遠程心電監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計

心電信號經(jīng)過100倍的放大，最高幅值為0.4 V，而A／D的輸入范圍為0～2.5 V，采取電平抬升電路采用加法電路，將1.2 V作為中間參考值，所以放大后的心電信號疊加參考電壓1.2 V后大小為(1.2+0.8)V，正好在A／D的模擬輸入信號范圍內(nèi)，此時已消除心電信號中的負值部分，輸出信號即可傳人MSP430單片機進行A／D轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波處理。

后級放大電路和電平抬升電路如圖4所示。

2.2 GPRS傳輸模塊

檢測終端采集到的心電信號通過MSP430單片機進行信號處理后，可以通過GPRS模塊傳輸?shù)竭h端的醫(yī)療中心，為醫(yī)生提供患者的心電數(shù)據(jù)。GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱。GPRS是GSM Phase2.1規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一，能提供比現(xiàn)有GSM網(wǎng)9.6 kb／s更高的數(shù)據(jù)率。GPRS采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。

本系統(tǒng)采用西門子公司的MC35i模塊，它具有TC35i的全部功能并且很容易集成。該GPRS模塊接收速率可以達到86.20 kb／s，發(fā)送速率可以達到21.5 kb／s。模塊的工作電壓為3.3～4.8 V，支持EGSM900和GSM1800雙頻工作段，采用GPRS分時復(fù)用的Class 8的標(biāo)準(zhǔn)，同時支持?jǐn)?shù)字、語音、短消息和傳真。

MC35i模塊有40個引腳，通過一個ZIF(Zero insertionForce，零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。MSP430單片機通過RS 232接口和MC35i模塊連接，進而實現(xiàn)單片機和MC35i模塊的通信。

2.3 RS 232通信模塊

單片機也可以通過RS 232串口將心電信號直接傳輸?shù)接嬎銠C中。單片機和PC機的通信，需要RS 232驅(qū)動芯片來實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用SP3220驅(qū)動芯片，該芯片是一款低功耗寬電壓供電的通信芯片，可以完成TTL電平與RS 232電平之間的轉(zhuǎn)換及串口通信，上傳速率可高達235 kb／s。我們通過設(shè)計接口電路和對SP3220的軟件驅(qū)動，進而實現(xiàn)心電信號的本地傳輸。

如圖6所示，通過一個上拉電阻將SHDN管腳拉高，使該芯片一直處于工作狀態(tài)。如果系統(tǒng)需要處于低功耗狀態(tài)，也可以通過單片機來控制該管腳，工作的時候?qū)⒃摴苣_設(shè)置為低電平，需要處于低功耗的時候?qū)⒃摴苣_設(shè)置為高電平，這樣就易于控制。

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