基于ARM的生理参数监测与远程无线报警系统的研究

论文摘要

随着人类平均寿命的增长和人口出生率的下降,社会老龄化现象不断加剧,老年人的健康问题已经成为深受人们关注的社会问题。由于很多疾病在发病前并无明显征兆,许多老年人在发病后会因无法及时得到医生的治疗而使病情恶化甚至导致死亡。因此,对老年人各项生理参数进行长期、不间断的监测有着重要的意义：一方面,老年人更愿意接受家庭环境下的护理；另一方面,对各项生理参数的监测与记录对观察老年人身体状况具有指导性的作用。目前,人体生理参数的实时监测已成为智能化自动化系统与装置领域的研究热点。本系统采用模块化设计思想,将系统分为：ARM主控模块、生理参数采集模块和远程无线报警模块。生理参数采集模块可以完成对人体的脉率、血压、心率、呼吸率、体温等众多生理参数的测量。ARM主控模块主要负责人机交互、对生理参数信息进行智能诊断分析、生理参数数据显示、多导联心电图的绘制、控制远程无线报警模块发送求助短消息和自动拨打求助电话等功能。同时,根据人体生理参数信息知识库建立了生理参数诊断模糊专家系统并以此作为应用软件编写的依据。系统的构建方面,选择了EBD9263作为ARM主控模块、CSN808作为生理参数采集模块、GTM900作为远程无线报警模块。软件方面,选择了Windows CE5.0作为嵌入式操作系统,并完成了系统的定制与移植,选择了EVC4.0作为应用软件的开发平台并完成了软件的编写与测试过程。本课题在研究过程中,进行了大量实验,完成了操作系统的移植和软件设计。所完成的生理参数监测与远程无线报警系统能对人体八项主要生理参数进行实时监测,在被监护人出现异常时能及时通过GSM网络向外界求救。经测试,生理参数监测与远程无线报警系统达到预期设计要求,有较高的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 前言
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外生理参数监测与报警系统的发展现状
• 1.2.1 国外生理参数监测与报警系统的发展现状
• 1.2.2 国内生理参数监测与报警系统的发展现状
• 1.2.3 生理参数监测与报警系统的发展趋势
• 1.3 课题的主要研究内容与意义
• 2 生理参数监测与报警系统的总体设计方案
• 2.1 生理参数监测与报警系统的设计方案
• 2.2 生理参数监测与报警系统的主要功能
• 2.2.1 实时心电数据监测和多导联心电图（ECG）的绘制
• 2.2.2 无创血压（NIBP）数据监测
• 2.2.3 动脉血氧饱和度（SPO2）数据监测
• 2.2.4 其它监测参数
• 2.2.5 远程无线报警功能
• 2.2.6 数据回放功能
• 2.3 嵌入式处理器的选型
• 2.4 嵌入式操作系统的选型
• 2.4.1 操作系统
• 2.4.2 Linux系统
• 2.4.3 uC/OS系统
• 2.4.4 Windows CE系统
• 2.5 本章小结
• 3 生理参数监测与报警系统的硬件设计
• 3.1 主控模块的硬件设计
• 3.1.1 EBD9263电源部分的硬件设计
• 3.1.2 EBD9263显示器部分的硬件设计
• 3.1.3 EBD9263串口部分的硬件设计
• 3.2 生理参数采集模块的硬件实现
• 3.2.1 CSN808的接收协议
• 3.2.2 CSN808的发送协议
• 3.3 远程无线报警模块的硬件实现
• 3.3.1 GTM900电源部分的硬件设计
• 3.3.2 GTM900接口电路设计
• 3.3.3 GTM900与SIM卡连接图
• 3.3.4 GTM900串口通讯电路设计
• 3.4 本章小结
• 4 Windows CE操作系统的定制与移植
• 4.1 Windows CE操作系统
• 4.1.1 Windows CE的层次结构
• 4.1.2 Windows CE的特征
• 4.2 Windows CE操作系统的定制
• 4.2.1 Platform Builder开发平台
• 4.2.2 Windows CE操作系统的定制
• 4.3 Windows CE操作系统的移植
• 4.4 本章小结
• 5 模糊数学在智能报警系统中的应用
• 5.1 人工智能与专家系统
• 5.2 模糊逻辑与语义词
• 5.3 生理参数诊断模糊专家系统的基本模型
• 5.4 人体生理参数信息知识库
• 5.4.1 血压知识库
• 5.4.2 心率知识库
• 5.4.3 呼吸率知识库
• 5.4.4 体温知识库
• 5.5 智能诊断程序的建立
• 5.6 本章小结
• 6 应用软件设计及系统测试
• 6.1 Embedded Visual C++开发平台
• 6.1.1 EVC编程的特点
• 6.1.2 WIN32编程与Windows CE API
• 6.1.3 Unicode环境
• 6.2 生理参数监测与报警系统软件的设计
• 6.2.1 生理参数监测与报警系统主界面的设计
• 6.2.2 生理参数监测与报警系统回放功能的设计
• 6.2.3 生理参数监测与报警系统报警功能的设计
• 6.3 人体生理参数监测与报警系统的校准与测试
• 6.3.1 人体生理参数监测与报警系统的校准
• 6.3.2 人体生理参数监测与报警系统的测试
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 8 展望
• 9 参考文献
• 10 论文发表情况
• 11 致谢