基于物联网的远程健康监护系统的设计与实现.docx

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7询问就诊导引效劳系统 7信息集合分析效劳系统 7资源搜寻异构物联系统 8家庭安康监护终端系统 8安康监护人体局域网系统 8安康监护数据分析效劳系统 8系统互联关键技术解决方案 8平台异构互联的构造设计 9终端系统互联的构造设计 9系统异构的互联应用流程 9系统的实施 10平台系统效劳功能分析 10终端系统应用功能分析 10系统的物联网功能整合 10第5章课题总结及展望 11致谢 12参考文献 1210第1章绪论课题的争论背景及意义由于现在社会经济进展迅猛,生活质量不断提高,各行业之间的竞争剧烈,人们通常会无视自己的身体安康导致疾病突发而得不到准时的救治。因此,近年来,安康问题被社会各界广泛重视,人民的医疗安康意识不断增加。在传统医学模式的观念里,医院是治疗的中心,而现在时代环境下,医学开头以病人、家庭为中心,更加留意预防疾病和保卫身体安康。世界各国都在不懈努力地研发一种的医疗安康模式,可以赐予患者高质量,便利牢靠且花费低廉的远程医疗安康效劳。国内外应用和争论现状早在19世界70年月,外国医学界就开头试图开发出一种全的安康效劳系统,供给合理的医疗资源,高医疗质量效劳,且对患者便利使用并花销低廉的安康效劳,有人便提出了基于家庭的安康监护理念,一石激起千层浪,这一理念引发了业界的一场医疗革命。人们通过使用标准的通讯设备和接口协议结合住宅内部的自动化传感设备,构建了基于家庭的安康监护系统,使得病患不用再舟车劳顿前往医院进展治疗,让身患慢性病和突发疾病的患者可以获得安康监护保障。随着科技的不断进展和远程医疗效劳的风行,国内外安康监护效劳的概念显现了的进展趋势,融入了远程医疗监护的理念。国内外对远程安康监护系统的争论有以下几个方面:对远程安康监护系统承受程度的调差:与传统的以医院为中心的安康效劳系统大相径庭,基于家庭的远程安康监护系统的开发过程中不断地结合了物联网等兴技术,据相关部门争论说明,多数群体信任可以通过远程安康监护系统觉察安康漏洞,对远程医疗安康效劳表示认可。对远程安康监护系统依靠技术的争论:目前来看,远程安康监护系统依靠于现金传感技术,物联通讯技术和嵌入式计算机技术,使得系统更加智能并可检测出身体突发和缓慢的转变,并准时反响预防,而长期目标是远程安康监护系统全部功能在家庭内全面集成,比方:构造以社区为核心的远程安康监护系统。对远程安康监护系统的价值分析:基于家庭的远程安康监护系统是一个繁杂的分布式应用系统,要求医院,社会政府,系统组装工厂和病患在各方面的大量投资,其价值在于根治持续增大的医疗费用问题和为宽阔群众,无论种族,地域的人群供给得到公平的医疗安康资源。从国内外争论现状来看,远程安康监护系统已成为医学界树林中的一棵参天大树,行业开头进入市场需求增长阶段。但是系统的技术支持仍有很多漏洞需要修复,比方网络通信,物联传感,挖掘数据等。本论文章节安排本文共分为五个章节第一章绪论:介绍了论文的争论背景。针对远程安康监护系统的市场需要突显争论的可行性,从国内外争论现状及成果方面分析论述,说明白远程安康监护系统争论意义。其次章远程安康监护系统的需求分析和总体设计:在远程安康监护系统市场需求分析后,开发基于物联网的远程安康监护系统技术设计,包含:安康监护终端应用人体局域网物联系统和安康监护效劳广域物联系统的框架构造、安康监护效劳物联系统集成方案,实现系统的SOA整体框架设计。10第三章远程安康监护系统的中心效劳器设计:对系统所用的数据库进展了细心设计。需要存储的数据将全被引导存放在数据库中,数据库设计了不同的方式来进展数据的区分和储存。第四章远程安康监护系统的具体设计与功能实现:分析并介绍了远程安康监护系统的设计与实现,远程安康监护物联网络的数据挖掘和系统SOA集成方案。第五章课题总结及展望:本论文设计的总结论述,并对远程安康监护系统将来进展方向供给了企望和意见。第2章远程安康监护系统的需求分析和总体设计软件系统的争论有以下四个过程:需求分析、程序设计、程序实现和程序测试。研发者在设计前均会对开发需要进展总统的规划,进而研发具有相应功能的系统软件,只有足够了解开发需要才能准确的设计整个系统,进而有规律高效的研发。远程安康监护系统框架概述随着科技飞速进展,互联网和物联网技术不断成熟,智能医疗以其宽阔的进展潜力进入公众的视野中。智能医疗虽然先进,但其并不是彻底摈弃传统的医疗模式,恰恰相反,智能医疗只是在目前已有的医疗设施中添加互联网共联的功能,达成在线医疗,远程监护等有用功能。智能医疗是以网页或APP作为顶层,网络通信作为中间数据储存传输层,硬件做底层支持的系统构架。远程安康监护系统就是通过硬件设施上的传感器实时收集人体的各项生命体征,利用物联网形成通信,使用智能终端随时随地的进展人体安康监护。远程安康监护系统的需求分析由于时代的飞速进展,很多人为了完成工作不得不始终处于一个紧绷的状态,大城市里的人们一天几乎都是在劳碌中度过的。对于在外漂泊打工的人们来说,他们的主要目的是赚取更多的钱,让自己和家人的生活品质得到显著提高,所以他们在工作时常常格外舍命,与此同时其家中老小通常也得不到无微不至的关心和监护,这样导致了很多人的安康问题受到严峻威逼。远程安康监护系统就此应运而生,其受益面宽阔,让老人、孩子、强度工作者和慢性病患者受益匪浅。监护系统通过网络收集用户的各项信息,同时给出反响,达成使用户准时得到医疗安康资源的救治。设计还额外供给了用户的历史数据汇总,可以便利地查看用户的安康状况。系统的功能性需求每个系统的根本动身点都是要求可以完成最根本的功能,在进展对系统的需求精细分析之后,本文提出了系统的功能性需求,并区分为以下三个方面:数据采集局部、中心效劳器局部和移动客户端局部。数据采集局部数据采集功能主要由监护设备完成,利用XML技术完成远程安康监护信息的数据采集、分析比照和诊疗建议,帮助医疗人员在全面的效劳界面下,收集远程安康监护效劳所需要的信息。系统使用XML形势储存进Exsit原生SML数据库,10医疗人员能便利快捷的使用W3CXML查询标准。系统可以在广域网情景下完成数据采集和分析,满足了远程安康监护的需求。中心效劳器局部系统里被称为核心的主要组成局部就是中心效劳器。其作用是收集监护设施采接到的各项生命体征数据,并将数据用标准方法进展分析,然后转换为系统的数据格式储存在数据库中。为了准确处理问题和储存数据,必需承受合理的框架模式。移动客户端移动客户端,顾名思义,即用户所使用的可移动远程安康监护设备。移动客户端直接连接了用户,实时追踪用户的安康安全状况。移动客户端中装有体域网〔BAN〕,又依靠于用户人体的各种传感器构筑的网络,在远程安康监护系统中,BAN可以便捷准时的采集安康监护信息,准时觉察用户的安康问题,到达准时治疗救助的目的。系统的非功能性需求远程安康监护系统不仅需要满足功能性需要,同时也应满足非功能性需要。易用性通俗易懂,即指系统使用的难易程度。虽然现在社会进展迅猛,但仍有很多老年人尚未触及兴科技产品,所以远程安康监护系统的使用难度不应高屋建瓴,宜承受操作简洁,便利上手的模式。可拓展性目前物联网正光速进展,互联网与物联网的融合密不行分,随着经济和科技的持续进展,系统的可拓展性显得至关重要。想要紧跟时代的步伐,就必需加强系统的可拓展性。所以在设计系统时,需考虑到可拓展性,使其在之后的升级过程中稳定牢靠。远程安康监护系统的总体设计物联网技术模型包括M2M。其包含了全部在机器、系统和人之间构建通信连接的技术和处理方案。远程安康监护系统就是M2M基于医学行业的极具特色的解决方案,不仅继承着安康生活家居的思路,融合了现下医院医学诊疗技术,通过它在病患处猎取重要的安康数据,并准时反响给远程安康监护系统平台,完成系统对用户安康的监护、远程数据采集和反响和远程诊疗等需要。用户可以时时刻刻利用医疗资源完成对自身安康安全的监护。第3章远程安康监护系统的中心效劳器设计数据库构造设计由于远程安康监护系统的广域网节点使用研发和数据尚未统一标准,所以其信息效劳一体,数据库构架差异巨大。为使各个广域网节点业务系统的相关数据传输到物联系统中心平台,建立了数据采集层,其可以通过实时监测远程节店业务数据库的转变,承受已定的规划和方案提出对应的有关信息,发送至本地连接的消息中间件中,由消息中间件自动进展路由传输。10数据库设计数据库就是将始终储存在计算机中、可以共享、组织划分的数据集合起来。数据库中大致类似的数据会依据一样的方法储存在一起,所以其容错率高,而且可以实现数据共享,而数据与应用程序之间彼此独立。使用装配在物联系统中心的数据库适配器和消息中间件,完成将远程各个广域网节点业务系统的相关数据提出到远程安康监护中心平台,并依据数据标准将数据进展集成后,启动数据储存。具体设计如下:登记在册的用户身份和安康档案数据;既定范围内用户家庭状况的安康数据和分析;远程安康监护系统反响的的历史和最数据;远程安康监护系统给出的医卫数据分析;另外的公共卫生信息系统给出的的医卫资源统计数据;远程安康监护系统的全部详尽数据和汇总数据。效劳器构造设计基于物联网的远程安康监护系统的病患通过UMS系统登录,大大地提升了系统的工作效应,并且可以在UMS效劳器中实现各种功能,例如能把病患信息储存到平台数据库。应用能够划分为数据构造、业务流程和数据显示。在完成数据收集、处理、传导以及效劳和应用的过程后装成功能单元,进而给出相应的业务流程编辑。基于物联网的远程安康监护系统框架构造的SOA系统支持层是一个操作运行标准的系统平台。如以下图:10效劳器设计,它一边连接着硬件设施,一边和软件客户端完成通讯。在效劳器页面完成治理员的作用,再经过网页把数据分析传输给病患。网页端只允许治理员登录。治理员可以找到全部已添加的设施信息。第4章远程安康监护系统的具体设计与功能实现远程安康监护系统由中心、终端、BAN传感器三局部连接构成,系统的组成格外繁冗。在设计过程中,参加了基于物联网层次式体系构造的设计理念。基于此理念,本设计将远程安康监护系统分成以下四个局部:通用核心层、根本应用层、业务治理层和扩展应用层,如下图。,通用核心层是一个基层,后面其它三层的运作都是在此基层上渐渐参加一些功能实现的。根本应用层的最主要功能是远程安康监护系统的数据收集,它是远程安康监护系统的信息管控中心,和通用核心层合作一起实现远程安康监护的根本运作。对根本应用层进展更深的扩展后得到业务治理层,其主要功能是完成远程安康监护系统的业务治理。扩展应用层的主要功能是对安康检测和医卫诊疗供给数据资源和信息供给,对被监测病患安康状况随时随地的追踪检查。功能子系统设计与实现远程安康监护系统选用了被世界广泛认可便利使用的信息集成体系架构SOA系统。在分析全部效劳子系统功能目标之后,启动效劳建模,完成已定效劳的标准设计。其中业务治理层功能子系统的设计至关重要,在设计时,本文应用M2M物联网系统体系构造,降低了系统构建维护投入,提高了系统的各项性能。询问就诊导引效劳系统询问就诊导引系统的主要功能是以UMS形式供给医疗安康信息询问、预约挂号、就诊导引效劳。系统允许进展用户治理和登录:使用SSO技术达成对单一用户的认证。系统设计了先进的医疗效劳模式,比方预约挂号、就诊导引等全方位的系列功能效劳。病患使用UMS登录系统,选用最适宜的医疗卫生门诊效劳流程。系统可以大大降低用户就诊过程中的时间铺张,让用户就诊治疗的流程更加快捷便利。医疗安康信息询问、预约挂号、就诊导引效劳系统符合HL7国际标准,基于跨平台的UMS技术设计和开发,便于系统运行于简单的医疗保健机构互联网络通信环境。承受UMS框架组装整个系统。组件和应用框架技术标准系统构造和开发方法。结合智能终端方式实现客户端功能,满足多元化的远程安康监护效劳。信息集合分析效劳系统信息集合分析效劳系统的主要功能是对用户进展远程会诊:应用XML技术完成远程安康监护信息的集成储存和诊疗分析,帮助医护人员在智能化的效劳界面下,得到远程安康监护效劳中用户所需的治疗数据。系统承受多层体系架构,应用XML格式储存在Exsit原生XML数据库,让医疗使用者能够快速查询标准,并对数据库进展全方位的搜查。系统可以在广域网环境下完成数据集合和诊疗分析,满足了远程安康监护效劳的需求。10资源搜寻异构物联系统资源搜寻异构物联系统的主要功能是将信息进展聚合。以异构数据库物联交换技术将用户安康监护、医疗卫生资源搜寻、信息交换处理集成于一体,把数据汇总到一起以供分析,进而反响给医护人员,亦或遵循医嘱导入系统。医护人员和用户可以在参考病患完整准确的病史后进展针对问题的治疗。系统承受面对对象的中间件技术和XML语言,以消息传递方式完成不同模块之间的互连,削减了异构数据库物联交换接口的繁冗度。物联系统中心效劳器作为远程安康监护效劳系统中心节点,与多个应用系统互连,可以极大程度的降低多个系统互连的接口数量,削减医疗卫生气构信息系统互连本钱。家庭安康监护终端系统家庭安康监护终端系统的主要功能是实现信息的交互转发。可由医疗工作者为病患制定适应的家庭安康监测和终端监测方案。在家庭安康监护局城网中,终端是一个实现集合体城网BAN传感器数据并和远程医护人员达成即时信息沟通的平台。终端还担当着格外重要的工作,那就是使病患达成基于安康监护信息的自主诊断业务。家庭安康监护数据存储发送、信息交互应用终端系统使用先进的嵌入式技术,结合了SOA和AOP技术,应用了智能化界面,设计过程中使用嵌入式内核掌握操作系统,其不但需要能够对BAN传感器进展即时操控,并且也要完成繁杂的家庭安康监护局域网要求,完成对安康监护信息的快速牢靠的反响。安康监护人体局域网系统体域网(BAN)是安装在病人身上的一种网络,它由一系列微型化、可以随时通讯的传感器和一个BAN协调器构成。这种传感器不仅可以安装在身上,也能够植入体内。BAN体域网是一个能够长期监测病患安康信息的兴技术方式,BAN体域网技术当下还处于兴进展时期,在很多功能和效劳应用方面尚存在很多问题。安康监护数据分析效劳系统安康监护数据分析效劳系统的主要功能是对用户的安康状态进展分析评价。远程安康监护效劳需要医疗卫生人员给出科学的治疗方案。因此我们需要构建并完善远程安康监护医卫信息整合与效劳分析系统,对消灭了一些病例病症但无法确诊为何种疾病的患者,还有亚安康人群进展实时的监测。系统使用SOA进展设计,依据业务功能断定信息来源,构建全面的数据搜寻和信息分析模型,然后渐渐标准对应互联应用系统承受的信息平台,进而给出全方位的数据交换平台(DEP)。系统互联关键技术解决方案远程安康监护系统与子系统之间在体系构造、操作系统平台和数据库平台等方面都有很大的差异。为了保证各功能系统之间可以安全准确的进展信息共享、数据交互,提高远程安康监护物联网络的运行效率已经事不宜迟。所以我们需要解决以下一些问题:物联网模式下跨安全域的数据交互问题。要供给全都的身份认证、授权治理等安全支持系统。物联网异构系统之间的数据交互的漏洞。要供给一个承受公共标准的数据收集模块。物联网数据的信息形式转换的弊端。需求一个能适应不同信息情景并且完成数据构造和类型相互转化的公共业务模块。10平台异构互联的构造设计将多个异构数据库集成在一起就构成了远程安康监护系统平台的核心数据库系统。各个数据库系统之间能够数据相互共享,但同时留有自己的应用性能,远程安康监护异构数据库系统的异构性特别表现在:根本操纵系统、计算机系统构造和DBMS自身的异构。远程安康监护系统的异构互联数据库能够实现全部不同子系统的局部DBMS的全都治理,完成每个数据库间的信息数据资源共享。在规律上可以把它们当做同一规律库进展运行,然后,使用对异构型数据库DBMS的互联可以到达异构型数据库的数据共享。终端系统互联的构造设计远程安康监护系统局域网是一个分布式开放型网络系统,由单个终端效劳器和很多个BAN功能效劳器组成,信息交互中的全部应用使用无线网络当做接口,在终端使用与BAN效劳的赫尔数据交换完成信息交互,然后通过XML弥补异构数据源之间数据交互的漏洞,通过UMS技术将异构系统间的通讯转换为平台间的通讯,建成了一个合理的分布式家庭安康监护系统。远程安康监护系统在信息交互程序中全面对BAN体系开放,信息交互的全部传感器根本听从于BAN系统和其连接的终端信息交互平台定义的信息交互规章,与信息来源、系统情景和规律构成无关,为将来远程安康监护系统局域网体系的进一步进展给了一个良好的背景。系统异构的互联应用流程为了实现物联网络异构互联的应用流程可以准确进展,首当其冲的是要找寻远程安康监护系统中至关重要的信息对象。然后将整理出的信息数据标准化,使信息交互变得简洁,进而形成远程安康监护系统的医疗安康数据库。再依据标准的医疗安康数据体系,建成远程安康监护系统全都的数据中心,实现子系统之间、效劳域间的信息共享交互和加工功能。物联网络异构互联数据库效劳应用流程选择SOA模型,结合UMS技术解决异构系统互联的问题。系统包含两种应用流程:第一种是信息交互,通过UMS的方式进展信息传递;其次种是业务流程交互,通过Portal展现让人工效劳参与进流程的交互。远程安康监护系统中心构成详尽的信息公布效劳资源配分体系,全方面的找寻用户适用的安康监护资源效劳,使用SOA访寻中心数据库,添加到效劳端,适用UMS描述,医疗资源供给者收到信息并供给被需求的资源效劳。物联网络异构互联数据库效劳应用流程图如下:10图3:物联网络异构互联数据库效劳应用流程图系统的实施远程安康监护系统使用基于物联网的信息效劳平台的设计,适用面对家庭安康监护终端的UMS效劳系统,在SOA框架系统下,实现B/S和C/S结合的全方面全模块架构开发。后台信息搜寻使用基于ODBC的SOA模型。模型主要应用物联网核心技术完成面对系统和效劳的集成,满足严格的网络安全要求从而对系统实现供给支持。平台系统效劳功能分析基于物联网技术的远程安康监护平台系统是公共的、含有多种功能的通用医疗保健信息效劳平台,应适应系统目标用户的需求,具体功能要求如下:远程安康监护用户治理登录验证远程安康监护终端——家庭局域网治理联网医疗保健机构——数据库互联治理安康监护信息UMS效劳远程安康监护数据采集——BAN治理远程安康监护效劳治理——标准治理医疗保健信息数据分析——信息搜寻远程安康监护诊治抢救——远程会诊用户安康电子档案——医疗信息治理在线医疗保健效劳引导——线下配套终端系统应用功能分析远程安康监护终端系统使用无线射频技术与体域网关联,构建安康监护局域网,将BAN传感器收集的用户身体和生理数据进展预分析、通过数据交互然后传输到远程监护中心进展分析并反响诊疗建议。家庭安康监护终端系统供给的功能,可用于觉察监测用户的亚安康状态,避开慢性疾病的急性病并发症和代谢疾病,预防老年性疾病和流行病,依据家庭安康监护检测和评估的医学标准,基于物联网技术的远程安康监护终端系统整合BAN。系统的物联网功能整合10