ZigBee

ZigBee - "умный дом" ZigBee в медицине Беспроводный контроль за состоянием пациента в медучереждении

        С момента своего создания Альянс ZigBee работал с особой целью: создать очень необходимый универсальный беспроводной интефейс, способный объединить множество повседневных устройств, которые окружают нас в повседневной жизни. Такой акцент был сделан на объединение в одну сеть небольших электрических устройств таких как выключатели, термостаты, электросчетчики, пульты дистанционного управления к различной электронике, а также более сложных сенсорных устройств применяемых в здравоохранение, систем автоматизации зданий, промышленных секторах автоматизации. В результате, ZigBee Альянс создал систему беспроводных стандартов дающих возможность аварийного контроля, решить проблему расширения сети, энергоэффективности, безопасности. Применение технологии ZigBee возможно в любой стране мира. ZigBee – это открытый стандарт беспроводной связи для систем сбора данных и управления. Технология ZigBee позволяет создавать самоорганизующиеся и самовосстанавливающиеся беспроводные сети с автоматической ретрансляцией сообщений, с поддержкой батарейных и мобильных узлов.
В настоящее время технология ZigBee выходит за границы исследовательских лабораторий и начинает широко применяться на практике для создания беспроводных сетей датчиков, систем автоматизации зданий, устройств автоматического считывания показаний счетчиков, охранных систем, систем управления в промышленности.
Сети ZigBee при относительно небольших скоростях передачи данных обеспечивают гарантированную доставку пакетов и защиту передаваемой информации.
Стандарт ZigBee предусматривает частотные каналы в диапазонах 868 МГц, 915 МГц и 2,4 ГГц. Наибольшие скорости передачи данных и наивысшая помехоустойчивость достигаются в диапазоне 2,4 ГГц. Поэтому большинство производителей микросхем выпускают приемопередатчики именно для этого диапазона, в котором предусмотрено 16 частотных каналов с шагом 5 МГц.
Скорость передачи данных вместе со служебной информацией в эфире составляет 250 кбит/c . При этом средняя пропускная способность узла для полезных данных в зависимости от загруженности сети и количества ретрансляций может лежать в пределах 5 ... 40 кбит/с. Расстояния между узлами сети соcтавляют десятки метров при работе внутри помещения и сотни метров на открытом пространстве. За счет ретрансляций зона покрытия сети может значительно увеличиваться.

Сеть ZigBee
Рис. 1. Сеть ZigBee

        Спецификация ZigBee P была принята альянсом в октябре 2007 года. Она обладает следующими преимуществами по сравнению с предшествующей версией спецификации (ZigBee 2006): Новая спецификация позволяет создавать сети с количеством узлов до нескольких тысяч. Это достигается благодаря стохастической адресации, новым механизмам маршрутизации Many-to-One и Source Routing, а также возможности выявления асимметричных связей в сети.
Для обеспечения совместимости устройств различных производителей в спецификации ZigBee® PRO разработаны стандартные профили приложений и библиотека стандартных кластеров. Введен целый ряд новых механизмов, позволяющих сделать сеть ZigBee более защищенной и надежной.
Значительно увеличен срок службы батарей конечных дочерних устройств за счет использования механизма, который позволяет родительским узлам представлять в сети дочерние устройства во время их сна. Предусмотрено автоматическое изменение частотного канала сети в случае возникновения помех.

ZigBee - УДАЛЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ОБОРУДОВАНИЯ

       ZigBee заменяет инфракрасную технологию для беспроводного управления электронными устройствами. Стандарт ZigBee предлагает потребителю большую гибкость в размещении управляемых электронных устройств допуская их размещение в смежных комнатах, за стеклянными или деревянными стенами. ZigBee дистанционный контроль более энргоэффективен чем управление с помощью инфракраных лучей.

ZigBee-удаленный контроль
Рис. 2. Удаленный контроль ZigBee

       ZigBee пульт дистанционного управления дает возможность потребителю контролировать и использовать оконечные электрические устройства различных типов.

ZigBee - "УМНЫЙ ДОМ"

       Устройство для удаленного контроля и управления должно быть способно управлять и снимать показания с других приборов. Как правило, устройства дистанционного управления представляет собой портативное, с питанием от батареи, устройство, которое может включать/выключать свет, считывать показания о температуре, делать установку для термостата, контролировать закрытие дверей. В сеть домашней автоматизации легко включаются от 2 до 500 контролируемых приборов. Сеть домашней автоматизации осуществляет непосредственный контроль и управление подключенных к ней приборов, а также возможно осуществить грфическое представление процесса в режиме реального времени.

ZigBee-
Рис. 3. ZigBee-"умный дом"

       На рисунке показано что светом, жалюзи, термостатом и прочими приборами можно управлять беспроводно с помощью пульта дистанционного управления нажатием одной кнопки. ПК может обеспечить простое конфигурирование и доступ к сети ZigBee, а Wi-Fi маршрутизатор может предоставить интернет доступ к ZigBee домашней сети.

ZigBee В МЕДИЦИНЕ

       Беспроводные сенсорные сети представляют собой новый набор технологий, которые будут иметь серьезные последствия по целому ряду медицинских, промышленных, научных и правительственных приложений.Беспроводная сенсорная сеть состоит из группы датчиков узлов или устройств. Каждое устройство имеет возможность контролировать некоторые параметры организма, и каждый имеет возможность сообщить о своем наблюдения с помощью других устройств на центральный пульт, в которых данные из сети собираются и обрабатываются. Новейшие разработки в области беспроводных технологий и полупроводников миниатюрных датчиков делают беспроводные сенсорные сети все менее дорогими и более эффективными для различных целей.
       Новые вспомогательные технологии в здравоохранении на основе широко признанных стандартов, таких как ZigBee, будут играть важную роль в уменьшении расходов на здравоохранение. Медицинские приборы на основе стандарта ZigBee способствовует снижению затрат, связанных с разработкой и производством новых медицинских приборов. Стандарты предполагают огромный эффект от масштабируемости для подключаемых устройств, а также предоставляют беспрецедентные возможности для упрощения контроля и наблюдения за состоянием больных в больницах, по уходу за пожилым людьми.

ZigBee в медицине
Рис. 4. ZigBee в медицине

       ZigBee позволяет маломощным устройствам беспроводной связи предоставлять услуги, улучшающих качество жизни для инвалидов или пожилых людей. В дополнение к данным функциям, ZigBee приложения используются в сфере для фитнеса для регулирования уровня физических нагрузок. Технологии ZigBee применяется для мониторинга хронических заболеваний, персонального мониторинга. Этот вариант использования фокусируется на мониторинг повседневной деятельности пожилого человека.
       Кроме большого числа носимых медицинских датчиков (устройств), которые контролируют жизненно важные функции организма (например, сердцебиение, температура), этот вариант использования включает мониторинг также других немедицинских датчиков, таких как экологические датчики (датчики задымленности), датчики движения, датчики для вызлва срочной помощии, датчики контроля доступа или же разбития стекла. Вся информация с этих датчиков передается на центральный пульт.

ZigBee в медицине
Рис. 5. ZigBee в медицине

        Вся информация, собранная от медицинских датчиков с отметкой времени направляется к серверу, который функционирует как система мониторинга пациента. Кроме того, сервер направляет сводную информацию в защищенном режиме к базе данных. Медицинский персонал может получить доступ к информации о пациенте, хранящейся в базе данных сервера, чтобы следить за ходом болезни. Уже существует возможность подключения к сети таких устройств как аппарат для измерение артериального давления, приборы для измерения глюкозы, пульса, веса.


Telephone:   (0536) 71-69-77
E-mail:         sensor@icm-tec.com
WWW:       http://www.icm-tec.com/