遠程心電監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設計
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3 系統(tǒng)軟件設計
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195886.htm3.1 模數(shù)轉換和數(shù)字濾波
由于前端采集的模擬信號，需要將模擬信號轉換成數(shù)字信號，才能對心電信號進行數(shù)字濾波和傳輸。本系統(tǒng)采用MSP430F449單片機自帶的高速12位逐次逼近型A／D轉換器，采用單通道、單次轉換和定時器觸發(fā)的工作方式對心電信號進行模數(shù)轉換，采樣頻率設置為250 Hz。
小波變換是20世紀80年代發(fā)展起來的一種良好的時頻定位方法，是由短時傅里葉變換演變而來的，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間分辨率，在高頻部分具有較高的時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。
因此，本系統(tǒng)采用小波變換的快速算法Mallat算法，對心電信號進行分解，閾值去噪和重構，從而實現(xiàn)信號的濾波功能。在具體的Mallat算法進行濾波實驗中，對各級濾波器運用了補零運算的方法，既避免了信息的冗余，又加快了運算的速度。由于分解尺度可調，在程序中，經(jīng)過反復實驗分析，最終確定分解尺度為3級，閾值去噪后進入信號重構模塊和UAR2、口，進行信號傳輸。
3.2 GPRS通信模塊軟件設計
本系統(tǒng)采用的GPRS模塊已嵌入TCP／IP協(xié)議棧，無需再編制程序實現(xiàn)TCP／IP協(xié)議，單片機就能通過AT／AT+i命令來控制GPRS模塊，其中AT命令用來控制MC35i通訊模塊(modem)、AT+i命令用來和協(xié)議棧進行通信。
由于是利用GPRS基于IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸方式，所以對GPRS模塊主要使用AT+i命令進行控制。單片機MSP430F449通過RS 232接口向模塊發(fā)送相應的AT+i命令對GPRS模塊進行初始化、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等控制。
MSP430單片機將要發(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空中接口接入無線GPRS網(wǎng)絡，由移動服務商轉接到Internet，最終通過各種網(wǎng)關和路由到達醫(yī)院遠程監(jiān)控中心。監(jiān)控中心的計算機需要有固定的IP，主要應用Winsock控件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收，并通過UDP或TCP協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換。
3.3 監(jiān)控中心軟件設計
本系統(tǒng)采用VC來編寫監(jiān)控中心的接收和顯示軟件，該軟件用來接收和顯示GPRS模塊發(fā)送過來的心電信號。因此，需設計成一個可視化的監(jiān)控界面，而且監(jiān)控中心的計算機需要有固定的IP地址，才能方便接收患者發(fā)送過來的心電數(shù)據(jù)。VC中的Winsock控件有效屏蔽對Windows套接字的低層操作，可方便地建立起網(wǎng)絡中任意兩個具有惟一IP地址節(jié)點間的連接，并通過UDP或者TCP協(xié)議進行數(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)分類和存儲以及GPRS模塊遠程遙控命令的發(fā)送。
4 結 語
本文介紹了運用MSP430單片機和MC35i通信模塊實現(xiàn)的一種無線遠程心電監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有便攜性、低功耗、高性能、實時傳輸?shù)忍攸c。其中，信號采集部分用小波變換方法對心電信號進行濾波，處理過的心電信號更有助于醫(yī)生查看和診斷；GPRS模塊是當前應用較普遍的無線通信模塊，在數(shù)據(jù)傳輸和Internet網(wǎng)絡連接上的性能更加優(yōu)越，適合用于心電信號的遠程傳輸和監(jiān)測。該系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)心電信號的遠程傳輸功能，還能將心電信號傳輸?shù)奖镜氐挠嬎銠C上，實現(xiàn)本地顯示功能。同時，隨著檢測技術和網(wǎng)絡通信技術的不斷發(fā)展，心電信號的遠程監(jiān)測技術也將不斷改進和完善，為患者和醫(yī)生都帶來更大的幫助。
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