基于5G网络和wifi的移动医疗物联网系统设计与测试(5)

Qq一八三二五九零八二七 画图使用的API；QuartzCore提供了CoreAnimation接口；OpenGLES框架提供了能够用来绘制2D与3D图像的工具。音频处理支持提供了包括音频播放、高质量录音、触摸设备时发出的振动等与音频相关的接口。[40]核心音频框架有CoreAudio框架、AudioUnit框架、AudioToolbox框架。

可触摸层处于框架中的最顶层，可触摸层不仅可以处理设备应用上的各种控件、视图，还可以处理文字的输出，图片和网页的显示，以及相机、文件的读取和屏幕上的手势触摸等。[41]可触摸层最核心的部分是UIKit框架，包括了窗口和视图这两个重要部分。每个应用只包含一个窗口，窗口本身也是视图，而每个应用包含多个视图，根据视图的层次可以分为容器、控件、显示视图、导航视图、警告视图和动作表单、文本和WEB视图、窗口。

（2）iOS编程环境与编程语言

iOS应用以MACOSX系统中所提供的xcode环境进行开发。OSX是由苹果公司基于UNIX所设计和开发的桌面操作系统，用于该公司的桌面系列计算机。Xcode也是苹果公司开发的，目的是为了给开发者提供开发MACOS、iOS应用提供开发环境。[42]从苹果公司最初2003年发布1.0版本以来，到2015年3月发布的6.2版本，几乎每年都发出了不同的Xcode版本，表现出顽强的生命力。Xcode是从2008年7月发布xcode3.1开始作为iOS开发环境的。它支持C、C++、Objective-C等。

3.1.4 传感技术

传感器是一种物理检测装置或器件，能够感受（或探测）到被测量的信息，并将探测到的信息按照一定的数学函数法则转换成为可用电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。[43]传感器的测量主要表现在信息的探测、信息数据的变换、控制信息的采集。传感器通常由敏感器件、转换器件和电子线路三部分组成。传感器的结构如图2.4所示。传感器的物理定义是指能将各种非电量转换成电信号的器件，原因为电信号是最易于处理、传输、转换和定量运算。从作用上讲，传感器可以被看成为代替人的5种感觉器官的装置，即视、听、触、嗅、味。如图2.4所示：

被测量信息 敏感器件 敏感器件 敏感器件 电信号 16

Qq一八三二五九零八二七 图2.4 传感器结构

本系统利用到的传感器都是嵌入在穿戴式医疗仪器中，对人体的生物信号进

行实时检测。这些医学传感器不仅要完成检测任务，还应当要具备以下的性能指标：

（1）抗干扰能力强。由于生物信号特点是微弱、低频、背景噪声大，需要抗干扰能力强才能提取到有用的生理数据信息。

（2）传感器材料无毒，必须无近期和远期的致癌效应，同时在结构和性能上便于消毒，防止感染。

（3）灵敏度高。要对微弱的生物信号感知度高。

（4）电气安全性。传感器要与人体有足够的电绝缘，以保证人体的安全。 （5）传感器本身应具有良好的技术性能。如线性、迟滞、重复性、信噪比等。

（6）精度好。保证数据的准确性和精度是系统有力的保障。

3.1.5 通信技术

IP多播由于源点发送，多点接收的特点，即一对多的通信，广泛应用于实时信息交付（如新闻，股市行情等），软件更新，交互式会议，流媒体传播等等。

单播为一对一的信息传送，对服务质量要求高。

广播为使用子网内的特殊IP地址，IP地址最后一段为255的地址，进行广播，子网内所有电脑均可收到数据报，通信量巨大，智能低，所以并不被允许跨越网段。

组播使用了IP分组的概念，在路由中建立IP组，并在子网中充分利用硬件多播的方式进行信息传送，组播通过路由的传送是允许跨越网段的。[44]而由于在子网中利用了硬件多播的方法，不参加组播组的电脑不会收到组播数据报，所以即实现了广播又有效控制了流量，增大了广播范围。

3.2 硬件系统分析

3.2.1 医疗机构硬件系统

（1）医生应用硬件平台

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Qq一八三二五九零八二七 由于医生需要使用移动智能终端进行医疗信息的查看，尤其是需要对医疗图

像进行查看，通过医疗图像来辅助进行诊断。而医疗图像尽可能的清晰，才能够有效的为医生提供医疗支持。因此，本文选择了iPad（见图2.5）作为医生端的移动智能终端，终端操作系统是iOS9。

图2.5 iPad医生终端

医生服务终端iPad的详细参数如表2.1所示：

表 2.1 iPad详细参数

序号 1 2 3 4 5 6 项目 终端操作系统 CPU 主存 外存 显示 网络支持 iOS 9 Apple A6X with 2 processor cores and 4 GPU cores Frequency： 1GHz 4GB DRAM 16GB Flash 大小：9.7 英寸 ；屏幕分辨率：2048*1536 WIFI无线上网，支持IEEE 802.11ac无线；Blutooth 参数描述 （2）护士应用硬件平台

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Qq一八三二五九零八二七 护士的主要工作是采集病人信息，查看病人信息，提交病人信息，比如输液

是否畅通、输液滴速，吸氧方式等。这些信息都是一些文字信息，没有涉及到图像，并且护士需要根据住院病人的条形码来获取病人相关信息，对手持型操作要求高。基于上述原因，本文护士端基于Android系统的PDA作为移动智能终端，如图2.6所示。

图2.6 护士的服务终端

该PDA的详细参数如表2.2所示：

表2.2 PDA的参数

序号 1 2 3 4 5 6 项目 终端操作系统 CPU 主存 外存 显示 网络支持 Android 4.0.4 ARM Cortex-A9 ；Frequency： 1GHz 1GB DRAM 16GB Flash 大小：10.1英寸 ；屏幕分辨率：1280x800 支持IEEE 802.11ac无线 参数描述 3.2.2 5G路由器

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Qq一八三二五九零八二七 5G路由器的整体外型如图2.7所示。

图2.7 5G路由器

此路由器符合医院类大型建筑使用。其覆盖范围广；无线速率最高可以达到1167MBS，可以轻松传输大数据；信道宽为1200Bps；性能稳定，不死机，不掉线；6根天线，穿透力极强；金属钢壳抗干扰，散热快。其中，5Gwifi芯片如图2.8所示。

图2.8 5G芯片

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