網(wǎng)絡(luò)泵通信技術(shù)論文

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1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與組網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)

1.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

本系統(tǒng)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)采用Z-wave無線傳輸協(xié)議，相對(duì)于其他無線通信標(biāo)準(zhǔn)而言，Z-wave協(xié)議棧更為緊湊、簡單和靈活。Z-wave協(xié)議棧包括應(yīng)用層（APP）、傳輸層（TRANSTER）、媒體介入控制層（MAC）和射頻媒介（RF-MEDIA）。應(yīng)用層是一個(gè)快速存儲(chǔ)器（閃存），主要是便于廠家預(yù)置他們的應(yīng)用軟件，用于采集網(wǎng)絡(luò)泵的數(shù)據(jù)，查看狀態(tài)。協(xié)議的主要功能：設(shè)備間無線數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護(hù)和結(jié)束；確認(rèn)模式的幀傳送與接收；配置應(yīng)用休眠的節(jié)能模式。當(dāng)有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，MAC層有一個(gè)沖突避免機(jī)制防止其他節(jié)點(diǎn)開始傳送。這樣的設(shè)計(jì)盡可能地降低了成本，易于實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸可靠，短距離操作以及非常低的功耗。

1.2網(wǎng)絡(luò)泵系統(tǒng)組網(wǎng)

根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)建的需要，網(wǎng)絡(luò)泵網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（也稱“多跳”網(wǎng)絡(luò)）。該結(jié)構(gòu)具有組網(wǎng)簡單、通信可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。只需要通過微電腦注藥泵集中管理系統(tǒng)軟件上的節(jié)點(diǎn)操作，把網(wǎng)絡(luò)泵添加進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)生成通信路徑。網(wǎng)絡(luò)泵網(wǎng)絡(luò)完全具有Z-wave網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，采用了動(dòng)態(tài)的路由協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)泵網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)泵都可以作為路由器或接入點(diǎn)。如果最近的接入點(diǎn)受到信號(hào)阻斷的影響，那么還可以將數(shù)據(jù)路由到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)泵。數(shù)據(jù)以這種方式不斷地從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)泵“跳”到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)泵，直到到達(dá)需要讀取數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)泵，非常適合醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)泵組網(wǎng)的需要。在本系統(tǒng)規(guī)劃中，病人攜帶注藥泵在距離Z-stick100m內(nèi)的位置，PC軟件都能讀取網(wǎng)絡(luò)泵的狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)了解泵的狀態(tài)。

2性能測試

2.1通信節(jié)點(diǎn)測試

可靠性測試一般有3種方法，即測試比特錯(cuò)誤率（BER），幀錯(cuò)誤率（FER）及通信錯(cuò)誤率（CER）。網(wǎng)絡(luò)泵模塊中一般使用通信錯(cuò)誤率（CER）來表示網(wǎng)絡(luò)泵節(jié)點(diǎn)通信間的可靠性。假定在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)泵無線通信系統(tǒng)中，給藥者攜帶網(wǎng)絡(luò)泵離Z-stick30m，通過測試可以得到，網(wǎng)絡(luò)泵模塊的通信錯(cuò)誤率（CER）小于10-6。

2.2組網(wǎng)測試

通過微電腦注藥泵集中管理系統(tǒng)軟件，可以方便地進(jìn)行組網(wǎng)測試，軟件界面。當(dāng)有某網(wǎng)絡(luò)泵要加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，點(diǎn)擊增加節(jié)點(diǎn)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)泵就會(huì)自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)，主控制器將給它分配與這個(gè)網(wǎng)絡(luò)相同的HOME.ID，并同時(shí)擁有不同且依序的NODE.ID。

3網(wǎng)絡(luò)泵系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)把Z-wave用于智能家居設(shè)計(jì)的方案，根據(jù)其特點(diǎn)和優(yōu)勢用于無線醫(yī)藥設(shè)備通信系統(tǒng)中，開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)泵無線通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有以下特色和創(chuàng)新：

（1）對(duì)醫(yī)院里比較分散的注藥泵采用了Z-wave的組網(wǎng)方式，組網(wǎng)簡單、快捷。

（2）由于協(xié)議的緊湊降低了整個(gè)系統(tǒng)的功耗。

（3）把智能家居中的Z-wave技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展到了醫(yī)院的注藥泵的無線通信系統(tǒng)，充分發(fā)揮了Z-wave的技術(shù)特點(diǎn)。

4結(jié)論

本文采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Z-wave技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)泵無線通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)將醫(yī)院的注藥泵無線化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。同時(shí)該系統(tǒng)成本低、功耗低、信息傳輸可靠性強(qiáng)，非常適合醫(yī)院注藥泵系統(tǒng)的無線管理，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

作者：龔江濤 單位：成都理工大學(xué) 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院