心电监护仪应用案例之远程心电实时监护系统设计

时间:2012-07-10来源:网络

(5)FlashLoadECGData():从数据分区中读取一定字节数的心电数据。首先需要在Flash空闲状态下获取Flash的控制权,随后利用 FlashECGDMap()获取实际操作地址并判断是否出现跨页读操作。如果不需跨页,则调用FlashPageRead(),读出相应数据到读缓冲即可;若跨页,则分别在两页分两次读取规定字节个数的连续心电数据。

3.2 GPRS网络接口设计

硬件平台的通信模块是Wavecom公司的2406B。GPRS又称无线分组服务,用于在GSM网络上传输数据。在进行GPRS数据发送的同时,短消息和语音服务不会被禁止,但GPRS数据服务和GSM服务不能同时进行。2406B模块的GPRS上行速率可以达到10kbps,通过设置数据发送串口的波特率为9 600bps,可使数据进出流量匹配。

3.2.1 2406B模块初始化

首先设置2406B中两个串口的波特率、绑定的数据类型及模块时钟。串口1绑定GPRS数据,串口2绑定GSM数据。串口1的波特率设置为9 600即可使网络与接口速率匹配;串口2返回模块控制字,设置为19 200的波特率即可与处理器运行速度匹配。同时还要为模块设置当前时间。

AT指令见表1中“AT指令序列1”。其次通过AT指令连接GPRS网络和服务器。AT指令见表1中“AT指令序列2”。

表1

模块的OpenAT程序实现了TCP/IP协议,同时把汉字字模加入模块。指令序列2 中的AT指令按照顺序设置成功后即建立TCP/IP连接,模块即进入数据模式。

此时通过串口送入的所有数据全部作为网络数据送交网络,送入即Ctrl-C(0x03)将断开TCP连接,若要向服务器发送0x03,须发送数据对,此时保持网络并向服务器发送0x03。

3.2.2 网络模型及接口函数

数据传输过程分为注册阶段和数据发送阶段。

在注册阶段,监护仪向服务器发送注册认证数据报。内容包括设备序列号(Machine ID)、数据格式(FMT)、采样频率、采样位数、采样环境工频频率、AD转换高低电压和直流偏置、数据压缩方法以及采样起始时间。服务器收到注册数据后进行身份验证,验证通过则发送回应消息,即为服务接纳的时间和联系人列表。监护仪收到回应消息即进入数据发送阶段。

数据发送阶段,监护仪向服务器发送实时心电数据。数据发送策略有两种:注重“实时性”的发送策略,定义当前采样点至其前1分钟的心电数据为“实时心电数据”,享有发送的优先权,“补发数据”在“实时心电数据”发送完毕以后发送;注重“连续性”的发送策略,以保持数据完整性为目标,“补发数据”享有数据发送优先权,服务器申请的数据会被优先发送。数据发送阶段病人及设备的各种异常状况定义为“报警消息”发送给服务器。

网络状态转换图如图3,由此设计的网络接口函数为:(1)TransData():负责发送实时数据、补发数据和发送报警消息,其中报警消息具有最高优先级,连续性的发送策略补发数据优先级高于实时数据,实时性的发送策略发送优先级与连续性策略相反;(2)ECGRegister():负责建立与服务器之间的ECG连接,函数定时发送注册信息包和完成注册过程确认。

3.3 GSM功能接口

GSM功能包括:短消息收发、信号强度获取、时间获取、电量获取、按键消息通知、发声。这些都依靠无线模块串口2以AT指令进行配置和查询。

使用的AT指令有:“AT+CNMI=0,1,1,1,0”,配置短消息格式;“AT+CSMP=17,169,0,8”,文本采用Unicode编码; “AT+CMGF=1”,短消息发送采用TXT格式;“AT+CSCA=短消息服务中心号码>”,设置短消息服务中心号码。

“AT+ CMGS=号码>r短消息内容>Ctrl-Z”,向号码>发送短消息;“AT+CSQ”,获取信号强度,格式为“+CSQ:信号强度>,xx”;“AT+CCLK?”,获取当前时间,格式为“+CCLK:yy/mm/dd hh:mm:ss”。

“AT+ADC?”,获取电池电量,以毫伏为单位,格式为“+ADC:xxxx,……”;“AT+CMER=,1”,配置模块返回按键产生的消息,消息结构为“+CKEY:,0 or 1>”;“AT+WTONE=1,2,4000”,让蜂鸣器发出频率为4000Hz的声音;“AT+WTONE=0”,停止发声。

模块接收到的短消息以0xAA为通知码,接着是发送者号码,随后是短消息的Bitmap,可直接用于显示,短消息不保存在模块中,并仅在串口2给出通知。

3.4 LCD显示

硬件平台使用80×160点阵的单色LCD,软件维护一个微型字库,包括几十个汉字以及所有ASCII符号中的可见字符,供界面显示使用。无线模块自带汉字库,可以直接显示收到的SMS。预存的短消息维护在单片机的程序存储器中,每条预存消息有Unicode和Bitmap两种格式,Unicode用于发送,Bitmap用于显示。

四、 监护仪软件功能

利用中断将数据采集与数据发送分离。数据采集、存储和解析组成一个事务集;数据发送与短信浏览、监护状态显示及紧急求救报警等事务组成另一个事务集。两个事务集并行运行,Flash存储器及其中的数据和消息为关键资源。

4.1 心电实时监护

心电实时监护即心电数据采集、存储、发送。监护程序流程图如图4。

2.jpg

1.jpg

4.2 医嘱短信收发

监护仪可以向服务器、医生、亲人等发送预设消息,同时可以接收联系人的短消息。图5(a)为预设短消息发送界面。

监护界面汇总

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关键词: 心电监护仪 案例 实时监护 系统设计

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