В современных технологиях беспроводная связь предоставляет много возможностей для обмена информацией друг с другом в любое время и в любом месте. Интеллектуальные сети мобильной связи и WLAN, WiFi применяются в различных секторах, таких как образование, здравоохранение и промышленность, чтобы обеспечить людям удобный способ общения друг с другом.
По мере роста спроса на повсеместно распространенные сети, все больше внимания уделяется домашним, офисным и другим информационным устройствам, которые могут передавать информацию по беспроводной сети на небольшом расстоянии. Стандартное и техническое развитие повсеместной сети быстро вышло на мировой рынок. Особым применением такой техники становится беспроводная сеть WBAN.
WBAN отличается от других беспроводных сетей (WSN) несколькими важными моментами:
- Первое различие между WBAN и WSN заключается в мобильности. В WBAN пользователь может перемещаться с узлами датчиков с той же схемой мобильности, в то время как WSN обычно используется как стационарная сеть.
- Потребление энергии в WBAN намного меньше, чем в других схемах WSN. Кроме того, сенсорные устройства WBAN оказываются дешевле, чем WSN. Однако, по надежности, сложности и плотности размещения WBAN-узлы являются традиционными. WSN не применяют конкретные требования, связанными с взаимодействием между сетью и человеческим организмом. Существует несколько беспроводных технологий, таких как Bluetooth, Low power, WiFi, ZigBee и IEEE 802.15.6.
2. Структура WBAN
WBAN разработан с использованием датчика специального назначения, который может автономно подключаться к различным датчикам и устройствам, расположенным внутри и снаружи человеческого тела. Структура WBAN разделена на несколько секций.
Классификация структуры сети по четырем разделам.
- Первая секция представляет собой часть сети WBAN, состоящую из нескольких номеров узлов датчиков. Эти узлы являются дешевыми и маломощными узлами с инерциальными и физиологическими датчиками, стратегически расположенными на теле человека.
- Все датчики могут использоваться для непрерывного мониторинга движения, жизненно важных параметров, как артериальное давление, ЭКГ, а также в измерениях окружающей среды. Существуют обширные системы мониторинга, которые уже используются на основе проводных соединений. Любое проводное соединение в системе мониторинга может быть проблематичным и неудобным для человека и может ограничить его мобильность. Таким образом, WBAN может быть очень эффективным решением в этой области, особенно в системе здравоохранения.
- Следующий раздел представляет собой узел координации, в котором все узлы датчика будут напрямую связаны с узлом координации, известным как центральный блок управления (CCU). CCU берет на себя ответственность за сбор информации с узлов датчиков и передачу ее в следующий раздел. Для мониторинга деятельности человеческого организма нет такой беспроводной технологии, которая фиксировалась бы для таргетирования по WBAN.
Наиболее популярными беспроводными технологиями, используемыми в системе медицинского мониторинга, являются WLAN, WiFi, GSM, 3G, 4G, WPAN (Bluetooth, ZigBee). За исключением стандарта сотовой сети, все эти технологии широко доступны для короткой междугородней связи. WMTS (Беспроводная медицинская телеметрическая служба) и Ultra-Wide Band являются еще одной технологией, которая может быть использована для системы мониторинга тела, поскольку они работают на низкой мощности передачи.
- Третья секция - это соединение WBAN, которое будет выступать в качестве шлюза для передачи информации в пункт назначения. Мобильный узел может быть шлюзом к удаленной станции для отправки мобильного сообщения в сотовую сеть с помощью GSM/3G/4G. Маршрутизатор или ПК может быть удаленным узлом для связи по электронной почте или другой службе с помощью Ethernet.
- Последней секцией будет центр управления, состоящий из конечных узловых устройств, таких как мобильный телефон для сообщений, ПК для мониторинга и электронной почты и сервер для хранения информации в базе данных.
Требования WBAN и рабочий процесс
Текстовые и графические файлы следует хранить отдельно друг от друга до тех пор, пока текст не будет отформатирован и стилизован. Не стоит использовать жесткие закладки, ограничивайте использование жестких возвратов только одним возвратом в конце абзаца.
Требования к беспроводным медицинским датчикам в беспроводных медицинских датчиках WBAN должны удовлетворять следующим основным требованиям, таким как износостойкость, надежность, безопасность и функциональная совместимость:
Износостойкость: Для достижения не инвазивного и ненавязчивого непрерывного контроля износостойкость является очень важным вопросом. Эти датчики должны быть легкими и маленькими. Размеры и вес датчиков в основном определяются размерами и весом батарей. Однако емкость батареи прямо пропорциональна ее размеру.
Надежность: Надежная связь в WBAN имеет первостепенное значение для любого приложения WBAN. Поэтому проектировщик должен ориентироваться на надежную технику связи, которая обеспечит бесперебойную связь и оптимальную пропускную способность. Тщательный компромисс между коммуникацией и вычислениями очень важен для надежной разработки системы.
Охрана: Еще одним важным вопросом является безопасность сети. Беспроводные медицинские датчики должны отвечать требованиям конфиденциальности и обеспечивать целостность данных и аутентификацию.
Интероперабельность: Беспроводные медицинские датчики должны позволять пользователям легко создавать надежную сеть WBAN. Стандарты, регулирующие взаимодействие беспроводных медицинских датчиков, помогут конкуренции поставщиков и в конечном итоге приведут к более доступным системам.
Мониторинг датчиков
Беспроводная локальная сеть - это система, которая может непрерывно контролировать деятельность человека.
Датчики мониторинга можно разделить на два типа:
- Износостойкие сенсорные устройства работающие на поверхности человеческого тела.
- Имплантируемые устройства, работающие внутри человеческого тела
Носимые сенсорные устройства позволяют человеку внимательно следить за изменениями в его или ее функциях и окружающей среде, обеспечивают обратную связь для поддержания оптимального и мгновенного состояния.
Например, ЭКГ, ЭЭГ, датчик кровяного давления могут быть использованы для мониторинга критического пациента, GPS датчик может быть использован для определения местоположения области и различных типов датчиков, которые могут быть использованы для измерения расстояния, температуры, движения.
Для измерения параметров здоровья имплантируемые датчики устанавливаются в тесном контакте с кожей, а иногда даже внутри человеческого тела. Имплантируемые биосенсоры являются важным классом биосенсоров по своей способности позволяют непрерывно измерять уровень метаболизма, без вмешательства человека и независимо от его физиологического состояния (сон, отдых и т.д.). Имплантируемые биосенсоры оказывают большое влияние на больных диабетом и других травмах.
Типы трафика
В сети WBAN трафик можно разделить на три категории, такие как:
- Нормальный трафик
- Аварийный трафик
- Трафик по требованию
Нормальный трафик - трафик данных, который используется для мониторинга нормального состояния человека без критичности и событий по требованию.
Аварийный трафик инициируется узлами, когда они превышают заранее определенный порог или в любой аварийной ситуации. Такой тип трафика абсолютно непредсказуем. Трафик по требованию инициируется уполномоченным персоналом, таким как врач или консультант, для получения определенной информации для диагностических целей.
