健康一体机

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    社区健康一体机的系统功能设计

    

    随着“互联网+”的提出与发展,人们的生活中无处不存在互联网一词,“智慧城市”也随着“互联网+”的热潮发展起来,打造智慧城市成为当前国家发展的一个重要任务。其主要是运用计算机技术和其他的交叉学科来对整个城市运行的核心系统的各项关键信息进行整合、分析、感测,从而提高居民生活水平,促进城市的和谐、可持续发展[1]。在打造智慧城市的同时,健康领域的发展作为其中一个重要分支,其发展对社会起着举足轻重的作用。基于该背景,以及当前社会长期以来存在看病难、体检麻烦、医疗资源分配不合理,导致医院连提供最基本的体检服务都显得力有未逮,从而使得居民慢性疾病逐年上升的问题[2],设计了一款基于云平台的社区健康一体机。该一体机融合了大数据、无线传感器、无线通信等技术,免除居民在医院体检排队的困扰,在居住的小区就能自助体检,随时了解自己的身体动态,一旦发现问题能及时就医。

社区健康一体机的系统功能设计

    
    1系统整体设计方案
    
    1.1系统整体架构
    
    基于云平台社区健康一体机系统的整体架构分为5层[3],即数据采集层、数据层、网络层、数据处理层、应用层,如图1所示。
    
    数据采集层,主要依赖于前端各类医疗传感器采集用户健康数据,包括对身高、体重、血压、血氧、心电、心率、血糖、体温等数据的采集;数据层,主要是把采集到的数据通过ZigBee网络发送到嵌入式网关[4];网络层,主要是嵌入式网关通过以太网把数据上传到云平台;数据处理层,主要是把数据储存到云端HBase数据库,为用户建立个人健康档案[5];应用层,主要是将在云平台分析的结果通过Web端和手机App端的形式反馈给用户。
    
    1.2系统功能设计
    
    用户可通过刷身份证或者手机号进行注册登录,登录系统打开一体机,就能进行自助体检(体检项目包括身高、体重、血压、血氧、心电、心率、血糖、体温等),用户利用系统可以对自己信息进行相应操作,体检结束时,将体检数据打印出来,同时上传至云平台,在云平台对数据进行存储并且建立居民个人健康档案,将相关信息反馈至手机App端和Web端。
    
    2硬件设计
    

    硬件设计主要分为两部分:嵌入式网关模块和节点模块。硬件总体设计如图2所示。

社区健康一体机的系统功能设计

    
    2.1嵌入式网关模块设计
    
    嵌入式网关模块选用SAMSUNG公司基于ARM9的S3C6410作为处理芯片,它处理能力较强,支持多种接口的32位微处理器,采用ARM1176JZF-S内核,包含16KB的指令数据Cache。嵌入式网关应该还需要微处理器模块、电源模块、JTAG 模块等,同时还需要考虑到嵌入式网关后期扩展问题,所以应该预留一些可以扩展的接口[6]。
    
    嵌入式网关是健康数据采集仪的核心部分,主要对接收到的人体体征信息数据进行融合处理,通过S3C6410 控制器的串口连接到 ZigBee 协调器和以太网模块,实现嵌入式网关与前端节点和云端进行数据通信、数据处理、指令发送等功能[7]。系统嵌入式网关不仅要具备 ZigBee 协调器模块,还要具备以太网通信模块,嵌入式网关硬件设计包括对 MCU、ZigBee 协调器、串口等的设计,其 PCB 设计如图 3 所示。



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