架構(gòu)於Web服務(wù).doc

架構(gòu)於Web服務(wù)、藍(lán)芽與GSM簡(jiǎn)訊之居家健康照護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1架構(gòu)於Web服務(wù)、藍(lán)芽與GSM簡(jiǎn)訊之居家健康照護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Design and Implementation of Home HealthCare System Based on Web Service, Bluetooth, and GSM Short Message Service 譚旦旭 白振祥 葉國瀧Tan-Hsu Tan, Chen-Hsiang Pai, Kuo-Lung Yeh國立臺(tái)北科技大學(xué)電機(jī)工程系國立臺(tái)北科技大學(xué)機(jī)電整合研究所國立臺(tái)北科技大學(xué)自動(dòng)化科技研究所摘要本研究應(yīng)用新崛起的Web服務(wù)(Web Service)、藍(lán)芽通訊技術(shù)(Bluetooth)及GSM簡(jiǎn)訊服務(wù)(GSM Short Message Service)，發(fā)展一套適用於居家環(huán)境之新型健康照護(hù)系統(tǒng)。我們首先製作一個(gè)行動(dòng)式心電圖感測(cè)發(fā)收單元(ECG Sensor/Transmitter/Receiver)，接著我們利用藍(lán)芽模組將數(shù)位化後的心電圖(ECG)訊號(hào)傳至心電圖接收器(ECG Receiver)，再經(jīng)由簡(jiǎn)單物件存取協(xié)定(SOAP)傳給遠(yuǎn)端健康照護(hù)Web服務(wù)(HealthCare Web Service)系統(tǒng)之資料庫中，藉此醫(yī)師可以透過網(wǎng)站伺服器檢視病患心電圖進(jìn)行診斷。若醫(yī)生診斷後認(rèn)為病人需要進(jìn)一步檢查，則可使用簡(jiǎn)訊Web服務(wù)(SMS Web Service)發(fā)送簡(jiǎn)訊通知病人就診。本系統(tǒng)的軟體架構(gòu)具有良好的擴(kuò)充性，因此容易維護(hù)，亦可大幅降低系統(tǒng)整合及後續(xù)開發(fā)成本。另外透過藍(lán)芽技術(shù)的應(yīng)用，本系統(tǒng)亦可大幅減少家中纜線的羈絆並增加機(jī)動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證本系統(tǒng)有良好的效能，具備實(shí)用的價(jià)值。關(guān)鍵詞：Web服務(wù)、藍(lán)芽通訊技術(shù)、GSM簡(jiǎn)訊、心電圖、簡(jiǎn)單物件存取協(xié)定投稿受理時(shí)間: 92 年 10 月 15 日 審查通過時(shí)間: 92 年 12 月 24 日2臺(tái)北科技大學(xué)學(xué)報(bào)第三十七之一期ABSTRACTThis study presents a novel home healthcare system using the emerging Web Service, Bluetooth, and GSM short message service. We first implement a mobile ECG unit, which consists of a sensor, transmitter, and receiver. After the digitization process, the measured ECG signal is transmitted to the ECG receiver via the wireless Bluetooth module. Then, the ECG signal is passed along the Internet to the remote database of the healthcare Web Service unit based on the SOAP for diagnosis. The patient will receive the GSM short message from the doctor if further diagnosis is necessary. Since the software structure of the proposed system is very easy to expand and maintain, it can significantly reduce the costs required for future integration and development. Besides, the use of Bluetooth allows the residence to escape from the fetters of interconnection wires, thereby increasing system mobility. Experimental results verify the effectiveness of the proposed system for practical application.Keywords:Web Service, Bluetooth, GSM short message service, ECG, SOAP壹、緒論民國83年起，臺(tái)灣地區(qū)65歲以上老人已超過總?cè)丝诘?%，達(dá)到了聯(lián)合國所訂定的高齡化社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)估民國100年將達(dá)10%，與歐美、日本等先進(jìn)國家接近1。隨著老年人口急速增加，勢(shì)將衍生許多與老人醫(yī)療及照護(hù)相關(guān)的社會(huì)問題，造成政府及家庭日益沉重的負(fù)擔(dān)。近年來，我國國民的主要死因已由傳染性疾病轉(zhuǎn)移為慢性病及退化性的非傳染性疾病，除了老人因年齡因素易患有慢性病以外，青壯年人口由於工作壓力、不良飲食習(xí)慣、以及缺乏運(yùn)動(dòng)等因素而罹患慢性病的人數(shù)亦有逐年上升的趨勢(shì)。慢性疾病需要長(zhǎng)期追蹤與治療，但目前的醫(yī)療資源並不允許病患長(zhǎng)期住在醫(yī)院接受治療，因此慢性病患只能以定期回院複診的方式進(jìn)行治療，但此方式不但浪費(fèi)患者往返醫(yī)院的時(shí)間、金錢，也大大降低其生活品質(zhì)，而且離院病患的病情若缺乏長(zhǎng)期有效的監(jiān)控與照護(hù)，將易演變成為急性，為社會(huì)醫(yī)療成本的負(fù)擔(dān)雪上加霜。因此，如何改善慢性病患的醫(yī)療品質(zhì)，以有效運(yùn)用醫(yī)療資源，是目前亟待解決的一個(gè)課題。居家健康照護(hù)(Home Healthcare System)是提升慢性病患醫(yī)療品質(zhì)的一個(gè)可行機(jī)制，若是慢性病患能在此機(jī)制內(nèi)，藉科技之助將居家所量測(cè)到的非侵入性生理訊號(hào)送至醫(yī)院，進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)控和訊號(hào)的判讀，再由醫(yī)生根據(jù)判讀結(jié)果，提供病患後續(xù)處理之建議，這樣病患就毋須三天兩頭在醫(yī)院與家庭之間疲於奔命，使醫(yī)療資源能達(dá)到最有效的運(yùn)用，因此近年來網(wǎng)路科技已被廣泛地應(yīng)用於遠(yuǎn)距居家照護(hù)系統(tǒng)之開發(fā)。目前這些系統(tǒng)大多建構(gòu)在公眾電話網(wǎng)路或電視纜線之有線環(huán)境2-7，雖然在遠(yuǎn)距看診等應(yīng)用有一定的成效，但其主要缺點(diǎn)為患者在生理訊號(hào)的擷取上缺乏機(jī)動(dòng)性，同時(shí)在醫(yī)療系統(tǒng)網(wǎng)路服務(wù)架構(gòu)之規(guī)劃與設(shè)計(jì)方面也少有著墨，因此未來醫(yī)療系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)將易面臨系統(tǒng)整合的問題。架構(gòu)於Web服務(wù)、藍(lán)芽與GSM簡(jiǎn)訊之居家健康照護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3為克服機(jī)動(dòng)性的問題，Bai 等人8 利用市售無線通訊模組與心電圖量測(cè)儀器開發(fā)一套可攜式心電圖與血壓傳輸系統(tǒng)，以達(dá)居家照護(hù)無線化的目的，但其接收範(fàn)圍限於30公尺以內(nèi)，且其無線通訊模組無法像藍(lán)芽一般，在全球統(tǒng)一的通訊協(xié)定架構(gòu)下，與其它電子裝置交換資訊，換言之，此系統(tǒng)應(yīng)用範(fàn)圍有其侷限性。Crumley等人9發(fā)展了一套適用於醫(yī)院病患監(jiān)護(hù)、具低功率優(yōu)點(diǎn)的可攜式無線電收發(fā)系統(tǒng)，但與8相同，此系統(tǒng)無法與其它電子裝置直接交換資訊。Shimizu等人10整合類比無線電、數(shù)位GSM系統(tǒng)，以及衛(wèi)星通訊等技術(shù)，應(yīng)用於遠(yuǎn)距醫(yī)療照護(hù)，並有良好的效果，但衛(wèi)星通訊的費(fèi)率並不便宜，加上通道的時(shí)變特性，極易發(fā)生數(shù)據(jù)中斷現(xiàn)象，因此存在資料可靠度的疑慮。為克服上述缺點(diǎn)及促進(jìn)醫(yī)病之時(shí)效性，本研究結(jié)合Web服務(wù)(Web Service)11-13，無線藍(lán)芽通訊(Bluetooth)14-17、以及GSM簡(jiǎn)訊服務(wù)18-21等技術(shù)建構(gòu)一套新穎的居家健康照護(hù)系統(tǒng)。此系統(tǒng)服務(wù)的對(duì)象為具備基本行動(dòng)能力的慢性病患，由於心臟血管疾病在慢性病中佔(zhàn)有相當(dāng)比例，因此在眾多生理訊號(hào)當(dāng)中，我們將先著重於心電訊號(hào)的處理。為免除纜線之羈絆，我們將製作一個(gè)可攜式藍(lán)芽心電圖量測(cè)器，使慢性病患能在高度機(jī)動(dòng)情況下量測(cè)心電圖(ECG：Electrocardiogram)訊號(hào)，心電訊號(hào)可利用無線藍(lán)芽技術(shù)與網(wǎng)路自動(dòng)上傳至醫(yī)院(遠(yuǎn)端診斷中心)的資料庫，再由醫(yī)生透過瀏覽器(Browser)檢視之。另外，我們使用GSM模組與健康照護(hù)網(wǎng)站伺服器開發(fā)一套簡(jiǎn)訊Web服務(wù)(SMS Web Service)機(jī)制，醫(yī)生可以利用其提供的函式，直接對(duì)網(wǎng)站伺服器之串列通訊埠下達(dá)指令，以通知有異常狀況的病人儘速就診。另外，由於Web服務(wù)具備良好的擴(kuò)充能力，我們只要解析該Web服務(wù)描述語言(WSDL)，就可以將Web服務(wù)連結(jié)到程式之中，毋需耗費(fèi)額外時(shí)間與金錢在中介軟體(middleware)之開發(fā)，此使應(yīng)用系統(tǒng)之開發(fā)及維護(hù)更為容易，因此本研究利用Web服務(wù)網(wǎng)路架構(gòu)解決醫(yī)療系統(tǒng)間未來整合時(shí)的需求，達(dá)到降低醫(yī)療成本，維持病患一定生活品質(zhì)的目的。本論文第貳節(jié)說明系統(tǒng)所應(yīng)用的背景知識(shí)，第參節(jié)描述系統(tǒng)之設(shè)計(jì)與實(shí)作，第肆節(jié)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，第伍節(jié)提出結(jié)論與未來研究方向。貳、背景知識(shí)本節(jié)說明本研究所應(yīng)用之相關(guān)知識(shí)，包括心電圖(ECG)、Web服務(wù)(Web Service)、藍(lán)芽(Bluetooth)與GSM簡(jiǎn)訊服務(wù)(SMS：Short Message Service)等。4臺(tái)北科技大學(xué)學(xué)報(bào)第三十七之一期一、心電圖(ECG：Electrocardiogram)心臟的肌肉是人體肌肉中唯一具有自發(fā)性跳動(dòng)及節(jié)律性收縮的肌肉，心臟在收縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的電流。人體表面兩點(diǎn)間的電位差隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的波形即為心電圖(ECG )。電極片依其放置部位之組合而有不同的心電圖導(dǎo)程(ECG lead)。本論文使用愛因託芬(Einthoven)22所提出的標(biāo)準(zhǔn)雙極導(dǎo)程 (Bipolar Standard Lead I, II, and III)量測(cè)心電圖訊號(hào)：導(dǎo)程I：量測(cè)左手與右手間的電位差；導(dǎo)程II：量測(cè)左腳與右手間的電位差；導(dǎo)程III：量測(cè)左腳與左手間的電位差。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)程形成愛因託芬氏三角形( Einthovens Triangle )，即導(dǎo)程II電位差導(dǎo)程I電位差導(dǎo)程III電位差。心電圖訊號(hào)的頻率屬於低頻，其訊號(hào)頻寬在0.02150 Hz 之間，且振幅僅13 mV23，因此需使用放大器與濾波器擷取心電圖訊號(hào)。一般市售的心電圖機(jī)為避免受到居家環(huán)境雜訊的影響，大都將頻率響應(yīng)設(shè)定在0.550 Hz之間。二、Web服務(wù)(Web Service)Web服務(wù)是利用網(wǎng)際網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定HTTP與XML，將軟體的功能完全地發(fā)揮在網(wǎng)際網(wǎng)路或是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)路(Intranet)上運(yùn)用的一種軟體服務(wù)技術(shù)。它使得應(yīng)用程式之間可透過網(wǎng)際網(wǎng)路相互連結(jié)使用，利用這種物件模組技術(shù)讓企業(yè)系統(tǒng)易於進(jìn)行彈性組裝，可隨時(shí)經(jīng)由網(wǎng)路增減元件以調(diào)整系統(tǒng)功能，使應(yīng)用系統(tǒng)之開發(fā)及維護(hù)更為容易，因此可快速滿足客戶的需求。另外，Web服務(wù)使用SOAP及XML技術(shù)以達(dá)到跨作業(yè)平臺(tái)、跨程式語言的目的，因此任何系統(tǒng)平臺(tái)、程式語言所撰寫的應(yīng)用程式，都可以將它們引入自己的應(yīng)用程式之中。Web服務(wù)能跨越網(wǎng)路及異質(zhì)平臺(tái)架構(gòu)，其中的主要關(guān)鍵，說明如下：可延伸標(biāo)記語言(XML)XML(Extension Markup Language)是由全球資訊網(wǎng)聯(lián)合會(huì)(W3C：World Wide Web Consortium)所率先提出，並在1998年二月中旬成為正式的規(guī)範(fàn)。XML是一種有彈性且可擴(kuò)充的描述語言，我們可以自由定義標(biāo)籤，定義出來的標(biāo)籤可以充分表達(dá)文件的內(nèi)容，例如我們可以定義標(biāo)籤來表達(dá)文件內(nèi)容是地址。XML擅於描述結(jié)構(gòu)化的資料並使用純文字的方式儲(chǔ)存，使用純文字的好處是可以直接檢視這些資料，不須再使用其它的轉(zhuǎn)換工具。簡(jiǎn)單物件存取協(xié)定(SOAP)SOAP24是1999年由微軟的研發(fā)中心與Lotus、IBM等大廠所共同提出的一種協(xié)定。SOAP是傳輸架構(gòu)的最底層，它能夠讓各種應(yīng)用程式透過HTTP通訊協(xié)定，以XML格式相互交換彼此的資料。目前幾乎所有的防火牆都允許透過Port 80來溝通，所以SOAP可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)際網(wǎng)路架構(gòu)讓應(yīng)用程式之間進(jìn)行溝通，而不會(huì)被防火牆阻礙。SOAP可以使用Secure Sockets Layer(SSL)加密協(xié)定以維護(hù)安全。SOAP讓分散式物件通訊協(xié)定透過網(wǎng)際網(wǎng)路的溝通如同使用瀏覽器來存取網(wǎng)頁一樣方便。架構(gòu)於Web服務(wù)、藍(lán)芽與GSM簡(jiǎn)訊之居家健康照護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5Web服務(wù)描述語言(WSDL) WSDL(Web Service Description Language) 1213是一個(gè)以XML為基底的描述語言，可以描述Web服務(wù)的介面與實(shí)作。WSDL的職責(zé)在於告訴其他機(jī)器如何將請(qǐng)求與回應(yīng)的訊息格式化，以便使用某項(xiàng)Web服務(wù)。透過WSDL這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，客戶端的程式可以依據(jù)WSDL的形容，打造調(diào)用Web服務(wù)的程式碼。三、藍(lán)芽(Bluetooth)藍(lán)芽14-17是一種短距離(10 m 100 m) 低功率無線通訊技術(shù)，操作於2.4 GHz ISM(Industrial, Scientific, Medical)頻帶，並將此頻帶分割成79個(gè)各為1 MHz的通道。它採用分時(shí)多工(Time Division Duplex, TDD)、跳頻(Frequency Hopping)及GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)調(diào)變等技術(shù)，適用於家庭、辦公室及車內(nèi)等小區(qū)域環(huán)境中各樣電子裝置間的資料交換。1998年Ericsson、Nokia、IBM、Intel及Toshiba等五大廠商成立Bluetooth SIG(藍(lán)芽策略聯(lián)盟；the Bluetooth Special Interest Group)，共同制訂藍(lán)芽通訊標(biāo)準(zhǔn)。目前至少已有超過2500家來自資訊、通訊、半導(dǎo)體、消費(fèi)性電子、網(wǎng)路及汽車製造等不同領(lǐng)域的廠商加入Bluetooth SIG。完整的藍(lán)芽通訊協(xié)定架構(gòu)包括電波發(fā)射層，基層(Baseband)協(xié)定、LMP(Link Manger Protocal)協(xié)定、L2CAP(Logical Link Control and Adaption Protocol)協(xié)定、主機(jī)控制介面(HCI：Host Controller lnterface)、RFCOMM(RF Communication)，以及SDP(Service Discovery Protocol)等，如圖一所示。RF、Baseband以及Link Manger均由硬體來實(shí)現(xiàn)，HCI、L2CAP、SDP與RFCOMM等上層協(xié)定則是由軟體來實(shí)現(xiàn)。Baseband負(fù)責(zé)訊息編碼、碼錯(cuò)重送及跳頻等工作；LMP負(fù)責(zé)連線確立、安全措施等工作；L2CAP負(fù)責(zé)上層與下層之間的封包切割及重組(SAR：Segmentation and Reassembly)與服務(wù)品質(zhì)保證(QoS：Quality of Service)等功能；HCI提供藍(lán)芽模組和藍(lán)芽設(shè)備的應(yīng)用軟體之間的介面控制；RFCOMM協(xié)定層可提供串列連線的功能，其規(guī)格是根據(jù) ETSI 07.10 的標(biāo)準(zhǔn)模擬 RS232 介面；SDP則負(fù)責(zé)藍(lán)芽設(shè)備之間的服務(wù)功能搜尋。圖一藍(lán)芽通訊協(xié)定架構(gòu)四、簡(jiǎn)訊服務(wù)(Short Message Service)簡(jiǎn)訊服務(wù)(SMS：Short Message Service) 192125是GSM系統(tǒng)所提供以行動(dòng)電話收發(fā)簡(jiǎn)訊的功能，每一則簡(jiǎn)訊最長(zhǎng)可傳送140個(gè)英文字母，或70個(gè)中文字。GSM有兩類簡(jiǎn)訊服務(wù)：細(xì)胞廣播服務(wù)(Cell Broadcast Service)及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)(Point-to-Point Service)。細(xì)胞廣播服務(wù)可將週期性的氣象報(bào)告、路況報(bào)導(dǎo)或股市行情等訊息傳給服務(wù)區(qū)內(nèi)的行動(dòng)電話用戶，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)則提供兩個(gè)行動(dòng)電話用戶之間互傳簡(jiǎn)訊。6臺(tái)北科技大學(xué)學(xué)報(bào)第三十七之一期參、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)作一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)採用主從式架構(gòu)(Client/Server)，客戶端由心電圖感測(cè)發(fā)送器(ECG Sensor/Transmitter)與心電圖接收器(ECG Receiver)組成，伺服端則是由健康照護(hù)Web服務(wù)(HealthCare Web Service)、健康照護(hù)網(wǎng)站伺服器(HealthCare Web Server)與簡(jiǎn)訊Web服務(wù)(SMS Web Service)單元所構(gòu)成，其整體架構(gòu)如圖二所示。心電圖感測(cè)發(fā)送器利用藍(lán)芽模組將數(shù)位化後的心電圖訊號(hào)傳至心電圖接收器，再經(jīng)由SOAP傳給健康照護(hù)Web服務(wù)系統(tǒng)之資料庫中，藉此醫(yī)師可以透過健康照護(hù)網(wǎng)站伺服器檢視病患心電圖進(jìn)行診斷。若醫(yī)生診斷後認(rèn)為病人需要做進(jìn)一步檢查，則可以使用簡(jiǎn)訊Web服務(wù)發(fā)送簡(jiǎn)訊通知病人就診。二、客戶端軟硬體單元實(shí)作心電圖感測(cè)發(fā)送器心電圖感測(cè)發(fā)送器包含隔離電路、儀表放大器、高通濾波器、低通濾波器、帶拒濾波器、增益放大器、A/D轉(zhuǎn)換器與藍(lán)芽模組等單元，其中A/D轉(zhuǎn)換器與藍(lán)芽模組由8051單晶片控制，心電圖感測(cè)發(fā)送器系統(tǒng)架構(gòu)如圖三所示。心電圖接收器心電圖接收器由個(gè)人電腦外掛藍(lán)芽模組所組成，我們以Visual Studio.Net C#撰寫應(yīng)用程式，透過藍(lán)芽裝置之HCI介面控制藍(lán)芽裝置。首先將藍(lán)芽裝置初始化，接著呼叫詢問到的藍(lán)芽裝置以建立ACL連線。接收器在執(zhí)行軟體程式時(shí)，開啟一個(gè)執(zhí)行緒(Thread)，不斷地偵測(cè)藍(lán)芽串列通訊埠的輸入狀態(tài)，當(dāng)接收到心電圖數(shù)位訊號(hào)時(shí)就啟動(dòng)Timer並繪製心電圖，接著將數(shù)位化的心電圖訊號(hào)上傳至Web服務(wù)的資料庫。圖二 系統(tǒng)架構(gòu)架構(gòu)於Web服務(wù)、藍(lán)芽與GSM簡(jiǎn)訊之居家健康照護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)7圖三 心電圖感測(cè)發(fā)送器系統(tǒng)架構(gòu)三、伺服端軟體製作在伺服器端我們採用ADO.NET(ActiveX Data Object Dot Net)資料存取介面進(jìn)行資料庫程式之設(shè)計(jì)，並使用C#撰寫Web服務(wù)的Web函式，其架構(gòu)如圖四所示。首先，心電圖接收器將心電圖數(shù)位訊號(hào)封裝成XML封包，並透過HTTP傳送給HealthCare Web服務(wù)的Web函式Upload ECG( )，接著Upload ECG( )將接收到的XML封包還原存入暫存資料庫DataSet，最後使用類別SQLDataAdapter的InsertCommand物件將資料存入SQL Server 2000的ECG表格中，完成心電圖訊號(hào)上載動(dòng)作。當(dāng)醫(yī)生透過Browser調(diào)閱病人心電圖記錄時(shí)，我們使用類別SQLDataAdapter的SelectCommand物件，將表格Patient與ECG從資料庫取出並存入暫存資料庫DataSet，接著使用函式QueryPatientData( )將資料轉(zhuǎn)換成XML格式透過HTTP傳送給Browser。醫(yī)生診斷後，將診斷結(jié)果透過函式DoctorAdvice( )存入SQL Server 2000的Advice表格中。另外，醫(yī)生可使用簡(jiǎn)訊Web服務(wù)所提供的函式SendSMS( )傳送簡(jiǎn)訊通知病人就診。圖四 Server端系統(tǒng)架構(gòu)由於國內(nèi)業(yè)者尚未推出簡(jiǎn)訊Web服務(wù)(SMS Web Service)可以供健康照護(hù)Web服務(wù)引用(Bind)，所以我們使用GSM模組(Wavecom S.A.公司生產(chǎn)之WMOD2B dual-band 900/1800 MHz modem)與網(wǎng)站伺服器(IIS)組成一簡(jiǎn)訊Web服務(wù)介面。肆、實(shí)驗(yàn)結(jié)果為測(cè)試傳輸系統(tǒng)之正確性，我們使用訊號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生頻率為2 Hz、峰對(duì)峰值為3 V之正弦波，如圖五所示，並分別經(jīng)由RS-232傳輸線與藍(lán)芽傳送至心電圖接收器，再送至瀏覽器(Browser)比較。圖六為經(jīng)由RS-232傳輸線傳送至接收器的訊號(hào)波形，圖七為透過藍(lán)芽傳送至接收器的訊號(hào)波形。8臺(tái)北科技大學(xué)學(xué)報(bào)第三十七之一期圖五正弦測(cè)試訊號(hào)圖六經(jīng)RS-232傳輸線傳送至接收器之測(cè)試訊號(hào)圖七經(jīng)藍(lán)芽傳送至接收器之測(cè)試訊號(hào)由於視覺上的觀察無法達(dá)到精確的結(jié)果，因此我們應(yīng)用如下之均方根誤差百分比(PRD：Percent Root-mean-square Difference) 2，計(jì)算訊號(hào)傳送後的誤差。上式中，為訊號(hào)總筆數(shù)，為經(jīng)由RS-232傳輸線送入藍(lán)芽發(fā)射器的心電圖訊號(hào)，為藍(lán)芽接收器收到之心電圖訊號(hào)。本系統(tǒng)的藍(lán)芽裝置使用ACL Link進(jìn)行訊號(hào)傳送，經(jīng)計(jì)算獲得PRD值為0 %，此結(jié)果驗(yàn)證本系統(tǒng)的確可以精確地傳送訊號(hào)。接著我們?cè)趯?shí)際環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)試環(huán)境如圖八所示。我們?cè)诙€(gè)研究室間進(jìn)行ECG訊號(hào)之傳輸，藍(lán)芽裝置分別設(shè)置於P8與Room D，其中Room D的門為木頭材質(zhì)，窗戶則為玻璃拉窗，實(shí)測(cè)時(shí)門窗皆為關(guān)閉狀態(tài)。在環(huán)境雜訊準(zhǔn)位（noise level）部分，我們以RION Co. LTD的NA-14 sound level meter測(cè)得noise level為60 dB左右。我們邀請(qǐng)了三位研究生實(shí)際量測(cè)心電圖訊號(hào)，量測(cè)方式採用標(biāo)準(zhǔn)雙極導(dǎo)程II，測(cè)試結(jié)果分別如圖九(a)(b)(c)所示。圖八測(cè)試環(huán)境配置圖 (綜合科館416室) (a)(b) (c)圖九心電圖訊號(hào)實(shí)際量測(cè)結(jié)果架構(gòu)於Web服務(wù)、藍(lán)芽與GSM簡(jiǎn)訊之居家健康照護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)9圖十為心電圖接收器的接收畫面，當(dāng)系統(tǒng)接收到心電圖訊號(hào)時(shí)，會(huì)即時(shí)畫出心電圖，然後自動(dòng)上傳數(shù)位化後的心電圖訊號(hào)至Web服務(wù)的資料庫。圖十一為網(wǎng)站登入畫面，使用者必須輸入合法的帳號(hào)與密碼才能進(jìn)入本系統(tǒng)，認(rèn)證通過後使用者就可以進(jìn)入圖十二之搜尋畫面輸入病人的身份證號(hào)碼，以調(diào)閱病人的心電圖紀(jì)錄，其調(diào)閱結(jié)果如圖十三所示。當(dāng)醫(yī)生點(diǎn)選欲觀察的心電圖紀(jì)錄時(shí)，瀏覽器會(huì)從資料庫取出心電圖訊號(hào)之?dāng)?shù)據(jù)並繪製心電圖，如圖十四所示。另外，可用來通知病人就診的簡(jiǎn)訊服務(wù)網(wǎng)頁如圖十五所示。圖十心電圖接收器接收畫面圖十一系統(tǒng)登入畫面圖十二搜尋畫面圖十三調(diào)閱結(jié)果之畫面圖十四瀏覽器繪製之心電圖10臺(tái)北科技大學(xué)學(xué)報(bào)第三十七之一期圖十五發(fā)送簡(jiǎn)訊之畫面伍、結(jié)論本論文應(yīng)用Web服務(wù)技術(shù)、藍(lán)芽與GSM簡(jiǎn)訊服務(wù)製作完成一套新型居家健康照護(hù)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本系統(tǒng)擁有良好的效能，可透過全球資訊網(wǎng)(WWW：World Wide Web)自動(dòng)傳送心電圖訊號(hào)至遠(yuǎn)方資料庫，因此可以減輕醫(yī)護(hù)人員的工作量及患者舟車勞頓之苦。另外，我們應(yīng)用藍(lán)芽無線通訊技術(shù)傳送心電圖，大幅減少了纜線的羈絆。為測(cè)試系統(tǒng)之?dāng)U充性，我們亦以一套簡(jiǎn)訊Web服務(wù)為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示W(wǎng)eb服務(wù)確實(shí)具備良好的擴(kuò)充能力。除心電圖訊號(hào)外，本系統(tǒng)也可同時(shí)應(yīng)用在體溫、血壓、血糖與血氧等各式生理訊號(hào)。由於本系統(tǒng)擁有容易維護(hù)、兼具自動(dòng)化與行動(dòng)化特性等優(yōu)點(diǎn)，因此具備實(shí)用的價(jià)值。本研究未來將朝以下方向發(fā)展與改善：1.干擾防制方面可搭配適應(yīng)性跳頻(AFH: Adaptive Frequency Hopping )等機(jī)制作進(jìn)一步的研究。2.醫(yī)療資料的彙整與文件格式部分，可進(jìn)一步參考諸如DICOM、HL7與IHE計(jì)畫等之規(guī)範(fàn)，以提升系統(tǒng)的相容性。誌謝本研究係由國科會(huì)補(bǔ)助，計(jì)畫編號(hào)為NSC-92-2218-E-027-005。參考文獻(xiàn)1.行政院衛(wèi)生署，.tw。2.李仁貴，以混合光纖同軸有線電視網(wǎng)路進(jìn)行遠(yuǎn)距居家照護(hù)之應(yīng)用，國立臺(tái)灣大學(xué)電機(jī)工程系博士論文，民國89年。3.何仁田，遠(yuǎn)端生理監(jiān)視系統(tǒng)與電子病歷之研究，國立中正大學(xué)電機(jī)工程研究所碩士論文，民國90年。4.李泰源，視窗化生理監(jiān)視系統(tǒng)暨網(wǎng)路通訊技術(shù)，國立陽明大學(xué)醫(yī)學(xué)工程研究所碩士論文，民國90年。5.S. 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