8/6/2019 A Wireless Telemedicine System

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A WIRELESS TELEMEDICINE SYSTEM WITH EXTENDEDREPORTING RANGE AND PRIORITY MESSAGINGT o d d W. P o l k , M e m b e r , I E E E , W i l l i a m P . W a l k e r a n d D i n e s h K . B h a t i a , S e n i o r M e m b e r , IEEEE r i k J o n s s o n S c h o ol o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g a n d C o m p u t e r S c i e n c eU n i v e r s i t y o f T e x a s a t D a l l a se m a i l : { t w p O I 7 0 0 0 , w p w O 2 l O O O , d i n e s h } g u t d a l l a s . e d u

A b s t r a c t - E x t e n s i o n s a n d e n h a n c e m e n t s a r e p r o p o s e d f o r a m o n i t o r i n g s t a t i o n c o n s i s t s o f a w i r e l e s s n o d e a c t i n g a s t h ep r e v i o u s l y d e v e l o p e d s y s t e m t o r e m o t e l y m o n i t o r p a t i e n t v i t a l w i r e l e s s n e t w o r k ' s b a s e s t a t i o n a n d a h o s t PC r u n n i n g as i g n s . T h i s p r e v i o u s l y d e v e l o p e d n e t w o r k u t i l i z e s C r o s s b o w g r a p h i c a l u s e r i n t e r f a c e ( G U I ) t o d i s p l a y t h e i n c o m i n g d a t a .MICAz m o t e s t o c r e a t e a w i r e l e s s n e t w o r k t o g a t h e r d a t a , We c a l l t h i s o u r " l o c a l n e t w o r k " , a s t h e r a n g e i s l i m i t e d t ow h i c h i s s e n t t o a c e n t r a l m o n i t o r i n g s t a t i o n . I t i n c l u d e s a t h e i m m e d i a t e l o c a t i o n o f t h e w i r e l e s s s e n s o r n o d e s .g r a ph i c a l u s e r i n t e r f a c e t o s t o r e a n d d i s p l a y i n c o m i n gm e a s u r e m e n t s f o r a l l p a t i e n t s b e i n g m o n i t o r e d . H e r e t h e T h i s p a p e r d e s c r i b e s o u r e f f o r t s t o w i d e n t h e r a n g e o fr a n g e o f t h e n e t w o r k i s e x t e n d e d b y i n t e r f a c i n g a GSM modem o u r l o c a l n e t w o r k b y d e v e l o p i n g a GSM i n t e r f a c e t o t h et o t h e w i r e l e s s s e n s o r b a s e s t a t i o n , a l l o w i n g c r i t i c a l d a t a t o b e e x i s t i n g s y s t e m . T h e i n i t i a l i m p l e m e n t a t i o n a l l o w s t h ef o r w a r d e d a n y w h e r e i n t h e w o r l d a n d p r o v i d i n g a r e m o t e f o r w a r di n g o f c r i t i c a l r e a d i n g s f r o m t h e l o c a l n e t w o r k t o aq u e r y m e c h a n i s m v i a t h e e x i s t i n g c e l l u l a r i n f r a s t r u c t u r e . T e x t c a r e p r o v i d e r ' s c e l l u l a r p h o n e , a n d a l l ow s t he c a r e p r o v i d e rm e s s a g i n g u s i n g S h o r t M e s s a g e S e r v i c e i s u s e d a s t h e tc o m m u n i c a t i o n i n t e r f a c e . A p r i o r i t y m e s s a g e h a n d l i n g l a y e r t o r e m o t e l y r e q u e s t d a t a f r o m t h e l o c a l n e t w o r k . A l li s a d d e d t o t h e c u r r e n t p r o t o c o l t o i n s u r e d e l i v e r y o f c r i t i c a l r e q u e s t s a n d i n f o r m a t i o n a r e p a s s e d u s i n g t h e e s t a b l i s h e dd a t a t o t h e m o n i t o r i n g s t a t i o n a n d f r o m t h e r e t o m e d i c a l c e l l u l a r S h o r t M e s s a g e S e r v i c e ( S M S ) p r o t o c o l . T h e s y s t e mp e r s o n n e l v i a t h e e x i s t i n g c e l l u l a r i n f r a s t r u c t u r e . i s f u r t h e r e n h a n c e d b y a d d i n g a p r i o r i t y m e s s a g e l a y e r t o t h ee x i s t i n g r o u t i n g p r o t o c o l . T h i s a l l o w s t h e s y s t e m t o i n s u r es u c c e s s f u l d e l i v e r y o f c r i t i c a l m e s s a g e s f r o m t h e p a t i e n t t ot h e c e n t r a l m o n i t o r i n g s t a t i o n .I . INTRODUCTIONT h e a dv en t o f l o w - c o s t a n d l o w - p o w e r w i r e l e s s s e n s o r I I . S Y S T E M D E S C R I P T I O Nh a r d w a r e i s d r i v i n g t h e d e v e l o p m e n t o f a p p l i c a t i o n s i n A c o n c e p t u a l v i e w o f t h e l o c a l n e t w o r k d e s c r i b e d i n [ 2 ]s e v e r a l i n d u s t r i e s , i n c l u d i n g t h e m e d i c a l f i e l d . Of p a r t i c u l a r i s s h o w n i n F i g . 1 . E a c h p a t i e n t i s c o n n e c t e d t o t h e w i r e l e s si n t e r e s t h e r e i s t h e a b i l i t y t o r e mo t el y m o n i to r v i t a l p a t i e n t m o n i t o r i n g s y s t e m , w h i c h a l l o w s t h e m e d i c a l s t a f f t o t r a c kd a t a [ 1 ] . W i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k s ( W S N s ) a r e e m e r g i n g a s t h e p a t i e n t ' s v i t a l s i g n s . T h e v i t a l s i g n r e a d i n g s a r et h e p r e f e r r e d c h o i c e f o r a d - h o c , l a r g e n e t w o r k s a n d a p p e a r t r a n s m i t t e d w i r e l e s s l y f r o m t h e p a t i e n t t h r o u g h a f i x e dt o b e a p e r f e c t f i t f o r r e m o t e p a t i e n t m o n i t o r i n g . T h e i s s u e i n f r a s t r u c t u r e o f r o u t i n g n o d e s t o a c e n t r a l m o n i t o r i n gh e r e i s t h a t w i r e l e s s s e n s o r s h a v e a v e r y l i m i t e d s y s t e m ( a l s o c a l l e d t h e b a s e s t a t i o n ) . D e p e n d i n g o n t h ec o m m u n i c a t i o n r a n g e ( a p p r o x i m a t e l y 1 t O m ) . D a t a i sf o r w u n i c a r d t i n r o u g h ( a p W S N r t o x i m a t c e n t l O c a t i , b u t a t p a t i e n t ' s d i s t a n c e f r o m t h e b a s e s t a t i o n , m e s s a g e s c a n p a s sf o r w a r d e d t h r o u g h a WSN t o a c e n t r a l l o c a t i o n , b u t t oi n c r e a s e t h e r a n g e b y w h i c h t h e d a t a c a n t r a v e l r e q u i r e s a ni n t e r f a c e t o a w i d e r r a n g i n g n e t w o r k . W i F i a n d t h e I n t e r n e t 1 O fa r e t w o v i a b l e o p t i o n s ; h o w e v e r b o t h r e q u i r e t h e u s e r t o DNSh a v e a c c e s s t o t h e n e t w o r k . A s w i d e s p r e a d a s t h e y b o t h a r e , __n e i t h e r c a n d u p l i c a t e t h e " a n y w h e r e " c o v e r a g e o f t h ee x i s t i n g c e l l u l a r i n f r a s t r u c t u r e . F o r t h i s r e a s o n , i n t e r f a c i n g 1t h e WSN t o t h e c e l l u l a r n e t w o r k was c h o s e n .

A s u c c e s s f u l t e l e m e d i c i n e n e t w o r k b a s e d o n w i r e l e s ss e n s o r s h a s b ee n d e v e l o p e d a n d i s d e s c r i b e d i n [ 2 ] . H e r e wes e e a n e t w o r k b a s e d o n C r o s s b o w MICAz n o d e s t h a tu t i l i z e s e n e r g y h a r v e s t i n g t o s e l f - p o w e r t h e r o u t i n g n od e s O f 2 E Y Da WSN [ 3 ] . T h e n e t w o r k a l l o w s t h e i n t e r f a c e o f m u l t i p l em e d i c a l i n s t r u m e n t s t o w i r e l e s s l y c o l l e c t p a t i e n t d a t a a n d F g . Lclw rls o io igs se Fgr oref o r w a r d t h a t d a t a t o a c e n t r a l m o n i t o r i n g s t a t i o n . The tp/wweeudlayaPol/lsetWCMCIEWb /Vy9 7 8 - 1 - 4 2 4 4 - 1 6 2 6 - 4 / 0 7 / $ 2 5 . 0 0 2 0 0 7 I E E E . 1 3 8

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t h r o u g h m u l t i p l e r o u t e r n o d e s t o r e a c h t h e b a s e s t a t i o n . T h eb a s e s t a t i o n i s c o n n e c t e d t o a h o s t c o m p u t e r r u n n i n g a J a v a -b a s e d GUI t o i n t e r p r e t , s t o r e a n d d i s p l a y t h e d a t a . p h o n eT h e m a i n l i m i t a t i o n w i t h t h i s s y s t e m i s t h a t t h e s t a f fm e m b e r n e e d s t o g o t o t h e m o n i t o r i n g s t a t i o n t o v i e w a '/p a t i e n t ' s r e a d i n g s i n t h e G U I . I f a p a t i e n t ' s v i t a l s i g n s a r e A k r m / k f r m a

n o r m a l , t h i s i s n o t a b i g i s s u e . H o w e v e r , i f a n a b n o r m a l G S M M o d e mr e a d i n g i s r e c e i v e d , t h e s y s t e m i s c o n f i n e d t o i s s u i n g a l o c a lw a r n i n g t h a t w i l l o n l y b e s e e n b y p e r s o n n e l a t t h e W i r e l e s s B a s e S t a t i o nm o n i t o r i n g s t a t i o n . I n t h e c a s e w h e r e a n a b n o r m a l r e a d i n gi s p o s s i b l y l i f e t h r e a t e n i n g , a m e t h o d t o i m m e d i a t e l y i n f o r m F i g . 2 . GSM S y s t e m E x t e n s i o nt h e c o r r e c t m e d i c a l p e r s o n n e l i s n e e d e d .T h e r a n g e o f t h e l o c a l n e t w o r k s h o w n i n F i g . 1 i s SMSLib was m o d i f i e d t o m e e t t h e n e e d s o f o ur s y s t e mT h i s l i b r a r y 7 o f SMS s e n d a n d r e c e i v e r o u t i n e s f i t i n t oe x t e n d e d b y i n t e g r a t i n g a GSM modem t o t h e s y s t e m , a n d . .

propagatg te wg m o u r e x i s t i n g J a v a s y s t e m w it h n o p r o b l e m s . T h e r e q u i r e dp r o p a g a t i n g t h e s w a r n i n g m s a g e t o u t t o t e a p o p r i t e r o u t i n e s were u p d a t e d w i t h p a r a m e t e r s s p e c i f i c t o o u rm e d i c a l p e r s o n n e l s o t h a t t h e y c a n r e s p o n d t o t h e moe-ntm w an hed eeaddt he m e r g e n c y . S i m i l a r l y , a n a u t h o r i z e d s y s t e m u s e r c a n modem a n d s y s t e m . Tw o m a i n t h r e a d s were a d d e d t o t h er e m o t e l y r e q u e s t i n f o r m a t i o n on a p a t i e n t t h a t i s c u r e n t l y GUIe c o d e - o n e t o s e n d m e s s a g e s w h e n r e q u . r e dn d ab e i n go n i t o r e d . ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ s e c o n d t o m o n i t o r t h e modem f o r a n y i n c o m i n g m e s s a g e s .b e i n g m o n i t o r e d .F i g . 2 s h o w s t h e e x t e n s i o n t o t h e s y s t e m . On t h e l e f t T h e s e n d m e s s a g e t h r e a d i s c a l l e d w h e n a n i n c o m i n gside we see t he w r m e s s a g e f r o m t h e w i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k c o n t a i n s a d a t as o m p r i d e s e e t h e w o n i t o r e l e s s n s t a t i o n adt h e l o s l P e t h k v a l u e t h a t e x c e e d s o n e o f t h e p r e s e t l i m i t s i n t h e G U I . I ncomprise ~~ ~ . . t hntrn s t t o fothlcanewk. F i g . 3 we s e e a n e x a m p l e o f t h e p a t i e n t i n f o r m a t i o n s c r e e nC o n n e c t e d t o t h i s i s a GSM m o d e m , w h i c h c a n s e n d a n d . 3receive S M m e t m s a e s h s r c n b e a i n t h e G U I . I n t h e l o w e r l e f t h a n d c o r n e r o f t h e w i n d o w t h er e c e i vasM t e x t u l a r m n e s s a g e s e u s ev a i l a n b l e . anw l i m i t s c u r r e n t l y s e t f o r t h e p a t i e n t a r e d i s p l a y e d a n d c a n b ea d j u s t e d . Any r e a d i n g r e c e i v e d t h a t i s o u t s i d e t h e s e l i m i t sT h i s e l i m i n a t e s t h e r e q u i r e m e n t f o r m e d i c a l p e r s o n n e l t o w i l l t r i g g e r t h e s e n d i n g o f a n a l e r t m e s s a g e t o t h e d e s i g n a t e ds t a y i n t h e i m m e d i a t e a r e a t o m o n i t o r c r i t i c a l p a t i e n t s . m e d i c a l p e r s o n n e l .A l e r t s c a n b e f o r w a r de d t o t h e m w h e r e v e r t h e y a r e . I t a l s o T h e s e n d m e s s a g e t h r e a d i s a l s o c a l l e d a n y t i m e a na l l o w s t h e m t o r e m o t e l y q u e r y t h e s y s t e m f r o m t h e i r c e l lp h o n e a n d r e c e i v e u p d a t e d i n f o r m a t i o n on a n y p a t i e n t i n t h e m c o m i n g d a t a m e s s a g e f r o m t h e w i r e l e s s n e t w o r k i s t a g g e ds y s t e m . a s a p r i o r i t y m e s s a g e . A g a i n , t h i s w i l l i m m e d i a t e l y c a u s et h e r e a d i n g t o b e f o r w a r d e d v i a t h e GSM m o d e m .A . GSM I n t e r f a c e H a r d w a r e T h e r e c e i v e m e s s a g e t h r e a d r u n s c o n t i n u o u s l y a n d p o l l sA c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e M u l t i - T e c h S y s t e m s t h e GSM modem t o c h e c k f o r i n c o m i n g m e s s a g e s . T h eM u l t i M o d e m EDGE m o d e l GSM modem w a s c o n n e c t e d v i a c u r r e n t v e r s i o n o f t h e s y s t e m o n l y a l l o w s a u s e r t o r e q u e s tU SB i n t e r f a c e t o t h e h o s t PC [ 4 ] . I t u t i l i z e s EDGE t h e m o s t r e c e n t d a t a r e a d i n g f o r a g i v e n p a t i e n t . T h e u s e rt e c h n o l o g y t o d e l i v e r v e r y h i g h d a t a r a t e s , a n d i s e q u i p p e d s e n d s a t e x t m e s s a g e t o t h e s y s t e m f r o m t h e i r c e l l p h o n e .w i t h q u a d - b a n d GSM t o a l l o w w o r l d w i d e u s a g e . T h e m e s s a g e c o n t a i n s t h e I D f o r t h e p a t i e n t t h e y a r eT h e modem w a s f i r s t a c c e s s e d u s i n g t h e P C ' s i n q u i r i n g a b o u t .H y p e r T e r m i n a l p r o g r a m t o v e r i f y f u n c t i o n a l i t y a n d t o s e n d T h e GUI w i l l r e c e i v e t h e r e q u e s t f r o m t h e r e c e i v ea n d r e c e i v e s e v e r a l t e s t SMS m e s s a g e s . I n i t i a l t e s t i n g w a s m e s s a g e t h r e a d , l o o k u p t h e l a s t r e a d i n g f o r t h e p a t i e n ts u c c e s s f u l , s o o u r a t t e n t i o n t u r n e d t o i n t e g r a t i n g t h e modem s p e c i f i e d i n t h e t e x t m e s s a g e , a n d t h e n c a l l t h e s e n d m e s s a g ei n t o t h e e x i s t i n g G U I . t h r e a d t o s e n d t h e d a t a b a c k t o t h e u s e r . I f t h e u s e r r e q u e s t s

B . GSM I n t e r f a c e S o f t w a r e i n f o r m a t i o n o n a p a t i e n t t h a t i s n o t i n t h e s y s t e m , a t e x tm e s s a g e w i l l b e s e n t b a c k t o i n f o r m h i m o f t h e e r r o r .T h e GUI u s e d b y t h e l o c a l n e t w o r k i s J a v a b a s e d , a n d i sd e s c r i b e d i n d e t a i l i n [ 2 ] . H e r e we n e e d e d t o e n h a n c e t h e C U p d a t e s t o M e d i c a l I n t e r f a c e S e n s o r N o d e sGUI t o a l l o w i t t o c o n t r o l t h e GSM modem a s n e e d e d , a n d W h i l e r e a d i n g l i m i t s c a n b e s e t i n t h e GUI f o r a n yt o m o n i t o r i t t o a c t u p o n a n y i n c o m i n g m e s s a g e s . T h i s w a s p a t i e n t ( a s s h o w n i n F i g . 2 ) , i t i s s o m e t i m e s d e s i r a b l e t oa c c o m p l i s h e d b y m od i f y i n g a n e x i s t i n g J a v a l i b r a r y o f SMS c r e a t e a n i n i t i a l s e t o f l i m i t s a t t h e s e n s o r n o d e i t s e l f . I nr o u t i n e s t o o u r s y s t e m ' s s p e c i f i c a t i o n s . o r d e r t o s u p p o r t t h i s , c h a n g e s w e r e m a d e t o t h e i n t e r f a c ep r o g r a m s f o r t h e d i f f e r e n t s e n s o r n o d e s .

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R e d d i E g g | s e n d a n a c k n o w l e d g e m e n t u p o n r e c e p t i o n o f t h e d a t aP a t e n t n o n a t o n ~ R e a g V ! e W E r, tIDD POLK. ' m L = a s t tl Al t X A v e r a g e g3XPueses g e . T h i s w i l l c o m p l e t e t h e h a n d s h a k e c y c l e , a n d t h eN b J d e I D . 3 o e O t 4 1 W 8 5 C D 2 s e n d i n g n o d e w i l l s t o p t h e t i m e r . On t h e o t h e r h a n d , i f t h e, , A W 6 6 6 R a n g e To . , HPD g l .t i m e r i n t h e s e n d i n g n o d e c o m p l e t e s a n d a nB fA V e r a i t i eeMMM3e gg V l / ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ e d3 c t 24 1 5 4 8 , : 4 CD A l 3 g l|

, , f rl l esolAbb. Thirkhold1 1 1c k n o w l e d g e m e n t h a s n o t b e e n r e c e i v e d , t h e s e n d i n g n o d ee l o w T h i e s h o , l d _ 3 111i l l r e s e n d t h e d a t a m e s s a g e . T h e n u m b e r o f t i m e s t h i so c c u r s i s a d j u s t a b l e w i t h i n t h e p r o g r a m , a n d c u r r e n t l y i s s e t, H I i g h i~u~oPE0 A l 4 L * J t o o n e r e t r y . A f t e r t h e f i r s t r e t r y , t h e m e s s a g e w i l l b eS y s h i f e h o l dH i u h U J J bt o S 1 6 0 3 . D | | a ]||r o p p e d f r o m t h e s e n d i n g n o d e ' s m e s s a g e q u e u e .D i a T h e a h o l d X C X F o r r o u t i n e d a t a m e s s a g e s t h e d e c i s i o n was m a d e t oa c c e p t t h e f a c t t h a t m e s s a g e s a r e o c c a s i o n a l d r o p p e d i n aw i r e l e s s n e t w o r k . I f a p a t i e n t ' s p u l s e o x i m e t e r r e a d i n g i sF i g . 3 . - P a t i e n t I n f o r m a t i o n S c r e e n 9 7 0 0 a n d h i s p u l s e r a t e i s 7 5 , m i s s i n g t h i s r e a d i n g i s n o tg o i n g t o c a u s e a p r o b l e m , a n d c e r t a i n l y i s n o t l i f et h r e a t e n i n g . On t h e o t h e r h a n d , i f h i s b l o o d o x y g e n r e a d i n gA l l s o f t w a r e f o r t h e s e n s o r n o d e s w a s w r i t t e n i n n e s C i s 8 0 % a n d h i s p u l s e r a t e i s 5 0 , t h i s i s p o t e n t i a l l y l i f e[ 6 ] , a n e x t e n s i o n t o t h e C l a n g u a g e w r i t t e n s p e c i f i c a l l y f o r t h r e a t e n i n g . L o s i n g t h i s m e s s a g e c o u l d b e v e r y s e r i o u s .u s e w i t h T i n y O S , a c o m p a c t o p e r a t i n g s y s t e m d e v e l o p e d a t T h e s e n s o r n o d e ( b a s e d o n t h e l i m i t s s e t d u r i n gU C - B e r k e l e y f o r u s e w i t h w i r e l e s s s e n s o r m o t e s [ 7 ] . A l l p r o g r a m m i n g ) , w o u l d t a g t h i s m e s s a g e a s a p r i o r i t y m e s s a g ep r o g r a m s w e r e w r i t t e n a n d c o m p i l e d o n a W i n d o w s PC b y c h a n g i n g t h e s t a n d a r d p u l s e o x i m e t e r m e s s a g e t y p e t o ar u n n i n g C y g w i n , a L i n u x e m u l a t o r [ 8 ] . p r i o r i t y p u l s e o x i m e t e r m e s s a g e t y p e .

E v e r y w i r e l e s s m e s s a g e s e n t t h r o u g h t h e l o c a l n e t w o r k I n o r d e r t o i n s u r e e n d t o e n d d e l i v e r y f o r p r i o r i t y d a t ai n c l u d e s a f i e l d c o n t a i n i n g t h e m e s s a g e t y p e f o r t h a t m e s s a g e s , t h e r o u t i n g n e t w o r k p r o t o c o l n e e d e d t o b ep a r t i c u l a r m e s s a g e . T h e i n i t i a l t h o u g h t was t o a d d a new c h a n g e d . W h e r e a s n o n - p r i o r i t y m e s s a g e s w e r e r e s e n t o n ef i e l d t o t h e m e s s a g e t h a t w o u l d c o n t a i n a p r i o r i t y t a g . t i m e , a p r i o r i t y m e s s a g e i s r e s e n t m a n y t i m e s . E a c h t i m e t h eH o w e v e r , a d d i n g a new f i e l d w o u l d h a v e i n c r e a s e d t h e s i z e s e n s o r n o d e r e s t a r t s t h e i n t e r n a l t i m e r a n d w a i t s f o r a no f e v e r y d a t a m e s s a g e , n o t j u s t t h e p r i o r i t y m e s s a g e s . T h i s a c k n o w l e d g e m e n t . A f t e r a p r o g r a m m e d n u m b e r o f r e t r i e sw o u l d n e g a t i v e l y i m p a c t t h e n e t w o r k ' s t h r o u g h p u t r a t e a n d ( c u r r e n t l y s e t t o 5 0 ) , t h e s e n d i n g n o d e w i l l a s s u m e t h a t i t sw a s j u d g e d t o b e u n d e s i r a b l e . T h e d e c i s i o n was m a d e t o n e t w o r k c o n n e c t i o n h a s b e e n s e v e r e d , a n d w i l l i m m e d i a t e l ya d d i t i o n a l m e s s a g e t y p e s t o t h e c u r r e n t f i e l d , w h i c h w o u l d b r o a d c a s t a n e t w o r k c o n n e c t i o n r e q u e s t . T h i s r e q u e s t i sh a v e n o e f f e c t o n t h e s i z e o f t h e m e s s a g e . A p r i o r i t y s i m i l a r t o t h e o n e i s s u e d a t s t a r t u p t i m e w h e n t h e n o d e i sm e s s a g e t y p e f o r e a c h s e n s o r w a s a d d e d t o t h e a r r a y o f f i r s t a t t e m p t i n g t o j o i n t h e n e t w o r k . I n d o i n g t h i s t h e n o d em e s s a g e t y p e s a v a i l a b l e . i s l o o k i n g f o r a n o t h e r p a t h t o t h e m o n i t o r i n g s t a t i o n . WhenT h e p r o g r a m f o r e a c h s e n s o r n o d e w a s t h e n e n h a n c e d t o t h e n o d e r e c e i v e s a c o n n e c t i o n r e p l y , i t w i l l t h e n s e n d t h et w o a r e a s . F i r s t , t h e a b i l i t y t o s e t l i m i t s a t p r o g r a m m i n g p r i o r i t y d a t a m e s s a g e t h r o u g h t h e new p a t h .t i m e w a s a d d e d . D u r i n g p r o g r a m m i n g , t h e u s e r c a n s e t A c k n o w l e d g e m e n t s a r e r e q u i r e d a t e a c h h o p t h r o u g h t h el i m i t s o r r a n g e s f o r a l l r e a d i n g t y p e s p e r f o r m e d b y t h e n e t w o r k . O n c e a s e n d i n g n o d e r e c e i v e s a ni n d i v i d u a l s e n s o r . T h e s e c o n d c h a n g e i n v o l v e d m o d i f y i n g a c k n o w l e d g e m e n t , i t r e m o v e s t h e m e s s a g e f r o m i t s q u e u et h e s e n s o r t o no w c o m p a r e t h e l a t e s t r e a d i n g v a l u e s a g a i n s t a n d m o v e s o n . T h e r e c e i v i n g n o d e now b e c o m e s t h et h e s e p r e - s e t l i m i t s , a n d t h e n c o r r e c t l y d e t e r m i n e w h e t h e r i t s e n d i n g n o d e , a n d t h e p r o c e s s i s r e p e a t e d . T h i s c o n t i n u e sn e e d s t o s e n d t h e m e s s a g e a s a s t a n d a r d d a t a m e s s a g e o r a s a l l t h e way t h r o u g h t h e n e t w o r k t o t h e b a s e s t a t i o n , w h i c ha p r i o r i t y m e s s a g e . P r o p e r h a n d l i n g o f p r i o r i t y m e s s a g e s w i l l e n d t h e p r o c e s s b y s e n d i n g a n a c k n o w l e d g e m e n t t o t h ew a s c o n s i d e r e d i m p e r a t i v e a n d r e q u i r e d c h a n g e s i n t h e l a s t s e n d i n g n o d e o n e h o p a w a y .r o u t i n g p r o t o c o l .D . P r i o r i t y M e s s a g e H a n d l i n g i n t h e R o u t e r N e t w o r k I I I . E X P E R I M E N T A L R E S U L T SW i r e l e s s n e t w o r k s a r e p r o n e t o d r o p p i n g m e s s a g e s f o r a T e s t i n g b e g a n w i t h t h e p r i o r i t y m e s s a g e h a n d l i n g . Av a r i e t y o f r e a s o n s . M a n y o f t h e s e r e a s o n s a r e c o n t r o l l a b l e , s y s t e m l i k e t h e one s h o w n i n F i g . 4 was b u i l t . H e r e w e s e eb u t s o m e a r e n o t . I n d e a l i n g w i t h p o t e n t i a l l y v i t a l p a t i e n t t w o r o u t e r n o d e s , R I a n d R 2 , t h a t a r e one h o p f r o m ( i . e . , i nd a t a , i t b e c a m e c l e a r t h a t a d e f i n i t i v e m e t h o d o f i n s u r i n g c o m m u n i c a t i o n w i t h ) t h e b a s e s t a t i o n B . A s i n g l e s e n s o rm e s s a g e d e l i v e r y w a s n e c e s s a r y f o r p r i o r i t y m e s s a g e s . n o d e S i s a d d e d t o t h e s y s t e m . T h e s e n s o r n o d e t a k e s ar e a d i n g a n d t h e n a t t e m p t s t o f o r w a r d i t t o t h e b a s e s t a t i o nA l l m e s s a g e s i n t h e c u r r e n t s y s t e m r e q u i r e a n t h r o u g h t h e r o u t i n g n e t w o r k . I t b r o a d c a s t s a c o n n e c t i o na c k n o w l e d g e m e n t . A f t e r a d a t a m e s s a g e i s s e n t , t h e s e n d i n g r e q u e s t t o t h e n e t w o r k , w h i c h w a s r e s p o n d e d t o b y b o t h R ln o d e w i l l s t a r t a n i n t e r n a l t i m e r . T h e r e c e i v i n g n o d e w i l l a n d R 2 . I n t h i s c a s e , R 1 w a s c h o s e n t o r o u t e t h e d a t a . T h e

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8/6/2019 A Wireless Telemedicine System

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w h e r e v e r t h e y a r e , a n d t h e y a l s o h a v e t h e a b i l i t y t o q u e r yt h e s y s t e m r e m o t e l y .W i r e l e s s B a s e S t a t i o n B A d d i t i o n a l l y , a p r i o r i t y m e s s a g e h a n d l e r h a s b e e n a d d e d,' " H o s t C o r n m p u t e r t o t h e b a s e s y s t e m . T h r o u g h t h i s t h e s y s t e m i n s u r e s t h e, d e l i v e r y o f c r i t i c a l m e s s a g e s t o t h e m o n i t o r i n g s t a t i o n . T h eGUI a l s o f o r w a r d s t h e s e c r i t i c a l m e s s a g e s t h r o u g h t h e GSM

n e t w o r k t o t h e c a r e p r o v i d e r .4 1J R2The c u r r e n t i m p l e m e n t a t i o n , a s d i s c u s s e d a b o v e , i s t h ef i r s t v e r s i o n o f t h e e x t e n d e d s y s t e m . F u r t h e r r e s e a r c h w i l lf o c u s o n i n t e g r a t i n g a d d i t i o n a l c a p a b i l i t i e s i n t o t h e o v e r a l lI n i t i a l P a t h S e c o n d P a t h s y s t e m . Ou r p l a n s i n c l u d e :* A l l o w i n g r e m o t e p e r s o n n e l t o i n i t i a t e r e a d i n g s i na d d i t i o n t o t h e c u r r e n t q u e r y s y s t e m .* D e v e l o p i n g a S m a r t p h o n e i n t e r f a c e t o a l l o wS e n s o r N o d e g r a p h i c a l v i e w i n g o f p a t i e n t d a t a .* T h e a b i l i t y t o a d j u s t r e a d i n g l i m i t s i n t h e s e n s o rF i g . 4 . P r i o r i t y M e s s a g e H a n d l i n g f r o m t h e m o n i t o r i n g s t a t i o n .

s e n s o r n o d e t h e n f o r w a r d e d t h e d a t a m e s s a g e t o R I w h i c h i nt u r n f o r w a r d e d i t t o t h e b a s e s t a t i o n f o r s t o r a g e a n d d i s p l a y ACKNOWLEDGMENTi n t h e G U I . T h i s r e s e a r c h w a s s u p p o r t e d b y a n i n t e r n a l g r a n t f r o mT h e s e n s o r n o d e t h e n a t t e m p t e d t o s e n d a n o t h e r n o r m a l t h e U n i v e r s i t y o f T e x a s a t D a l l a s ( U T D ) E r i k J o n s s o nd a t a m e s s a g e t h r o u g h R I , w h i c h h a d b e e n tued o f f . S i n c e S c h o o l o f E n g i n e e r i n g a n d C o m p u t e r S c i e n c e , a n d t h e w o r ka n a c k n o w l e d g m e n t w a s n o t r e c e i v e d , S r e s e n t t h e m e s s a g e was c o n d u c t e d a t UTD's E m b e d d e d a n d A d a p t i v et o R I a n d t h e n c l e a r e d i t f r o m t h e s e n d q u e u e . A s e x p e c t e d , C o m p u t i n g g r o u p ( E A C g ) l a b o r a t o r y . T h e a u t h o r s w o u l dt h i s m e s s a g e w a s n o t r e c e i v e d a n d w a s t h e r e f o r e d r o p p e d . l i k e t o t h a n k U TD f o r t h e s u p p o r t .S e n s o r n o d e S t h e n a t t e m p t e d t o s e n d a p r i o r i t y d a t a REFERENCESm e s s a g e t h r o u g h R l . W i t h R l n o t r e s p o n d i n g , S c o n t i n u e dr e s e n d t h e m e s s a g e 5 0 t i m e s . A f t e r s t i l l n o t r e c e i v i n g a n [ 1 ] K . L o r i n c z , e t a l . , " S e n s o r n e t w o r k s f o r e m e r g e n c y r e s p o n s e :t o r e s e n d t h e m e s s a g e 5 0 t i m e s . A f t e r s t i l l n o t r e c e i v i n g an c h a l l e n g e s a n d o p p o r t u n i t i e s " , P e r v a s i v e C o m p u t i n g , I E E E ,a c k n o w l e d g e m e n t , S i m m e d i a t e l y b r o a d c a s t a c o n n e c t i o n v o l . 3 , n o . 4 , p p . 1 6 - 2 3 , O c t . - D e c . 2 0 0 4 .r e q u e s t . T h i s w a s r e s p o n d e d t o b y R 2 . S t h e n s e n t t h e [ 2 ] A . H a n d e , T . P o l k , W . W a l k e r , a n d D . B h a t i a , " S e l f - P o w e r e d

p r i o r i t y d a t a m e s s a g e t h r o u g h R2 s u c c e s s f u l l y a n d f r o m W i r e l e s s S e n s o r N e t w o r k s f o r R e m o t e P a t i e n t M o n i t o r i n g i nt h e r e t o t h e b a s e s t a t i o n . H o s p i t a l s " , S e n s o r s , V o l . 6 , I s s u e 9 , p p . 1 1 0 2 - 1 1 1 7 , S e p t e m b e rW i t h t h e f f v a l f aprioitydatamesage,theGUI h e n 2 0 0 6 .W i t h t h e a r r i v a l o f a p r i o r i t y d a t a m e s s a g e , t h e G U I t h e n [ 3 ] C r o s s b o w T e c h n o l o g y I n c . , " M P R / M I B U s e r ' s M a n u a l " , R e v .p r o c e e d e d t o f o r w a r d t h e m e s s a g e t h r o u g h t h e GSM modem B , D o c u m e n t 7 4 3 0 - 0 0 2 1 - 0 6 , 2 0 0 5 ,t o t h e a u t h o r ' s c e l l p h o n e . T h e m e s s a g e w a s s u c c e s s f u l l y h t t p : / / w w w . x b o w . c o m / S u p p o r t / S u p p o r t _ p d f f i l e s / M P R -r e c e i v e d . We w e r e a l s o a b l e t o r e q u e s t t h e m o s t r e c e n t d a t a M I B _ 1 3 S e r i e s U s e r s M a n u a l . p d f .r e a d i n g f r o m a p a t i e n t b y s e n d i n g a t e x t m e s s a g e w i t h t h e [ 4 ] M u l t i - T e c h S y s t e m s , I n c . , M u l t i M o d e m EDGE Home P a g e ,p a t i e n t ' s I D t o t h e s y s t e m f r o m a c e l l p h o n e . F o r i n s t a n c e , h t t p : / / w w w . m u l t i t e c h . c o m / P R O D U C T S / F a m i l i e s / M u l t i M o d e ms e n d i n g i n t h e t e x t m e s s a g e " 3 " w o u l d c a u s e t h e s y s t e m t o E D G E .a c c e s s t h a t p a t i e n t ' s l a s t r e a d i n g a n d s e n d t h e r e p l y " P a t i e n t [ 5 ] S M S L i b w e b s i t e , h t t p : / / s m s l i b . o rT o d d P o l k - P o x 96% R a t e 7 5 b p m " . S e n d i n g a t e x t [ 6 ] G a y , D . ; L e v i s , P . ; C u l l e r , D . ; B r e w e r , E . , " n e s C 1 . 1 L a n g u a g em e s s a g e " T " ( a n o n e x i s t e n t p a t i e n t ) w o u l d c a u s e t h e s y s t e m h p / w w e n y o s M n / a p , " e M / y c r e 0 p f

t o s e n d a r e p l yN oa t i e n t w i t hID=7". h t t p : / / w w w . t i n v o s . n e t / a p i / n e s c / d o c / r e f p d It o s e n d a r e p l y " N o p a t i e n t w i t h I D = 7 " . [ 7 ] " T i n y O S G e t t i n g S t a r t e d G u i d e , " C r o s s b o w T e c h n o l o g y , I n c . ,R e v . A , S e p t e m b e r 2 0 0 5 ,I V . CONCLUSIONS h t t p : / / W W W . x b o w . c o m / S u p p o r t / S u p p o r t p d f f i l e s / G e t t i n g S t a r

A w i r e l e s s t e l e m e d i c i n e s y s t e m i s e x t e n d e d t o a l l o w t d g w i d Lc r i t i c a l a l e r t s t o b e s e n t f a r b e y o n d t h e b o u n d a r i e s o f t h e [ 8 ] c y g w i n u x o M urs t a n d a r d s y s t e m . T h e a d d i t i o n o f a GSM modem t oi n t e r f a c e t h e s y s t e m t o t h e w o r l d w i d e c e l l u l a r i n f r a s t r u c t u r ep r o v i d e s i n c r e a s e d f l e x i b i l i t y a n d c a p a b i l i t y . M e d i c a lp e r s o n n e l a r e i m m e d i a t e l y a l e r t e d t o a n y s e r i o u s c o n d i t i o n1 4 1