شبکه‌ حسگر بدون سیم کنترل بهداشت

شبکه‌ حسگر بدون سیم کنترل بهداشت – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

شبکه‌های حسگر بدون سیم برای کنترل بهداشت شخصی

مسائل و تلویحات اجرایی

چکیده

پیشرفتهای اخیر در تکنولوژی‌های حسگر، مدارهای مجتمع دارای توان اندک و ارتباطات بدون سیم قابلیت طراحی گره‌های حسگر هوشمند فیزیولوژیکی، سبک وزن، مینیاتوری و کم هزینه را بوجود آورده است. این گره‌ها، قابلیت حس نمودن، پردازش و برقراری ارتباطات با یک یا چند علائم حیاتی را داشته که بصورت شبکه‌های مجتمع بی سیم جهت کنترل ونظارت بهداشت شخصی یا شبکه‌های بهداشتی (WPAN) بکار گرفته می‌شوند. این شبکه‌ها از طریق بهره گیری از سیستم‌های ارزان قیمت، غیر هجومی، پیوسته، بروز پدیده‌ای انقلابی را در امر بهداشت نوید داده و قابلیت بروز رسانی زمان حقیقی اطلاعات پزشکی را از طریق اینترنت بوجود آورده‌اند. با وجود آنکه تلاش‌های پیوسته تحقیقاتی بر روی مسائل فنی، اقتصادی و  اجتماعی مختلف متمرکز می‌باشند،‌ بسیاری از مشکلات فنی می‌بایست مرتفع گردیده تا آنکه بتوان از یک سیستم انعطاف پذیر، قابل اطمینان، مطمئن و کارآ از نظر مصرف نیرو در این زمینه بهره جست. این مقاله نسبت به بررسی مسائل اجرایی اقدام نموده و بر این اساس شبکه سنسور نویسنده که در زمینه نظارت و کنترل بهداشتی در بر دارنده گره‌های شبکه‌ای ۸۰۲٫۱۵٫۴ ، بعلاوه حسگرهای فعالیت قلبی و حرکت‌های کنترلی می‌باشد را مورد نقد و بررسی قرار می‌دهد. این مقوله همچنین معماری چنین سیستمی همراه با سازمانهای نرم افزاری وسخت افزاری آن را بررسی نموده و بر این اساس راه حل‌های نویسنده در زمینه سنکرون سازی زمانی، مدیریت نیرو و پردازش سیگنال‌های قرار گرفته بر روی چیپ را مورد ارزیابی قرار می‌دهد.

کلمات کلیدی: شبکه‌های حسگر بدون سیم، کنترل بهداشت، سخت افزار، نرم افزار، پردازش سیگنال،‌ هماهنگ سازی یا سنکرون زمانی، کارآیی انرژی.

۱- مقدمه

سیستم‌های مراقبت بهداشتی کنونی- بهره گیری از روال‌های ساختار یافته و بهینه شده برای رویارویی با بحران‌ها و مدیریت بیماریها چالشهای پیش رو در چنین عرصه‌ای می‌باشد: جمعیت روبه رشد افراد مسن و افزایش هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی از جمله این چالش‌ها عنوان شده‌اند. بر حسب نکته نظرات اداره آمار و نفوس ایالات متحده تعداد افراد دارای ۶۵ الی ۸۴ سال سن بر حسب انتظارات از ۳۵ میلیون کنونی به ۷۰ میلیون تا سال ۲۰۲۵ ارتقا خواهد یافت. این روال درحقیقت بعنوان یک خط مشی جهانی مد نظرمی‌باشد، بنابر این جمعیت جهانی افراد بالای ۶۵ سال سن بر حسب انتظارات از ۳۵۷ میلیون در سال ۱۹۹۰ تا ۷۶۱ میلیون تا سال ۲۰۲۵ افزایش خواهد یافت. علاوه بر این، بهداشت کلی و هزینه‌های مربوط بدان در ایالت متحده در سال ۲۰۰۴ به ۸/۱ تریلیون دلار رسید که البته لازم است تا ۴۵ میلیون آمریکایی که تحت پوشش بیمه نمی‌باشند رانیز در نظر گرفت. علاوه بر این، مطالعه جاری نشان می‌دهد که تقریباً یک سوم از افراد بالغ آمریکایی، که اغلب آنها دارای شغلی تمام وقت می‌باشند، خود بعنوان افرادی بشمار می‌آیند که بصورت غیر رسمی از افراد سالخورده که غالباً والدین کهنسال خود می‌باشند مراقبت بعمل می‌آورند. براین اساس پیش بینی می‌شود که هزینه‌های بهداشتی و مراقبتهای مربوط بدان تقریباً به میزان ۲۰% از تولید محصول ناخالص داخلی (GDP) در کمتر از ده سال شود، که این موضوع خود خطراتی را برای کل مجموعه اقتصادی بوجود خواهد آورد. کلیه این آمارها مشخص کننده این موضوع می‌باشند که مراقبت‌های بهداشتی نیازمند حرکت به سمت مقیاس‌های بهتر و راه حل‌های جامع‌تر می‌باشند. بازسازی سیستم‌های مراقبت بهداشتی بسمت مدیریت پویای سلامت بجای مراقبت از بیماران و تمرکز بر روی ممانعت و تشخیص زود هنگام بیماریها بعنوان راهکارهای پیش روی این مشکلات مد نظر می‌باشند. سیستم‌هایی که قابلیت پوشیده شدن را دارند برای کنترل پیوسته وضعیت بهداشتی بعنوان یک تکنولوژی کلیدی در زمینه کمک به گذر از وضعیت موجود به سمت وضعیت مطلوب در مقوله بهداشت و مراقبت‌های آن مد نظر می‌باشند.

سیستم‌های کنترل بهداشت که قابلیت پوشیده شدن را دارا می‌باشند این اجازه را به افراد می‌دهند تا امر کنترل علائم حیاتی آنها بخوبی تحقق یافته و بر این اساس بازخورهای لازم جهت تامین وضعیت بهینه بهداشتی آنها میسر شود. در صورتی که چنین سیستم‌هایی را بتوان بصورت یک سیستم پزشکی از راه دور جامعیت داد، این سیستم‌ها حتی قابلیت اعلام هشدارهای مربوطه به کادر پزشکی در طی رخدادهایی که حیات فردی را در معرض  خطر قرار می‌دهند را خواهند داشت. علاوه بر این، بیماران قادرند از مزیت‌های کنترل دراز مدت و پیوسته خود بعنوان بخشی از رویه‌های تشخیصی سود جسته و بر این اساس بهترین وضعیت کنترل شرایط قلبی برای آنها بوجود آمده و حتی آنها با استفاده از این سیستم براحتی قادر خواهند بود در طی روال بهبودی از بیماریهای وخیم یا عمل‌های بیمارستانی تحت کنترل قرار گیرند. کنترل بهداشتی طولانی مدت می‌تواند براحتی سیگنال‌های فیزیولوژیکی و گوناگونی‌های مربوطه را بصورت ۲۴ ساعته  و شبانه روزی کنترل نماید. بطور مثال، این گوناگون‌ها بعنوان شاخص‌های بهبودی در بیماران قلبی پس از انجام عمل قلب (میوکاردیال) مد نظر می‌باشند. علاوه براین، یک کنترل طولانی‌ مدت می‌تواند این موضوع را در بر داشته باشد که بیمار به رهنمودهای معالجاتی خود پایبند بوده و یا آنکه بیمار بخوبی تحت درمان داروها قرار دارد. بیماران دیگر نیز می‌توانند از این سیستم‌ها بهره جویند. بطور مثال، روال مانیتورینگ را می‌توان در پی بهبودی فیزیکی بعد از عمل‌های زانو یا باسن، حملات و ضربات قلبی یا مغزی انجام داد.

…

در این مقاله مانسبت به بررسی معماری WWBAN کلی بعنوان یک اصول طراحی مد نظر خود با استفاده از مادوله‌های بررسی‌های سیگنالی خاص و تلوز- مدز اقدام می‌نماییم. این پروتوتایپ شامل چندین حسگر حرکتی می‌باشد که فعالیت کلی یک کاربر را تحت نظارت قرار داده و همچنین با استفاده از یک حسگر ECG نسبت به کنترل و نظارت بر فعالیت قلب نیز اقدام می‌شود. این مقاله سکوهای سخت افزاری ونرم افزاری مد نظر ما برای نظارت پزشکی را مورد بررسی قرار داده ومسائل باز را مد نظر قرار داده و همچنین راه حل‌های ما را در خصوص سنکرون سازی زمانی، پردازش سیگنال با سنسورهای کارا و همچنین پروتوکل ارتباطاتی باتوجه به انرژی مفید را به بحث می‌گذارد.

بخش ۲ نسبت به تشریح معماری WWBAN اقدام نموده و جامعیت آن را در سیستم پزشکی از راه دور و پیکربندی‌های احتمالی پیاده سازی آن را مورد خطاب قرار می‌دهد. بخش ۳ پروتایپ WWBAN که شامل طراحی سخت افزاری پلتفرم حسگر ActiS می‌باشد را مورد بررسی قرار داده و همچنین مدوله‌های نرم افزاری منطبق با آن را نیز به بحث می‌گذارد. بخش ۴ رویه‌های اجرایی ما در خصوص پروتایپ سنکرون سازی زمانی را مورد بررسی قرار می‌دهد. بخش ۵ روال‌های اندازه گیری توان و پروفایل‌های توان منتج شده از پروتایپ WWBAN را مورد بحث قرار می‌دهد. بخش ۶ نیز به نتیجه گیری در این زمینه‌ها می‌پردازد.

شبکه‌ حسگر بدون سیم کنترل بهداشت

۲- معماری WWBAN

WWBAN بعنوان بخش محوری سیستم پزشکی از راه دور چند بخشی در نظر می‌باشد، همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده است. بخش ۱ شامل یکسری از گره‌های حسگر پزشکی بدون سیم می‌باشد که در WWBAN مجتمع گردیده‌اند. هر گره حسگر قابلیت حس نمودن، نمونه برداری و پردازش یک یا چند سیگنال فیزیولوژیکی را دارا می‌باشد. بطور مثال، یک حسگر الکترو کاردیوگرام (ECG) ممکن است برای کنترل فعالیت قلب، حسگر الکترومیوگرام (EMG) برای کنترل فعالیت ماهیچه‌ای و حسگر الکتروانسفالوگرام (EEG) برای کنترل فعالیت الکتریکی مغز، حسگر فشار خون برای کنترل فشار خون، حسگر برخورد برای کنترل موقعیت اندامی، و حسگر تنفسی برای کنترل عمل تنفس و همچنین حسگرهای حرکت برای مشخص نمودن وضعیت کاربر و ارزیابی سطح فعالیت وی به کار گرفته می‌شوند.

بخش ۲ شامل یک سیستم سرور شخصی (PS) یا برنامه کاربردی می‌باشد که بر روی یک دستگاه کمک رسان دیجیتال شخصی (PDA) ، یک تلفن سلولی یا یک کامپیوتر شخصی خانگی نصب می‌گردد.  این سیستم مسئول چندین وظیفه می‌باشد و بر این اساس مشخص کننده یک رابط آشکار وشفاف با حسگرهای پزشکی بدون سیم، رابط بین کاربر و همچنین رابط بین سرور پزشکی می‌باشد. رابط بین WWBAN شامل پیکربندی شبکه‌ای و مدیریت مربوطه می‌باشد. پیکر بندی شبکه شامل وظایف زیر خواهد بود: ثبت گره حسگر (نوع و شماره حسگرها)، راه اندازی (بطورمثال، مشخص نمودن فرکانس نمونه برداری و آلت عملیات)، بهینه سازی بر حسب نوع مصرف یا کاربر (مثل بهینه سازی یا کالیبراسیون بر مبنای یک کاربر خاص و یا رویه‌های آپلود پردازش سیگنال بر مبنای یک کاربر خاص) و نصب ارتباطات ایمن (تبادل کلید) می‌باشد. بهنگامی که شبکه WWBAN پیکربندی گردید، برنامه کاربردی PS نسبت به مدیریت شبکه اقدام نموده، و روال‌های به مشارکت گذاری کانال‌ها را مراقبت نموده و علاوه بر این نسبت به مدیریت سنکرون سازی زمانی،‌ فراخوانی داده و پردازش آن و همچنین انتشار اطلاعات اقدام می‌نماید. بر مبنای انطباق اطلاعات از حسگرهای پزشکی چندگانه، برنامه کاربردی PS می‌بایست نسبت به تعیین وضعیت یک کاربر و همچنین وضعیت سلامت وی اقدام نموده و بر  این اساس از طریق رابط‌های کاربر پسند گرافیکی و صوتی تصویری بازخوردهای لازم را به کاربر گوشزد نماید. در نهایت، در صورتی که کانال ارتباطاتی به سرور پزشکی مهیا باشد، سیستم PS نسبت به تامین یک ارتباط مطمئن با سرور مرکز پزشکی اقدام نموده و بر این اساس گزاراشات مربوط به بیمار خود را به مرکز پزشکی ارسال می‌نماید و براین اساس این گزارشات به گزارشات قبلی وی اضافه می‌گردد. با  این وجود، در صورتی که ارتباط بین سیستم PS و سرور مرکز پزشکی مهیا نباشد، سرور PS قابلیت ذخیره سازی داده‌ها بصورت محلی را دارا بوده و بهنگامی که ارتباط با سرور مرکز پزشکی مهیا گردید نسبت به ارسال اطلاعات بیمار اقدام خواهدنمود.

بخش ۳ شامل سرور یا سرورهای مرکز پزشکی می‌باشند که از طریق اینترنت در دسترس خواهند بود. علاوه بر سرور پزشکی، بخش آخر ممکن است شامل سرورهای دیگری نیز باشد که عبارتند از سرورهای بخش‌های مراقبت‌های بهداشتی غیر رسمی، مراقبت‌های بهداشتی تجاری و حتی خدمات اروژانس. سرور مرکز پزشکی معمولاً خدماتی را عرضه می‌دارد که قابلیت ارتباط با سیستم‌های PS مشتری را دارا می‌باشند و بر این اساس می‌توانند اطلاعات لازم را از کاربران جمع آوری نموده و آن را در فایل مربوطه ذخیره سازند. این سرویس قابلیت ارائه توصیه‌ها یادستور العمل‌های لازم را داشته و حتی می‌تواند نسبت به اعلام هشدارهایی نیز در صورت گزاراشات دریافتی حاکی از وضعیت غیر طبیعی باشد اقدام نماید. اطلاعات بیشتر در خصوص این معماری و سرویس‌های مربوطه را می‌توانید در بخش ۱۴ بیابید.

 ۱-۲٫ برنامه‌های پیاده‌سازی

 شکل ۲ نشان دهنده این روال با استفاده از WWBAN می‌باشد. پیکر بندی ذکر شده در قسمت چپ را می‌توان در خانه، محل کار و یا در بیمارستان بکار گرفت. حسگرهای پزشکی بدون سیم که به PDAهای کاربران متصل می‌باشند، یک شبکه بدون سیم برد کوتاه را شکل می‌دهند (مثل IEEE 802.15,1 یا ۸۰۲٫۱۵٫۳/۴). این PDAها مجهز به رابط WLAN (مثل IEEE 802.11 a/b/g) می‌باشند که این رابط نسبت به انتقال اطلاعات به سرور مرکزی یا خانه اقدام می‌نماید. سرور خانگی، که قبلاً به اینترنت متصل شده است، می‌تواند یک کانال مطمئن را با سرور مرکز پزشکی برقرار ساخته و از این طریق نسبت به ارسال آپدیت‌های دوره‌ای سوابق پزشکی کاربران اقدام نماید.

۲-۲٫ ملزوماتی برای حسگرهای پزشکی بدون سیم

حسگرهای پزشکی بدون سیم می‌بایست ملزومات اساسی همچون قابلیت پوشیده شدن، اطمینان پذیری، ایمنی و قابلیت تعامل با اجزای دیگر را برآورده سازند.

قابلیت پوشیدن. به منظور دسترسی به یک روال نظارتی غیر تهاجمی و بدون مزاحمت، حسگرهای پزشکی بدون سیم می‌بایست دارای وزنی اندک و کوچک باشند. اندازه و وزن این حسگرها بصورت خاص بر مبنای وزن و اندازه باطری‌ها می‌باشند. اما باید این موضوع را در نظر داشت که قابلیت یک باطری بصورت مستقیم متناسب با اندازه آن می‌باشد. ما می‌توانیم انتظار داشته باشیم که پیشرفت‌های تکنولوژیکی آینده در امر مینیاتوری سازی مدارهای مجتمع و باطری‌ها بتوانند به کمک طراحان شتافته تا از این طریق آنها قابلیت ارتقای ادوات قابل پوشیدنی حسگرهای پزشکی باتوجه به سطح راحتی کاربر را داشته باشند. بخش ۵ نسبت به تشریح کارآیی انرژی در WWBAN اقدام خواهد نمود.

شبکه‌ حسگر بدون سیم کنترل بهداشت

۳- پروتوتایپ WWBAN

به منظور درک بهتر مسائل مختلف در طراحی شبکه حسگر بدون سیم قابل پوشیدن برای کنترل وضعیت سلامت اشخاص، ما نسبت به توسعه یک پروتوتایپ اقدام نمودیم که هدف از آن ارضای ملزومات فوق الذکر از نظر اندازه کوچک، میزان مصرف کم نیرو، ارتباطات مطمئن و تعامل می‌باشد. پروتوتایپ WWBAN شامل گره‌های حسگر ActiS چند گانه می‌باشد که بر مبنای یک پلتفرم حسگر استفاده شده شایع و بردهای حسگر مشتری می‌باشند. تنظیمات اولیه WWBAN شامل یک گره حسگر می‌باشد که نسبت به کنترل فعالیت ECG و موقعیت بالایی بدن اقدام نموده و همچنین دو حسگر حرکتی متصل شده به قوزک پای کاربر نیز جهت نظارت بر فعالیت وی در این زمینه موجود می‌باشد. چنین سیستمی به فرد اجازه می‌دهد تا به نرخ متابولیکی و مصرف تجمعی انرژی بعنوان پارامترهای با ارزش در مدیریت بسیاری از مسائل پزشکی دسترسی داشته و بر این اساس بتوان داده‌ها را با فعالیت‌های قلبی منطبق نمود. شکل ۳ نشان دهنده فعالیت قلب و داده‌های جمع آوری شده بوسیله پروتوتایپ پیشنهادی ما می‌باشد که در طی فعالیت پیاده روی معمولی به وسیله حسگر حرکتی متصل به قوزک پای راست کنترل شده است.

۱-۳٫ سکوی سخت افزاری

حسگر ActiS در بر دارنده یک سازمان سلسله مراتبی بکار گرفته شده به منظور ارائه یکسری از مجموعه‌های توابع غنی می‌باشد که از مزیت‌های پشتیبانی سیستم سخت افزاری و نرم افزاری باز سود می‌برد و بر این اساس نسبت به اعمال محاسبات و ارتباطات با حداقل مصرف نیرو اقدام می‌ورزد. هر گرهActiS نسبت به بهره‌گیری از سکوی حسگر بدون سیم موجود تجاری اقدام نموده و همچنین از یک سیستم پردازش سیگنال هوشمند در پلتفرم تلوز بهره می‌جوید (شکل ۴) این بردها بطور مستقیم با حسگرهای فیزیکی ارتباط برقرار نموده و نسبت به نمونه برداری داده و در برخی از مواقع پردازش سیگنال اولیه اقدام می‌نمایند. داده‌های از قبل پردازش شده پس از آن به برد تلوز ارسال می‌گردد. سکوی تلوز قابلیت پشتیبانی از آنالیزهای زمان حقیقی پیچیده‌تری را داشته و می‌تواند فیلترینگ بیشتری را همراه با روال‌های دیگر نظیر فشرده سازی و شناسایی الگو انجام دهد. سکوی تلوز همچنین مسئول سنکرون سازی زمانی، ارتباط با هماهنگ کننده شبکه می‌باشد و علاوه بر این انتقال داده‌ را بصورت ایمن تضمین می‌نماید.

۲-۳٫ سازمان نرم افزار

نرم افزار این سیستم در محیط TinyOS کار می‌کند. سیستم عامل TinyOS یک سیستم عامل سبک وزن با منابع باز برای حسگرهای محاط شده بدون سیم می‌باشند. این سیستم عامل برای استفاده از  حداقل منابع طراحی شده است و پیکربندی آن در زمان کامپایل از طریق ترکیب مولفه‌های مربوط بدان از کتابخانه TinyOS و مولفه‌های توسعه یافته توسط کاربر مشخص می‌گردد. سیستم عامل TinyOS بعنوان یکسری از مدوله‌ها و اجزای واحدی می‌باشند که به زبان nesC نوشته شده است. زبان nesC بعنوان زبانی تعمیم یافته از زبان C می‌باشد که دارای ساختارهای جدیدی جهت تسهیل معماری مولفه‌های مربوط بدان و انجام پروسه مولتی تسکینگ یا چند وظیفه‌ای می‌باشد. با اضافه نمودن پشتیبانی زبان مستقیم برای انجام روال‌های سنکرون سازی و مدیریت وظایف، این زبان اجازه می‌دهد تا امر توسعه مولفه‌ها بسرعت انجام گرفته و به منابع کمتری نیز  نیاز خواهد بود. شکل ۶ نشان دهنده یک معماری نرم افزار WWBAN کلی،‌ بصورت روال‌های بالا به پایین، می‌باشد و همچنین معرف نرم افزار هماهنگ کننده شبکه، گره‌های WWBAN نرم افزار تلوز و نرم افزار وابسته به گره‌ها می‌باشد.

شبکه‌ حسگر بدون سیم کنترل بهداشت

۴- سنکرون سازی زمانی

سنکرون سازی زمانی بعنوان یکی از الزامات شایع برای شبکه‌های حسگر بدون سیم مد نظر می‌باشد چرا که اجازه پردازش سیگنال جمعی، تثبیت موقعیت خاص حسگر ومنبع، تراکم داده و نمونه‌برداری توزیعی را می‌دهد. در شبکه‌های بدون سیم مرتبط با مبحث ما، مهرهای زمانی سنکرون شده برای هماهنگی مناسب داده‌های درحال ورود از حسگرهای مختلف و برای به مشارکت گذاری موثر کانال ارتباطاتی حیاتی می‌باشند. انجام عمل مشخص سازی مهرهای زمانی بصورت دقیق همچنین درخصوص ارتباطات بینابین یا متناوب که بر اساس آن می‌توان بصورت قابل توجهی انتقال پیامهای رخدادها را به تعویق انداخت مهم خواهد بود.

مکانیزم سنکرون سازی برای کاربرد موردنظر ما بر اساس موارد ذیل مشخص می‌گردد: (۱) میزان دقت مورد نیاز، (۲) مدت سنکرون سازی، به معنای آن است که آیا ما نیازمند آن هستیم که در کلیه مدت زمانی بصورت سنکرون باقی بمانیم و یا تنها بهنگامی که این مقوله مورد نیاز است، (۳) مهیا بودن منابع (ساعت‌ها)،‌ (۴) نیرو و زمان مهیا برای تحصیل سنکرون سازی زمانی. یکسری از پروتکل‌ها و الگوریتم‌ها به منظور سنکرون سازی زمانی و شبکه‌های کامپیوتری پیشنهاد و اجرا شده‌اند. با این وجود، آنها معمولاً برای شبکه‌های حسگر بدون سیم دارای تناسب کاملی نمی‌باشند چرا که آنها نیازمند منابع محاسباتی قابل توجه بوده و همچنین راه‌ حلهای تولرانس عیب یا تحمل خطا را ارائه نمی‌دهند. چندین پروتکل بصورت موفقیت‌ آمیز برای شبکه‌های حسگر بدون سیم توسعه یافته‌اند.

شبکه‌ حسگر بدون سیم کنترل بهداشت

۵- کارآیی انرژی

مصرف انرژی بعنوان محدودیت طراحی رتبه اول در شبکه‌های حسگر بی‌سیم مطرح می‌باشد چرا که آنها از طریق باطری کار می‌نمایند. بمنظور توسعه عمر بکار گیری گره‌ها، لازم است تا نسبت به کاهش اتلاف نیرو تا حد ممکن اقدام شود. اتلاف کمتر از ۱۰۰ میکرو وات می‌تواند بعنوان انرژی تمیز نگهدارنده محیط در نظر گرفته شود. طرح‌های مختلف بین ادوات ارتباطی و روال‌های محاسباتی حسگر، پروتکل‌های مشارکتی و سازمان شبکه سلسله‌ مراتبی همگی می‌توانند به نوبه خود صرفه جویی قابل توجهی را از نقطه نظر انرژی داشته باشند. زمانی که شبکه حسگر پیاده شد، تکنیک‌های مدیریت توان دینامیک را می‌توان به منظور به حداکثر رسانی عمر باطری به کار گرفت.

در سیستم‌هایWWBAN کاهش مصرف توان کلی به دلایل مختلفی حیاتی می‌باشد. اندازه و وزن حسگرها بصورت شاعی منوط به اندازه و حجم باطری‌ها می‌باشد. از طرف دیگر، توانایی یک باطری بطور مستقیم متناسب با اندازه آن است. در نتیجه، گره‌های حسگر WWBAN می‌بایست دارای سیستم کاملاً کارای انرژی باشند، چرا که ملزومات کاهش دهنده انرژی به طراحان اجازه می‌دهند تا از باطری‌های کوچکتری استفاده نمایند. باطری‌های کوچکتر منجر به به حداقل رسانی بعدی حسگرهای فیزیولوژیکی شده و در مقابل باعث افزایش سطح راحتی کاربر می‌گردد. در مرحله دوم، یک دوره گسترده عملیاتی بدون تغییر باطری مطلوب می‌باشد، چرا که تغییر مکرر باطری در حسگرهای چند گانه احتمالاً از بکار گیری این ادوات توسط کاربران ممانعت به عمل می‌آورد. علاوه بر این، عمر کارکرد بیشتر باطری‌ها باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی WWBAN خواهد شد.

ما نسبت به طراحی یک پروتکل خاص کاربردی مشتری برحسب توصیه‌های ۸۰۲٫۱۵٫۴ اقدام نمودیم. بمنظور ارضای ملزومات کاربردی پزشکی، پروتکل شبکه یک سیکل سوپر فریم یک ثانیه‌ای (T_SFC=1sec) را مشخص نموده و هر گره برده دارای چاک زمانی رزرو شده ۵۰ میلی‌ثانیه جهت انتقال داده‌ها می‌باشد (شکل ۹). یک سیکل سوپر فریم با یک پیام بیکون رادیویی که بوسیله هماهنگ کننده شبکه ارسال شده است شروع بکار می‌نماید، این پیام بیکون حاوی اطلاعات سنکرون زمانی می‌باشد. هر گره سنسور، رابط رادیویی خود را در مد دریافت، درست قبل از بیکون مورد نتظار بعدی، از خواب بیدار می‌نماید.

شبکه‌ حسگر بدون سیم کنترل بهداشت

۶- نتیجه گیری

این مقاله استفاده از شبکه نواحی بدنی بی‌سیم قابل پوشش را بعنوان یک زیر ساختار کلیدی مورد بررسی قرار می‌دهد که قابلیت کنترل بر روال‌های سلامت اشخاص را بصورت پیوسته و سرپایی خواهد داشت. این تکنولوژی جدید پتانسیل لازم جهت عرضه طیف گسترده‌ای از مزایا به بیماران، پرسنل پزشکی و جامعه از طریق کنترل پیوسته در شرایط اضطرای، تشخیص اولیه نارسایی‌ها، نظارت بر روال احیا و بررسی دانش بالقوه از طریق کنترل و کاووش داده‌های جمع آوری شده را خواهد داشت.

بر این اساس ما نسبت به تشریح معماری WWBAN عمومی اقدام نموده و مسائل اجرایی مهم را بررسی کرده و همچنین پروتکل مبتنی بر WWBAN، پلتفرمهای حسگر بی‌سیم استاندارد، ECG طراحی مشتری و سنسورهای حرکتی را مورد کنکاش قرار داده‌ایم. ما چندین مورد از مسائل فنی کلیدی نظیر معماری سخت افزار گره حسگر، معماری نرم افزار، سنکرون سازی زمانی شبکه و ذخیره انرژی را مطالعه نمودیم. تلاش‌های بعدی جهت ارتقای ارتباطات بدون سیم QoS،‌ قابلیت اطمینان از گره‌های حسگر، ایمنی و استاندارد سازی رابط‌ها و عملکردهای مرتبط می‌باشد. علاوه بر این، مطالعات بعدی در زمینه شرایط پزشکی مختلف در مقوله‌های بالینی و سرپایی به منظور تعیین محدودیت‌های خاص و کاربردهای جدید احتمالی این تکنولوژی مورد نیاز می‌باشد.