Uzaktan hasta takip sistemi için IEEE 802.15.6 esaslı kablosuz vücut alan ağı haberleşmesinin gerçekleştirilmesi

Abstract

Kablosuz iletişim teknikleri ve batarya teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte kablosuz cihazlar hayatımızın her alanına girmiştir. Ancak tıbbi kullanım alanlarında kablosuz iletişim teknolojileri yaygınlaşmamıştır. Var olan kablosuz iletişim teknolojileri tıbbi cihazlardan beklenen güvenilirliği sunamamaktadır. Bluetooth, Zigbee gibi teknolojiler beklenen iletişim güvenilirliği için gerekli yapıları tanımlamamakta veya güç tüketimi açısından verimli çalışmamaktadırlar. Wi-Fi, 4G gibi teknolojiler yüksek bant genişliği sunsalar da alıcı verici entegrelerinin büyük olmaları ve yüksek güç tüketimleri sebebiyle hasta üzerindeki sensörlerde kullanılmaya uygun değildirler. Bu tezde uzaktan hasta takip sistemlerinde kullanılmak üzere, kablo eşdeğeri güvenilirlik sunacak, kesintisiz aktarım için optimize edilmiş bir kablosuz haberleşme sistemi geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu çalışma hasta vücudu üzerine yerleştirilecek ölçüm cihazları ve kablosuz erişim cihazı için kullanılacak haberleşme donanımı ve yazılımlarının geliştirilmesini kapsamaktadır. IEEE tarafından 2012 yılında yayınlanan 802.15.6 Wireless Body Area Networks (Kablosuz Vücut Alanı Ağları) standardı temel alınarak kablosuz haberleşme protokolünün Ortam Erişim Katmanı (MAC) gerçekleştirilmiştir. Ortam erişim katmanının yanı sıra algılayıcı cihazı üzerindeki farklı donanımların yönetimini ve iletişimini sağlayan, modüler bir servis katmanı Makineden Makineye İletişim (M2M) prensiplerine uygun olarak geliştirilmiştir. Developments in wireless and battery technologies has been putting wireless equipment every part of our lives. But widespread use of wireless medical equipment has yet to come. Existing wireless communication technologies can not provide the reliability expected from a medical equipment. Technologies such as Bluetooth and ZigBee has not been designed with extreme reliability and security in focus and they are not ideal from a power efficiency perspective. Although Wi-Fi, 4G can provide reliable and high bandwidth connections the fact that they require relatively big circuitry and their high power usage, eliminates them from use of on body patient sensors. In this thesis, development of a wireless communication system that should provide wire equivalent reliability, capable of uninterrupted streaming for use in remote patient monitoring applications is aimed. This work encompasses the development of a wireless communication module that will be placed on the patient body and a gateway device hardware along with its wireless communication stack. Implementation of the Medium Access Control Layer is based on the 802.15.6 Wireless Body Area Networks specification that is released by IEEE organization in 2012. Along with MAC layer, a modular service layer that manages different sensors and features of monitoring devices according to Machine to Machine (M2M) principles has been developed.