心电医疗监护物联网关键技术研究*

针对物联网技术的发展,进行了心电医疗监护物联网感知层传感器节点软硬件设计,完成了基于NesC语言的组件结构化软件设计。在经典聚类路由协议LEACH之上提出了一种适用于心电医疗监护物联网感知层的改进型LEACH-SC算法,将感知层内簇头的分布进行优化,平衡簇的规模,在一定程度上解决簇头分布不均匀的问题。为保证心电医疗监护物联网应用层实时准确的心电诊断,提出了一种基于小波变换、希尔伯特变换和改进包络对心电信号进行变换的检测算法,实现了对QRS波群具体形态和位置的检测和识别,在检测到QRS波的基础上采用检测准则     

基于物联网的社区心电监护系统设计

将物联网与传统心电图（ ECG）监护系统相结合,以Zig Bee无线通信技术为核心,设计了一种具有自动报警功能的社区心电监护系统,实现了心电数据的自动采集、处理、诊断、异常报警与无线传输。该系统采用无线通信技术传输数据,可以减少系统的连线。系统中的心电分析算法可以实时显示和在线分析心电信号,提取心电信号中的疾病特征,实现心脏疾病的自动诊断和预测。实验结果表明：所设计的心电监护系统,能够准确采集心电信号。将物联网技术应用在智能心电监护系统上,便于对社区患者进行统一监管。     

基于AODV的物联网路由算法改进研究

针对AODV协议在物联网应用场景下存在的路由不稳定、数据丢包率高、时延大的问题,提出了一种基于AODV的物联网路由改进算法。该算法将信号接收强度作为路由建路的一个指标,当节点信号接收强度低于门限值时发送警告消息报文通知源节点重新发起建路请求。该改进算法能够提前识别不可靠中继节点并在链路中断前寻找新的传输路径。NS2仿真实验结果表明,与之前的AODV协议相比改进后的算法拥有更低的丢包率和时延。     

基于Zigbee的人体心电信号无线监测系统的设计

提出了一种基于Zigbee技术的人体心电信号无线监测系统设计方案;采用Zigbee技术和STM32W108ARM芯片设计了系统采集节点和汇聚节点的硬件电路,采用C语言编写了其软件,实现人体心电信号的采集和无线传输;利用Labview软件设计人体心电监测界面,实现了利用PC机对采集到的心电信号进行实时监测;实验表明,该监测系统通信质量良好,能够实现心电信号的采集、波形显示,以及心率值和心电频谱的分析,在家庭医疗领域具有较高的应用价值。     

基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议

近年来,水下物联网和海洋物联网已经成为一个热门的研究方向,水声传感器网络路由协议作为海洋物联网的重要组成部分也得到研究人员的广泛重视。因此在HH-VBF协议的基础上,提出一种基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议——ES-HH-VBF协议。ES-HH-VBF协议在保留了将下一跳节点的位置信息作为计算节点转发因子的参考值的基础上,引入了节点剩余能量改进节点转发因子的计算方式,以此来均衡网络中的能量消耗;并且还将预设的距离阈值由HH-VBF协议中的固定值改为根据节点剩余能量变化的动态值,从而可以动态地控制数据冗余。为了验证ES-HH-VBF协议的性能,在水下传感器网络仿真器Aqua-Sim上对HH-VBF协议和ES-HH-VBF协议的性能进行了对比分析。仿真结果表明,随着节点发包间隔的增加,ES-HH-VBF协议的包传递率比HH-VBF协议的包传递率高4.2%左右,网络平均时延比HH-VBF协议低11.3%左右,网络平均能耗比HH-VBF协议低8.2%左右。通过对ES-HH-VBF 协议和HH-VBF协议的仿真实验分析可知,ES-HH-VBF协议在提高数据包传递率、降低平均能耗和降低平均延时方面具有较大优势。     

高速移动网络中AODV路由协议的改进

在节点高速移动的网络环境中,网络拓扑结构变化频繁,易导致路由中断。传统的AODV路由协议选择跳数最少的路径作为路由,而不考虑链路的稳定情况,并且只在路由中断后才开始路由修复,因此,无法适应节点高速移动的网络环境。针对上面存在的问题,提出一种对AODV进行改进的协议。该协议在选择路由时,考虑节点接收信号功率、路由跳数和节点剩余能量等因素,在路由维护阶段引入链路状态预测机制,使路由在失效前启动局部路由修复。仿真结果表明,相对于传统AODV协议,该改进协议提高了数据包的投递率,缩短了端到端的传输时延,能更好地适应节点高速移动的网络环境。     

一种基于博弈论的物联网路由策略研究

物联网的普及,对物联网的信息安全提出了更高的要求。低功耗有损网络（Routing Protocol for LLN,RPL）是主流的物联网通信协议,RPL根据中继节点的通信距离构建有向无环图（Destination Oriented Directed Acyclic Graph,DODAG）,以规划数据路由的路径。RPL协议无法应对主流的安全攻击,针对RPL设计一种低成本高可靠性的路由策略是目前物联网信息安全研究的一个主要方向。本文基于非合作博弈理论,设计了一种可以根据RPL协议中的节点上下文信息,发现并避让不良节点的路由策略。该方法的特点在于能够以较低的功耗开支提供与主流的加密策略相近的安全防护能力。仿真结果表明,所提方法在节点密度较高情况下性能良好。     

实时动态心电波的计算机监视

临床上有时需要对病员进行较长时间的心电监护,或捕捉某些偶发性的心电异常,一般的心电图机对此无能为力。用计算机进行心电监护,可以自动实现动态心电波显示,即发性的异常心电信息也可显示、记录,并自动作出分析判断。心电信号是根据人体心脏的每次搏动,心肌细胞除极、复极电位的变化,由安装在人体适当部位的电极接收微弱的波动信息,经过放大和滤波产生的。若将该信号经过A/D变换,送入APPTEⅡ机的高分辨率图形区,即可在屏幕上显示出心电波形。但是计算机对高分辨率图形数据的处理速度很慢,只能显示静止的或者是非实时的慢速帧动态波形。非实时的动态波形处理有可能漏检重要的心电信息。     

心电信号的网络传输设计

介绍基于GPRS（General Packet Radio Service,通用分组无线业务）技术基础的心电信号网络传输,将采集到的心电信号通过GPRS网络传输到心电监护中心,医生对心电信号进行分析和诊断,并将诊断结果反馈给用户。在传输过程中,实行节点加密和对心电信号数据进行加密,具有实时性、同步性,波形无失真等特点。实现了对院外患者心电信号的远程监护和及时诊断。     

基于数据预处理的ZigBee协议物联网组网技术研究

面对利用ZigBee协议构建大规模物联网时存在诸多如路由开销、参数选择、网络性能等方面的问题,本文选择绕过底层多区域物联网的组建,利用云平台构建逻辑上的大规模物联网.同时针对物联网中应用种类和数量较多而ZigBee协议数据传输能力有限的问题,提出了在ZigBee协调器节点进行数据过滤和融合的预处理操作.     

基于可信计算的物联网物品信息传输协议

针对传统物联网物品信息传输过程中存在的不足,提出可信匿名的物联网信息传输协议。将物品信息服务器按响应路径的节点顺序从后至前用相邻节点的会话密钥对物品详细信息层层加密,加密后的数据每经过路径中的一个可信节点被解密一次,直到本地ONS服务器数据被完全解密,且响应路径的中间节点可根据相关信息判断接收的路由信息是否被篡改。分析结果表明,该协议具有安全性、匿名性、可信性和抗攻击性。     

物联网人体心电监护系统软件研究

基于物联网技术和小波变换,提出心电监护系统软件和用于计算机自行分析心电波形的一系列检测算法,介绍无线传感器网络在心电监护技术方面的应用。该系统软件功能包括对服务器和个人数码助理(PDA)心电数据的收发、存储、波形显示和通信管理。实验结果表明,该系统软件能使计算机和PDA实时显示被测者的心电波,所提算法经Matlab仿真测试的结果与MIT-BIH数据库标注的结果比较,误检率仅为0.89%。     

Cordova-NodeJS混合式物联网信息服务系统

针对传统物联网信息服务系统不能实现物联网终端汇聚节点和物联网应用服务器兼容，无法利用现有的互联网生态圈这两大问题，提出了一种新型Cordova-NodeJS混合式物联网信息服务系统。该系统由基于改进内核的Cordova框架构成的物联网终端汇聚节点和基于Node.js并配合最优点产生算法构成的物联网应用服务器所组成。结合所提出的混合式信息服务架构，该系统运行良好。实验仿真结果也表明，使用该系统架构的物联网信息服务系统相关数据指标较传统信息服务系统表现优异，接近于互联网信息服务系统数据指标，证明该系统具有研究价值。     

基于增强现实的物联网物体识别与虚拟交互

介绍增强现实的物联网物体识别与定位原理,分析基于数据手套的物联网增强现实虚拟交互方法,设计并实现一个物联网增强现实虚拟交互系统原型。实验结果表明,该系统能为物联网用户提供更自然的物体信息获取方式与虚拟交互体验,满足物联网相关应用对于实时性、精确度和稳定性的要求。     

基于物联网技术的远程农田监控系统设计

针对嵌入式网关的无线网络接入成本以及流量负荷过高的问题,设计一种基于物联网技术的远程农田信息监控系统。将无线传感器网络作为采集系统,采用ARM11的嵌入式网关、嵌入式数据库和嵌入式服务器,利用3G无线网络接入技术,开发智能手机客户端,进行远程控制、数据访问和可视化。分析结果表明,该系统可对农田信息进行有效监控,适合现代农业发展的需要。     

物联网技术在设备全生命周期管理中的应用

针对传统电力通信资源管理自动化水平不高的问题,将物联网技术和资源管理相结合,提出一种基于物联网的电力通信资源全生命周期管理模式。介绍系统软、硬件架构体系,研究系统平台中采用的产品电子代码读写技术和数据库同步技术的实现方法和关键技术。结合某电力公司的具体应用实例,验证该系统平台的可行性和实用性,实现集约化、精细化、数字化的电力通信资源管理模式。     

基于物联网中间件技术的滩涂人员定位系统

为减少怪潮对滩涂作业人员的安全影响,提出一种基于物联网中间件技术的人员定位系统,包括人员信息采集的卫星与基站控制单元、GPS人员坐标信息获取单元和各种RFID感应识别单元。通过改进的Savant中间件模块,将滩涂怪潮中射频识别读取的数据传输到上位计算机中,服务器中心对获取的数据进行分析,以便管理人员通过实时监控数据迅速了解作业人员位置,及时采取救援措施。     

基于Android系统的光谱传感物联网移动终端设计

提出了一种基于Android系统的光谱传感物联网移动终端软件设计,可以实现用户与光谱传感物联网的数据交互及数据处理功能。移动终端包括用户信息,节点信息,数据信息三个模块,使用ViewPager类搭建双列表界面展示节点信息,使用SOAP协议与云服务器进行数据交互,可以将得到的光谱以及环境数据以图像的形式展示,并支持图像的保存功能。进一步在移动终端上实现了光谱数据的归一化,一阶微分,二阶微分,峰值寻找等数据处理功能。环境数据包括温度、湿度、二氧化碳浓度以及光照强度数据,可以实时显示最新环境数据,也可选择时间段对环境数据进行查询绘图。经测试,该应用程序运行稳定,可满足光谱传感物联网移动终端的基本应用需求。     

物联网资源寻址模型

通过分析物联网资源寻址特性,对互联网资源寻址的层次迭代模型进行扩展.提出物联网资源寻址的通用层次模型,为解决由多种物品编码标准共存而引起的物联网资源寻址的特有问题提供理论模型依据.根据此模型,建立物联网资源寻址的应用结构模型,并通过对其功能性的实现,验证了通用层次模型的有效性及可行性.