[论文解读] A Novel Implementation for Automated Health Monitoring System

Praveen B. Sarangamath, Kiran Gupta|arXiv (Cornell University)|Aug 16, 2016

Wireless Body Area Networks参考文献 7被引用 4

一句话总结

本文提出了一种基于树莓派的低成本自动化健康监测系统，利用无线体域网（WBAN）实现实时体温和心率追踪。系统支持本地数据记录，并可通过局域网（LAN）内的PDA实现远程访问，展示了一种实用且可扩展的持续个人健康监测解决方案，且基础设施需求极低。

ABSTRACT

The main concept of the proposed work is derived from Wireless Body Area network (WBAN). The proposed work employs Raspberry Pi kit as a personal server which logs the health data and it can be accessed by any PDA within the LAN range. In this paper, two vital parameters namely Temperature sensor and Heart beat sensor have been considered.

研究动机与目标

• 开发一种经济实惠、自动化的健康监测系统，用于持续追踪患者生命体征。
• 利用树莓派作为个人服务器，实现本地数据采集与存储。
• 实现通过局域网（LAN）内任意PDA远程访问健康数据。
• 实施无线体域网（WBAN）以实现传感器的无缝集成。
• 通过两种关键生理参数——体温和心率——验证系统性能。

提出的方法

• 使用树莓派3作为中心数据采集与处理单元。
• 采用DS18B20数字温度传感器实现实时体温监测。
• 集成脉搏传感器（如PULSE传感器）实现持续心率检测。
• 通过局域网内的Wi-Fi将传感器数据无线传输至树莓派。
• 将收集到的健康数据存储在树莓派的本地存储中，供后续检索。
• 通过局域网内任意PDA或设备可访问的网页界面，实现对已记录数据的远程访问。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于低成本树莓派的系统能否有效采集并存储可穿戴传感器的实时生理数据？
• RQ2 在WBAN架构下，通过局域Wi-Fi网络的数据传输与存储性能是否可靠？
• RQ3 该系统在局域网环境中通过PDA实现远程监控的可行程度如何？
• RQ4 使用现成组件在个人医疗场景中实现持续健康监测的可行性如何？
• RQ5 该系统如何确保用户无需复杂基础设施即可实现数据的可访问性与可用性？

主要发现

• 系统成功使用低成本传感器和树莓派实时采集并存储了体温和心率数据。
• 通过局域Wi-Fi网络的数据传输稳定可靠，实现了无显著延迟的持续监测。
• 从连接到同一局域网的任意PDA或设备均可实现对健康数据的远程访问，证明了其实际可用性。
• 将树莓派作为个人服务器的集成，实现了无需依赖外部云服务的自主数据记录。
• 系统展现出良好的可扩展性与低成本特性，适用于家庭医疗与远程患者监测。
• 使用标准协议与开源组件，确保了在真实环境中部署与维护的简便性。