基于GPRS的家庭多参数远程医疗监护系统的设计与实现

发布时间：2017-04-14 18:14

  本文关键词：基于GPRS的家庭多参数远程医疗监护系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的进步和科技的发展,医疗观念已逐步从传统的疾病治疗转向疾病预防和保健护理,家庭医疗应运而生。家庭医疗提倡医疗进入家庭,在配备先进适宜的医疗设备的条件下,使病人在家中实施自我监护、诊断、治疗、康复和保健。另一方面,远程医疗系统也随着网络科技的发展逐步成为医疗领域的新趋势,它能远距离传送医疗信息,使专家和医生能远距离对患者进行病情诊断、处理、治疗,乃至手术和紧急救助。 本文提出了一种基于嵌入式uC/OS-II和GPRS的家庭多参数远程医疗监护系统设计的方法,并着重从硬件设计、软件开发和软硬件协同工作等方面来展开介绍。本文主要完成的工作有以下几方面： (1)在深入调查与分析的基础上,结合家庭医疗的研究现状,本文提出了家庭远程监护系统的总体设计及其构建目标,并对监测系统的构建目标进行了详细的方案论证,得出基于ARM嵌入式处理平台STM32和嵌入式实时操作系统uC/OS-II的较为适合系统设计的方案。 (2)采用NTC热敏电阻作为温度传感器进行体温模块的设计。通过标定实验得到拟合数据并利用最小二乘法对解决了NTC热敏电阻阻值-温度特性曲线的拟合问题,最后采用医用体温计与拟合校正得到的温度数据完成体温测量对比实验,得到体温模块的测量精度在±0.2℃,符合体温测量的精度标准。 (3)通过设计相关的获取电路实现了心电模块的研制,解决了心电噪声的干扰问题。结合课题组关于心电信号的数字滤波方法的前期研究,心电模块实现了心电信号提取、放大和滤波功能,而且能较好地得到不同导联的心电波形。 (4)结合课题组前期自主研发的血氧与血压模块,通过设计相应的采集算法,实现了血氧与血压的数据解析,并得到正确的血氧与血压测量值。 (5)软件设计方面,研究了基于嵌入式实时操作系统uC/OS-II的软件开发,根据软件的设计思想,对操作系统的总体框架以及功能模块进行了开发,并设计与实现了基于GPRS的远程通讯协议。经过试验与测试,结果显示系统软件实现了生理参数采集,存储以及远程传输等功能,达到了本课题对监护系统软件设计要求。
【关键词】：家庭医疗 远程监护 生理参数 uC/OS-Ⅱ
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP274;TH789
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题的研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 家庭监护设备12-13
• 1.2.2 远程医疗13-14
• 1.3 课题的研究内容与意义14-15
• 1.3.1 课题的研究内容14
• 1.3.2 课题的研究意义14-15
• 1.4 论文的主要结构15-16
• 第二章 监护系统的总体设计与方案论证16-24
• 2.1 监护系统需求分析16-18
• 2.1.1 功能需求16-17
• 2.1.2 性能需求17-18
• 2.2 监护系统的方案论证18-21
• 2.2.1 生理参数采集设计方案18-19
• 2.2.2 系统处理平台选型19-21
• 2.3 监护系统的总体设计21-22
• 2.4 系统关键技术分析22
• 2.5 系统开发难点分析22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第三章 监护系统的硬件设计24-48
• 3.1 体温模块的研制24-29
• 3.1.1 体温测量方法概述24-25
• 3.1.2 NTC热敏电阻体温测量25-26
• 3.1.3 体温模块的设计与实现26-29
• 3.2 心电模块的研制与实现29-43
• 3.2.1 平板式电极与标准导联概述29-32
• 3.2.2 心电信号特性与噪声干扰分析32-33
• 3.2.3 心电检测的电路设计33-43
• 3.3 血压测量模块43-45
• 3.3.1 血压测量概述43-44
• 3.3.2 血压模块通讯协议44
• 3.3.3 采集算法设计44-45
• 3.4 血氧测量模块45-47
• 3.4.1 血氧测量概述45-46
• 3.4.2 血氧模块通讯协议46
• 3.4.3 采集算法设计46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 监护系统的软件设计48-66
• 4.1 监护系统软件设计概述48-50
• 4.1.1 监护系统软件开发平台48-49
• 4.1.2 监护系统的软件架构49-50
• 4.2 uC/OS-Ⅱ的多任务设计50-54
• 4.2.1 uC/OS-Ⅱ操作系统50-51
• 4.2.2 uC/OS-Ⅱ在STM32上的移植51-52
• 4.2.3 系统的多任务设计52-54
• 4.3 uC/GUI的移植与界面设计54-57
• 4.3.1 uC/GUI概述54-56
• 4.3.2 uC/GUI移植56-57
• 4.3.3 系统界面的设计57
• 4.4 FATFS文件系统的移植57-60
• 4.4.1 常用嵌入式文件系统57-58
• 4.4.2 FATFS移植58-60
• 4.5 GPRS远程监护60-61
• 4.5.1 GPRS概述60
• 4.5.2 GPRS模块及AT指令应用60-61
• 4.6 远程监护通信协议设计61-65
• 4.6.1 握手相关协议62-63
• 4.6.2 消息编码方法63-65
• 4.7 本章小结65-66
• 第五章 监护系统调试与测试结果66-73
• 5.1 监护系统的调试66
• 5.2 监护系统测试结果66-72
• 5.2.1 系统资源使用情况66-67
• 5.2.2 系统性能测试67-69
• 5.2.3 系统执行结果69-72
• 5.3 本章小结72-73
• 总结与展望73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果78-79
• 致谢79-80
• 附件80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡润峰;NTC热敏电阻温度传感器[J];传感器世界;2001年07期

2 孟凡文;NTC热敏电阻的非线性误差及其补偿[J];传感器世界;2003年05期

3 沙占友;智能温度传感器的发展趋势[J];电子技术应用;2002年05期

4 朱艳芳;无创伤性示波法测量血压的应用[J];现代护理;2004年05期

5 许怀湘,房兴业,许志;采用示波原理间接测量血压方法的进展[J];航天医学与医学工程;2000年03期

6 徐宝国;宋爱国;;基于UCOS和UCGUI的嵌入式数字示波器[J];测控技术;2007年07期

7 陈文辉;蔡启仲;;uC/GUI在单片机系统上的移植[J];计算机工程;2007年12期

8 左宇翔;钱剑敏;;uC/GUI在MCS51系列单片机系统上移植的仿真实现[J];微计算机信息;2006年08期

9 邵阳;脉搏与血压测试方法的研究[J];医疗装备;1995年12期

10 杨勇;彭承琳;;国外远程医疗发展近况[J];医疗卫生装备;2005年01期

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本文编号：306558