生命體征地智能檢測(cè)

1、基于智能終端生命體征監(jiān)護(hù)報(bào)警器關(guān)鍵詞 ：生命體征 傳感器 ARM 處理器 CC2430 MSP430F449 ZigBee 緒論：生命四大體征包括呼吸、體溫、脈搏、血壓，醫(yī)學(xué)辦稱為四大體征。它們是維持機(jī)體正 ?；顒?dòng)的支柱，缺一不可，不論哪項(xiàng)異常也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重或致命的疾病， 同時(shí)某些疾病也可導(dǎo) 致這四大體征的變化或惡化。由此，醫(yī)生可依據(jù) “危急值 ”報(bào)告，向其家屬“發(fā)送病危通 知 ”。體溫、脈搏和血壓是機(jī)體內(nèi)在活動(dòng)的客觀反映， 是判斷機(jī)體健康 狀態(tài)的基本依據(jù)和指標(biāo)， 臨床稱之為生命體征。 正常人的生命體 征相互間有內(nèi)在聯(lián)系，并且呈比例、相對(duì)穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。當(dāng)機(jī)體收到傷害時(shí)， 體溫、脈搏和血壓首

2、先出現(xiàn)不同程度的異常 反應(yīng)出疾病發(fā)生、發(fā)展的動(dòng)態(tài)變化。因此，監(jiān)測(cè)并及時(shí)正確地記 錄生命體征， 為臨床正確診斷、 及時(shí)治療以及護(hù)理提供了第一手 資料和依據(jù)， 意義非常重大。 目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)醫(yī)院在對(duì)病人進(jìn) 行生命體征測(cè)量時(shí)要求病人在一個(gè)固定的地方不能移動(dòng)， 要求測(cè) 量時(shí)護(hù)士必須到病人的身邊去測(cè)量， 然后再去記下每個(gè)病人的具 體數(shù)據(jù)，這種傳統(tǒng)模式效率很低。為了改變這種效率低，移動(dòng)性 差的情況， 醫(yī)院就需要一種能徹底改變這種傳統(tǒng)模式的方案， 利 用 MSP430F449和 CC2430 ZigBee 芯片組成的系統(tǒng)是最好的選擇。系統(tǒng)方案： 本系統(tǒng)是一種基于智能終端的生命體征監(jiān)護(hù)報(bào)警器； 這種監(jiān)護(hù)報(bào)警

3、器設(shè)置一生命體征檢測(cè)器， 置于被監(jiān)護(hù)人身上， 被監(jiān)護(hù)人并攜帶一智能手機(jī)， 該智能手機(jī)借助一射頻收發(fā)模塊， 接收生命體征檢測(cè)器發(fā)送的人 體生命警示信息， 自動(dòng)將該警示信息通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送至監(jiān)護(hù)人或監(jiān)護(hù)中心處的手機(jī)。優(yōu)點(diǎn) 在于，針對(duì)突發(fā)性的病人和老人， 發(fā)生生命危險(xiǎn)， 可實(shí)現(xiàn)無(wú)操作的自動(dòng)報(bào)警，可以最大程度的提 高被救治的可能性。該裝置包括分離配置的傳感器端和機(jī)身， 所述的傳感器端包括生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的機(jī) 身包括供電系統(tǒng)、 ARM 處理器、以及與 ARM 處理器相連的 GPS 實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)、 接口部分、 語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)、存儲(chǔ)器、電話撥打系統(tǒng)以及按鍵；所述的生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器與

4、 ARM 處理器連接；該方法當(dāng)檢測(cè)到的異常信號(hào)或人為選擇報(bào)警時(shí)，打 開(kāi) GPS 定位系統(tǒng)，并進(jìn)行報(bào)警。傳感器端又分為溫度， 壓力，速度傳感器， 分別測(cè)量病人 的體溫，血壓，呼吸和脈搏。經(jīng)過(guò)信號(hào)放大在接收端顯示，并且設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，通過(guò)比較器，查看數(shù)據(jù)是否正常，如果與標(biāo)準(zhǔn)值有較大誤差，自行啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及GPS 定位系統(tǒng)，并且將數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙或者移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳給監(jiān)護(hù)人， 使病人在最短時(shí)間內(nèi) 可以及時(shí)接受治療。采用本發(fā)明的裝置和方法， 不僅攜帶方便， 而且能夠在攜帶者生命體征有危險(xiǎn)時(shí)， 能夠?qū)崿F(xiàn)第一時(shí)間報(bào)警， 提高攜帶者的生命安全保障。實(shí)現(xiàn)原理：硬件：ZigBee 技術(shù)基于 IEEE802 15 4 的

5、無(wú)線通信協(xié)議，具有成本低、 功耗低、復(fù)雜度低、可靠性高、組網(wǎng)靈活方便等特點(diǎn)。 Zigbee 工作在 20 250kb s ，滿足低速率傳輸速率的要求，傳輸范圍為10 100m。生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由測(cè)量部分、數(shù)據(jù)發(fā)送部分、路由以及數(shù)據(jù)接收部分組成。測(cè)量部分屬于整個(gè)系統(tǒng)的最低層，具體負(fù)責(zé)對(duì)被測(cè)人的生命體征數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量之后得到的數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)送數(shù)據(jù)部分，由發(fā)送數(shù)據(jù)部分通過(guò) Zigee 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。測(cè)量生命體征的終端硬件部分包括：超低功耗控制芯片MSP430F449， ZigBee 芯片 CC2430，液晶顯示器，鋰電池，各種組成電路和外接接口。 鋰電池要選用可多次充電的型號(hào)。 由于血壓 不能直接

6、測(cè)出， 在需要測(cè)量血壓的時(shí)候外接一個(gè)血壓儀到終端上測(cè)量。MSP430F449超低功耗芯片具有精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)(RISC) ，5 種節(jié)電模式，從待機(jī)到喚醒的響應(yīng)時(shí)間不超過(guò) 6its ，可在線串行編程， 不需要外部編程電壓，更重要的是驅(qū)動(dòng)液晶能力可達(dá) 160 段。 Zig,Bee 無(wú)線芯片 CC2430 采用專門的設(shè)計(jì)，將全部需要的高頻部 分電路全部集成在電路內(nèi)部；功耗非常低，CC2430 無(wú)線單片機(jī)待機(jī)時(shí)電流消耗僅0 2 止，在 32kHz 晶體時(shí)鐘下運(yùn)行，電流消耗小于 l 越。以上這些優(yōu)點(diǎn)使得MSP430F449和 CC2430 很適合此系統(tǒng)的硬件電路部分。 脈搏傳感器測(cè)出被測(cè)人的脈搏信號(hào)， 經(jīng)

7、過(guò)放大 電路放大，此時(shí)一定要經(jīng)過(guò)濾波電路處理，最終將信號(hào)送給MSP430F449。在這里 MSP430F449接收到的脈搏信號(hào)， 為得到更加準(zhǔn)確的數(shù)值，在軟件上也要做濾波處理。與脈搏信號(hào)相比，體溫信號(hào)的處理有所不同，基本電阻組成，相當(dāng)于一個(gè)恒流源。大多溫度越A2數(shù)體溫傳感器實(shí)際上就是一個(gè)隨溫度變化而變化的電阻， 高電阻值越低。通過(guò)電流后，會(huì)引起電壓隨之變化。而運(yùn)放 是電壓跟隨器，即運(yùn)放 A2 輸出的電壓就是當(dāng)前傳感器對(duì)地的電壓。A2輸出的電壓和 MSP430F449的 AD端口相連接， 通過(guò) AD 轉(zhuǎn)換并通過(guò)對(duì)比溫度與電阻值的關(guān)系就知道了當(dāng)前的溫度值。當(dāng)需要測(cè)量血壓時(shí)，把血壓儀連接在終端上，為

8、了更加人性化，血壓儀的開(kāi)關(guān)由終端控制， 取消血壓儀上的開(kāi)關(guān)。每測(cè)量完一組數(shù)據(jù)都要在液晶顯示屏上顯示出來(lái)，并把數(shù)據(jù)傳送給CC2430，由 CC2430向路由器或護(hù)士站發(fā)送數(shù)據(jù)。鋰電池作為電源為各個(gè)部分供電。因?yàn)殡姵匦枰潆?，所以要盡量做到省電減少充電次數(shù)。除了選用低功耗的芯片之外，在硬件上也作了相應(yīng)處理：需要哪部分工作時(shí)就給哪部分供電。比如，在測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)候，LCD和 CC2430不需要工作，就不給LCD 和 CC2430 供電，等需要顯示時(shí)再給LCD供電，需要把數(shù)據(jù)發(fā)送出去時(shí)再給 CC2430 供電。軟件：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于單片機(jī)的編程，在本系統(tǒng)中 MSP430F449CC2430來(lái)說(shuō)，和

9、 CC2430 都需要編程。編程采用模塊化處理，對(duì)于 主要是裝載 zigBee 協(xié)議棧。對(duì)于 MSP430F449來(lái)說(shuō)，它的程序包括以下幾個(gè)部分： AD 轉(zhuǎn)換 程序、顯示程序、按鍵處理程序、 LCD設(shè)置程序、 血壓驅(qū)動(dòng)程序、 脈搏驅(qū)動(dòng)程序、 體溫程序、串 El 程序、驅(qū)動(dòng) Zig,Bee 程序等。 MSP430F44X系列單片機(jī) FLASH 存儲(chǔ)器多達(dá)60kB，對(duì)于 C 語(yǔ)言編程來(lái)說(shuō)非常方便，以下是控制程序中的片斷：if(state=INITIAL_STATE)if(flag_init_endl=0)P=counter ；Pulse_init() ；初始化脈搏Flag_ink_endl=l ；

10、初始化完畢ClearSerl() ；else if(counter<(P+PULSE_TIME)Display symbol1() ；顯示心臟符號(hào)else if(counter>=(P+PULSE_TIME)&&(!Flag_pulse)Display_pulsel() ；顯示脈搏CCTLO=0x00；關(guān)閉 CCR0 中斷Flag_pulse=l ；for（i=O；i<60000 ； i+） ；P20UT&= BIT0 ；for（i=O； i<80 ； i+）for（j=O；j<60000 ； j+） ；數(shù)據(jù)傳輸中 ?.Uart_zi 曲 ee