【正文】 doctors can diagnose the disease。在體溫信號(hào)的處理中，介紹了線性插值法進(jìn)行線性補(bǔ)償；在心電信號(hào)的處理中，設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器進(jìn)一步濾波并介紹了一種心電數(shù)據(jù)壓縮的方法。體溫采集部分采用 NTC 型熱敏電阻作為傳感器，并在硬件和軟件方面進(jìn)行非線性補(bǔ)償；心電采集部分采用了金屬板電極作為傳感器，并對(duì)采集到的心電信號(hào)做放大和濾波等處理，并設(shè)計(jì)了數(shù)字濾波器對(duì)心電信號(hào)進(jìn)一步濾波，從而得到了高可靠性的心電波形；主控電路主要包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、液晶顯示、低電量報(bào)警和通信接口等。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 摘要 本論文介紹了基于 GPRS 的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集終端的設(shè)計(jì)方法。主控電路的單片機(jī)采用了 MSP430 系列中 的 MSP430C1351；系統(tǒng)設(shè)置了液晶顯示模塊，能提供給用戶實(shí)時(shí)的心電波形和體溫；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能可以存儲(chǔ)用戶的各項(xiàng)生理信息，以供醫(yī)護(hù)人員診斷做參考；系統(tǒng)終端可通過 COM 口和 USB 口與監(jiān)護(hù)中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。 關(guān)鍵詞 ：遠(yuǎn)程移動(dòng)醫(yī)療 體溫采集 心電采集 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 ABSTRACT In this paper， a method of the design of Data Sampling Terminal based on GPRS is introduced. The system consists of four main parts: temperature collecting, ECG collecting, the main control circuit, and Bluetooth munication module. Another, it also consists of data processing software. Temperature collecting uses NTC thermistor as sensor, the signal is nonlinear pensation in hardware and software。 the system can municate with the puters in the monitor center by the COM port and USB port. Bluetooth munication module is used in the munications between Acquisition terminal and GPRS module. This paper also introduces the software method of data processing. In temperature signal processing, it introduces the method of linear interpolation。遠(yuǎn)程醫(yī)療不僅僅是醫(yī)療或臨床問題，還包括通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等各方面問題，并且需要把它們集成到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中 [1]。而且，隨著現(xiàn)在生活節(jié)奏的加快以及生活方式的改變，采用有線傳輸技術(shù)的方案已不能滿足人們的需要?；?GPRS 的遠(yuǎn)程移動(dòng)醫(yī)療，可以 對(duì)戶外 檢測(cè)對(duì)象 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，并把 實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)護(hù)中心 ， 同時(shí) 醫(yī)療信息平臺(tái)還可以提供各種醫(yī)療服務(wù)。監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可以監(jiān)護(hù)的范圍不止局限在醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu)，它可監(jiān)護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的任何地方。隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)也將會(huì)有突破性的發(fā)展。信息采集技術(shù)是在傳統(tǒng)醫(yī)療器械的基礎(chǔ)上根據(jù)移動(dòng)特性修改的，已相當(dāng)成熟。 上海醫(yī)科大學(xué)建立并實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)第一家較為完善的基于 INTERNET 網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)模型，該系統(tǒng)模型主要采用客戶 /服務(wù)器框架結(jié)構(gòu)，以支持分布式并發(fā)和多媒體處理的 SYBASE 數(shù)據(jù)庫(kù)作為主要的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，利用 目前應(yīng)用廣泛的桌面視頻會(huì)議系統(tǒng)作為遠(yuǎn)程專家會(huì)診的技術(shù)主干，在實(shí)驗(yàn)和推廣過程中取得了比較成功的經(jīng)驗(yàn)。在飛行過程中，可通過移動(dòng)通訊系統(tǒng)及時(shí)得到全球各地的醫(yī)療支持 ；希臘還有一種安裝于救護(hù)車的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，通過 GSM 網(wǎng)與醫(yī)院的監(jiān)護(hù)中 心取得聯(lián)系，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)患者生理參數(shù)，及時(shí)獲得醫(yī)生指導(dǎo)，爭(zhēng)取搶救時(shí)間，這一系統(tǒng)已在希臘、瑞典、意大利、塞浦路斯投入使用；日本北海道大學(xué)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 4 的一個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療小組研究了多種移動(dòng)通信方式的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，可用于飛機(jī)、輪船、救護(hù)車等移動(dòng)條件下的病人監(jiān)護(hù)； 喬治亞州教育醫(yī)學(xué)系統(tǒng)（ CSAMS）是目前世界上規(guī)模最大、覆蓋面最廣的遠(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)，可進(jìn)行有線、無線和衛(wèi)星通信活動(dòng)，遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)是其中的一部分。本文詳細(xì)論述了信號(hào)采集的軟硬件設(shè)計(jì)過程，利用數(shù)據(jù)處理軟件處理生理信號(hào)的方法過程以及主控電路及外圍電路的設(shè)計(jì)過程。①信號(hào)弱，例如從母體腹部取到的胎兒心電信號(hào) 10~50uV。③頻率范圍一般較低，除心音信號(hào)頻譜成份稍高外，其他電生理信號(hào)頻譜一般較低。 心電信號(hào)屬生物醫(yī)學(xué)信號(hào)，具有如下特點(diǎn)：信 號(hào)具有近場(chǎng)檢測(cè)的特點(diǎn)，離開人體表微小的距離，就基本上檢測(cè)不到信號(hào)；心電信號(hào)通常比較微弱，幅值范圍 一般 為 ～ 5mV；屬低頻信號(hào)， 主要頻率范圍為 ～ 100Hz；干擾特別強(qiáng) ， 干擾既來自生物體內(nèi)，如肌電干擾、呼吸干擾等；也來自生山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)特性分析 6 物體外，如工頻干擾、信號(hào)拾取時(shí)因不良接地等引入的其他外來串?dāng)_等；干擾信號(hào)與心電信號(hào)本身頻帶重疊 (如工頻干擾等 )。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的研究，是根據(jù)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn)，對(duì)所采集到的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)進(jìn)行分析、解釋、分類、顯示、存儲(chǔ)和傳輸，其研究目的一是對(duì)生物體系結(jié)構(gòu)與功能的研究，二是協(xié)助對(duì)疾病進(jìn)行診斷和治療 [7]。各種生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的低噪聲放大，都是首先嚴(yán)格限定在信號(hào)所包含的頻譜范圍之內(nèi)。它是將模擬信號(hào)數(shù)字化后，由數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行處理，得到的數(shù)字信號(hào)輸出，它可直接記錄，也可再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)記錄。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 移動(dòng)醫(yī)療相關(guān)理論與技術(shù) 9 3 移動(dòng)醫(yī)療相關(guān)理論與技術(shù) 單片機(jī) MSP430C1351 MSP430 單片機(jī)特點(diǎn) MSP430 系列 單片機(jī) 是 美國(guó)德州儀器（ TI）推出 的一種 16位超低功耗的混合信號(hào)處理器 (Mixed Signal Processor)。在超低功耗方面，其處理器功耗（ ~， ， 250uA/MIPS）和口線輸入漏電流（最大 50nA）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他系列單片機(jī)； 2）運(yùn)算性能強(qiáng)大。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 移動(dòng)醫(yī)療相關(guān)理論與技術(shù) 10 單片機(jī) MSP430C1351 MSP430C1351 是 MSP430 系列單片機(jī)中 ROM 型、 64 腳的單片機(jī)。SMG12864G3ZK 是標(biāo)準(zhǔn)中文字符及圖形點(diǎn)陣型液晶顯示模塊 (LCM)，采用點(diǎn)陣型液晶顯示器 (LCD)，可顯示 128X64 點(diǎn)陣 或 8 個(gè) X4 行漢字，點(diǎn)尺寸為(WXH)mm，內(nèi)置 ST7920 接口型液晶顯示控制器，內(nèi)帶 GB2312 碼簡(jiǎn)體中文字庫(kù)（ 16X16 點(diǎn)陣），可與 MCU 單片機(jī)直接連接，具有 8 位并行及串行兩種連接方式。一方面 ST7920 繼承了 HD44780 顯示字符的優(yōu)點(diǎn)， ST7920 還增加了中文字庫(kù)、圖形顯示 RAM、 3 線式串 行接口電路、 2 倍升壓電路，從而使ST7920 可以直接顯示中文字符、圖形和字符的混合顯示，還可以與單片機(jī)方面簡(jiǎn)單的 3 線式串行連接，另外使用內(nèi)部自帶的 2 倍升壓電路，減少了外部的 LCD 電源需求，減小了外部電路元件的數(shù)量和所占 PCB 的面積，從而節(jié)約了成本和空間。 （ 1） 8051 系列串行連 接方式 串行連接方式如圖 所示。 顯示控制的步驟 1．字符 RAM（ DDRAM） 顯示資料 RAM 提供 64 2 個(gè)位元組的空間，最多可以控制 2 行 7 個(gè)半漢字的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示資料 RAM 時(shí)，可以分別顯示 CGROM、 HCGROM與 CGRAM 的字型； ST7920A 可以顯示三種字型，分別是半寬的 HCGROM 字型、 CGRAM 字型及中文 CGROM 字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫入的編碼選擇，在 0000H— 0006H 的編碼中將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的 編碼達(dá)成中文字型的編碼（ A140— D75F），各種字型詳細(xì)編碼如下： 1）顯示半寬字型：將 8位元資料寫入 DDRAM 中，范圍為 02H— 7FH 的編碼； 2）顯示 CGRAM 字型：將 16 位元資料寫入 DDRAM 中，總共有 0000H， 0002H，0004H， 0006H 四個(gè)編碼； 3）顯示中文字形：將 16 位元資料寫入 DDRAM ，范圍為 A1A1H— F7FEH的編碼。 NTC 型熱敏電阻及其線性化 NTC 熱敏電阻 NTC 熱敏電阻是一種氧化物的燒結(jié)體，具有負(fù)溫度系數(shù)，與金屬熱 電阻相比，電阻溫度系數(shù)大，靈敏度約為金屬熱電阻的 10倍，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電阻率小，適于動(dòng)態(tài)測(cè)量，在測(cè)試和自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 熱電特性 熱敏電阻在其自身溫度變化 1℃時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量稱為 熱敏電阻的溫度系數(shù)，其值為：21 dRT BRT dT T? ? ? ? () 由式（ ）可以看出， NTC 熱敏電阻的溫度系數(shù)是負(fù)值，且與溫度變化有關(guān)。 如圖 所示，當(dāng)溫度變化時(shí)，要使 TR 線性變化，其中， r1 為要串聯(lián)的電阻， r2 為要并聯(lián)的電阻， rT 為 NT C 熱敏電阻。實(shí)際電路中，為了滿足通過 RT 電流大小的需要，常要再并聯(lián)上一個(gè)電阻分流，其大小由通過的電流大小決定，此電阻與 TR 的值相差很大，基本不影響 TR 與溫度的線性關(guān)系。 雙 T 網(wǎng)絡(luò)電路圖 圖 為雙 T網(wǎng)絡(luò)示意電路圖 [25]。 雙 T 電路實(shí) 際上 是兩個(gè)星形接法阻抗電路的并聯(lián)。所以， 0w 就是電路的中心頻率。所以，從組成上看，是一個(gè)二階壓控電壓源型有源帶阻濾波電路。只有在信號(hào)頻率 f 或 w 等于雙 T 電路的特征頻率 0f 或0 1w RC? 時(shí)，雙 T電路的阻抗變得很大，才使 ()uA jw 變得很小。所以， Auf 愈接近 2， | ( )|Ajw 愈大，帶阻濾波電路的選頻特性愈好，阻帶愈窄。所以，只要正反饋引入得當(dāng)，就既可能在 0ff? 時(shí)使電壓放大倍數(shù)數(shù)值增大，又不會(huì)因正反饋過強(qiáng)而產(chǎn)生自激振蕩。 若令 s= ?j ， f0 = 12 RC?，則電壓放大倍數(shù) .2 .0 0.1 ( 3 )()uupA u pAf fjAf f?? ? ?， 若令 1||3 upQ A? ?，則 f =f0 時(shí)，有 |||| ..|.3||.| A upQA upA upA u ??? ， 即 Q=||||..AAupu 可見， Q 是 f=f0 時(shí)的電壓放大倍數(shù)與通帶放大倍數(shù)數(shù)值之比。 其主要性能指標(biāo)如表 所示，能滿足心電信號(hào)對(duì)前置放大器的要求。由于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于 OP07A 最大為 25μ V），所以， OP07 在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。 13V）與高達(dá) 110dB（ OP07A）的共模抑制比和高輸入阻抗的結(jié)合，在同相電路阻態(tài)中提供了很高的精度，即使在很高的閉環(huán)增益下，也能保持極好的線性和增益精度。 寬的電源電壓范圍177。它通常用作微控制器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與微控制器進(jìn)行通信的高 速通用并行接口。此外它還集成了許多特性包括 SoftConTM、 GoodLinkTM、山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 移動(dòng)醫(yī)療相關(guān)理論與技術(shù) 27 可編程時(shí)鐘輸出、低頻晶振和終止寄存器集合。在多地址 /數(shù)據(jù)總線中，下降沿關(guān)閉地址信息鎖存。片內(nèi)上電復(fù)位電路，該管腳可固定接 VCC 21 GL_N GoodLink LED指示器（低有效） 2 23 XTAL XTAL2 晶振連接端。 28 A0 地址位。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 移動(dòng)醫(yī)療相關(guān)理論與技術(shù) 29 I N T _ NA 0D A T A ( 0 7 )W R _ NR D _ NC S _ NA L E/ I N TP 3 . 3P o r t 0/ W R/ R DX T A L 1C L K o u tP D I U S B D 1 28 0 C 5 1 圖 PDIUSBD12與 C51并行連接 在該例中， ALE 接為低電平，表示一個(gè)獨(dú)立的地址和數(shù)據(jù)總線配置。 80C51 的