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遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2009-04-29 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

3 軟件設(shè)計(jì)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/195886.htm

3.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波

由于前端采集的模擬信號(hào),需要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),才能對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波和傳輸。本采用MSP430F449單片機(jī)自帶的高速12位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器,采用單通道、單次轉(zhuǎn)換和定時(shí)器觸發(fā)的工作方式對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,采樣頻率設(shè)置為250 Hz。

小波變換是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種良好的時(shí)頻定位方法,是由短時(shí)傅里葉變換演變而來(lái)的,具有視頻局部化的特性。它在低頻部分具有較高的頻率分辨率和較低的時(shí)間分辨率,在高頻部分具有較高的時(shí)間分辨率和較低的頻率分辨率。小波變換的這些特性比較適合處理心電信號(hào)。

因此,本采用小波變換的快速算法Mallat算法,對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行分解,閾值去噪和重構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的濾波功能。在具體的Mallat算法進(jìn)行濾波實(shí)驗(yàn)中,對(duì)各級(jí)濾波器運(yùn)用了補(bǔ)零運(yùn)算的方法,既避免了信息的冗余,又加快了運(yùn)算的速度。由于分解尺度可調(diào),在程序中,經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)分析,最終確定分解尺度為3級(jí),閾值去噪后進(jìn)入信號(hào)重構(gòu)模塊和UAR2、口,進(jìn)行信號(hào)傳輸。

3.2 GPRS通信模塊軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用的GPRS模塊已嵌入TCP/IP協(xié)議棧,無(wú)需再編制程序?qū)崿F(xiàn)TCP/IP協(xié)議,單片機(jī)就能通過(guò)AT/AT+i命令來(lái)控制GPRS模塊,其中AT命令用來(lái)控制MC35i通訊模塊(modem)、AT+i命令用來(lái)和協(xié)議棧進(jìn)行通信。

由于是利用GPRS基于IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方式,所以對(duì)GPRS模塊主要使用AT+i命令進(jìn)行控制。單片機(jī)MSP430F449通過(guò)RS 232接口向模塊發(fā)送相應(yīng)的AT+i命令對(duì)GPRS模塊進(jìn)行初始化、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等控制。

MSP430單片機(jī)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS模塊串口緩沖中,GPRS模塊將數(shù)據(jù)打成IP包,經(jīng)GPRS空中接口接入無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò),由移動(dòng)服務(wù)商轉(zhuǎn)接到Internet,最終通過(guò)各種網(wǎng)關(guān)和路由到達(dá)醫(yī)院監(jiān)控中心。監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)需要有固定的IP,主要應(yīng)用Winsock控件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收,并通過(guò)UDP或TCP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.3 監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用VC來(lái)編寫(xiě)監(jiān)控中心的接收和顯示軟件,該軟件用來(lái)接收和顯示GPRS模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的心電信號(hào)。因此,需設(shè)計(jì)成一個(gè)可視化的監(jiān)控界面,而且監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)需要有固定的IP地址,才能方便接收患者發(fā)送過(guò)來(lái)的心電數(shù)據(jù)。VC中的Winsock控件有效屏蔽對(duì)Windows套接字的低層操作,可方便地建立起網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)具有惟一IP地址節(jié)點(diǎn)間的連接,并通過(guò)UDP或者TCP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

該監(jiān)控中心軟件由五部分組成:Socket初始化、數(shù)據(jù)接收、心電波形的顯示、數(shù)據(jù)分類(lèi)和存儲(chǔ)以及GPRS模塊遙控命令的發(fā)送。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了運(yùn)用MSP430單片機(jī)和MC35i通信模塊實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)線系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有便攜性、低功耗、高性能、實(shí)時(shí)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。其中,信號(hào)采集部分用小波變換方法對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行濾波,處理過(guò)的心電信號(hào)更有助于醫(yī)生查看和診斷;GPRS模塊是當(dāng)前應(yīng)用較普遍的無(wú)線通信模塊,在數(shù)據(jù)傳輸和Internet網(wǎng)絡(luò)連接上的性能更加優(yōu)越,適合用于心電信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸功能,還能將心電信號(hào)傳輸?shù)奖镜氐挠?jì)算機(jī)上,實(shí)現(xiàn)本地顯示功能。同時(shí),隨著檢測(cè)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展,心電信號(hào)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)也將不斷改進(jìn)和完善,為患者和醫(yī)生都帶來(lái)更大的幫助。


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