護士的一個重要任務是每隔1、2或4小時記錄一次血壓、體溫、血氧飽和度和心率。這個任務被稱為監視生命體征。實際操作中它包含了掃描病人的腕帶條碼、將設備連接（如果還沒有連接的話）到病人，然后手工記錄測量結果。

　　在英國我們有國民醫療保健制度（NHS），這個項目覆蓋了整個國家。有關改善NHS效率的技術應用的報紙頭條常常關注一些重要的舉措，比如試圖創建統一的軟件環境。在這種情況下，目標是將較大的綜合性醫院、區域性保健中心、小的社區醫院和家庭醫生辦公室（在英國也稱為普通執業醫師）連接起來。然而，在NHS下有很高的地方自治程度，我住的醫院已經在著手普及電子計算機。不過電腦主要用于記錄藥物的使用，而不是生命體征數據，這些數據仍需要手工錄入紙質病歷。

　　如果每個病人都有生命體征數據需要讀取，比方說一天六次，每次需要花10分鐘，那么這項工作會讓護理人員在每個病人身上每天花費60分鐘的時間，這個結果有點讓我吃驚。而增加簡單的無線鏈路可以快速推動這一過程的自動化。

　　因此我在想，究竟是什么問題阻止了自動化的實現？專用儀器似乎是明顯的一個障礙。有許多主要供應商生產設備，但他們也許對機器聯網不感興趣。安全性是另外一個主因。

　　醫院實際使用的專用機器一般都配備有數據接口連接器，形式是15針的D型RS－232串口。然而在醫院病房的雜亂環境中，每次要將電纜連接到墻上的插座這樣的想法是不切實際的。換句話說，將帶條形碼掃描器的外部無線通信模塊作為“次佳”選項似乎是可行的。

　　實現無線鏈路

　　現代無線系統提供的可靠鏈路可以將醫院設備連接到本地計算機。以Bluetooth Smart為商標的低功耗藍牙（BLE） 就是一個很好的例子，針對特定的醫療應用也有現成的配置規范。低功耗藍牙的第一個主要局限是覆蓋范圍，理論上可以擴展到100米（330英尺），但在大樓中使用時實際上可能只能局限于一個房間內。第二個問題是它使用的頻譜——擁擠的2.4000至2.4835GHz頻段中的干擾風險。

　　然而，要想充分發揮集成的無線系統優勢，要求在更長距離內有足夠的可靠性，以便讀取的任何數據都能直接發送到護理站的中心控制系統中，這涉及到信號穿過幾個中間病房墻體并且仍能在100-150米遠（300至500英尺）的地方檢測到。更低的射頻頻率，比如低于1GHz，可以提供更好的建筑材料穿透性能。基于這樣的理由，美國使用的915MHz ISM頻段、歐洲、中東和非洲（EMEA）使用的433.920MHz和亞洲使用的其它VHF/UHF頻率都可以提供非常卓越的距離性能。

　　最新發布的FPRF器件被認為是解決無線部分問題的理想解決方案。這種芯片（型號是LMS7002M）在從100kHz至3800MHz的擴展范圍內是用戶可編程的，因此很容易覆蓋用戶感興趣的頻率。除了可編程頻率外，用戶還可以實時控制帶寬和增益。

　　芯片采用雙收發器架構，從數字化數據的輸入/輸出直到調制的射頻信號的射頻部分采用的都是低功耗、高性價比的解決方案。數據輸入采用數據比特流的形式表示調制的同步（I）和正交（Q）分量。這些數據流經濾波后轉換為模擬信號，再通過分開的I和Q路徑處理后，與編程過的射頻載頻進行混頻，最后在芯片輸出端提供調制過的射頻信號。

　　接收器的功能是接收無線信號，將它解調為代表數據的I和Q分量的模擬信號。在將信號轉換為數字輸出流之前，接收器會先對信號進行濾波和放大。

　　圖1：RPRF框圖。

　　在所考慮的應用中，無線網絡可以被配置為多種拓撲，但鑒于相對短的循環時間（也就是說每個小時傳送一次），最好選擇隨機訪問機制。最常見的配置被稱為帶碰撞避免的載波偵測多路訪問（CSMA/CA）。在這種情況下，當系統需要發送數據時，它首先會在載波頻率上進行“偵聽”，確保在發送數據包之前載頻是空閑狀態。為了促進這一機制，FPRF器件包含有接收信號強度指示（RSSI）功能，可以檢測無線鏈路上的傳輸信號。如果鏈路已經在使用狀態，器件可以被配置為等待一段預設的時間，然后重試，或使用不同的頻率。

　　為了增強系統的可靠性，中央控制系統可以設計為向生命體征監測儀回送確認信號，信號的回送也可以使用獨立的射頻信道。發送節點等待接收來自護理站接入點的確認數據包，用于指示數據包已被正確地接收、解密并通過了校驗和檢查。