利用BB-Black的远程医疗监测智能硬件设计

2.2 CGI与SQLite数据库移植

BB-Black开发板在运行CGI和SQLite程序前，需要将相应的库移植到开发板。设计通过交叉编译之后将CGI的libcgic.a和capture拷贝到BB-black开发板的/home/www/cgi-bin目录下，完成移植工作(可通过网页访问该目录，若在网页上显示cgic test的字样，则表明cgi库移植成功);将SQLite的sqlite3和libsqlite3.so.0.8.6分别下载到BB-black开发板的/usr/bin和/usr/lib目录中并通过ln –s /usr/lib/libsqlite3.so.0.8.6 /usr/lib/libsqlite3.so.0命令，建立软连接(因为可执行程序sqlite3在运行的时候搜寻libsqlite3.so.0动态库)，完成移植工作。

2.3 远程监控功能实现

2.3.1 HTML设计

远程医疗监控界面主要有监护人登录界面和被监护人生理数据监测界面。其中脉搏和心跳监测HTML页面首行代码

用action=“pluse_heart_monitor.cgi”将表单指向pluse_heart_monitor.cgi处理程序，method=“get”指定获取环境变量的方式为get;程序的最后几行用type=“submit”或type=“reset”指定点击这两个按钮时提交表单;其他生理数据监测页面与此相似。

2.3.2 CGI和SQLite数据库互动设计

CGI与SQLite数据的互动主要包括CGI程序在SQLite数据库上建立生理数据表，插入生理数据;CGI按照表单提交内容对数据表进行增删改查询操作;其主要的控制函数代码如下：

其中getcgidata()实现GET和POST两种方式从网页获取字符串函数;若为””“GET”方式，则通过getenv(“QUERY_STRING”)函数获取字符串函数;若为“POST”方式，首先用atoi(getenv(“CONTENT_LENGTH”))函数获取字符串长度，再利用(char)fgetc(stdin)函数依次获取单个字符。

通过getcgidata()函数从网页获取的字符串中各数据项由‘’符号隔开，getstringdata()函数则是去掉‘’符号，提取有效信息，为select_pluse_spo2()函数对SQLite数据库执行查询操作提供参数。

select_pluse_spo2()函数以getstringdata()函数得到的有效信息为参数，执行打开数据库、查询数据、向网页打印数据操作。部分功能实现代码：

3 参数发送和接受功能的设计

3.1 数据采集模块功能实现

生理数据采集模块，由数据监测模块和无线传感节点ZigBee组成。数据监测模块负责采集数据，ZigBee节点负责接收、解析和传输数据;解析过程根据监测项目调用相应的子程序(如：测血氧、脉搏、体温等);传输数据时终端节点和非终端节点分别调用向串口发送子程序和发射子程序。具体的实现程序流程如下图7所示。

图7 ZigBee节点参数接收和发送流程图

3.2 ARM板上生理数据接收功能实现

在ARM板上首先打开串口，然后配置发短信所需的串口参数，并初始化接收缓冲区，开始循环读串口数据包;当读取到数据，就对数据包进行分析，获取包中隐含的血氧饱和度和脉搏值;并进行健康监测(按照健康生理指标监测)，如果获取的生理数据不正常就会向监护人手机发送短信(包含相应的生理数据和健康状况说明);最后将生理数据包转化为16进制数存入文档。具体的处理流程如下图8所示。

图8 ARM板接收和处理生理数据的流程图

4. 系统功能测试

测试前，需通过开发板上的USB和UART接口，将生理数据接收模块和GSM/GPRS模块连接;通过RJ45接口将开发板接入网络;同时用户根据需要佩戴数据采集模块。完成硬件连接后各模块上电，待系统会自动启动各项服务完成后，进行测试。

以脉搏和血氧浓度为例，测试的登录界面;查询生理数据结果显示，以及手机接收短信如下图所示。

图9 用户登录界面

图10 用户查询生理数据结果显示

图11 手机接收生理监测的生理数据短信

经功能测试表明：

1. 在无线传感网络覆盖范围内，测试者可以携带监测设备，随意走动;系统自动进行生理监测，数据传输和存储。

2. 系统能够智能的分析生理数据并将结果以短信形式发送到测试者手机上，同时能够智能紧急呼叫测试者。

3. 测试者可以使用电脑或手机等其它上网设备，通过浏览器访问Boa服务器，查看存储的生理数据信息。

通过性能测试表明：

测试者穿戴完毕上电后，设备智能工作。测试者可以实时收到生理数据短信提示，同时也可以通过网页快速的访问、修改生理数据。但受传感器信号覆盖范围的影响(据测试，两个传感节点间可传递数据包的间隔距离上限为1.5米)，测试者的自有度有限。同时嵌入式设备存储空间有限，存储在SQLite数据中的数据会每隔一个小时以数据包的形式通过GSM发送给测试者。

总体来说该系统与传统的医疗监测设备相比，具有易携带、低功耗、低成本等优点，在未来的家庭子女远程监护老人和提高人们生活质量方面，有很大的市场前景。但系统仍存在不足，今后的工作主要是户外无线传感网络环境的搭建研究，实现更大范围、更实用的远程医疗监控。