基于GSM/GPRS和射頻模塊的人體醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)測樣機(jī)設(shè)計(jì)

　　2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

　　2.1 nRF24L01無線射頻模塊^[1]

　　nRF24L01 是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM頻段免許可使用的單片無線收發(fā)器芯片。

　　nRF24L01數(shù)據(jù)包處理模式分為SchockBurst模式和增強(qiáng)型SchockBurst模式兩種，由于典型的雙向鏈接——發(fā)送方要求終端設(shè)備在接收到數(shù)據(jù)后有應(yīng)答信號(hào)，以便于發(fā)送方檢測有無數(shù)據(jù)丟失，一旦數(shù)據(jù)丟失，則通過重新發(fā)送功能將丟失的數(shù)據(jù)恢復(fù)。并且增強(qiáng)型的SchockBurst模式可以同時(shí)控制應(yīng)答及重發(fā)功能而無需增加MCU工作量。因此，本系統(tǒng)采用了后面一種，增強(qiáng)型SchockBurst模式使得雙向鏈接協(xié)議執(zhí)行起來更為容易、有效。

　　nRF24L01 在接收模式下可以接收6 路不同通道的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用主—從五的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，功能完全滿足預(yù)期要求。

　　2.2 GSM/GPRS模塊

　　TC35i模塊是西門子公司推出的一種支持中文短信息的無線通信模塊，它是集射頻電路、基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT 命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短信息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的開發(fā)設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

　　2.3 中央處理器

　　C8051F330具有高速流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的CIP-51內(nèi)核，最高可達(dá)到25MIPS執(zhí)行速度;全速非侵入式的系統(tǒng)調(diào)試接口(片內(nèi)，C2接口)。此中央處理器具有片內(nèi)溫度傳感器以及多信號(hào)輸入接口，大大增加了系統(tǒng)的實(shí)用性和擴(kuò)展性。

　　該樣機(jī)中，中央處理器與各部分的接口電路圖如圖2所示。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)分為近距離數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)部分。具體過程如下。

　　在就醫(yī)時(shí)，無線射頻模塊主要是通過接收單片機(jī)的控制指令，然后完成用戶一個(gè)月的采樣數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)。系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行必要的初始化操作，包括設(shè)置C8051F330單片機(jī)的I/O口工作方式、開中斷等，然后初始化LCD顯示屏，使其顯示相關(guān)內(nèi)容，最后進(jìn)行無線射頻模塊的初始化，并設(shè)置其工作模式為發(fā)送模式。單片機(jī)進(jìn)入主程序后，就一直檢測有沒有采樣數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示，通過無線射頻模塊發(fā)送至固定信息處理單元中的無線射頻模塊，利用其上傳至醫(yī)療點(diǎn)PC中。每發(fā)送和顯示完一次數(shù)據(jù)后再檢測是否在有效時(shí)間內(nèi)收到應(yīng)答信號(hào)，如果收到控制信號(hào)則認(rèn)為發(fā)送成功。沒有則返回重發(fā)相同的數(shù)據(jù)包，直到收到應(yīng)答信號(hào)或超過了設(shè)定值重發(fā)次數(shù)。流程圖如圖3所示。