پایان نامه ارشد مهندسی فناوری اطلاعات: بررسی شبکه ­های بدنی بی­سیم برای کاربردهای پزشکی

دانلود متن کامل پایان نامه با فرمت ورد

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته فناوری اطلاعات

دانشگاه شیراز

سمینار ویژه کارشناسی ارشد مهندسی فناوری اطلاعات

عنوان:

بررسی شبکه ­های بدنی بی­سیم برای کاربردهای پزشکی

استاد درس:

دکتر رضا جاویدان

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

پیشرفت­های جدید در زمینه­ های مدار های مجتمع، ارتباط بی­سیم، تکنولوژی­های نیمه ­هادی و علم کوچک سازی باعث رشد شبکه حسگر در کاربرد وسیعی از جمله پزشکی و سازمان بهداشت و درمان شده است. از طرفی دیگر افزایش بیماری­ها و هزینه­ های درمانی ناشی از آن سبب پیدایش تکنیک­هایی برای حل این مشکلات شده است. یکی از این تکنیک­ها به کارگیری شبکه­ های بی­سیم بدنی می­باشد. انتظار میرودWBAN انقلابی در نظارت­های سلامتی انسان­ها به وجود آورد. اما این تکنولوژی در مراحل اولیه توسعه خود قرار دارد. در این سمینار خلاصه­ای از شبکه­ های بدنی بی­سیم ارائه شده است که شامل کاربردها، مزایا و معماری WBAN می­باشد. سپس امنیت در شبکه­های بدنی بی­سیم که شامل سه مرحله رمزنگاری، احراز هویت و تشخیص صحیح خطای انتقال را بیان کرده و تهدیدات امنیتی و انواع حملات در WBAN بررسی می­شوند و چالش­های موجود در WBAN مورد مطالعه قرار می­گیرد. علاوه بر آن استاندارد­های 802.15.6 که برای شبکه ­های WBAN به کار می­رود، مورد مرور و دو قسمت اصلی آن شامل لایه فیزیکی، لایه دسترسی کنترل رسانه(MAC) مورد بحث قرار می­گیرد. از جمله نتایج این تحقیق این است که ما مشاهده کردیم این است که با وجود اینکه توپولوژی ستاره به طور طبیعی برای این شبکه ­ها به کار می­رود نشان داده شد که این توپولوژی از لحاظ مصرف انرژی و برقراری ارتباط مطمئن چندان کارا نیست و در عوض توپولوژی چند پرشی عملکرد بهتری دارد.

1- مقدمه

امروزه بحث سیستم­های کنترل و نظارت از راه دور یکی از مباحث پر چالش در زمینه علوم الکترونیک و کامپیوتر می­باشد. لذا تحقیقات در هر زمانی به دنبال راه­حلی می­باشد تا شرایط خاص و انتظارات مدنظر را پاسخ دهد؛ در شرایط و کیفیت کاری یکسان هر چه نسبت هزینه به کارائی پائین­تر باشد، همان قدر محبوبیت آن شیوه بالاتر خواهد رفت. برای آگاهی از تغییرات محیط اطراف و یا وضعیت هر مجموعه نیازمند یکسری تجهیزاتی هستیم که بعنوان حسگر[1] شناخته می شوند و اینها تغییرات مدنظر(تغییرات فیزیکی یا شیمیائی) را در قالب یک پاسخ، به منظور اندازه­گیری میزان تغییرات و یا وجود آن، ارائه می­دهند. پس از جمع­آوری اطلاعات مورد نیاز می­توان سایر عملیات را بر اساس پاسخ ارائه شده انجام داد.

   پیشرفت­های اخیر در زمینه الکترونیک و مخابرات بی­سیم باعث شده بتوانیم گره­های حسگر چندکاره، با توان مصرفی پایین و هزینه کم داشته باشیم که از نظر اندازه خیلی کوچک هستند و برای مسافت­های کوتاه می­توانند با هم ارتباط برقرار کنند. این گره­های حسگر کوچک طبق نظریه شبکه­های حسگر، دارای تجهیزات حس کردن، پردازش داده­ها و مخابره آنها و همچنین منابع انرژی می باشند. تفاوت اصلی شبکه­های حسگر با سایر شبکه­ها در ماهیت داده –محور و همچنین منابع انرژی و پردازشی بسیار محدود در آنهاست که موجب شده تا روش­های مطرح شده جهت انتقال داده­ها در سایر شبکه ها و حتی شبکه هایی که تا حد زیادی ساختاری مشابه شبکه­های حسگر دارند (مانند شبکه­های موردی)، در این شبکه­ها قابل استفاده نباشند. روند توسعه این شبکه­ها در حدی است که مطمئنا این شبکه­ها در آینده نزدیک، نقش مهمی را در زندگی روزمره ما ایفا خواهند کرد. از جمله کاربرد هایی که در حال حاضر برای شبکه حسگر مطرح می­شود در زمینه پزشکی می­باشد. با تولید حسگرهایی با توانایی اندازه­گیری دقیق و سریع علائم حیاتی بدن، می­توان انتظار استفاده بیش از پیش شبکه­های حسگر بی­سیم برای ارائه بهتر خدمات درمانی به بیماران و آسیب­دیدگان در سوانح مختلف را داشت. تلاش­های کنونی در جهت نیل به سیستمی است که به صورت خودکار علائم حیاط بدن را اندازه­گیری کرده و در صورت لزوم آن را به پزشک ارائه دهد که اینگونه از سیستم­ها به نام سیستم­های نظارت بر سلامت بیمار [2] شناخته می­شوند.

     با توجه به نرخ رشد جمعیت سالمندان(افراد 65 ساله و بالاتر) و محدودیت مالی منابع، سیستم های مراقبت بهداشت فعلی با چالش های جدید روبرو هستند. با توجه به آمار ایالت متحده آمریکا تعداد افراد مسن آمریکا (65-85 ساله) از 35 میلیون به 70 میلیون نفر در سال 2025 پیشبینی شده است. این روند نشان می دهد که جمعیت سالمندان جهان به دو برابر (از 375میلیون نفردر سال 1990 به761میلیون در سال 2025 ) خواهد رسید. علاوه براین، هزینه های مراقبت­های بهداشتی به طور کلی در ایالات متحده 8/1تریلیون دلار در سال 2004 بوده،و این عدد در سال 2020 به سه برابر پیشبینی شده است. این بحران قریب­الوقوع، پژوهشگران، صنعتگران، واقتصاددانان را نسبت به پیدا کردن راه حل مطلوب وسریع در حوزه سلامت جذب کرده است]1[. پیشرفت های جدید در زمینه­های مدار های مجتمع، ارتباط بی سیم، تکنولوژی های نیمه هادی و علم کوچک سازی باعث رشد شبکه حسگر در کاربرد وسیعی از جمله پزشکی و سازمان بهداشت و درمان شده است]2[. از طرفی دیگر افزایش بیماری ها و هزینه­های درمانی ناشی از آن سبب پیدایش تکنیک­هایی برای حل این مشکلات شده است. یکی از این تکنیک ها به کارگیری شبکه های بی سیم بدنی می باشد]3 [. WBANشامل چندین حسگر کوچک الکترونیکی است که به انسان متصل هستند و به طور خاص به مشکلاتی مانند فشار خون، قند خون، جنبش اندام و… نظارت میکنند و به یک هماهنگ کننده می­فرستند. این سنسورهای کوچک اطلاعات مربوط به سلامتی را جمع آوری کرده و با پزشکان یا سرورهای پزشکی ارتباط برقرار کرده، به طوری که آنها می توانند پارامترهای سلامتی بیمار را تجزیه و تحلیل کنند و مورد نظارت قرار دهند]4[.

توسعه تکنولوژی WBAN از سال 1995 شروع شد و ایده آن از WPAN(شبکه­های بی­سیم شخصی ناحیه­ای) تکنولوژی در نزدیکی و اطراف بدن انسان گرفته شده است. حدود شش سال بعد، اصطلاح (BAN)[3] اشاره به سیستمی که به طور کامل در داخل و روی بدن انسان در قرار دارد به وجود آمد]5 [.

2- کاردبردها و مزایای WBAN

کاربردهای WBAN به دو دسته کلی پزشکی و غیر پزشکی تقسیم می­شوند که در شکل 1 نشان داده شده است]6[. کاربردهای پزشکی شامل جمع­آوری اطلاعات حیاتی بیمار به طور پیوسته و ارسال آن به ایستگاه­های راه دور برای تحلیل بیشتر است. این حجم زیاد از اطلاعات بیمار می­تواند در جلوگیری از احتمال حملات قلبی، همچنین مراقبت در برابر بیماری­های خطرناکی مثل سرطان ، آسم، اختلالات اعصاب و… موثر باشد. موارد متعددی از به کارگیری WBAN برای تشخیص و درمان بیماری وجود دارد. بسیاری از محققان به تحقیق در این رابطه پرداخته­اند]3[. همچنین برای افرادی که ناتوانی جسمی دارند، مفید است. برای مثال چیپ­های مصنوعی شبکه چشم می­تواند درون چشم انسان قرار بگیرد و سطحی از دیدن را فراهم کند]7[. کاربردی در کمک به افراد معلول مطرح شده است. کاربردهای غیر پزشکی شامل کاربردهای نظامی، بازی­ها و شبکه­های اجتماعی می­باشد. در کاربردهای نظامی می­توان به استفاده از یک WBAN در میدان جنگ اشاره کرد. در این کاربرد، WBAN به منظور مرتبط کردن سربازان و گزارش­های آن­ها به فرماندهان استفاده می­شود. در بازی­ها، حسگر WBAN می­تواند جابجایی مختصات قسمت­های مختلف بدن را جمع­آوری کند و متقاعبا این حرکت را به شخصیت مورد نظر در بازی منتقل کند. به عنوان مثال بازی تنیس. با استفاده از WBAN ، شبکه­های اجتماعی به کاربرانشان اجازه می­دهند تا پروفایل دیجیتالی خود را با تکان دادن دست­­­ها تغییر دهند]8 [.

WBAN که به منظور اهداف پزشکی مورد استفاده قرار می­گیرد چند مزیت مهم در مقایسه با سیستم­های پایش[1] قدیمی دارد اولین مزیت به دلیل ماهیت بی­سیم بودن شبکه­های WBAN می­باشد که باعث راحتی هر چه بیشتر بیمار می­شود به طوری که بیمار می­تواند تمام فعالیت­های روزمره­ی خود را (با وجود حسگرها) بدون هیچ مزاحمتی انجام دهد. دومین مزیت ، سهولت نظارت بر بیمار (مشاهده علائم فیزیولوژی بدن بیمار) به دلیل مستقل بودن از موقعیت بیمار است. به این ترتیب که یک فرد بیمار چه در خانه باشد چه در محیط کار به طور دائم مورد نظارت قرار گیرد و نتیجه این عمل نظارت به صورت دراز مدت است]6[. علاوه بر این، برخی از دستگاه های بی سیم کاشته می تواند درد بیماران در هنگام تشخیص و درمان را کاهش دهد]9[. اطلاعات جمع­آوری شده از بیمار در طولانی مدت نقش بسزایی در تشخیص و درمان بسیاری از بیماری­ها دارد. یکی از مشخصات WBAN که آن را از دیگر تکنولوژی­های موجود همچون شبکه­های حسگر بی­سیم (wsn)[2] متمایز کرده است، محدوده­ی کمی است که توسط این شبکه پوشش داده می­شود. این محدوده در حدود 2 متر می­باشد و در بعضی کاربردها به 5 متر هم می­رسد. دیگر مشخصات WBAN در جدول (1) نشان داده شده است]2[.

[1]Monitoring

[2]WirelessSensor Network

[1] sensor

[2] Health monitiring

[3]Body Area Network

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه : 37

قیمت : چهارده هزار تومان

 

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید