بررسي عملكرد تخصيص منابع در شبكه‌ي MIoT بر اساس اطلاعات لحظه‌اي بيماران بر بستر Wi-Fi

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پزشكي

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير، اينترنت اشياي پزشكي (MIoT) توجه پزشكان و پژوهشگران در بخش مراقبت‌هاي بهداشتي و فناوري اطلاعات را به خود جلب كرده است. پيشرفت‌هاي فناورانه عمده‌اي در حوزه‌هاي حسگرها،مدارهاي مجتمع و ارتباطات بي‌سيم رخ‌داده است كه منجر به توسعه‌ي شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم (WSN) شده است. در زمينه پزشكي، WSNهابه دليل توانايي بالا در جمع‌آوري و انتقال داده‌هاي دقيق از حالت بيماران، به‌ويژه در كاربردهايي نظير مانيتورينگ بيمار، از اهميت بسزايي برخوردارند. اين حسگرها با جمع‌آوري اطلاعات حياتي و انتقال آن‌ها به مراكز پردازشي از طريق شبكه‌هاي بي‌سيم، امكان نظارت مستمر بر حالت سلامت بيماران را فراهم مي‌كنند. برنامه‌هاي كاربردي مراقبت‌هاي بهداشتي كه در مقياس بزرگ پياده‌سازي مي‌شوند، معمولاً شامل تعداد زيادي از بيماران و خدمات مختلف بهداشتي هستند. اين امر منجر به توليد حجم بسيار بالايي از داده‌ها مي‌شود كه مديريت آن‌ها چالش‌هاي خاص خود را دارد. داده‌هاي توليد شده توسط WSN ها، معمولاً از طريق پروتكل‌ها و استانداردهاي ارتباطي مانند IEEE802.11 انتقال مي‌يابند. اين استانداردها امكان برقراري ارتباط بي‌سيم مؤثر و قابل‌اعتماد را فراهم مي‌كنند. در انتقال داده‌هاي پزشكي كه حساس و حياتي هستند، مسائلي نظير تأخير (latency) و ازدست‌رفتن بسته‌هاي داده (packet loss) مي‌تواند تأثيرات جدي بر كيفيت خدمات و دقت در تشخيص و درمان داشته باشد در اين پايان‌نامه، ابتدا مدل‌سازي شبكه براي تحليل رفتار انتقال داده‌ها در MIoT انجام شده و سپس با انجام شبيه‌سازي‌ها، به‌طور خاص بر روي مسائلي مانند تأخير (latency) و از دست رفتن بسته‌هاي داده (packet loss) در فرايند انتقال اطلاعات پزشكي از طريق استانداردIEEE802.11 و حالت DCF (Distributed Coordination Function) پرداخته شده است. اين شبيه‌سازي‌ها به‌منظور ارائه راهكارهايي براي كاهش اين مشكلات و بهبود كيفيت انتقال داده‌ها در سيستم‌هاي MIoTانجام شده است. در اين پايان‌نامه ابتدا، استيت ماشيني براي براي مدلسازي رفتارهاي هر يك از نودها در شبكه اينترنت اشيا پزشكي طراحي شده است. يه طور مشخص دو سناريو تعريف شده‌است: مانيتورينگ بيماران در منزل و شبكه‌سازي دستگاه‌هاي پزشكي در CCU بيمارستان غرضي اصفهان. نتايج شبيه‌سازي نشان داد كه در هر دو سناريوها، شبكه قادر به تأمين QoS مورد نياز براي ترافيك‌هاي پزشكي است، اما در نهايت در تعميم مدل با ترافيك‌هاي متنوع‌تر و بيشتر مشخص شد كه با افزايش تعداد نودها، تأخير و از دست رفتن بسته‌ها به حدي افزايش يافت كه كيفيت خدمات لازم براي كاربردهاي پزشكي تأمين نشد. اين نتايج نشان مي‌دهد كه مد DCF Wi-Fi براي كاربردهاي MIoT در شبكه‌هاي بزرگ نياز به بهينه‌سازي يا استفاده از پروتكل‌هاي جايگزين دارد.

233276

بيوالكتريك

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان