基于嵌入式与SpringBoot技术的生理参数监测系统的软件设计与实现
这是一篇关于生理参数,嵌入式,人脸识别,SpringBoot,Qt软件设计的论文, 主要内容为当今社会,流行性疾病的频繁发生和自然环境的日益破坏,促使了更多的人开始关注健康问题。随着信息化医疗技术高速发展,如何侦测与管控流行性疾病,建立全社会的智能健康管理系统,已成为国家疾病预防控制中心的重点研究方向。目前,大多的生理参数监测设备都是以医院或家庭为背景而设计的,存在检测对象单一,设备价格昂贵,缺少互联网接入,难以实现区域性检测等问题。鉴于此,本文旨在设计一种能辅助公共卫生机构应对流行性疾病管控的生理参数监测系统,具备区域性检测、数据追踪和快速检测三个特点,以适用于各个公共场景生理参数监测。该生理参数监测系统以传染性疾病与非传染性疾病为背景,选取了人体生理参数中的血氧饱和度、脉搏频率和体温作为数据支撑。整个系统由生理参数监测设备与Web生理参数管理系统两部分构成,其中的生理参数监测设备采用嵌入式技术作为关键技术,在Jetson Nano平台上结合图形化开发框架Qt、人脸识别技术完成了人体生理参数的采集、传输,GPU检测人脸和UI交互等功能;Web生理参数管理系统则采用目前主流的Spring Boot框架和Layui框架作为基底结构,My SQL数据库作为数据存储载体,实现了生理参数监测数据的网络传输、数据处理、数据存储以及数据的多样可视化等功能。此外,本文还利用C++语言实现了最小二乘法、平滑滤波、高斯滤波、自动寻峰以及双线性插值等算法,并在相关数据结构的基础上,进一步优化了生理参数的处理与计算。最后,为确保系统能够正常运行,有目的性的对系统的各个核心模块进行详细的功能测试,并将监测终端设备与Web生理参数管理系统进行网络联调,通过界面反馈调试结果,整体测试效果较好。在检测的准确性上,分别对相关的生理参数和人脸识别进行对比实验分析,其中血氧饱和度测量的标准误差不超过2.42%,脉搏频率的标准误差不超过2.32bpm,体温检测相对于电子体温枪的标准误差为0.13℃,人脸识别中的检测与比对准确率稳定在98%以上。通过实际场景的初步测试分析表明,本系统稳定性较好,达到了预期效果,也验证了设计的可行性,并为后续的改进和完善提供了良好基础。
基于微信小程序的卧床老人远程护理系统开发
这是一篇关于微信小程序,远程护理,多功能护理床,生理参数,消息队列的论文, 主要内容为随着我国社会老龄化的到来,老年人的群体数量逐步攀升,有慢性病的老年人数量也逐渐增加。而随着现代生活节奏的加快,年轻人工作压力大,陪伴老人时间少,很难花时间和精力照顾生活难以自理的老年人。且我国医疗资源也分布不均匀,存在东西部、城市和农村的差异。当面对众多患者时,在医疗资源短缺的地方,医护人员很难对每个患者进行细心周到的照顾,影响患者的康复。微信的普及度非常高,且微信小程序依托于微信,用户免下载、安装即可使用,使用方便且易推广。因此针对瘫痪或长期卧床的老年人患者的健康护理问题,本文开发了一种基于微信小程序的远程护理系统,给出了系统的详细设计与实现。首先,分析给出了护理系统开发所用的硬件、软件平台以及所涉及的软件相关技术。硬件平台包括多功能护理床、云摄像头、生理参数监测仪,主要实现抬背、降背等护理动作、音视频服务、生理参数健康监测。软件平台分为前端和后端。后端主要基于Spring Boot框架,引入My SQL数据库、Rabbit MQ消息队列、Redis缓存等技术,实现后端开发。前端主要基于MINA框架,引入Echarts可视化组件等技术,实现微信小程序前端开发。其次,分析了护理系统需求,给出了护理系统软件系统架构。(1)分析用户需求并设计用户角色,以及各个角色应当具有的功能。(2)分析护理系统安全性、可靠性等非功能性需求,为软件系统设计全面考虑提供支撑。(3)从硬件和软件技术角度分析了护理系统的可行性。(4)设计了软件系统架构,分为用户界面层、业务逻辑层、数据访问层,并给出了系统实现的工作原理。第三,完成了护理系统的详细设计。(1)完成了数据库的设计。通过给出护理系统的E-R模型图,建立数据库表的实体、实体属性以及实体间的关系,借助My SQL数据库,完成了数据库表的结构设计。(2)完成了后端服务器的设计。采用Rabbit MQ消息队列实现了护理床控制指令和生理数据的实时传输;使用云摄像头实现了音视频服务,并引入缓存存储云摄像头的访问令牌;使用Spring Boot框架搭建后端软件系统,设计出供前端调用的API接口,返回JSON格式的数据实现前后端交互。(3)完成了客户端的设计实现。使用C#语言开发了床边端系统承担上位机的角色,结合蓝牙和串口实现同生理参数监测仪、多功能护理床的通讯;开发了微信小程序客户端,使用HTTPS+Web Socket同后端服务器通信;开发了后台管理系统,实现对医护人员和设备的管理。最后,进行了护理系统运行验证。(1)进行了后端服务器的性能测试。在给定后端服务器的硬件配置及软件运行环境下,测试了控制指令及生理参数在消息队列传输的具体性能情况。(2)进行了客户端的运行测试,包括微信小程序端、床边客户端、后台管理系统。远程护理系统护理床远程控制、音视频服务、生理参数监测、后台信息管理等功能能够正常运行,基本满足了设计要求。
基于GPRS的家庭多参数远程医疗监护系统的设计与实现
这是一篇关于家庭医疗,远程监护,生理参数,uC/OS-Ⅱ的论文, 主要内容为随着社会的进步和科技的发展,医疗观念已逐步从传统的疾病治疗转向疾病预防和保健护理,家庭医疗应运而生。家庭医疗提倡医疗进入家庭,在配备先进适宜的医疗设备的条件下,使病人在家中实施自我监护、诊断、治疗、康复和保健。另一方面,远程医疗系统也随着网络科技的发展逐步成为医疗领域的新趋势,它能远距离传送医疗信息,使专家和医生能远距离对患者进行病情诊断、处理、治疗,乃至手术和紧急救助。 本文提出了一种基于嵌入式uC/OS-II和GPRS的家庭多参数远程医疗监护系统设计的方法,并着重从硬件设计、软件开发和软硬件协同工作等方面来展开介绍。本文主要完成的工作有以下几方面： (1)在深入调查与分析的基础上,结合家庭医疗的研究现状,本文提出了家庭远程监护系统的总体设计及其构建目标,并对监测系统的构建目标进行了详细的方案论证,得出基于ARM嵌入式处理平台STM32和嵌入式实时操作系统uC/OS-II的较为适合系统设计的方案。 (2)采用NTC热敏电阻作为温度传感器进行体温模块的设计。通过标定实验得到拟合数据并利用最小二乘法对解决了NTC热敏电阻阻值-温度特性曲线的拟合问题,最后采用医用体温计与拟合校正得到的温度数据完成体温测量对比实验,得到体温模块的测量精度在±0.2℃,符合体温测量的精度标准。 (3)通过设计相关的获取电路实现了心电模块的研制,解决了心电噪声的干扰问题。结合课题组关于心电信号的数字滤波方法的前期研究,心电模块实现了心电信号提取、放大和滤波功能,而且能较好地得到不同导联的心电波形。 (4)结合课题组前期自主研发的血氧与血压模块,通过设计相应的采集算法,实现了血氧与血压的数据解析,并得到正确的血氧与血压测量值。 (5)软件设计方面,研究了基于嵌入式实时操作系统uC/OS-II的软件开发,根据软件的设计思想,对操作系统的总体框架以及功能模块进行了开发,并设计与实现了基于GPRS的远程通讯协议。经过试验与测试,结果显示系统软件实现了生理参数采集,存储以及远程传输等功能,达到了本课题对监护系统软件设计要求。
生理多参数远程监护系统及其关键技术研究
这是一篇关于生理参数,远程监护,音频,ActiveX,B/S架构的论文, 主要内容为目前不管是在发达国家还是发展中国家,由于平均寿命的增长和人口出生率的下降,均面临着越来越严重的人口老龄化问题。由此衍生出许多关于老年人医疗监护与照顾的社会问题。有些慢性病需要长期监护或监测发病时的生理参数,但目前监护方式使得病人被束缚于医院和病床上。借助远程医疗能较好解决目前医院不堪重负、病人去医院看病花费贵和不太方便等难题。生理参数的远程监护目前已成为生物医学工程领域的研究热点。为此本论文对生理多参数远程监护系统及其关键技术进行了研究。 本课题设计一个基于B/S架构的多通道中央监护系统。整个系统由监护中心的中央监护服务器端软件、客户端浏览器和多参数采集器构成。服务器端软件能够接受两个客户端的数据传输请求,实现基于Internet的多病人生理参数远程实时监护。客户端采用B/S架构,无需安装任何客户端程序,只要打开浏览器就可以实时查看和发送生理参数和波形。将监护仪从床边延伸到了家庭,有利于患者的长期跟踪观察,节省住院费用。 另外,本课题在研究过程中,还在已有的基于P2P模式的远程监护客户端软件的基础上加入了音频功能,实现患者在家中与医生的实时语音、图像信息交流。 程序设计完成后,对几项技术进行了测试。音频通信时,话音清晰、基本无延时,完全满足语音交流的要求。使用C#开发的ActiveX控件可以在浏览器中流畅运行,数据传输到监护中心准确无误,可以达到远程中央监护的目的。采用的基于B/S模式的实时远程监护系统,由于是直接运行在浏览器上的,便于客户端软件部署维护,为医疗仪器普及化和网络化提供了新的解决方案。
基于Web端的多功能护理床健康监护系统开发
这是一篇关于远程监护,视频监控,生理参数,多功能护理床,Web监护系统的论文, 主要内容为随着我国社会进入老年化阶段,对失能老人或无自理能力的住院患者的健康护理逐步成为一个困扰社会的问题。一方面家属忙于工作无法长时间照顾住院病人;另一方面医疗资源有限,医护人员不能同时兼顾到所有病人的情况和及时护理。因而很难对此类患者做到及时护理,也减慢了病人康复进程。为了应对无自理能力的住院患者及时监护的问题,本文结合远程医疗与物联网技术,设计了一种基于多功能护理床的远程健康监护Web系统。健康监护系统依托于网络摄像头和实验室自主研制的多功能护理床等硬件平台,围绕视频监控、护理床控制、生理参数监视等基础功能单元进行设计。该系统采用B/S,架构模式,使用Java语言编写程序,以Spring Boot作为后端服务器的基础开发框架,并以Ajax作为系统前后端信息交互的“桥梁”。软件系统从数据库设计、前端可视化设计、后端服务器设计三个方面进行开发设计,并设置有家属、医生、护士和后台管理员四种用户角色,使不同的用户角色具有不同的功能和交互界面。本系统通过物联网技术将硬件设备接入软件系统,使网络摄像头、护理床、生理参数检测仪三个硬件单元融合为一体。用户可以通过手机、电脑、平板等智能终端登陆健康监护系统,查看病人生理参数、控制护理床运动、监控视频,从而实现对病人的远程监护,极大地提高了多功能护理床的智能性、护理的及时性。
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