【正文】 （3）將患者的生理參數(shù)通過Internet上傳到監(jiān)控中心，如果收到監(jiān)控中心的異常應(yīng)答，則發(fā)出警報(bào)。在發(fā)送指令前，需要對(duì)設(shè)備描述符進(jìn)行初始化：初始化指令指針和指令長(zhǎng)度，用以指示當(dāng)前的操作（讀、寫或擦除）和訪問的DataFlash空間；初始化數(shù)據(jù)指針和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，用以從DataFlash讀取相應(yīng)長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)到指定地址，或者將指定地址和長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)寫入到DataFlash。 AT91C_BASE_SPI0SPI_TNCR = pDesctx_data_size 。AT91C_BASE_SPI0SPI_TCR = pDesctx_cmd_size 。 //正在執(zhí)行寫操作，狀態(tài)為忙 /* 禁止PDC收發(fā) */AT91C_BASE_SPI0SPI_PTCR = AT91C_PDC_TXTDIS+ AT91C_PDC_RXTDIS。 //SPI狀態(tài) volatile rt_uint8_t dataflash_state。 //發(fā)送數(shù)據(jù)指針 rt_uint32_t tx_data_size。 //發(fā)送指令地址 rt_uint32_t tx_cmd_size。 DataFlash驅(qū)動(dòng)MCU與DataFlash之間通過SPI接口進(jìn)行通信，為了使通信更加有效，驅(qū)動(dòng)程序開啟了SPI接口的外設(shè)DMA控制器（PDC），這樣MCU與DataFlash之間的數(shù)據(jù)傳輸不需要處理器進(jìn)行干預(yù)。}在以上三個(gè)函數(shù)的基礎(chǔ)上，LCD驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了模塊初始化程序lcdinit和寫顯示數(shù)據(jù)函數(shù)lcdwrite。 //RW = 0,寫操作 /* 對(duì)相應(yīng)的PIO口進(jìn)行置位操作，以寫入指定數(shù)據(jù) */ pio_set_output(data)。 //E = 0,禁止LCD /* 清除數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)的PIO口，完成本次寫入操作 */ pio_clear_output(DB_PIO)。 //RS = 0,指令操作 rw_write()。0x80)。 // RS = 0,指令操作w_read()。讀取完成后，重新初始化引腳。讀取鍵值程序在初始化引腳的過程中，設(shè)置行引腳輸出低電平，列引腳中斷輸入。發(fā)送過程中，需要等待上一次傳輸完成，才能進(jìn)行下一次發(fā)送。（2）serialopen使能串口接收中斷，并初始化串口的中斷處理。 //接收緩沖區(qū)}。 //寄存器基地址 rt_uint16_t peripheral_id。 串口驅(qū)動(dòng)對(duì)于監(jiān)測(cè)終端，使用了處理器AT91SAM7X256的串口USART0作為生理參數(shù)的采集接口。 }}該程序首先獲取EMAC中斷狀態(tài)寄存器和接收狀態(tài)寄存器值，從而獲取當(dāng)前的接收或發(fā)送狀態(tài)。 /* 清除中斷 */ AT91C_BASE_EMACEMAC_RSR = AT91C_EMAC_REC。 AT91C_EMAC_REC ) ) { rt_err_t result。 /* 獲取中斷狀態(tài) */ isr = AT91C_BASE_EMACEMAC_ISR。（3）sam7xethrx該函數(shù)是底層硬件與上層協(xié)議棧的連接樞紐，它負(fù)責(zé)將接收緩沖區(qū)內(nèi)的一幀數(shù)據(jù)搬運(yùn)到協(xié)議棧的pbuf中。（2）sam7xethtx此函數(shù)實(shí)現(xiàn)pbuf內(nèi)數(shù)據(jù)幀到發(fā)送緩沖區(qū)的搬運(yùn)。當(dāng)有一幀數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，EMAC會(huì)立即讀取接收隊(duì)列指針寄存器得到當(dāng)前緩沖區(qū)描述符的地址，進(jìn)而通過描述符獲得真正的接收緩沖區(qū)地址，接著EMAC的接收DMA開始工作，把收到的數(shù)據(jù)寫入接收緩沖區(qū)，其中接收隊(duì)列指針寄存器的值會(huì)隨著數(shù)據(jù)幀的不斷到達(dá)自動(dòng)更新。所以在硬件接口實(shí)現(xiàn)之前，需要了解EMAC的基本運(yùn)作機(jī)制。當(dāng)?shù)讓佑布邮盏揭粠瑪?shù)據(jù)時(shí)，會(huì)觸發(fā)中斷，中斷處理函數(shù)sam7xeth_isr()發(fā)送郵箱給接收線程。此線程會(huì)堵塞接收來(lái)自上層協(xié)議的數(shù)據(jù)幀，然后調(diào)用硬件接口的發(fā)送函數(shù)sam7xethtx將此數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。（1）eth_device_init()，以太網(wǎng)初始化函數(shù)。 以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)LwIP本身具有了TCP/IP模型中的網(wǎng)際層和傳輸層，而要實(shí)現(xiàn)嵌入式Internet，即完整可用的TCP/IP協(xié)議，還需實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口層，課題已經(jīng)選擇了以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)接口層局域網(wǎng)技術(shù)，并在硬件上實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)接口，那么剩下的工作就是完成以太網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)部分，即數(shù)據(jù)鏈路層，實(shí)現(xiàn)物理層與上層協(xié)議間的數(shù)據(jù)交換[27]。 /* 設(shè)備私有數(shù)據(jù) */void* private。 //打開設(shè)備rt_err_t (*close) (rt_device_t dev)。 //設(shè)備參數(shù)及打開時(shí)參數(shù)/* 設(shè)備回調(diào)接口 */rt_err_t (*rx_indicate)(rt_device_t dev, rt_size_t size)。設(shè)備管理模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的封裝，應(yīng)用程序通過設(shè)備管理模塊提供的標(biāo)準(zhǔn)接口訪問底層設(shè)備，這種方式使得與設(shè)備的硬件操作相關(guān)的代碼與應(yīng)用隔離，雙方只需關(guān)注自己的功能，這樣不但提高了可移植性，同時(shí)也降低了代碼的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的可靠性。其實(shí)現(xiàn)過程與線程級(jí)切換相似，不同之處在于其需要進(jìn)行處理器模式轉(zhuǎn)換，即從IRQ(或FIQ)模式變?yōu)楣芾砟Ｊ?，這就需要對(duì)公有寄存器資源進(jìn)行保護(hù)和使用。這兩個(gè)函數(shù)通過設(shè)置處理器的程序狀態(tài)寄存器cpsr的中斷禁止位來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過一個(gè)變量level，來(lái)保存中斷開/關(guān)狀態(tài)，用來(lái)在結(jié)束臨界區(qū)訪問時(shí)，回到以前的狀態(tài)。 //返回當(dāng)前的線程棧地址}在使用rt_thread_create()函數(shù)建立線程時(shí)，rt_hw_stack_init()函數(shù)被調(diào)用，其輸入?yún)?shù)分別為線程入口地址、線程可選的傳遞參數(shù)、線程棧首地址和線程退出時(shí)跳轉(zhuǎn)函數(shù)的地址（實(shí)際為rt_thread_exit()函數(shù)地址）。 //r1 *(stk) = (unsigned long)parameter。 //r5 *(stk) = 0。 //r9 *(stk) = 0。 //lr:線程退出時(shí)跳轉(zhuǎn)的函數(shù)地址 *(stk) = 0。()函數(shù)，來(lái)設(shè)置線程棧的初始狀態(tài)、入口和參數(shù)等，其具體代碼如下所示：rt_uint8_t *rt_hw_stack_init(void *entry, void *parameter, rt_uint8_t *stack_addr, void *exit){rt_uint32_t *stk。在Keil 181。應(yīng)用程序接口包括LwIP API和BSD Socket API，LwIP API內(nèi)存占用率小，BSD Socket API則易于理解，兼容性好，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇[30]。LwIP與許多其他的TCP/IP一樣，采用分層的協(xié)議為參照來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，包括TCP/IP模型中的網(wǎng)際層和傳輸層。（5）設(shè)備管理。（3）內(nèi)存管理。 內(nèi)核模塊（1）實(shí)時(shí)線程調(diào)度。RT_Thread分為兩大模塊，內(nèi)核模塊和周邊模塊。軟件開發(fā)所使用的集成開發(fā)環(huán)境為Keil 181。操作系統(tǒng)要能在當(dāng)前的硬件平臺(tái)下運(yùn)行，必須進(jìn)行系統(tǒng)移植，即實(shí)現(xiàn)移植代碼層。第四章 監(jiān)測(cè)終端軟件設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì)由于監(jiān)測(cè)終端的嵌入式Internet實(shí)現(xiàn)需要操作系統(tǒng)RT_Thread的支持，所以其所有的軟件開發(fā)都基于RT_Thread平臺(tái)。實(shí)際應(yīng)用中證實(shí)，使用LM2576不但減少了電源對(duì)MCU的熱損害，而且可以減少電源波動(dòng)和高頻信號(hào)對(duì)MCU的干擾。 電源實(shí)現(xiàn)。 LED顯示燈和蜂鳴器由于AT91SAM7X256的PIO口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，能提供8mA的電流，對(duì)于貼片LED顯示燈和小電流的蜂鳴器已經(jīng)足夠，所以直接將器件連接到相應(yīng)PIO口即可。該模塊由5V電源供電，配置了LED背光，與MCU的接口有8位并行和3位串行兩種方式，在本系統(tǒng)中，由于有充足的PIO口供使用，所以選擇并行方式來(lái)提高傳輸速度。 RS232串口實(shí)現(xiàn)AT91SAM7X256內(nèi)部具有通用同步/異步收發(fā)器，要實(shí)現(xiàn)RS232串口只需外接電平轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)處理器的TTL電平到RS232標(biāo)準(zhǔn)電平的轉(zhuǎn)換即可。但是其并未提供物理層接口，所以需要外接一塊物理層芯片（PHY），以提供以太網(wǎng)的接入通道，這里選擇了DAVICOM公司的DM9161芯片。（5）周期性間隔定時(shí)器（PIT）和定時(shí)計(jì)數(shù)器，為操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序提供了高精度的計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能。（3）兩個(gè)通用同步/異步收發(fā)器（USART），可以方便的實(shí)現(xiàn)RS232串行通信接口。 AT91SAM7X256的特點(diǎn)選用AT91SAM7X256作為監(jiān)測(cè)終端的硬件基礎(chǔ)，不單是因?yàn)樗茿RM7TDMI內(nèi)核，而且因?yàn)樗哂胸S富的外設(shè)。這些寄存器并不是全都可以在同一時(shí)間被訪問的，處理器狀態(tài)和工作模式?jīng)Q定了程序員可以訪問哪些寄存器[23]。在軟件控制下可以改變模式，外部中斷或異常處理也可以引起模式發(fā)生改變[25]。 AT91SAM7X256簡(jiǎn)介AT91SAM7X256是Atmel公司針對(duì)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的AT91SAM7x系列中的一款，它基于ARM7TDMI內(nèi)核，在當(dāng)前的嵌入式處理器市場(chǎng)上，其性能、功耗、價(jià)格等方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。人機(jī)交互部分包括LCD顯示屏、44鍵盤、LED顯示燈和蜂鳴器，其直接面向用戶，執(zhí)行數(shù)據(jù)的輸入和信息的輸出顯示。第三章 監(jiān)測(cè)終端硬件設(shè)計(jì) 硬件總體設(shè)計(jì)依據(jù)本課題提出的嵌入式Internet實(shí)現(xiàn)方案，監(jiān)測(cè)終端的硬件以嵌入式處理器AT91SAM7X256為核心，進(jìn)行外圍電路的擴(kuò)展。（2）AT91SAM7X256內(nèi)部帶有以太網(wǎng)MAC，只需外接一塊物理層芯片即可實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口，硬件成本較低。emGateway網(wǎng)絡(luò)接口軟件可以安裝在計(jì)算機(jī)、TV機(jī)頂盒或?qū)Ｓ玫募矣秒娖鞣?wù)器中，它支持TCP/IP協(xié)議并運(yùn)行HTTP服務(wù)程序，作為用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器瀏覽訪問遠(yuǎn)程服務(wù)器。（4）8/16位MCU+簡(jiǎn)化TCP/IP協(xié)議棧對(duì)于大量存在的8位和16位MCU，由于其速度較慢，內(nèi)存較小，如要支持TCP/lP協(xié)議將占用大量系統(tǒng)資源。（2）網(wǎng)關(guān)+輕量級(jí)設(shè)備網(wǎng)采用專用網(wǎng)絡(luò)（如RS23RS48CAN Bus等）把一小批單片機(jī)連接在一起，然后再將該專用網(wǎng)絡(luò)連接到一個(gè)PC機(jī)上，該P(yáng)C機(jī)作為網(wǎng)關(guān)將專用網(wǎng)絡(luò)上的信息轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包，然后發(fā)送到網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)信息共享。 嵌入式Internet接入方式嵌入式Internet技術(shù)的發(fā)展非常迅速，國(guó)內(nèi)外投入嵌入式Internet研究的公司也日益增多。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的傳輸效率可達(dá)到50%~60%的帶寬，全雙工在兩個(gè)方向上都提供100%的效率。當(dāng)兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生沖突，這會(huì)降低以太網(wǎng)的效率。其中雙絞線多用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖則主要用于交換機(jī)間的級(jí)聯(lián)和交換機(jī)到路由器間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上。所需的電纜較少、價(jià)格便宜、管理成本高、不易隔離故障點(diǎn)、采用共享的訪問機(jī)制，易造成網(wǎng)絡(luò)堵塞。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突監(jiān)測(cè)）技術(shù)，并以10Mbps的速率運(yùn)行在多種類型的電纜上。對(duì)于資源有限的嵌入式系統(tǒng)，可以對(duì)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行裁剪，但是網(wǎng)絡(luò)接口層、帶IP協(xié)議的網(wǎng)際層和傳輸層是必須要有的。在嵌入式Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用程序的編寫中，需要針對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況對(duì)傳輸層協(xié)議進(jìn)行選擇。（3）傳輸層[19]傳輸層主要為兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序提供端到端的通信。IP協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)，因此嵌入式Internet實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間通信時(shí)就必須要實(shí)現(xiàn)IP協(xié)議。因此在嵌入式Internet的實(shí)現(xiàn)中，需要選擇網(wǎng)絡(luò)接口層所使用的局域網(wǎng)技術(shù)。 TCP/IP協(xié)議層結(jié)構(gòu)下面將介紹各協(xié)議層的功能及包含的協(xié)議：（1）網(wǎng)絡(luò)接口層也稱為鏈路層，對(duì)應(yīng)著OSI參考模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。 嵌入式Internet關(guān)鍵技術(shù)要對(duì)嵌入式Internet進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，首先有必要了解嵌入式Internet的關(guān)鍵技術(shù)，下面對(duì)TCP/IP協(xié)議族和以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和嵌入式Internet實(shí)現(xiàn)方案 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)： 基于嵌入式Internet的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)終端和監(jiān)控中心服務(wù)器組成，它們之間通過Internet來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。第六章 系統(tǒng)功能的驗(yàn)證。第四章 監(jiān)測(cè)終端軟件設(shè)計(jì)。第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和嵌入式Internet實(shí)現(xiàn)方案。嵌入式Internet應(yīng)用到遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，使得醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備在實(shí)現(xiàn)Internet通信的基礎(chǔ)上，具備了嵌入式系統(tǒng)成本低、體積小、功耗低的特點(diǎn)，這樣既降低了患者的醫(yī)療費(fèi)用，有利于監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的推廣使用，又使得監(jiān)護(hù)系統(tǒng)更加的便攜，使用也更加方便[14]。 遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)與嵌入式Internet結(jié)合的趨勢(shì)遠(yuǎn)程醫(yī)療的關(guān)鍵在于遠(yuǎn)程通信的手段，從遠(yuǎn)程醫(yī)療概念的提出發(fā)展至今，遠(yuǎn)程醫(yī)療的通信方式有電話網(wǎng)通信、Internet通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)網(wǎng)通信等，其中Internet在成本和技術(shù)要求上比較低，通信速率比較高，并且資源共享能力強(qiáng)，使得其被廣泛應(yīng)用到遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)傳輸部分采用主從式網(wǎng)絡(luò)，使用者撥號(hào)與服務(wù)器連接后，即可傳送生理參數(shù)與資料，供醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行診斷和存儲(chǔ)[6]。在遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的實(shí)施過程中，美國(guó)和西歐國(guó)家發(fā)展速度最快，通信方式多是衛(wèi)星和綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)，在遠(yuǎn)程咨詢、遠(yuǎn)程會(huì)診、醫(yī)學(xué)圖像的遠(yuǎn)距離傳輸、遠(yuǎn)程會(huì)議和軍事醫(yī)學(xué)方面取得了較大進(jìn)展[9]。所有宇航員都穿上帶有生物傳感器的制服，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)從太空船及月球表面送到地面接收站，監(jiān)測(cè)參數(shù)包括：心率、體溫變化、呼吸、兩導(dǎo)聯(lián)心電圖、氧氣消耗和二氧化碳分壓，地面接收站的醫(yī)生可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)宇航員的生理狀態(tài)，還能在宇航員生病時(shí)提供實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)[4]。（4）對(duì)健康人群的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，可以發(fā)現(xiàn)疾病的早期癥狀，從而達(dá)到保健和預(yù)防疾病的目的。因此，人們提出了遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)，即使用遠(yuǎn)程通信與信息技術(shù)為監(jiān)護(hù)對(duì)象提供檢測(cè)、監(jiān)控、治療、教育和信息服務(wù)，這樣老年病人或偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者可以在家中接受主要生理參數(shù)（如心電、血壓、體溫、呼吸、血氧飽和度等）的檢測(cè)，以及進(jìn)