数据和ZigBee 无线监测节点对应的设备数据上传至相应的ZigBee 协调器7，即ZigBee 协调器7会汇总无线通信连接的各个ZigBee 无线监测节点上传的采集数据和设备数据。

[0047] 更进一步地，ZigBee -WiFi网关模块8对采集数据和设备数据进行协议转换后再上传至控制主机9。

[0048] 在实际应用中，ZigBee 协调器7汇总由ZigBee 无线监测节点上传的采集数据和设备数据并对汇总的采集数据和设备数据发送到ZigBee -WiFi网关模块8，ZigBee -WiFi网关模块8对采集数据和设备数据进行协议转换以供上传，包括：ZigBee 协调器7以广播方式获取相连的ZigBee 无线监测节点上传的采集数据和设备数据并发送给ZigBee -WiFi网关模块8，ZigBee -WiFi网关模块8通过网关消息队列对采集数据和设备数据进行缓存，ZigBee -WiFi网关模块8将采集数据和设备数据并将其封装成WiFi协议的采集数据和设备数据，并将所述采集数据和设备数据上传至控制主机9。

[0049] 控制主机9通过ZigBee -WiFi网关模块8与ZigBee 协调器7建立通信连接，用于对所述ZigBee 协调器7进行管控、汇总由ZigBee 协调器7上传的采集数据和设备数据、对汇总的采集数据和设备数据进行存储、分析、统计及处理、以及根据分析结果通过ZigBee -WiFi网关模块8和ZigBee -WiFi协调器7向相应的ZigBee 无线监测节点发送管控指令。

[0050] 本系统所使用的血压传感器模块、血氧传感器模块、心率传感器模块等三款心血管监护器械，鉴于其被测对象为脉搏、血液和胎儿心率等微弱体征信号，因此是一种以低频成分为主的生理信号。在实际测量中，受个体生理状态、个体差异、传感器检测手段和环境变化等影响，被测信号在形态上往往有较大差异，而且受其它生理特征信号的影响，尤其是体征微弱的被测人群，其被测信号常常伴随着较大的信号漂移和较强的噪声干扰，从而使主要被测信号被掩埋，在较大频率范围内表现为一个连续频谱的特性，虽然在基波和二次谐波分量处出现较大的峰值，但是频谱图上噪声的干扰同样非常明显，且干扰最大的噪声能量峰甚至超过了有用信号的能量峰。

[0051] 身体体征差异的人的经过硬件滤波后指标的采集数据的形态如图4所示，其中图4(a)为正常体征的采集信号，图4(b)为微弱体征的采集信号。由图4(a)可以看出正常体征的采集信号具有明显的周期性规律，这也符合人的心脏跳动规律，由此指标的采集数据很容易发现人体信号波动规律，从而可根据周期计算出人的指标数据；但微弱的指标的采集数据被干扰和随机噪声信号淹没，指标的采集数据噪声大、信噪小、主要信号特征不清晰，从图4(b)所示的原始信号上已经很难发现指标的采集数据的波动规律，因此，很难直接利用指标的采集数据计算被测体征数值。

[0052] 目前对信号的处理方法有：傅立叶变换、小波分析和最小均方算法LMS (Least Mean Square)等自适应滤波算法。上述算法被广泛应用于各类信号处理中，取得了一定的降噪效果。但在心血管监护器械设计上，存在一定局限，主要体现为：一是上述算法复杂度较大，导致MCU处理开销较大，对MCU的性能要求很高，间接增加了产品研发成本，削弱了产品的价格优势；二是以上算法皆涉及到浮点运算，基于ARM的嵌入式系统在进行浮点运算时所需时间较长，不能满足数值计算实时性的要求。因此，从产品性价比以及企业实际应用和需求角度出发，亟需寻找一种新的信号处理技术。针对上述问题，本发明的ZigBee 无线监测节点中的终端传感器针对同一个指标，采用两个或者两个以上采样通道进行监测，实现对同一个指标进行多通道信号的分集采集，并通过能量权重叠加算法对数据进行叠加处理，能够有效减低噪声和干扰，该方法具有硬件开销小、算法复杂度低、计算实时性高等特点。该技术在硬件设计上，设计多个采集通道对同一指标进行采集，采集的时间间隔为正常采集周期的一半甚至更小，由此可以由同一个主要被测信号获得多个相应的输入信号，而噪声具有随机性的特点，可利用获得的多个采集信号进行比对，从而获取主要信号的特征，为后期的信号处理带来便利，同时由于算法避免了浮点运算，则可以便捷地在产品中采用嵌入式技术，有效提升了对指标的采集数据的控制和处理能力。以双通道信号采集为例，双通道分集采集的微弱的指标的采集数据如图5所示，图5(a)和图5(b)分别为第一采样通道和第二采样通道所采集的采样数据，图5(c)为双通道信号互为比对后的指标的采集数据，由图可见，两个采样通道分别采集的信号几乎没有周期性规律，而采用双通道采集技术后，通过信号比对处理，信号已经初步具有了周期性特点，为后期的信号处理单元提供了准确的指标的采集数据。

[0053] 本系统提出一种基于微弱体征信号的能量权重叠加方法，突破了处理多通道微弱体征信号高噪声干扰关键问题，实现了被测信号关键特征信息的提取并获得更为精确的被测数值。

[0054] 为了计算准确的被测体征数值，需要对各个采样通道采样的的微弱的指标的采集数据进行处理，消除指标的采集数据中的噪声干扰和信号波动，也会为周期的查找和指标的采集数据的计算带来便利。

[0055] 其处理离散信号的具体步骤如下：

[0056] ZigBee 无线监测节点通过两个AD采集模块对终端传感器输出的同一信号源进行不同通道的模拟信号采集获得采集数据，并采集到的同一信号源的两组采集数据分别存放在数据缓冲区，如图7所示,ZigBee 协调器7根据轮询信号周期性发送轮询指令，各个ZigBee 无线监测节点收到轮询指令后将同一信号源的两组采集数据发送到ZigBee 协调器7，ZigBee 协调器7将各个ZigBee 无线监测节点的同一信号源的两组采集数据通过ZigBee -WiFi网关模块8发送到控制主机 9。

[0057] 首先控制主机9会将两组采集数据的相同采样时刻点的时刻点数据进行做差并做记录，两组采集数据的时刻点数据的差值作为测量误差，当测量误差在设定误差范围内，即认为两组采集数据的该采样时刻点的时刻点数据为有效时刻点数据，将两组采集数据的该采样时刻点的有效时刻点数据取平均数后作为该采样时刻点下的最终时刻点数据。当测量误差不在设定误差范围内，即测量数据时受到干扰较大，时刻点数据的测量结果不准确，时刻点数据无效，无效的时刻点数据对应的采样时刻点为无效采样时刻点，将两组采集数据中无效的时刻点数据剔除，如图8所示。

[0058] 然后进行误差修正处理，将最终时刻点数据进行最小二乘法三次曲线拟合，获得拟合曲线，因为本方法所测量的指标具有稳定性，相邻时刻的所采集到的数据不会发生突变，所以三次曲线已经可以较好的拟合出结果，实际应用时可以根据情况做出适当调整。根据拟合曲线计算无效时刻点对应的拟合时刻点数据，根据无效时刻点在两组采集数据查找对应的时刻点数据作为比对时刻点数据，将拟合时刻点数据分别与两个比对时刻点数据进行比较，选取与无效时刻点对应的拟合时刻点数据最接近的比对时刻点数据，计算无效时刻点对应的拟合时刻点数据和最接近的比对时刻点数据的平均值作为无效采样时刻点对应的最终时刻点数据，将无效采样时刻点对应的最终时刻点数据替换拟合曲线对应的无效采样时刻点的拟合时刻点数据，获得最终的测量曲线。

[0059] 针对上述双通道信号分集采集数据，利用能量权重叠加技术可消除噪声干扰，加强被淹没信息的峰谷数据，最终的测量曲线如图6所示。由图6可以看出，基准信号的波动已经完全消除，信号非常平滑，利用峰谷判别算法对最终的测量曲线进行识别，便很容易获得被测指标数据，从而达到医疗领域对于测量精度的要求。

[0060] 控制主机9在控制主机显示器10上做出指标数据的显示，如果指标数据超过预设的阈值时将指标数据在控制主机显示器10以红色字体和灯光闪烁等醒目的方式显示报警以便提醒医护人员及时对病人进行看护，以便医护人员及时发现异常。

[0061] 当需要修改ZigBee 无线监测节点的终端显示屏的显示内容(例如，指标数据，报警指示等)时，ZigBee -WiFi网关模块8通过WiFi协议无线接收控制主机9发送过来的指令数据，并将指令数据转换成ZigBee 协议格式的指令数据发送给ZigBee 协调器7，ZigBee 协调器7通过无线通信广播的方式将指令数据发送给各个ZigBee 无线监测节点；指令数据包括设备编号、显示内容修改数据和修改命令，显示内容修改数据包括指标数据，ZigBee 无线监测节点收到指令数据，识别设备编号是否与自身的设备编号符合，如果符合，则通过显示内容修改数据和修改命令对ZigBee 无线监测节点的终端显示屏的显示信息进行修改。

[0062] ZigBee 协调器7分别与各个ZigBee 无线监测节点连接，以汇总各个ZigBee 无线监测节点上传的采集数据。ZigBee 协调器7以设定时间间隔按照设备编号给各个ZigBee 无线监测节点发送轮询指令，各个ZigBee 无线监测节点收到轮询指令后将采集数据发送到ZigBee 协调器7，ZigBee 协调器7将各个ZigBee 无线监测节点的采集数据通过ZigBee -WiFi网关模块8发送到控制主机9。以此实现了各个ZigBee 无线监测节点按照设备编号顺序依次发送采集数据到ZigBee 协调器7的目的。

[0063] ZigBee 无线监测节点，根据功能设置在病房以及病床的相应位置上，用于实时监测病人的各项身体状况指标并对重要信息进行显示；如图2所示，ZigBee 无线监测节点包括血压传感器模块、血氧传感器模块、心率传感器模块、输液药液滴速传感器模块等各类终端传感器，还包括终端ZigBee 收发模块和终端显示屏。

[0064] 综上所述，本发明提供的基于ZigBee 网络的气体监控系统，充分利用ZigBee 的低功耗、组网方便、可扩展性强、可靠性高的特点结合高效稳定的轮询机制和电脑端控制功能，充分利用两者的优点对医院病人各项数据指标进行安全可靠控制，具有寿命长、使用方便、高可靠性、高安全性等优点，并且无需人为操作，可全方位监控病房里的病人的各项指标，并在得到采集数据中各项指标超过预设的阈值时触发报警机制以提醒医护人员及时对异常进行处理，在极大减轻医护人员工作量的情况下保持了医疗所需的安全性和稳定性，提高了医院整体的运作效率。

[0065] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。