遠程心電監測系統的研究與設計
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3 系統軟件設計
本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/195886.htm3.1 模數轉換和數字濾波
由于前端采集的模擬信號，需要將模擬信號轉換成數字信號，才能對心電信號進行數字濾波和傳輸。本系統采用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的工作方式對心電信號進行模數轉換，采樣頻率設置為250 Hz。
小波變換是20世紀80年代發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
本系統采用的GPRS模塊已嵌入TCP／IP協議棧，無需再編制程序實現TCP／IP協議，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命令用來和協議棧進行通信。
由于是利用GPRS基于IP協議的數據傳輸方式，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接口向模塊發送相應的AT+i命令對GPRS模塊進行初始化、發送和接收數據等控制。
MSP430單片機將要發送的數據發送到GPRS模塊串口緩沖中，GPRS模塊將數據打成IP包，經GPRS空中接口接入無線GPRS網絡，由移動服務商轉接到Internet，最終通過各種網關和路由到達醫院遠程監控中心。監控中心的計算機需要有固定的IP，主要應用Winsock控件來實現數據接收，并通過UDP或TCP協議進行數據交換。
3.3 監控中心軟件設計
本系統采用VC來編寫監控中心的接收和顯示軟件，該軟件用來接收和顯示GPRS模塊發送過來的心電信號。因此，需設計成一個可視化的監控界面，而且監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送過來的心電數據。VC中的Winsock控件有效屏蔽對Windows套接字的低層操作，可方便地建立起網絡中任意兩個具有惟一IP地址節點間的連接，并通過UDP或者TCP協議進行數據交換。
該監控中心軟件由五部分組成：Socket初始化、數據接收、心電波形的顯示、數據分類和存儲以及GPRS模塊遠程遙控命令的發送。
4 結 語
本文介紹了運用MSP430單片機和MC35i通信模塊實現的一種無線遠程心電監測系統。該系統具有便攜性、低功耗、高性能、實時傳輸等特點。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，在數據傳輸和Internet網絡連接上的性能更加優越，適合用于心電信號的遠程傳輸和監測。該系統不僅可以實現心電信號的遠程傳輸功能，還能將心電信號傳輸到本地的計算機上，實現本地顯示功能。同時，隨著檢測技術和網絡通信技術的不斷發展，心電信號的遠程監測技術也將不斷改進和完善，為患者和醫生都帶來更大的幫助。
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