Development of an Energy-Efficient Patient Monitoring System Using RSSI-Based Wireless Sensor Network with AODV and ZigBee Technology

Abstract

Схема AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector) забезпечує надійну передачу в бездротових ad-hoc мережах, без циклів, самозапуском і масштабованістю. Він спрощує передачу, автоматично знаходячи найближчого одержувача даних у групі будь-адреси, мінімізуючи затримку. Він також підвищує ефективність відновлення шляху, ініціюючи відновлення з проміжних маршрутизаторів уздовж початкового шляху. Використання цих можливостей робить AODV дуже ефективним для моніторингу пацієнтів похилого віку та людей з обмеженими можливостями. Запропонована система інтегрує бездротові сенсорні вузли (WSN) для моніторингу положення пацієнта за допомогою тривісного акселерометра для виявлення падіння разом із моніторингом ЕКГ. Ці компоненти інтегровані в мережеву архітектуру ZigBee. Місцезнаходження пацієнта передається в найближчі центри екстреної допомоги через мережу ZigBee, використовуючи параметр індикатора потужності отриманого сигналу (RSSI), щоб ідентифікувати та призначити найближчий центр як пункт призначення. Експериментальні результати з використанням мікроконтролера ARM7 (ARM LPC2148) із трансивером ZigBee (CC2530) ілюструють ефективність системи у вимірюванні значень RSSI та точному визначенні та передачі даних до найближчого центру екстреної допомоги, демонструючи її потенціал для застосування в реальному світі моніторингу охорони здоров’я.

The AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector) scheme delivers reliable transmission in wireless ad-hoc networks, with loop-free operation, self-starting behavior, and scalability. It streamlines transmission by automatically finding the closest data receiver in an anycast group, minimizing latency. It also enhances path recovery efficiency by initiating restoration from intermediate routers along the original path. Leveraging these capabilities makes AODV highly effective for monitoring elderly patients and those with disabilities. The proposed system integrates Wireless Sensor Nodes (WSNs) to monitor the patient's position using a triaxial accelerometer for fall detection, along with ECG monitoring. These components are integrated into a ZigBee network architecture. The patient's position is relayed to nearby emergency centers via the ZigBee network, utilizing the Received Signal Strength Indicator (RSSI) parameter to identify and designate the nearest center as the destination. Experimental findings using an ARM7 Microcontroller (ARM LPC2148) with a ZigBee transceiver (CC2530) illustrate the system's effectiveness in measuring RSSI values and accurately identifying and transmitting data to the nearest emergency center, showcasing its potential for real-world healthcare monitoring application.