基于zigbee的無線ecg采集診斷系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-08-10 19:43 本頁面
【文章內容簡介】 低功耗。 ZigBee模塊硬件設計我們整個ZigBee平臺的搭建采用的是由湘潭電子科技有限公司生產(chǎn)的SKCC2530ZDK硬件平臺。用到下列組件：l 1個SKSmartRF05EB（評估底板）l 2個SKSmartRF05BB（電池底板）l 3個SKCC2530EM（評估模塊）l （天線增益3dBi）ZigBee模塊的整體框圖如圖5所示：圖5 ZigBee網(wǎng)絡示意圖 SKSmartRF05EB與SKCC2530EM構成的協(xié)調器SKSmartRF05EB因其豐富的外設，所以當作采集器使用。它帶有12864點陣字庫LCD，UART轉USB接口，多色LED指示燈，按鍵，插針式I/O引腳。然后SKSmartRF05EB板上有SKCC2530EM無線模塊的引腳，很方便拔插。對于SKCC2530EM無線模塊，帶有CC2530F256芯片、32MHz晶振、SMA天線。其中，CC2530片上系統(tǒng)芯片是關鍵所在，它具備高速低功耗8051內核、大容量flash存儲器、8KB的RAM，及豐富強大的外設資源，包括8~14位ADC、USART、21個可編程I/O口，也可外接USB供電。它具有卓越射頻性能，包括低功耗、高靈敏度、出眾的抗噪聲及抗干擾能力。我們采用的SKCC2530EM模塊在最大發(fā)送功率+4dBm,空曠地環(huán)境下有效傳輸距離在400~450米之間，數(shù)據(jù)包傳輸率保持在99%以上。這里，協(xié)調器（亦稱采集器）擔任了采集數(shù)據(jù)之間重要的轉換角色，它要收集各方數(shù)據(jù)，然后用串口傳輸至ARM處理器。 SKSmartRF05BB與SKCC2530EM構成的采集節(jié)點SKSmartRF05BB板基本功能與SKSmartRF05EB相同，但功能比較精簡。僅有多色LED指示燈、用戶按鍵與插針式I/O引腳等基本指示功能。同樣，SKSmartRF05BB板上的SKCC2530EM無線模塊必不可少，因為終端采集節(jié)點分布在傳感網(wǎng)絡的最末端，我們可用普通電池供電。 A/D模數(shù)轉換硬件設置我們采用CC2530有一個原因是因為它的ADC靈活度較大，具有以下特征：ADC轉換位可選，8~14位；l 8個獨立配置輸入通道l 可設置為多種參考電壓l 長生中斷使用ADC時，將CC2530相應引腳配為輸入。我們知道測量精確數(shù)據(jù)需增加A/D位數(shù)，而增加位數(shù)會使無線傳輸時數(shù)據(jù)包的效率低下，而且心電信號躁動干擾大，不需要精確將每一時刻的值都全息記錄，而主要反映其關鍵點的波形即可，所以我們的ADC使用8位模式。心電信號經(jīng)放大后出來的信號幅值在2V上下，所以參考電壓選擇片上引腳電壓（）。 LCD液晶顯示硬件配置SKSmartRF05EB協(xié)調器上配有的MzLH0412864為一塊12864點陣的LCD顯示模組。該模組自帶兩種字號的漢字庫（包含一、二級漢字庫）以及兩種字號的ASCII碼細紋字庫；自帶基本繪圖功能。該模組為串行SPI接口，接口簡單、操作方便；、配置SPI為三線驅動模式，使用CS\MOSI\SCLK三根信號線。 串口通信硬件配置SKSmartRF05EB協(xié)調器上的LCD顯示模組僅僅作為基礎的顯示，無法用它實現(xiàn)心電信號的分析并完美呈現(xiàn)。所以我們在這里還需將數(shù)據(jù)交給更強大的ARM處理器，它們之間的通信用UART串口進行。我們采用CC2530的USART0串行總線接口Alt1異步UART模式，、。在SKSmartRF05EB協(xié)調器帶有USB轉標準串口方案，采用CH340T轉換芯片，該芯片能將USB通信方式數(shù)據(jù)轉換成標準串口格式數(shù)據(jù)，這樣我們就可以用USB與PC進行通信，但由于我們采用的是ARM處理器，與PC的通信僅作為實驗用途。而最終方案考慮了將串口數(shù)據(jù)通過兩根普通連接線與ARM處理器相連，兩根線分別代表Rx與Tx信號。串口的傳輸速率采用115200bps的高比特率,滿足我們的數(shù)據(jù)率傳輸需求。 ARM處理器硬件方案設計我們使用的ARM平臺是銳鑫同創(chuàng)公司的一款基于TI Stellaris系列高端 LM3S9B96微控制器（cortexm3內核）的全功能開發(fā)平臺—HelloM39B9X開發(fā)板。LM3S9B96是TI最新推出的Stellaris系列Tempest家族中功能最強大的一款，主頻80MHz（100M MIPS）、256 KB的閃存、96 KB的 靜態(tài)存儲器，同時支持10/100M以太網(wǎng)、USB OTG、SD卡、I2S 音頻，通過底板擴展支持2路CAN、2路231路481路IrDA、6個功能按鍵、4個LED、SPI FLASH、I2C 、EEPROM、蜂鳴器、電機控制接口等資源，功能強大、接口豐富。 HelloM39B9X功能模塊圖：圖6 ZigBee網(wǎng)絡示意圖 本項目中CortexM3平臺的應用在本項目中，主要應用到了ARM平臺的UART異步串口通信和LCD顯示。SKSmartRF05EB協(xié)調器通過串口，將采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸RM平臺上，經(jīng)處理后，將數(shù)據(jù)以心電圖的方式實時繪制在LCD上。在后期，將顯示多路波形及基本生理
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