一种基于蓝牙网关的监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及远程控制系统，公开了一种基于蓝牙网关的监测系统。在本实用新型中，该监测系统包含：用于采集生命体征数据的采集终端节点、网络、蓝牙网关、以太网、云服务器、互联网和智能终端；采集终端节点通过网络与蓝牙网关连接，将采集到的生命体征数据发送给蓝牙网关；蓝牙网关通过以太网与云服务器连接；云服务器通过互联网与智能终端连接；其中，蓝牙网关为支持蓝牙4.0或低功耗蓝牙BLE的蓝牙网关。采用上述基于蓝牙网关的监测系统，不仅能够提供长时间的动态健康监测，持续跟踪患者情况，并且能够提供全面的在线临床诊断服务，提高治疗水平，从而大大减轻了医院的压力，节省人力物力成本。
【专利说明】—种基于蓝牙网关的监测系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及远程控制系统，特别涉及一种基于蓝牙的监测系统。

【背景技术】
[0002]随着社会的进步和科学技术的不断发展，人们对生活质量的要求也越来越高，特别是健康状况已经成为人们密切关注的焦点，越来越多的人更加倾向于定期对健康状况进行检查，从而实现有效预防疾病和及时治疗的目的。目前在健康检测这块，主要还是在医院和医护人员通过面对面的方式来进行的，医护人员通过体征信息采集器实际测量得到检测者相关数据后，填表提交给医生处理，该过程不仅增加了检测者的不便，同时也增加了医护人员的负担。另一方面，我国老龄化加剧、空巢老人比例增加、慢性病年轻化等现象导致患者患病时间长及服务需求大，而医护人员需要利用相应体征信息采集器面对面对患者的每一项指标进行检测，这样不利于医护人员对患者进行长时间的动态健康监测，持续跟踪患者情况，且将增加医院负担，耗费大量人力物力资源。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于蓝牙网关的监测系统，使得利用该监测系统一方面能够提供长时间的动态健康监测，持续跟踪患者情况，另一方面可以提供全面的在线临床诊疗服务，提高治疗水平，从而大大减轻了医院的压力，节省人力物力成本。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种基于蓝牙网关的监测系统，包含:用于采集生命体征数据的采集终端节点、网络、蓝牙网关、以太网、云服务器、互联网和智能终端；采集终端节点通过网络与蓝牙网关连接，将采集到的生命体征数据发送给蓝牙网关；蓝牙网关通过以太网与云服务器连接；云服务器通过互联网与智能终端连接，其中，蓝牙网关为支持蓝牙4.0或低功耗蓝牙BLE的蓝牙网关。
[0005]本实用新型相对于现有技术而言，采用了一种基于蓝牙网关的监测系统:采集终端节点用于接收人体的生命体征数据，并通过网络传送给蓝牙网关，使得蓝牙网关能够对接收数据进行协议格式的转换，并通过以太网发送到云服务器，最后在智能终端上进行显示和远程控制。一方面由于采用的蓝牙技术具有自适应跳频、功率控制等独特的技术措施，避免了与无线W1-Fi网、Zigbee等的相互干扰，有效增强了上述基于蓝牙网关的监测系统的抗干扰能力，不仅能够提供长时间的动态健康监测，便于医生持续跟踪患者情况，并且能够提供全面的在线临床诊断服务，从而提高治疗水平，减轻医院的压力，节省人力物力成本；另一方面该监测系统中的蓝牙网关为蓝牙4.0网关或低功耗蓝牙BLE网关，使得接入采集终端节点中的体征信息采集器可以不受协议限制，大大提高了该监测系统的兼容性，扩大了适用范围，进而保证了利用上述监测系统能够实现长时间的动态健康监测，便于跟踪患者情况。
[0006]另外，蓝牙网关包含蓝牙无线单片机、应用处理器、以太网控制芯片、Flash闪存存储器、双倍速率同步动态随机存储器DDR和RJ45接口 ；蓝牙无线单片机通过应用处理器与以太网控制芯片相连，Flash闪存存储器和DDR均与应用处理器相连，RJ45接口与以太网控制芯片相连。蓝牙无线单片机用于将接收数据解析处理为原始二进制数据，并发送到后方；应用处理器用于将解析数据转换为以太网协议格式的数据，并依以太网的传输要求进行打包，并控制以太网包通过以太网控制芯片经由以太网接口 RJ45传送到云服务器。应用处理器上外接了 Flash闪存存储器和DDR主要是用来防止掉电后丢失用户的一些重要数据、信息等。使用基于蓝牙网关的监测系统，能够实现利用上述监测系统进行长时间的动态健康监测和在线诊疗，为使用者提供良好的用户体验。
[0007]另外，蓝牙无线单片机为CC2540芯片，以太网控制芯片为以太网控制芯片DP83848。其中，CC2540芯片是一款高性价比、低功耗的片上系统解决方案，适用于蓝牙4.0和低功耗蓝牙BLE应用。以太网控制芯片DP83848则是一款强大的全功能10/100单端口物理层器件，实现了低功耗，可以在应用中使用最少量的工作所需电量，并通过降低功耗提高了产品的整体可靠性。使用上述低功耗芯片和处理器能够使得上述基于蓝牙网关的监测系统保持长时间实时监控，为用户提供便利。
[0008]另外，CC2540芯片通过UART串口与应用处理器进行数据通讯，应用处理器通过RMII接口与以太网控制芯片DP83848进行数据通讯。CC2540芯片通过UART串口向应用处理器传输数据，速度最高可达100K左右，能够用作长距离通信所需；而用于连接应用处理器和以太网控制芯片DP83848的RMII接口作为标准以太网接口，则实现了以太网包在从应用处理器到以太网控制芯片的传输，使用上述UART和RMII接口进行数据传输，能够实现安全、稳定、长距离的无线通信，从而确保使用上述监测系统能够为使用者提供长时间的动态健康监测和全面地在线临床诊疗服务。
[0009]另外，采集终端节点包含N个体征信息采集器，N为自然数。体征信息采集器用以采集使用者的相应生命体征数据，并通过网络传送给蓝牙网关进行解析处理。
[0010]另外，体征信息采集器为体温计、血糖仪或血压计。其中，体温计用以检测使用者的体温，血糖仪用以检测血糖，血压计用以检测血压，利用上述体征信息采集器可以实现对人体生命体征数据的采集，并传送到云服务器进行存储和分析，一旦发现异常，即发送警报通知，医生可以通过智能终端进行监控和在线诊疗，大大减轻了医院的负担，并为使用者提供了便利。
[0011]另外，采集终端节点包含N个健康检测设备，N为自然数；其中，每个健康检测设备至少包含三个体征信息采集器。将至少三个体征信息采集器物理集成在一个健康检测设备中，便于检测者检测完一个继续检测另一个，避免遗漏，从而实现对检测者相应生命体征数据进行较为全面的采集。
[0012]另外，每个健康检测设备至少包含的三个体征信息采集器为:体温计、血糖仪和血压计。利用体温计、血糖仪、血压计等医疗设备可以获取人体的体温、血糖含量、血压等生命体征数据，并通过上述基于蓝牙网关的监测系统显示到智能终端上，从而实现实时的动态健康监测和全面的在线临床诊断服务，为患者提供便利，为医院减轻负担，节省了人力物力成本。
[0013]另外，智能终端为PDA、智能手机或平板电脑。利用采集终端节点采集人体生命体征数据，通过蓝牙网关传送到云服务器上，最终通过互联网显示在PDA、智能手机或平板电脑上，便于更好地对使用者进行长时间的健康监测，并在出现异常时发送警报消息，为使用者提供在线诊疗服务，为医院减轻了负担，节省了人力物力成本。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是根据本实用新型第一实施方式的一种基于蓝牙网关的监测系统的结构示意图；
[0015]图2是根据本实用新型第一实施方式的蓝牙网关的结构示意图；
[0016]图3是根据本实用新型第一实施方式的CC2540芯片的结构示意图；
[0017]图4是根据本实用新型第一实施方式的AM3352芯片的连接结构示意图；
[0018]图5是根绝本实用新型第二实施方式的一种基于蓝牙网关的监测系统的结构示意图。

【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0020]本实用新型的第一实施方式涉及一种基于蓝牙网关的监测系统，具体结构如图1所示。一种基于蓝牙网关的监测系统，包含:用于采集生命体征数据的采集终端节点1、蓝牙网络2、蓝牙网关3、以太网4、云服务器5、互联网6和智能终端7 ;采集终端节点I通过蓝牙网络2与蓝牙网关3连接，将采集到的生命体征数据发送给蓝牙网关；蓝牙网关3通过以太网4与云服务器5连接；云服务器5通过互联网6与智能终端7连接；其中，蓝牙网关为支持蓝牙4.0或低功耗蓝牙BLE的蓝牙网关。
[0021]其中，蓝牙网关3的具体结构如图2所示，包含:蓝牙无线单片机301、应用处理器302、以太网控制芯片303、Flash闪存存储器304、DDR305和RJ45接口 306。采用上述基于蓝牙网关的监测系统，利用采集终端节点进行相应生命体征数据的采集，并将采集数据通过蓝牙网络2传输给蓝牙网关3，使得蓝牙网关3中的蓝牙无线单片机301能够对接收数据进行解析处理，并传送给应用处理器302，应用处理器302用于对解析数据进行协议格式的转换，依照以太网4的传输要求进行打包，并控制以太网包通过以太网控制芯片303，经由与以太网控制芯片相连的RJ45接口发送到云服务器，利用云服务器对接收数据进行存储和分析，并在智能终端上进行显示。利用上述基于蓝牙网关的监测系统，不仅能够实现长时间的动态健康监测，持续跟踪患者情况，为检测者提供便利；还能够提供全面的在线临床诊断服务，提高治疗水平，从而大大减轻医院的压力，节省人力物力成本。
[0022]值得注意的是，上述监测系统中使用的蓝牙技术，是工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段，能够实现超低功耗短距离无线连接的通信技术，该监测系统中的蓝牙网关为蓝牙4.0网关或低功耗蓝牙BLE网关，使得接入的体征信息采集器可以不受协议的限制，只要体征信息采集器支持蓝牙4.0和低功耗蓝牙BLE这两种协议中的任一种，都可以接入上述蓝牙网关中，大大提高了该监测系统的兼容性，扩大了适用范围，为实现长时间的动态健康监测提供了可能；另外，相对于传统的蓝牙技术存在的待机功耗略大、无线标准较为复杂等局限性，在该监测系统中采用蓝牙4.0或低功耗蓝牙BLE技术能够得到较低的功耗，从而实现长时间的动态健康监测，为使用者提供便利。
[0023]另外，蓝牙无线单片机采用的是适用于2.4GHz低功耗蓝牙系统的CC2540芯片，可应用于各种场合的短距离无线通信领域，具有功耗低、体积小、传输距离远、抗干扰能力强等特点。在上述蓝牙网关中，CC2540芯片上集成有高性能、低功耗的8051微控制器内核、兼容2.4GHz蓝牙低功耗的射频收发器、8路输入8?14位ADC、高级加密标准(AES)协处理器等。该芯片的具体结构如图3所示，工作电压为2V?3.6V，该芯片上接口 DVDD_USB、DVDD1、AVDD1、AVDD2、AVDD3、AVDD4、AVDD5 和 AVDD6 均与电源相连接，DGND_USB 接口接地，DOOUPL接口通过去耦电容C401接地，RBIAS接口通过内部偏置电阻R301接地，接口 P2_3/X0SC32K_Q2和P2_4/X0SC32K_Q1可外接一个32KHz晶体振荡器，由一个可选的32KHz晶体XTAL2与两个负载电容C321和C331形成，该晶体振荡器可用在电流消耗非常低和睡眠唤醒时间很准确的应用程序中。接口 X0SC_Q1和X0SC_Q2上外接一个32MHz的晶体XTALl及两个负载电容C221和C231形成了一个32MHz的晶体振荡器。RF_N接口和RF_P接口分别为两个差分引脚，上述两个差分引脚与天线之间的连接是通过外围电路实现，包含:电感L251、L252、L253 和 L261 以及电容 C251、C252、C253、C261 和 C262，其中，电感 L251、电容 C262 和C253接地。将上述CC2540芯片应用在2.4GHz频段下，可以利用该芯片上集成的ADC模数转换器进行数据解析，并传送给应用处理器进行相应处理，能够实现功耗低、安全性高的无线数据传输，为实现长时间的健康动态监测，持续跟踪患者情况提供了可能。
[0024]另外，应用处理器可以为AM3352、STM32F103、STM32F107、STM32F205、STM32F207、SPEAR320、MT7620A、MT7620N、RTL8196E、RTL8196EU、S3C2416、S3C6440 或 S5P6442 等各种型号的应用处理器。在本实施方式中，以AM3352应用处理器为例进行说明。上述AM3352应用处理器是基于高性能、低功耗特性的ARM Cortex-A8内核的微处理器，主频最高可达到720MHz，速度较快。该处理器的连接结构如图4所示，包含19个接口，其中，Power接口外接集成电源，Clock接口为时钟接口，I2C0用以实现同步串行数据传输、MMCO, GP1和UARTl外接驱动程序、UARTO串接USB转换线驱动，DDR IF和GPMC接口分别外接256Mbytes DDR3和256Mbytes闪存存储器EMAC (RMII)和MD1接口外接以太网控制芯片DP83848，UART4和GP1串口外接CC2540芯片，利用UART串口进行数据的传输，最高可实现100K左右的速度，可以用作长距离通信，且具有低功耗、稳定性好、传输距离长等优点，并能够提供全面的在线临床诊断服务，一方面为使用者提供了便利，另一方面减轻了医院的负担，降低了人力物力成本。
[0025]另外，以太网控制芯片为DP83848控制芯片，该芯片是一款鲁棒性好、功能全、功耗低的10/100Mbps单路物理层器件，它支持RMII接口、10BASE?T和100BASE?TX以太网外设，因此，将该芯片应用到本实施方式的蓝牙网关中，使该芯片通过RMII标准以太网接口与应用处理器连接，减少了接口所需要的引脚数目，降低了系统功耗及成本；且由于DP83848芯片具有良好的兼容性和通用性，能够更好地适应工业控制和工厂自动化，以及通用嵌入式系统等应用场合。在上述蓝牙网关中，利用应用处理器按以太网网络传输的要求对解析数据进行再打包处理，并控制其通过RMII接口向以太网控制芯片DP83848传输，经由以太网接口 RJ45发送给云服务器，使得服务器对数据进行存储和分析，并通过互联网显示到智能终端上，形成可用于长时间动态健康监测的基于蓝牙网关的监测系统，能够持续跟踪患者的情况，并提供全面的在线临床诊断服务，从而提高治疗水平，为使用者带来更加便利的体验。
[0026]另外，采集终端节点包含N个体征信息采集器，N为自然数。这里的采集终端节点还可以包含其他的医疗设备，在本实施方式中，体征信息采集器被设定为体温计、血糖仪或血压计，利用其中这些体征信息采集器，可以实现对人体体温、血糖值或血压值的检测。当使用该监测系统时，可以根据实际情况选择合适数量的体征信息采集器，实现对不同人进行相应生命体征数据的检测。利用体征信息采集器采集数据，使得采集数据通过蓝牙网关传送到云服务器，最后在智能终端上进行显示，从而保证实现长时间的动态健康监测，持续跟踪患者情况，为检测者提供便利；并且可以提供全面的在线临床诊断服务，提高治疗水平，从而大大减轻医院的压力，节省人力物力成本。
[0027]需要说明的是，在实际应用中，上述采集终端节点不限于体温计、血糖仪和血压计，它包含任意支持蓝牙4.0或低功耗蓝牙BLE协议的设备，如蓝牙体重计、蓝牙手环、蓝牙手表等相关体征信息采集器。
[0028]另外，智能终端为PDA、智能手机或平板电脑。智能终端通过互联网接收数据，对患者进行实时健康监控，并且能够在体征信息采集器检测到患者生命体征数据异常时发送警报消息，从而大大减少了面对面进行健康检测所需的人力物力成本，从而减轻了医院的压力，为检测者提供了便利。
[0029]本实用新型的第二实施方式涉及一种基于蓝牙网关的监测系统，具体装置结构如图5所不。第二实施方式与第一实施方式大体相同，主要区别在于:第一实施方式中的米集终端节点包含N个体征信息采集器，N为自然数，体征信息采集器为体温计、血糖仪或血压计；而在本实施方式中，采集终端节点包含N个健康检测设备101，N为自然数；其中，每个健康检测设备101包含至少三个体征信息采集器；且每个健康检测设备101至少包含的三个体征信息采集器为:温度计、血糖仪和血压计。在本实施方式中，将三种体征信息采集器结合在一起，置于一个健康检测设备101内，健康检测设备101可设为N个，根据实际情况，利用健康检测设备101对任意患者进行健康检测，可以实现对该患者进行更为全面的数据采集，当采集到大于或等于两个体征信息采集器的信号异常时，即可发送警报通知，从而保证远程健康监测的准确度。例如，设置一健康检测设备，该健康检测设备集成了体温计、血糖仪和血压计，利用该健康检测设备对某一糖尿病患者进行监测，当检测到该患者体温和血糖值的异常信号，即可在远程端触发报警，提高了报警的准确率，能够更加有效地实现对不同使用者的健康监测，以便在检测到使用者生命体征数据出现异常时进行实时有效处理，从而提高治疗水平。
[0030]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，包含:用于采集生命体征数据的采集终端节点、网络、蓝牙网关、以太网、云服务器、互联网和智能终端； 所述采集终端节点通过所述网络与所述蓝牙网关连接，将采集到的生命体征数据发送给所述蓝牙网关； 所述蓝牙网关通过所述以太网与所述云服务器连接； 所述云服务器通过所述互联网与所述智能终端连接； 其中，所述蓝牙网关为支持蓝牙4.0或低功耗蓝牙BLE的蓝牙网关。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，所述蓝牙网关包含蓝牙无线单片机、应用处理器、以太网控制芯片、Flash闪存存储器、双倍速率同步动态随机存储器DDR和RJ45接口 ； 所述蓝牙无线单片机通过所述应用处理器与所述以太网控制芯片相连； 所述Flash闪存存储器和所述DDR均与所述应用处理器相连，所述RJ45接口与所述以太网控制芯片相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，所述蓝牙无线单片机为CC2540芯片，所述以太网控制芯片为以太网控制芯片DP83848。
4.根据权利要求3所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，所述CC2540芯片通过UART串口与所述应用处理器进行数据通讯，所述AM3352应用处理器通过RMII接口与所述以太网控制芯片DP83848进行数据通讯。
5.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，所述采集终端节点包含N个体征信息采集器，N为自然数。
6.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，所述体征信息采集器为体温计、血糖仪或血压计。
7.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，所述采集终端节点包含N个健康检测设备，N为自然数；其中，每个健康检测设备至少包含三个体征信息采集器。
8.根据权利要求7所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，每个所述健康检测设备至少包含的三个体征信息采集器为:体温计、血糖仪和血压计。
9.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙网关的监测系统，其特征在于，所述智能终端为PDA、智能手机或平板电脑。
【文档编号】A61B5/0205GK204092195SQ201420529241
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】王波, 彭辉 申请人:王波