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基于GPRS的远程心电实时监护仪软件系统设计

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3.2.1 2406B模块初始化

首先设置2406B中两个串口的波特率、绑定的数据类型及模块时钟。串口1绑定GPRS数据，串口2绑定GSM数据。串口1的波特率设置为9 600即可使网络与接口速率匹配；串口2返回模块控制字，设置为19 200的波特率即可与处理器运行速度匹配。同时还要为模块设置当前时间。AT指令见表1中"AT指令序列1"。

其次通过AT指令连接GPRS网络和服务器。AT指令见表1中"AT指令序列2"。

    模块的OpenAT程序实现了TCP/IP协议，同时把汉字字模加入模块。指令序列2 中的AT指令按照顺序设置成功后即建立TCP/IP连接，模块即进入数据模式。此时通过串口送入的所有数据全部作为网络数据送交网络，送入即Ctrl-C（0x03）将断开TCP连接，若要向服务器发送0x03，须发送数据对，此时保持网络并向服务器发送0x03。

3.2.2 网络模型及接口函数

    数据传输过程分为注册阶段和数据发送阶段。

    在注册阶段，监护仪向服务器发送注册认证数据报。内容包括设备序列号(Machine ID)、数据格式(FMT)、采样频率、采样位数、采样环境工频频率、AD转换高低电压和直流偏置、数据压缩方法以及采样起始时间。服务器收到注册数据后进行身份验证，验证通过则发送回应消息，即为服务接纳的时间和联系人列表。监护仪收到回应消息即进入数据发送阶段。

    数据发送阶段，监护仪向服务器发送实时心电数据。数据发送策略有两种：注重"实时性"的发送策略，定义当前采样点至其前1分钟的心电数据为"实时心电数据"，享有发送的优先权，"补发数据"在"实时心电数据"发送完毕以后发送；注重"连续性"的发送策略，以保持数据完整性为目标，"补发数据"享有数据发送优先权，服务器申请的数据会被优先发送。数据发送阶段病人及设备的各种异常状况定义为"报警消息"发送给服务器。

    网络状态转换图如图3，由此设计的网络接口函数为：(1)TransData()：负责发送实时数据、补发数据和发送报警消息，其中报警消息具有最高优先级，连续性的发送策略补发数据优先级高于实时数据，实时性的发送策略发送优先级与连续性策略相反；(2)ECGRegister()：负责建立与服务器之间的ECG连接，函数定时发送注册信息包和完成注册过程确认。

3.3 GSM功能接口

    GSM功能包括：短消息收发、信号强度获取、时间获取、电量获取、按键消息通知、发声。这些都依靠无线模块串口2以AT指令进行配置和查询。

    使用的AT指令有："AT+CNMI=0，1，1，1，0"，配置短消息格式；"AT+CSMP=17，169，0，8"，文本采用Unicode编码； "AT+CMGF=1"，短消息发送采用TXT格式；"AT+CSCA=<短消息服务中心号码>"，设置短消息服务中心号码；"AT+ CMGS=<号码>r<短消息内容>Ctrl-Z"，向<号码>发送短消息；"AT+CSQ"，获取信号强度，格式为"+CSQ：<信号强度>，xx"；"AT+CCLK?"，获取当前时间，格式为"+CCLK：yy/mm/dd hh：mm：ss"；"AT+ADC?"，获取电池电量，以毫伏为单位，格式为"+ADC：xxxx，……"；"AT+CMER=，1"，配置模块返回按键产生的消息，消息结构为"+CKEY：，<0 or 1>"；"AT+WTONE=1，2，4000"，让蜂鸣器发出频率为4000Hz的声音；"AT+WTONE=0"，停止发声。

    模块接收到的短消息以0xAA为通知码，接着是发送者号码，随后是短消息的Bitmap，可直接用于显示，短消息不保存在模块中，并仅在串口2给出通知。

3.4 LCD显示

    硬件平台使用80×160点阵的单色LCD，软件维护一个微型字库，包括几十个汉字以及所有ASCII符号中的可见字符，供界面显示使用。无线模块自带汉字库，可以直接显示收到的SMS。预存的短消息维护在单片机的程序存储器中，每条预存消息有Unicode和Bitmap两种格式，Unicode用于发送，Bitmap用于显示。

4 监护仪软件功能

    利用中断将数据采集与数据发送分离。数据采集、存储和解析组成一个事务集；数据发送与短信浏览、监护状态显示及紧急求救报警等事务组成另一个事务集。两个事务集并行运行，Flash存储器及其中的数据和消息为关键资源。

4.1 心电实时监护

    心电实时监护即心电数据采集、存储、发送。监护程序流程图如图4。