1、概述1.1 課題的研究意義人體健康是一個(gè)永恒的課題?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展使社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，人們的工作和生活節(jié)奏更快，相應(yīng)的壓力也越來越大，而人們的健康狀況卻在不斷地下降。這一切都使人們對(duì)健康的關(guān)注度空前提高，應(yīng)運(yùn)而生的是大量人體健康監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品在市場(chǎng)上出現(xiàn)。而隨著當(dāng)前社會(huì)不斷發(fā)展，個(gè)人醫(yī)療的知識(shí)廣泛普及，人們對(duì)于自身健康、安全等方面的關(guān)注和要求越來越高。到大型醫(yī)院集中就診的方式已經(jīng)不能完全適合當(dāng)前的社會(huì)形勢(shì)，不能滿足社會(huì)大眾的醫(yī)療需求，人們迫切需要類似于家庭保健或者社區(qū)醫(yī)療的服務(wù)：既能夠提供較為豐富的生理信息測(cè)量功能，滿足人們基本的醫(yī)療需求。又能夠具有相對(duì)低廉的醫(yī)療成本1。隨著電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展和計(jì)

2、算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用日益普及，醫(yī)療電子測(cè)量?jī)x器種類越來越多，測(cè)試的項(xiàng)目和測(cè)試的范圍也不斷地?cái)U(kuò)大，測(cè)試速度和測(cè)量精度要求不斷地提高，測(cè)量技術(shù)地不斷改進(jìn)與完善。以微控制電子科學(xué)系統(tǒng)為核心,系統(tǒng)的指揮下軟件,可以自動(dòng)、及時(shí)和準(zhǔn)確的人體生理參數(shù)監(jiān)測(cè)任務(wù)的智能醫(yī)療設(shè)備是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。許多疾病是由于缺乏及時(shí)、準(zhǔn)確的預(yù)警和導(dǎo)致不可接受的后果。因此,監(jiān)測(cè)和及時(shí)的記錄人類基本的生理參數(shù)及其變化,正確的診斷和及時(shí)的治療和護(hù)理臨床提供了第一手資料和依據(jù),具有重要意義。隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)醫(yī)療保健的需求將繼續(xù)增長,根據(jù)人體基本的生理參數(shù)的可負(fù)擔(dān)得起的醫(yī)療機(jī)械在不久的將來肯定會(huì)進(jìn)入普通百姓的家中,在服務(wù)的家庭,成為

3、生活中不可缺少的保健醫(yī)生。此外,由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡,使人們?cè)诮?jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)享受高質(zhì)量的醫(yī)療保健服務(wù),為了使這部分人也可以享受高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù),遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)也可以是一個(gè)很好的嘗試。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析移動(dòng)健康（m-Health）的概念首次以“無線電子醫(yī)療”1的形式提出。所謂移動(dòng)健康， 就是把移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、醫(yī)學(xué)傳感器技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合起來用于醫(yī)療服務(wù)2。 近些年來很多國外學(xué)者進(jìn)行了移動(dòng)健康領(lǐng)域的研究并取得了重要進(jìn)展。Lin3介紹了一套以PDA技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的移動(dòng)病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，病人端用一臺(tái)基于PDA的監(jiān)護(hù)儀來持續(xù)采集病人的重要生理信號(hào)，包括心率、三導(dǎo)聯(lián)心電圖和血氧飽和

4、度，這些信號(hào)通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心，遠(yuǎn)程的醫(yī)護(hù)人員通過手持設(shè)備或者控制中心訪問病人的歷史數(shù)據(jù)以及現(xiàn)在的生理參數(shù)，從而做出相應(yīng)的處理。這套系統(tǒng)通過了技術(shù)評(píng)估、臨床測(cè)試和用戶體驗(yàn)調(diào)查。Chung4等設(shè)計(jì)了一套基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，通過在手機(jī)終端運(yùn)行獨(dú)立的心電診斷算法，可用于慢性病管理、醫(yī)院的監(jiān)護(hù)服務(wù)、家庭或旅途中的監(jiān)護(hù)。這套系統(tǒng)支持無線傳感器采集心電數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡(luò)直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程處理中心，也支持利用手機(jī)做心電數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析和評(píng)估，然后再選擇性的將結(jié)果送往處理中心，這樣避免了可能的數(shù)據(jù)冗余，使得醫(yī)生的工作量更小。Tay5等提出了一套基于無線體域網(wǎng)絡(luò)WBAN（Wire

5、less Body Area Network）和PDA技術(shù)的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過ECG傳感節(jié)點(diǎn)和集成的血氧/體溫/血壓傳感節(jié)圖1-2-1遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的整體架構(gòu)點(diǎn)采集這四種生理信號(hào)，系統(tǒng)有一套哨兵結(jié)果，當(dāng)哨兵事件觸發(fā)或者接收到遠(yuǎn)端的發(fā)送請(qǐng)求，這些生理傳感器立即通過藍(lán)牙接口將關(guān)鍵的生理參數(shù)傳到病人的PDA設(shè)備上，再通過GSM技術(shù)發(fā)送到遠(yuǎn)程工作站供醫(yī)護(hù)人員分析使用。Lee6等針對(duì)慢性病護(hù)理的情況提出了一套基于角色的智能手機(jī)護(hù)理系統(tǒng)并設(shè)計(jì)了一套報(bào)警的機(jī)制。系統(tǒng)中的角色包括病人、醫(yī)生、護(hù)士和其他的健康護(hù)理提供者，每種角色都持有這樣的智能手機(jī)，以便不受地域限制與建立在護(hù)理中心的服務(wù)器進(jìn)行交

6、互。智能手機(jī)采用帶有藍(lán)牙功能的商用手機(jī)，生理采集信號(hào)諸如血壓、脈搏、血氧、心電等通過藍(lán)牙設(shè)備傳 輸?shù)街悄苁謾C(jī)上，手機(jī)通過運(yùn)行識(shí)別算法，將一些重要的或者不正常的生理信息上傳到服務(wù)器上進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，或者傳輸?shù)结t(yī)生或醫(yī)護(hù)提供者的手機(jī)終端上做進(jìn)一步的處理。這樣一來生理采集信號(hào)單元只需要負(fù)責(zé)采集和傳輸，不涉及信號(hào)處理過程，從而使得這些單元可以微型化和節(jié)能化。在服務(wù)器端包含了一套完善的預(yù)警管理機(jī)制，當(dāng)收到緊急信息或者自動(dòng)識(shí)別到緊急信息時(shí)啟動(dòng)不同的處理策略。通過在系統(tǒng)設(shè)置中根絕每一個(gè)不同的病人加入相應(yīng)的時(shí)間間隔，系統(tǒng)可以有序的通知不同的醫(yī)護(hù)工作者，以保證報(bào)警的準(zhǔn)確性以及提前預(yù)警通知的完備性，使得醫(yī)療服務(wù)質(zhì)

7、量得到提升。Toh7等也提出了一套基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）的無線遠(yuǎn)程生理參數(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，為了避免醫(yī)生端數(shù)據(jù)冗余多大，造成重要信息被忽略的隱患，在監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中加入了決策支持系統(tǒng)，解決數(shù)據(jù)冗余問題。服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)之后根據(jù)注入的各種決策體系進(jìn)行初步診斷，比如設(shè)定血壓的正常閾值，超過閾值則通過短消息反饋給病人采取一定的措施，如果情況嚴(yán)重則提示盡快來醫(yī)院檢查。Basilakis8等提出了一套用于遠(yuǎn)程看護(hù)的決策支持體系，這套體系在服務(wù)器端運(yùn)行決策機(jī)來分析病人日常數(shù)據(jù)，包括生理參數(shù)的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)、問卷調(diào)查結(jié)果、藥物服用歷史等，然后把診斷結(jié)果分為高危險(xiǎn)組、中危險(xiǎn)組、低危險(xiǎn)組三個(gè)組別，并通過網(wǎng)頁通知病人的看護(hù)者。在

8、國內(nèi)也有很多大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)開展了關(guān)于遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究。吉林大學(xué)的李蕭義等9設(shè)計(jì)了一種移動(dòng)血糖監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)由多個(gè)基于Java手機(jī)的血糖檢測(cè)儀與糖尿病監(jiān)護(hù)中心組成,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)。基于MSP430單片機(jī)的血糖測(cè)試儀通過串口與Java手機(jī)連接,不僅完成了檢測(cè)功能,還可利用手機(jī)的短信功能發(fā)送檢測(cè)值和接收專家的診斷。華南理工大學(xué)的何彪等10提出一個(gè)實(shí)時(shí)的基于智能手機(jī)的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。智能手機(jī)通過藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)接收從心電圖心電圖數(shù)據(jù)監(jiān)控,自動(dòng)篩選不同級(jí)別的異常數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒敕?wù)器通過GPRS網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)務(wù)人員分析,并將結(jié)果反饋給病人。該系統(tǒng)能減輕醫(yī)務(wù)人員的工作量,使病人得到實(shí)時(shí)有效的監(jiān)

9、護(hù)服務(wù)。浙江大學(xué)的周笑等11、提出基于移動(dòng)設(shè)備的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)方案,利用通用分組無線業(yè)務(wù)溝通和加密技術(shù),開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)?？紤]到服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、移動(dòng)終端和數(shù)據(jù)采集終端的設(shè)計(jì)四個(gè)部分,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,診斷、患者的心電圖特征和接收反饋信息在內(nèi)科病房。介紹了系統(tǒng)的原理,數(shù)據(jù)采集終端、監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)給出和診斷算法。大連理工大學(xué)的金建設(shè)等12設(shè)計(jì)了一種基于手機(jī)和無線網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用手機(jī)作為傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn),與布置在人體上的傳感器節(jié)點(diǎn)組成人體域無線傳感器網(wǎng)絡(luò),來實(shí)現(xiàn)病人生理參數(shù)數(shù)據(jù)的采集。同時(shí),手機(jī)又作為連接遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān),以及病人獲得信息的人機(jī)接口。利用該系統(tǒng),病人可以了解自

10、己病情和接收醫(yī)療指導(dǎo)信息,醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以對(duì)病人進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和緊急救助,病人家屬可以對(duì)病人的病情狀態(tài)進(jìn)行查詢。 通過以上的文獻(xiàn)調(diào)研和分析可以看出，目前國內(nèi)外移動(dòng)無線遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)領(lǐng)域非?；钴S，有很多技術(shù)問題已經(jīng)被解決，很多成果也逐步應(yīng)用于實(shí)際，不過作為一個(gè)新興的領(lǐng)域，移動(dòng)健康還面臨著很多的問題。1.3 課題的研究目的本課題的目的就是要研究可以成為服務(wù)于大眾的便攜式遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備。這是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療的基礎(chǔ)。通過該設(shè)備，即使遠(yuǎn)離醫(yī)生和醫(yī)院，客戶也可以通過該設(shè)備采集到自己重要的生理參數(shù)，包括體溫、血氧濃度、心電圖，并將采集的數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)給遠(yuǎn)方的醫(yī)生，從而給醫(yī)生一個(gè)提前制定更有效的治療方案的

11、機(jī)會(huì)。極大的方便了客戶的生活，也給醫(yī)生更好的診斷方法。遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)室一種通過對(duì)人體生理參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)來研究遠(yuǎn)程被監(jiān)測(cè)對(duì)象健康狀況的方法。它是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療的基礎(chǔ)，近年來遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)技術(shù)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。1.4 本文工作整個(gè)設(shè)計(jì)過程主要分為以下部分：1. GSM MODEM短信通信協(xié)議的研究；2.LCD操作界面設(shè)計(jì)；3.整體功能的調(diào)試。本課題選擇易于開發(fā)的飛凌S3C2440開發(fā)板的WINCE系統(tǒng)。本課題的系統(tǒng)框架如圖1-4-1所示，用戶通過長鯨醫(yī)療六參數(shù)板采集生理數(shù)據(jù)，生理數(shù)據(jù)經(jīng)串口與S3C2440A通信，用戶經(jīng)LCD操作界面（輸入接收短信號(hào)碼和用戶姓名，點(diǎn)擊發(fā)送短信按鈕）

12、即可控制GSM MODEM將生理數(shù)據(jù)信息發(fā)送至指定手機(jī)（家人，醫(yī)生等），從而達(dá)到遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)效果，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)身體異常，盡早就醫(yī)。圖1-4-11.GSM MODEM短信通信協(xié)議的研究在發(fā)送與接收消息的服務(wù)中，短信消息有三種編碼的方式，它們分別是Block模式、基于AT指令的PDU模式和基于AT指令的Text模式。最早出現(xiàn)的Block模式現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被PDU模式和Text模式所代替。相比于PDU模式，Text模式編碼較簡(jiǎn)單，使用也方便，但其最大的不足是它不支持中文的收發(fā)。相反，PDU編碼的方式支持中英文的混合發(fā)送與接收，但其中的編碼過程較Text模式復(fù)雜。由于本課題需要發(fā)送帶中文的短信，故而選擇

13、PDU模式。2.LCD操作界面設(shè)計(jì)本課題的編譯環(huán)境為Visual Studio 2008，其強(qiáng)大的工具箱的控件大大方便了操作界面的設(shè)計(jì)，編程采用VB語言通熟易懂，便于設(shè)計(jì)的完成。 第2章 S3C2440A的嵌入式開發(fā)平臺(tái)2.1 S3C2440A簡(jiǎn)介2.1.1 S3C2440A單片機(jī)S3C2440A 是三星公司生產(chǎn)的ARM9 微處理器。該芯片是專門為手持設(shè)備所提供的一款低功耗、高性能的微處理器，主頻 400M，最高 533Mhz。它采用一種被稱作AMBA(Advanced Micro controller Bus Architechure) 。S3C2440A是基于其CPU即16/32位ARM9

14、20T(ARM920T采用了MMU，AMBA BUS及哈佛Cache 的體系結(jié)構(gòu)(16KB的指令Cache 和16KB 的數(shù)據(jù)Cache)提供一系列精彩的特性： 對(duì)內(nèi)1.2V 的工作電壓，1.8V/2.5V/3.3V 的內(nèi)存，對(duì)外 3.3V I/O 的微處理器，同時(shí)帶有16KB 指令Cache 和16KB 數(shù)據(jù)Cahce/MMU。 外部擴(kuò)展的內(nèi)存控制器 帶有LCD專用DMA的LCD控制器。 配有四個(gè)DMA通道 配有三個(gè)UART 通道 配有兩路SPI 通道 配有IIC 總線接口( 支持多master) 配有IIS 音頻編碼接口 配有AC97編碼接口 兼容了SD Host 接口(1.0 版本) 及

15、MMC接口協(xié)議(2.11版本) 配有兩路USB Host的控制器和一路USB Device的控制器(1.1 版本) 配有四個(gè)PWM 定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器/ 看門狗定時(shí)器 配有八路10-bit AD轉(zhuǎn)換器及觸摸屏接口 配有130通用I/O 端口和24個(gè)外部中斷源 三種電源的控制模式：正常工作模式，低功耗模式，閑置模式和休眠模式 配有片內(nèi)PLL 時(shí)鐘發(fā)生器 2.1.2 S3C2440A開發(fā)板本課題選用飛凌S3C2440A開發(fā)板（如圖2-1-1）：圖2-1-1其包含強(qiáng)大的硬件資源（如圖2-1-2和圖2-1-3）：硬件資源CPU三星S3C2440A，主頻400MHz，可倍頻至533MHz內(nèi)存64M，

16、可根據(jù)需要擴(kuò)展到128MNAND Flash支持大容量NAND Flash，標(biāo)配256MNOR Flash一片4M NOR Flash串口一個(gè)五線異步串口，一個(gè)三線串口，一個(gè)三線擴(kuò)展引出網(wǎng)口一個(gè)100M網(wǎng)口，采用DM9000AE，帶聯(lián)接和傳輸指示燈USB接口一個(gè)USB11 HOST接口一個(gè)USB11 Device接口音頻接口一路立體聲音頻輸出接口可接耳機(jī)另一路音頻輸入可接麥克風(fēng)存儲(chǔ)接口一個(gè)SD卡接口一個(gè)IDE接口可直接掛接硬盤LCD和觸摸屏接口集成了4線電阻式觸摸屏接口的相關(guān)電路3.3V/5V電源供電目前支持3.5寸、5.6寸、5.7寸、8寸等TFT液晶屏?xí)r鐘源內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘（帶有后備鋰電池接口

17、復(fù)位電路一個(gè)復(fù)位按鍵；采用專用復(fù)位芯片進(jìn)行復(fù)位，穩(wěn)定可靠調(diào)試下載接口一個(gè)20芯MultiICE標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口配有一塊兒下載調(diào)試板，支持WIGGLER調(diào)試及JTAG下載電源接口5V電源供電，帶電源開關(guān)和指示燈圖2-1-2圖2-1-3開發(fā)板支持Linux和WINCE操作系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)需要自行選擇啟動(dòng)系統(tǒng)。2.2 WINCE介紹Windows CE是微軟公司嵌入式、移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)，它是一個(gè)開放的、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作系統(tǒng)。 WindowsCE的條形碼掃描設(shè)備和數(shù)據(jù)終端集成，計(jì)算機(jī)設(shè)備具有電池終端脫機(jī)操作。通過實(shí)時(shí)采集，自動(dòng)存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)反饋，

18、自動(dòng)處理，自動(dòng)傳輸?shù)裙δ?。?nèi)容的真實(shí)性，有效性，及時(shí)性現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，可用性提供了保證。它有一個(gè)，流動(dòng)性，體積小，重量輕，高性能，并適于手持式等。2.3 VisualStudio2008介紹本設(shè)計(jì)選擇的編譯環(huán)境為微軟推出的開發(fā)環(huán)境Visual Studio，Visual Studio 可用來創(chuàng)建Windows平臺(tái)下的Windows應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，也可用來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備的應(yīng)用程序和Office插件等。Visual Studio 2008在以下三個(gè)方面為開發(fā)者提供了關(guān)鍵的改進(jìn)：快速應(yīng)用程序開發(fā)。高效團(tuán)隊(duì)協(xié)作。突破性用戶體驗(yàn)。Visual Studio 2008提供了高級(jí)的開發(fā)工具、調(diào)試功

19、能、數(shù)據(jù)庫功能及創(chuàng)新功能，幫助用戶在各種平臺(tái)上快速地創(chuàng)建當(dāng)前最先進(jìn)應(yīng)用程序。Visual Studio 2008包括了各種增強(qiáng)的功能，例如可視化設(shè)計(jì)器、對(duì)于Web開發(fā)工具的大量改善，以及能夠加速地開發(fā)和處理。所有數(shù)據(jù)類型的語言增強(qiáng)功能。Visual Studio 2008為開發(fā)者提供所有相關(guān)的工具及框架支持，幫助開發(fā)者創(chuàng)建引人注目的并且支持AJAX的Web應(yīng)用程序。開發(fā)者能夠利用這些服務(wù)器端框架和豐富的客戶端輕松構(gòu)建以用戶為中心的Web應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序可集成任何后端數(shù)據(jù)提供的程序、在任何當(dāng)前的瀏覽器內(nèi)運(yùn)行并且完全訪問ASP.NET應(yīng)用程序服務(wù)及Microsoft平臺(tái)。第3章 GSM MO

20、DEMGSM Modem是一種使用移動(dòng)通訊系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器。GSM Modem就像一部手機(jī)一樣經(jīng)SIM卡注冊(cè)到運(yùn)營商，當(dāng)GSM Modem連接到電腦上或操作系統(tǒng)時(shí)，可以通過它與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，用戶還能可以通過它來接收和發(fā)送彩信及短信。3.1 GSM MODEM選型本設(shè)計(jì)選用華為GTM900C模塊（圖3-1-1和3-1-2是華為公司開發(fā)研制的GTM900C模塊）。指示燈電源接口RS232指示燈電源接口RS232圖3-1-1 GTM900C模塊PCB TOPSIM卡槽天線SIM卡槽天線圖3-1-2 GTM900C 模塊 PCB BOTTOM華為GTM900C是一款雙頻900/1800MHZ高度集

21、成GSM/HYPERLINK /pdlistone/products/7735514.htmlGPRS模塊，是GTM900B的升級(jí)版。內(nèi)嵌有TCP/IP協(xié)議模塊，使用簡(jiǎn)單，易于操作，使用它的用戶可以在較短的時(shí)間花費(fèi)較少成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線通話話和無線POS終端等領(lǐng)域用戶都能看到GTM900C無線模塊的作用，GTM900C軟件和硬件兼容GTM900B、TC35i及MC39i，使用TC35i或MC39i的用戶不需要作任何更改就可以使用，從而降低設(shè)計(jì)成本。3.2 AT指令控制GSMMODEM普遍采用AT指令，AT即Attention的簡(jiǎn)稱，早在90年代初期，AT僅用于MODEM操作

22、，后來，由移動(dòng)電話生產(chǎn)廠商共同為GSM開發(fā)了一套完整的AT指令集，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展加入GSM07.05標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)在的GSM07.07協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其中就包括對(duì)SMS功能的控制指令。SMS中常用的AT指令見表3-2-1：命令說明AT+CSCA設(shè)置短消息服務(wù)中心AT+IPR設(shè)置通信波特率AT+CSMS選擇短消息服務(wù)AT+CMGF設(shè)置短消息內(nèi)容格式 0:PDU 1:TEXTAT+CMGS發(fā)送信息命令A(yù)T+CMGR讀取短消息AT+CMGD刪除短消息AT+CSAS設(shè)置消息存儲(chǔ)類型AT+XXXX=?測(cè)試命令，系統(tǒng)列出可能選項(xiàng)AT+XXXX?系統(tǒng)列出當(dāng)前設(shè)置表3-2-1 常用的AT指令A(yù)T指令格式絕大多是

23、以“AT+XXXX=X”的格式使用，其中“XXXX”表示令Modem執(zhí)行某一個(gè)動(dòng)作的指令，X則表示“XXXX”這個(gè)動(dòng)作的可選項(xiàng)。比如要設(shè)置一條短消息的編碼格式為PDU模式：從表3-2-1中可以知道，指令為“AT+CMGF=0”CMGF代表格式設(shè)定，“0”代表格式設(shè)置成PDU模式。3.3 GSM MODEM通信3.3.1 unicode編碼HYPERLINK /view/40801.htmUnicode（HYPERLINK /view/3688170.htm統(tǒng)一碼、萬國碼、單一碼）是一種在HYPERLINK /view/3314.htm計(jì)算機(jī)上使用的HYPERLINK /view/1204863

24、.htm字符編碼。Unicode 是為了解決傳統(tǒng)的HYPERLINK /view/1204863.htm字符編碼方案的局限而產(chǎn)生的，它為每種語言中的每個(gè)字符設(shè)定了統(tǒng)一并且唯一的HYPERLINK /view/18536.htm二進(jìn)制編碼，以滿足跨語言、跨平臺(tái)進(jìn)行文本轉(zhuǎn)換、處理的要求。其中中文范圍為中文范圍 4E00-9FBF。3.3.2 SMS（ShortMassageService）在發(fā)送與接收消息的服務(wù)中，短信消息有三種編碼的方式，它們分別是Block模式、基于AT指令的PDU模式和基于AT指令的Text模式。最早出現(xiàn)的Block模式現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被PDU模式和Text模式所代替。相比于PD

25、U模式，Text模式編碼較簡(jiǎn)單，使用也方便，但其最大的不足是它不支持中文的收發(fā)。相反，PDU編碼的方式支持中英文的混合發(fā)送與接收，但其中的編碼過程較Text模式復(fù)雜。下面是對(duì)Text與PDU兩種編碼方式的解析。TEXT模式：Text模式相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要做中介轉(zhuǎn)換，在初始化MODEM以后，只需要將要發(fā)送的短消息內(nèi)容的ASC字符發(fā)送即可。例如：要發(fā)送“A healthy body！”的生理信息到用戶手要向modem輸入的AT指令為：1)選擇短消息服務(wù)：AT+CSMSr2)選擇短消息的編碼方式：AT+CMGF=1r3)短消息目標(biāo)地址：AT+CMGS=/p>

26、”4)發(fā)送短消息：”A healthy body！”rPDU模式：前面已經(jīng)介紹過，PDU（ProtocolDataUnit）的編碼方式可以中英文混合發(fā)送，但是比較繁瑣，它的編碼過程需要經(jīng)過信息的奇偶對(duì)調(diào)，涉及到的要素比較多。PDU編碼方式的基本格式可分成以下13項(xiàng)：A：短信息中心地址長度，2位十六進(jìn)制數(shù)(1字節(jié))。B：短信息中心號(hào)碼類型，2位十六進(jìn)制數(shù)。C：短信息中心號(hào)碼，B+C的長度將由A中的數(shù)據(jù)決定。D：文件頭字節(jié)，2位十六進(jìn)制數(shù)。E：信息類型，2位十六進(jìn)制數(shù)。F：被叫號(hào)碼長度，2位十六進(jìn)制數(shù)。G：被叫號(hào)碼類型，2位十六進(jìn)制數(shù)，取值同B。H：被叫號(hào)碼，長度由F中的數(shù)據(jù)決定。I：協(xié)議標(biāo)識(shí)，2

27、位十六進(jìn)制數(shù)。J：數(shù)據(jù)編碼方案，2位十六進(jìn)制數(shù)。K：有效期，2位十六進(jìn)制數(shù)。L：用戶數(shù)據(jù)長度，2位十六進(jìn)制數(shù)。M：用戶數(shù)據(jù)，其長度由L中的數(shù)據(jù)決定。J中設(shè)定采用UCS2編碼，這里是中英文的Unicode字符。以發(fā)送中文字符“身體健康！”到+8618758363503為例，對(duì)PDU編碼方式在系統(tǒng)中的具體應(yīng)用流程進(jìn)行剖析：一、短消息中心地址處理寧波移動(dòng)的短信息中心號(hào)碼為+8613800574500，處理過程如下：1)去掉加號(hào)，看是否為偶數(shù)個(gè)數(shù)字，否則在號(hào)碼后面加F中心號(hào)變?yōu)椋?8613800574500F2)將中心號(hào)奇偶位對(duì)調(diào)，并在前面加國際化字符“91”中心號(hào)變?yōu)椋?1683108504705F

28、03)將中心號(hào)的字節(jié)長度格式化為十六進(jìn)制數(shù)，置于首位中心號(hào)最終為：0891683108504705F0二、地址號(hào)碼處理在本例中的地址號(hào)碼為“+8618758363503”1)去加號(hào)，看是否為偶數(shù)個(gè)數(shù)字，否則在號(hào)碼后面加F地址號(hào)變?yōu)椋?618758363503F2)地址號(hào)奇偶位對(duì)調(diào)地址號(hào)最終為：688157383605F3三、短信息內(nèi)容處理1)將信息內(nèi)容轉(zhuǎn)換為Unicode:身8EAB體4F53健5056 康5EB7！FF01十六進(jìn)制表示短信內(nèi)容為：8EAB4F5350565EB7FF012）十六進(jìn)制表示短信內(nèi)容奇偶位對(duì)調(diào)：E8BAF4350565E57BFF103)用兩位十六進(jìn)制數(shù)表示其長度置

29、首位短消息內(nèi)容編碼后為：0AE8BAF4350565E57BFF10四、組合處理后的信息根據(jù)上面所介紹的PDU編碼格式組合信息（為方便閱讀，每對(duì)應(yīng)一項(xiàng)留空格）0891683108504705F011000D91688157383605F30008000A E8BAF4350565E57BFF10即為發(fā)送“身體健康！”四個(gè)漢字字符的全部代碼。為方便記憶，可以概括編碼后的代碼為：處理后的中心地址+11000D91+處理后的目標(biāo)地址+000800+處理后的短信息內(nèi)容。在本次設(shè)計(jì)的無線醫(yī)療系統(tǒng)中，由于需要用短信發(fā)送含中文的短信內(nèi)容，所以決定采用PDU模式。第4章 軟件設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)主要根據(jù)硬件的各種選擇

30、及課題要求而編寫的。主要分為2個(gè)模塊：LCD界面設(shè)計(jì)和GSM MODEM通信程序編寫。主程序主要是程序的初始化，以及各個(gè)串口的初始化。如圖 4-1所示，系統(tǒng)初始化是將幾個(gè)寄存器和存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)恢復(fù)到初始條件，并初始化串口，程序在運(yùn)行過程中不會(huì)再調(diào)用初始化。程序開始運(yùn)行后，首先調(diào)用的是顯示子程序，顯示界面如圖4-2所示，在text1和text2中分別輸入接收短信電話號(hào)碼和用戶姓名，然后按下“發(fā)送短信”啟動(dòng)短信發(fā)送。本設(shè)計(jì)可反復(fù)向不同接收端發(fā)送相對(duì)應(yīng)的生理數(shù)據(jù)短息。text2text1 text2text1 圖4-1圖4-24.1 LCD界面設(shè)計(jì)基于Visual Studio 2008的LC

31、D界面設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，即調(diào)用Visual Studio 2008中的工具箱的控件進(jìn)行繪圖即可（工具箱控件選項(xiàng)如圖4-1-1所示，界面設(shè)計(jì)如圖4-1-2所示）。圖4-1-2中“發(fā)送短信”按鈕的作用為：?jiǎn)?dòng)向GSM MODEM發(fā)送AT指令，收信人號(hào)碼，短信中心號(hào)碼和短信內(nèi)容。text1的作用：記錄接收短信號(hào)碼。text2的作用：記錄用戶姓名。text2text1 text2text1 圖4-1-1 圖4-1-24.2 GSM MODEM通信程序GSM MODEM通信程序?yàn)楦鶕?jù)第3章中介紹的AT指令及PDU模式對(duì)應(yīng)通信要求編寫而成，主要步驟如下：4.2.1 地址號(hào)碼處理程序?yàn)樘崛〗邮斩绦盘?hào)碼的提取（其

32、中TextBox10指圖4-1-2中text1），并根據(jù)協(xié)議進(jìn)行號(hào)碼前加“86”（國家代碼，86代表中國），尾部加“F”（如果號(hào)碼長度為奇數(shù)，需要在尾部加“F”，如果為偶數(shù)，則不做改變），然后進(jìn)行奇偶位互換操作。 phoneno_temp = 86 & Trim(TextBox10.Text) If (Len(phoneno_temp) Mod 2 = 1) Then phoneno_temp = phoneno_temp & F For i = 1 To Len(phoneno_temp) Step 2 phoneno = phoneno & Mid(phoneno_temp, i + 1,

33、 1) & Mid(phoneno_temp, i, 1) Next i End If4.2.2 短信中心號(hào)碼處理寧波移動(dòng)短信中心號(hào)碼為8613800574500，在尾部加“F”（如果號(hào)碼長度為奇數(shù)，需要在尾部加“F”，如果為偶數(shù)，則不做改變），然后進(jìn)行奇偶位互換操作。與地址號(hào)碼處理不同的是，短信中心號(hào)碼處理需要在奇偶位互換后在頭部添加“0891”（08（16進(jìn)制）代表“91683108504705F0”長度的1/2，91為國際化字符）。 smscenter_temp = 8613800574500 If (Len(smscenter_temp) Mod 2 = 1) Then smscent

34、er_temp = smscenter_temp & F For i = 1 To Len(smscenter_temp) Step 2 smscenter = smscenter & Mid(smscenter_temp, i + 1, 1) & Mid(smscenter_temp, i, 1) Next i End If smscenter = 0891 & smscenter4.2.3 短信內(nèi)容處理本程序?yàn)閺腡extBox11（指圖4-1-2中text2）讀取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制unicode，而后進(jìn)行奇偶位互換操作暫存smscontent0。根據(jù)同樣的操作，讀出心率，呼吸率，體溫，血氧

35、，脈搏，血糖，收縮壓和舒張壓分別暫存（smscontent1 smscontent8）。Dim bytes0() As Byte = System.Text.Encoding.Unicode.GetBytes(Trim(TextBox11.Text) For i = LBound(bytes0) To UBound(bytes0) Step 2 If bytes0(i) 16 Then hex_string1 = 0 & Hex(bytes0(i) Else hex_string1 = Hex(bytes0(i) End If If bytes0(i + 1) 16 Then hex_stri

36、ng2 = 0 & Hex(bytes0(i + 1) Else hex_string2 = Hex(bytes0(i + 1) End If smscontent0 = smscontent0 & hex_string2 & hex_string1 Next 以下程序?qū)⑺行枰l(fā)送的信息集合在一起：即smscontent=尊敬的smscontent0，您的生理參數(shù)為：心率：smscontent1；呼吸率：smscontent2；體溫：smscontent3；血氧：smscontent4；脈搏：smscontent5；血糖：smscontent6；收縮壓：smscontent7；舒張壓：sms

37、content8。（若smscontent0=“Jim”，smscontent1=60，smscontent2=17，smscontent3=37.0，smscontent4=97，smscontent5=74，smscontent6=4.0，smscontent7=085，smscontent8=111，則短信內(nèi)容為“尊敬的Jim，您的生理參數(shù)為：心率：60；呼吸率：17；體溫：37.0；血氧：97；脈搏：74；血糖：4.0；收縮壓：085；舒張壓：111。”） smscontent = 5C0A656C7684 & smscontent0 & 002C60A87684751F740653C

38、265704E3AFF1A5FC37387FF1A & smscontent1 & FF1B547C54387387FF1A & smscontent2 & FF1B4F536E29FF1A & smscontent3 & FF1B88406C27FF1A & smscontent4 & FF1B8109640FFF1A & smscontent5 & FF1B88407CD6FF1A & smscontent6 & FF1B82125F20538BFF1A & smscontent7 & FF1B65367F29538BFF1A & smscontent8 & 3002以下程序?yàn)橛?jì)算短信內(nèi)容

39、長度的1/2，并以16進(jìn)制格式置于短信內(nèi)容前端。If (Len(smscontent) / 2) 16 Then hex_string3 = 0 & Hex(Len(smscontent) / 2) Else hex_string3 = Hex(Len(smscontent) / 2) End If smscontent = hex_string3 & smscontent4.2.4 發(fā)送內(nèi)容匯總 將發(fā)送總內(nèi)容（“11000D91”為固定格式，phoneno為地址號(hào)碼，“000800”為固定格式，smscontent為短信內(nèi)容）匯總，并計(jì)算發(fā)送內(nèi)容長度的1/2。 phoneno = 11000

40、D91 & phoneno & 000800 & smscontent phone_counter = Len(phoneno) / 24.2.5 發(fā)送短信系統(tǒng)通過串口向GSM MODEM發(fā)送AT指令及短信內(nèi)容。其中AT+CMGF=0為選擇PDU模式，AT+CMGS= & acss為發(fā)送內(nèi)容的長度，SerialPort3.Write(smscenter & phoneno & Chr(26)為發(fā)送總內(nèi)容。 SerialPort3.Write(AT+CMGF=0 & vbCr) System.Threading.Thread.Sleep(200) acss = acss & phone_coun

41、ter acss = Trim(acss) SerialPort3.Write(AT+CMGS= & acss & vbCr) System.Threading.Thread.Sleep(200) SerialPort3.Write(smscenter & phoneno & Chr(26) 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)裝置如圖4-3-1所示，其中包括7寸LCD屏幕，飛凌S3C2440A開發(fā)板，GSM MODEM和接收短信手機(jī)。圖4-3-1啟動(dòng)開發(fā)板并運(yùn)行程序，在號(hào)碼Text輸入接收號(hào)碼在用戶姓名Text輸入“Hu”，點(diǎn)擊“發(fā)送短信”按鈕發(fā)送信息（界面如圖4-3-2所示）。

42、圖4-3-2運(yùn)行結(jié)果如圖4-3-3所示。圖中左側(cè)為實(shí)時(shí)采集的生理數(shù)據(jù)（血糖模塊未采集），右側(cè)為手機(jī)端接收到的生理數(shù)據(jù)信息，其內(nèi)容為：尊敬的Hu，您的生理參數(shù)為：心率：60；呼吸率：19；體溫：23.8；血氧：98；脈搏：78；血糖：；收縮壓：076；舒張壓：114。本課題實(shí)驗(yàn)結(jié)果，較完整地完成了課題設(shè)計(jì)要求，能為用戶提供生理數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸及監(jiān)控功能。 圖4-3-3第5章 總結(jié)與展望5.1 總結(jié)從去年寒假開始著手做這個(gè)課題，已歷時(shí)一個(gè)學(xué)期。在這段時(shí)間里，本人積極收集、整理資料。通過了解遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過程，讓我明白了醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)在我們?nèi)粘Ｉ畹谋匾?，這是一個(gè)很有意義的課題，值得我們研究。

43、在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過對(duì)課題的要完成的任務(wù)分析，我們最終選擇了飛凌S3C2440開發(fā)板，基于其Wince操作系統(tǒng)進(jìn)行項(xiàng)目的研究和開發(fā)。通過對(duì)市場(chǎng)上各類GSM MODEM模塊的了解和學(xué)習(xí)，我們最終選擇了市場(chǎng)認(rèn)可度較高的華為GTM900C模塊實(shí)現(xiàn)無線短信通信功能。在本次設(shè)計(jì)中，我完成了VB入門級(jí)自學(xué)，學(xué)會(huì)了使用Visual Studio 2008進(jìn)行軟件開發(fā)，其強(qiáng)大的界面設(shè)計(jì)功能讓我能在以后的工作中有更多的選擇。我在導(dǎo)師和學(xué)長的幫助下，從對(duì)課題的一無所知，到逐漸完成各個(gè)小任務(wù)的完成，我在一步一步成長。我認(rèn)為，本人的課題研究成果，雖然完成了課題基本要求，但在許多方面有待改善：1.設(shè)計(jì)的操作界面不夠美觀

44、及人性化。2.短信發(fā)送成功與否沒有反饋，用戶體驗(yàn)不佳。本課題是我大學(xué)中唯一獨(dú)立完成的，這大大增加了我的實(shí)踐動(dòng)手能力，增加了理論知識(shí)和實(shí)際問題相結(jié)合，提高了我對(duì)嵌入式的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，更有利于我以后更好地學(xué)習(xí)工作。5.2 展望本課題的研究雖然就此告一段落，但人們對(duì)于遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的探索遠(yuǎn)未結(jié)束，我相信在不久的將來，遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)將會(huì)深入人們的日常生活，帶來諸多便利，時(shí)刻監(jiān)控人們的健康。參考文獻(xiàn)1P. Toledo, S. Jimenez, F. Pozo, J. Roca, A. Alonso, and C. Hernandez,“Telemedicine experience for chronic

45、care in COPD,” IEEE Trans. Inf. Technol. Biomed., vol. 10, no. 3, pp. 567573, 2006.2D.C.Alverson, B. Holtz, J. DIorio, M. DeVany, S. Simmons, R.K. Poropatich, “One Size Doesnt Fit All: Bringing Telehealth Services to Special Populations”, Telemedecine and E-Health, vol. 14, No.9, pp. 957963, 2008.3T

46、REMPER K K. Pulse oximetry J. CHEST Journal, 1989, 95(4): 713-5.4張彬. 基于脈搏波的血氧飽和度檢測(cè)算法的研究 D; 北京交通大學(xué), 2009.5羅劍, 雷勇, 涂國疆, et al. 便攜式多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的研制與開發(fā)脈搏血氧測(cè)量?jī)x J. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2008, 31(13): 25-8.6 張虹, 金捷, 等. 數(shù)字式脈搏血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)的研制 J. 生物醫(yī)學(xué)工程與臨床, 2002, 6(3): 125-8.7 Y. H. Lin, I. C. Jan, P. C. I. Ko, Y. Y. Chen, J. M. Wong, and G. J. Jan, A wireless PDA-based physiological monitoring system for patient transport, IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, vol. 8, No.4, pp. 439-447, 2004.8 W. Y. Chung, C. L. Yau, K. S. Shin, and R. Myllyla, A cell phone based health m