基于WebService的远程医疗数据监测系统设计

发布时间：2017-07-28 08:50

第 1 章 绪论

1.1 研究目的与意义

国务院医改办、国家卫生计委等部门联合出台了《关于推进家庭医生签约服务的指导意见》，指导意见明确提出，下一个五年计划将进一步扩大家庭医生签约服务制度范围，扩大远程医疗服务范围，形成居民与家庭医生之间稳定的医疗契约服务关系，基本实现家庭医生“医疗签约服务体系”的全覆盖。远程医疗是指以计算机技术、通信技术为依托，充分发挥大医院、医疗中心的医疗技术和医疗设备优势，对医疗条件较差、不方便就医的地区进行远距离咨询、诊断和治疗。为更好的建立病患与家庭医生，病患与医院的直接联系，继而扩大就医渠道，远程医疗系统的应用将发挥重要的作用。

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1.2 国内外的研究现状及发展趋势

随着远程监测系统不断深入的发展，远程监测系统的应用范围已经扩展到各行各业中，电力机房、通信机房、铁路机房，包括公寓、居民楼、实验室、写字楼等场所。远程监测系统的优势在于它既可以完成对模拟信号的实时监测，也可以完成对智能设备的数据收集处理。总之，远程监测系统实现了对目标长时间不间断的监测。在很大程度上解放了人力，促进了行业的快速发展。远程数据监测技术在医疗系统中的应用研究通常认为是从 1970 年以后开始的，早期主要通过公用电话网或者电报系统传送语音和文字信息供医生间交流，或向异地专家进行病案咨询以作辅助诊断[4]。然而利用公用电话网进行传输存在着信息传输速率低、保密性不高等问题。随着远程医疗经过多年的发展，借助通信技术以及电子电路技术，运用过电话、传真、无线电通信等通信设备，从早期发送图片、连续语音到当今远程视频和虚拟现实等技术的应用，已经形成了众多新的研究方向[5]。

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第 2 章 医疗数据采集系统整体方案设计

2.1 系统总体方案

本系统包含多个功能模块，主要分为生理参数采集模块、供电模块、通信模块、主控模块、PC 端及触摸屏等。系统的整体功能是要实现心电、心率、血氧、体温等数据的采集、监测和显示。首先通过传感器模块采集生理参数，再由主控单元对数据进行接收、解析、处理等，，处理分析后，将生理参数的数据值和图像通过监测界面显示，使用文件操作将生理参数按时归档保存，从而实现人体生理参数的远程监测。系统的总体结构框图如图 2-1 所示。本文设计的远程监测系统主要有以下功能：1．实时采集监测功能：医疗监测系统能够对人体的体温、脉搏、心率、血氧饱和度等重要参数进行实时采集与监测。

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2.2 系统数据采集与传输设计

1．温度测量方案人体体温数据的采集方法有传统的接触式以及现普遍流行的电子器械式。水银温度计：这是临床上最常见的一种接触式体温测量方法。在一根玻璃管的贮囊内灌满水银，利用水银的受热膨胀原理，显示出人体温度，这种方式具有方便实用等优点。但是由于这种温度计破碎后容易挥发，污染环境，在一些地区这种测量方式已经被淘汰。电子温度计：常见的电子温度计有热敏电阻温度计和温差电偶温度计。热敏电阻温度计所利用的原理是温度计中的热敏电阻阻值随着热胀冷缩而改变；温差电偶温度计的制作原理是利用两种不同的金属所构成回路中电流随不同温度变化的原理。因为科技的快速发展，生产温度计的成本也在逐渐下降，电子类温度计测量方式已经相当成熟。在现有的科技情况下，电子温度计既可以实现间断性测量，也可以实现连续性测量（例如设定为每秒测量一次），这样就为体温的连续性监测提供了帮助。

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第 3 章 监测系统硬件设计...............16

3.1 系统硬件结构图.................16

3.2 微处理器及外围电路...............17

第 4 章 医疗监测系统软件设计................32

4.1 远程医疗监测系统软件平台的搭建................32

4.2 监测中心运行软件................37

第 4 章 医疗监测系统软件设计

4.1 远程医疗监测系统软件平台的搭建

嵌入式系统软件平台主要在硬件平台的基础上进行设计，软件平台主要由四种功能模块组成，包括：板级支持包 BSP、驱动程序、操作系统、功能层。嵌入式系统软件平台结构如图 4-1 所示。1．板级支持包 BSP板级支持包的主要功能是为操作系统提供启动代码与相应的硬件支持，设置系统工作时钟、设置高速缓存、设置外部中断向量等，BSP 为操作系统的启动提供了必要的设备支持，并且定制了相应的系统功能[37]。BSP 的位置介于主板硬件与操作系统之间[38]。

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4.2 监测中心运行软件

监测中心系统运行的人体生理参数监测相关程序包括系统底层驱动、守护进程和多任务进程等。驱动程序是搭建硬件设备与操作系统之间的桥梁。远程医疗数据监测系统各功能模块对应字符型驱动程序分别为 wendu.c、 xueyang.c 以及 xindian.c等。如图 4-4 所示为字符设备驱动编写流程图。以字符型设备驱动 wendu.c 讲解编写流程：1．编写 MLX90615 硬件接口函数。2．建立文件系统与温度采集设备驱动程序间的接口，如：structfile_operations 结构体。

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结论

随着科技的发展，远程医疗技术也在不断发展。本文针对医疗资源分布不平衡等问题，采用嵌入式相关技术，设计了一款基于 Web Service 的远程医疗监测系统。本系统很好的解决了就医难、看病难等问题。本文得到的结论如下：1．首先明确了远程医疗数据监测系统研究的目的与意义，结合国内外发展现状，对嵌入式远程医疗数据监测系统的总体方案进行了可行性研究，分析并制定了系统的相关功能。2．对嵌入式远程医疗系统相关基础知识进行了研究。对人体生理参数相关知识进行了研究。确立了生理参数数据采集模块。分析了数据传输协议。3．对监测系统的软件平台进行了设计与实现。采用 ARM 体系架构S3C2440A 芯片为主控模块，完成了其外围电路设计。根据系统的总体设计方案，完成了生理参数采集模块外围电路图设计。

参考文献（略）

本文编号：583168