[讨论] 基于GPRS的便携式多参数移动监护仪的设计

1 前言

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对生活质量也提出了更高的要求。近年来，移动医疗是远程医疗领域内的一个研究热点。移动医疗对户外病人进行实时监护，并把数据实时地发送到社区医院的监护中心，同时病人还可以享受医疗信息平台提供的各种医疗服务[1,2]。因此，具有无线移动通信功能的监护和急救系统在临床中发挥了越来越重要的作用。

GPRS在移动用户和远端的数据网络（如TCP/IP、X125等网络）之间提供一种连接，从而给用户提供高速无线IP和无线X125业务。GPRS有其无可比拟的优越性，它采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，因此信道资源被有效地利用。利用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户可以永远在线，且费用按数据流量计算，而与通信时长无关，这样可以使得服务成本大大降低，减轻了用户的经济负担[3]。本文介绍一种基于GPRS技术研制的便携式多参数移动监护仪，可实时检测人体的心电信号、心率、血氧饱和度、无创血压、呼吸频率和体温等重要参数，实现对各参数的监督报警、信息存储和传输。本监护仪具有覆盖范围广、成本低、永远在线等特点，特别适用于户外急救。

2  系统硬件设计

移动监护仪（系统结构如图1所示）移动单元的硬件设计建立在Winbond公司的W78E58B单片机的基础上，通过扩展外围电路，实现了对生理参数数据的采集、键盘操作、生理参数LCD显示、自动报警、GPS信息获取以及与监护中心无线通信等功能。

2.1 信号调理模块：

该模块主要由心电、血氧、体温、血压模块的传感器、信号调理电路、A/D转换电路组成。信号调理电路主要实现信号的放大、滤波、陷波等处理，然后送入12位的AD574进行A/D转换，得到的数字信号从串口进入单片机。

2.2 报警电路模块：

监护仪把实时采集的信号进行分析，结果与设定阀值比较，实现监督报警。用户收到报警信号后，操作键盘将异常信号通过GPRS送到监护中心进行分析。

2.3 液晶显示模块：

采用G191液晶模块，点阵数为192×128，点尺寸为0.33×0.33mm,点距为0.04mm，驱动电源为＋5V和－20V。液晶控制器采用SED1335，该控制器用于接收来自单片机的各种指令和数据，产生相应的时序对液晶屏进行控制显示。

2.4 GPS模块：

GPS采用GARMIN公司GPS25－LVS系列OEM模块，是目前应用最广泛的GPS接收处理板之一，采用单一5V供电，内置保护电池，NMEA 0183 2.0格式输出，默认波特率为4800，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无奇偶校验。

2.5 GPRS模块：

当用户处于异常状况时，监护仪通过GPRS向监护中心发送异常信号。GPRS 模块通过串口与单片机通讯，以完成数据收发、控制等功能。仪器向GPRS Modem（工作原理如图2所示）所示发送工作指令和数据时，数据经IP模块进行TCP/IP协议转换，打成IP数据包，由MC35模块以GPRS数据包形式发送出去，该模块内置西门子公司的MC35模块、IP模块[4]。

3  系统软件设计

采用混合编程方式编写系统程序，主程序采用C语言，各子程序采用汇编语言，主程序主要完成各模块的初始化，分配协调各模块使用系统资源，按键检测以及控制报警，各子程序分别实现各自相对独立功能，系统控制流程如图3所示。

由于人体生理信号变化缓慢，为了确保数据采集的高精度和准确性，数据采集程序进行多通道、多采样点的流程设计[5]。液晶显示心电波形时，横轴代表时间，每1mm代表0.04s（标准走纸速度25mm/s），纵坐标代表波形幅度大小，每1mm代表0.1mv。还需要注意的是，为了消除LCD显示图形的间断现象，我们采用如下处理方法：根据前后采样点幅值差来调用向上画线和向下画线程序，若y(i)表示前一个采样点幅值，y(i+1)表示后一个采样点幅值，当y(i+1)>y(i),调用向上画垂线子程序；当y(i+1)

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