基于健康物联网的传感节点发展趋势探究
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作者:陈允敬 孔莉
摘 要：现阶段，人们对于医疗资源需求的增加与现有资源短缺存在的矛盾显著，因此迫切需要通过新技术来解决这一问题。健康物联网是物联网在医疗健康服务领域的应用，为该领域提供技术支持，很大程度上促进了医疗健康事业的发展。传感节点作为健康物联网的重要组成部分，是健康物联网再发展的一大重要突破口。因此本文介绍了物联网、健康物联网的相关概念以及体系结构，并探究了健康物联网中传感节点的发展趋势。
关键词：物联网 健康物联网 传感节点 发展趋势
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（a）-0162-02
随着人民对美好生活期望的日益增长，人们对于健康的管理和投资理念不断提升，健康消费模式逐步转变为医疗、保健以及提升健康素质等多形式并存的模式[1]。但现阶段的医疗卫生资源不足以满足需求，因此利用信息技术来改善现状显得尤其重要。物联网的兴起以及在医疗健康服务领域的应用——健康物联网的形成为解决这一问题提供了新的解决方案。因此本文介绍了物联网、健康物联网的相关概念以及体系结构，并探究了健康物联网中具有采集和传输功能的传感节点的发展趋势。
1 物联网与健康物联网
1.1 物联网
物联网（Internet of Things， IOT），是互联网、传统电信网等信息承载体[2]，让能行使独立功能的物体实现互联互通的网络。物联网通过各种传感器设备采集所需的物的相关信息，与互联网或无线网相结合使用，将信息传递给终端用户，用户即可通过网络得到物的状态信息，进而实现对物的控制与应用，在诸多领域有着广泛的应用。
1.2 健康物联网
健康物联网是指将物联网应用到医疗卫生与健康行业，通过对健康信息的采集、传输及应用，为健康服务领域提供技术支持，很大程度上促进了医疗健康事业的发展[3]。
健康物联网技术的体系结构主要分为感知、传输和应用层三个部分[4]。感知层利用传感设备采集人体的生理信息并通过有线或无线网络传送给用户终端或信息中转站。最后终端用户根据所得数据与医疗诊断等技术相结合，得到相应的诊断、治疗和恢复结果，这是健康物联网的应用层。健康物联网技术为医生的远程诊断治疗、病人的家庭监测护理等提供了很多的便利，提高了医疗资源利用率，是改善不平衡的医疗服务现状不错的解决方案。
2 健康物联网的传感节点发展趋势探究
健康物联网技术将信息、电子、自动化、通信、医疗卫生等技术融合为一个整体。其关键技术有健康感知技术、传输网络以及无线体域网WASN[1]。传感节点是无线体域网的重要组成部分，传感节点实时采集人体的生理信号，利用无线网络实现数据的收发功能。并且朝微型化、低功耗、便携式、智能化、非接触、可穿戴方向的发展，对健康物联网发展促进作用巨大。
2.1 国外发展现状
传感节点的研究在国外发展起步早，相对成熟。在传感节点的微型化、低功耗、智能化以及便携式方面，已有不少研究人员取得一定的成果。身体传感网的概念于2005 年被Benny P. L. Lo 等人提出[5]，将测量生理信号的多个传感器与本地个人数字助理结合起来组成一个身体传感网，传感器实时检测数据并发送至本地以及健康监护中心，并且传感器模块的微型化达到硬币大小，功耗低且便于携带。
非接触式测量也是研究的一大方向，Chulsung Park 等人设计出了无需直接接触人体的容性心电传感器[6]，此传感器体积小并且测量时噪声低，他们利用此传感器设计出了可穿戴的无线心电监测系统，为家庭健康监测提供了很大的便利。
在监测设备可穿戴方面，哈佛大学利用CC2420无线传感器组建大规模的传感器网——CodeBlue系统[7]，利用穿戴式设备实现了对区域内多位人员进行生理信号监测及定位，并且可以将相关数据传至终端显示，对于紧急医疗监护或大型突发灾难性事件能够很好的应对。
2.2 国内发展现状
在社区保健方面，清华大学研发了由家庭监护器和医院监测中心构成的家庭贴心小护士系统[8]，其中监测器实时监测和记录心电图和血压信息，还可以对采集的信息实时分析，有异常出现时可以通过电话线把心电图传递到医院进行咨询。在军工的应用方面，与上述CodeBlue 系统相类似的，第一军医大学于2000年研制了用于单兵搜救的生理状况以及远程监视定位系统[9]，在1000m内均可实现生理信号以及位置信息的监测。
在微型化、便携式和可穿戴等方向，中国也有较多的研究进展。上海大学研制了无线医疗监护系统，该系统由便携式传感器、收发模块、多通道生理参数和数字医疗助理组成，穿戴式传感器能够实时采集测试人员的心率、血氧饱和度和体温，通过蓝牙将数据传送到数字医疗助理进行分析、储存和显示，并发送到监护中心。天津大学的张盛昭在硕士论文中设计了一种将过采样技术、自适应相干模板法和数字锁相的基本原理引入生理信号的测量[4]，信号的采集在CY8C3665芯片内部实现，以蓝牙进行短距离的无线传输，整体设备体积小、成本低。
3 结语
在物联网的不断发展以及人民的迫切需求下，我们期望着健康物联网能够为医疗健康服务领域发挥更多的作用。通过对国内外的传感节点趋势探究发现，国内外的监测系统或设备均朝着微型化、低功耗、便携式、智能化、可穿戴等方向发展。国外技术相对来说较为成熟，但存在技术垄断，若我国采取进口推广的方式成本太大，国内相关技术仍存在成本较高、功耗较高等问题，但在研究人员不断的研发探究下，实现技术的日益成熟以及在国家政策的支持鼓励下推广应用指日可待。
参考文献
[1] 姚志洪.健康物联网与健康云[J].中国卫生信息管理杂志，2011，8（4）：36-41.
[2] 程钰杰.我国物联网产业发展研究[D].安徽大学，2012.
[3] 俞磊，陆阳，朱晓玲，等.物联网技術在医疗领域的研究进展[J].计算机应用研究，2012，29（1）：1-7.
[4] 张盛昭.面向健康物联网的生理信号检测节点的设计[D].天津大学，2014.
[5] Lo B，Thiemjarus S，King R，et al.Body Sensor Network-A Wireless Sensor Platform for Pervasive Healthcare Monitoring，2005：77-80.
[6] Park C，Park C，Chou P H，et al.An Ultra-Wearable， Wireless， Low Power ECG Monitoring System：IEEE，2006：241-244.
[7] A. Friggeri，G. Chelius，E. Fleury.A Reconstructing social interactions using an unreliable wireless sensor network[J].Computer Communications，2011，34（5）：609-618.
[8] 清华大学.贴心小护士监护系统[EB/OL]. （2011-05-26）.[2014-05-28].
[9] 郭劲松，邓亲恺，龚剑.单兵生命状态远程监视及定位系统的研究[J].第一军医大学学报，2002，22（4）：320-322.
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