心電監(jiān)護儀應用案例之遠程心電實時監(jiān)護系統(tǒng)設計

(5)FlashLoadECGData()：從數(shù)據(jù)分區(qū)中讀取一定字節(jié)數(shù)的心電數(shù)據(jù)。首先需要在Flash空閑狀態(tài)下獲取Flash的控制權，隨后利用 FlashECGDMap()獲取實際操作地址并判斷是否出現(xiàn)跨頁讀操作。如果不需跨頁，則調(diào)用FlashPageRead()，讀出相應數(shù)據(jù)到讀緩沖即可;若跨頁，則分別在兩頁分兩次讀取規(guī)定字節(jié)個數(shù)的連續(xù)心電數(shù)據(jù)。

3.2 GPRS網(wǎng)絡接口設計

硬件平臺的通信模塊是Wavecom公司的2406B。GPRS又稱無線分組服務，用于在GSM網(wǎng)絡上傳輸數(shù)據(jù)。在進行GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送的同時，短消息和語音服務不會被禁止，但GPRS數(shù)據(jù)服務和GSM服務不能同時進行。2406B模塊的GPRS上行速率可以達到10kbps，通過設置數(shù)據(jù)發(fā)送串口的波特率為9 600bps，可使數(shù)據(jù)進出流量匹配。

3.2.1 2406B模塊初始化

首先設置2406B中兩個串口的波特率、綁定的數(shù)據(jù)類型及模塊時鐘。串口1綁定GPRS數(shù)據(jù)，串口2綁定GSM數(shù)據(jù)。串口1的波特率設置為9 600即可使網(wǎng)絡與接口速率匹配;串口2返回模塊控制字，設置為19 200的波特率即可與處理器運行速度匹配。同時還要為模塊設置當前時間。

AT指令見表1中“AT指令序列1”。其次通過AT指令連接GPRS網(wǎng)絡和服務器。AT指令見表1中“AT指令序列2”。

模塊的OpenAT程序實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議，同時把漢字字模加入模塊。指令序列2 中的AT指令按照順序設置成功后即建立TCP/IP連接，模塊即進入數(shù)據(jù)模式。

此時通過串口送入的所有數(shù)據(jù)全部作為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)送交網(wǎng)絡，送入即Ctrl-C(0x03)將斷開TCP連接，若要向服務器發(fā)送0x03，須發(fā)送數(shù)據(jù)對，此時保持網(wǎng)絡并向服務器發(fā)送0x03。

3.2.2 網(wǎng)絡模型及接口函數(shù)

數(shù)據(jù)傳輸過程分為注冊階段和數(shù)據(jù)發(fā)送階段。

在注冊階段，監(jiān)護儀向服務器發(fā)送注冊認證數(shù)據(jù)報。內(nèi)容包括設備序列號(Machine ID)、數(shù)據(jù)格式(FMT)、采樣頻率、采樣位數(shù)、采樣環(huán)境工頻頻率、AD轉換高低電壓和直流偏置、數(shù)據(jù)壓縮方法以及采樣起始時間。服務器收到注冊數(shù)據(jù)后進行身份驗證，驗證通過則發(fā)送回應消息，即為服務接納的時間和聯(lián)系人列表。監(jiān)護儀收到回應消息即進入數(shù)據(jù)發(fā)送階段。

數(shù)據(jù)發(fā)送階段，監(jiān)護儀向服務器發(fā)送實時心電數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送策略有兩種：注重“實時性”的發(fā)送策略，定義當前采樣點至其前1分鐘的心電數(shù)據(jù)為“實時心電數(shù)據(jù)”，享有發(fā)送的優(yōu)先權，“補發(fā)數(shù)據(jù)”在“實時心電數(shù)據(jù)”發(fā)送完畢以后發(fā)送;注重“連續(xù)性”的發(fā)送策略，以保持數(shù)據(jù)完整性為目標，“補發(fā)數(shù)據(jù)”享有數(shù)據(jù)發(fā)送優(yōu)先權，服務器申請的數(shù)據(jù)會被優(yōu)先發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送階段病人及設備的各種異常狀況定義為“報警消息”發(fā)送給服務器。

網(wǎng)絡狀態(tài)轉換圖如圖3，由此設計的網(wǎng)絡接口函數(shù)為：(1)TransData()：負責發(fā)送實時數(shù)據(jù)、補發(fā)數(shù)據(jù)和發(fā)送報警消息，其中報警消息具有最高優(yōu)先級，連續(xù)性的發(fā)送策略補發(fā)數(shù)據(jù)優(yōu)先級高于實時數(shù)據(jù)，實時性的發(fā)送策略發(fā)送優(yōu)先級與連續(xù)性策略相反;(2)ECGRegister()：負責建立與服務器之間的ECG連接，函數(shù)定時發(fā)送注冊信息包和完成注冊過程確認。

3.3 GSM功能接口

GSM功能包括：短消息收發(fā)、信號強度獲取、時間獲取、電量獲取、按鍵消息通知、發(fā)聲。這些都依靠無線模塊串口2以AT指令進行配置和查詢。

使用的AT指令有：“AT+CNMI=0，1，1，1，0”，配置短消息格式;“AT+CSMP=17，169，0，8”，文本采用Unicode編碼; “AT+CMGF=1”，短消息發(fā)送采用TXT格式;“AT+CSCA=短消息服務中心號碼>”，設置短消息服務中心號碼。

“AT+ CMGS=號碼>r短消息內(nèi)容>Ctrl-Z”，向號碼>發(fā)送短消息;“AT+CSQ”，獲取信號強度，格式為“+CSQ：信號強度>，xx”;“AT+CCLK?”，獲取當前時間，格式為“+CCLK：yy/mm/dd hh：mm：ss”。

“AT+ADC?”，獲取電池電量，以毫伏為單位，格式為“+ADC：xxxx，……”;“AT+CMER=，1”，配置模塊返回按鍵產(chǎn)生的消息，消息結構為“+CKEY：，0 or 1>”;“AT+WTONE=1，2，4000”，讓蜂鳴器發(fā)出頻率為4000Hz的聲音;“AT+WTONE=0”，停止發(fā)聲。

模塊接收到的短消息以0xAA為通知碼，接著是發(fā)送者號碼，隨后是短消息的Bitmap，可直接用于顯示，短消息不保存在模塊中，并僅在串口2給出通知。

3.4 LCD顯示

硬件平臺使用80×160點陣的單色LCD，軟件維護一個微型字庫，包括幾十個漢字以及所有ASCII符號中的可見字符，供界面顯示使用。無線模塊自帶漢字庫，可以直接顯示收到的SMS。預存的短消息維護在單片機的程序存儲器中，每條預存消息有Unicode和Bitmap兩種格式，Unicode用于發(fā)送，Bitmap用于顯示。

四、 監(jiān)護儀軟件功能

利用中斷將數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)發(fā)送分離。數(shù)據(jù)采集、存儲和解析組成一個事務集;數(shù)據(jù)發(fā)送與短信瀏覽、監(jiān)護狀態(tài)顯示及緊急求救報警等事務組成另一個事務集。兩個事務集并行運行，F(xiàn)lash存儲器及其中的數(shù)據(jù)和消息為關鍵資源。

4.1 心電實時監(jiān)護

心電實時監(jiān)護即心電數(shù)據(jù)采集、存儲、發(fā)送。監(jiān)護程序流程圖如圖4。

4.2 醫(yī)囑短信收發(fā)

監(jiān)護儀可以向服務器、醫(yī)生、親人等發(fā)送預設消息，同時可以接收聯(lián)系人的短消息。圖5(a)為預設短消息發(fā)送界面。