基于单片机和FPGA的远程医疗监控系统

　　利用GPRS/GSM技术进行无线通信，使传统的串口通讯扩展为GPRS/GSM无线网络通讯，可以实时的把采集到的数据发送到上位机，实现数据的及时交换及串口设备的快速无线联网。

　　2.设计方案

　　（1） 医院监控网络体系方案

　　医院监护系统由有线网络（局域网）和无线网络两部分组成，如图4.1所示。患者身上佩戴的采集终端，将采集到的生理信息数据（体温、脉搏、血压、心率）发送到AP （Access Point ）。AP通过医院的局域网，将数据转发到上位监控机上，由上位监控机对数据进行分析和处理。

　　AP上电后立即尝试连接局域网上的服务器，服务器的IP和端口号以及AP的网络配置都写在配置文件中，用户可以手动修改，连接成功后进入就绪状态。

　　如果有携带移动监护设备的患者进入AP的覆盖区域移动监护设备将会查询到AP并与之建立ACL链路，AP接受连接将会进行主从切换，保证AP作为传感器网络的主单元可以继续被其他移动监护设备发现和建链。之后移动监护设备和AP之间进行SDP ， L2CAP， RFCOMM连接。AP向服务器报告有移动监护设备进入该区域，此后AP将透明地转发AP和移动监护设备之间的双向数据。主机可以通过AP和移动监护设备的串口替代功能完成控制、数据采集的功能。当患者离开此AP的覆盖范围后，链路中断，AP向服务器报告移动监护设备离开该区域，同时患者携带的移动监护设备开始搜索新的 AP。医护人员根据移动监护设备与哪一个AP相连可以获知患者在整个病区内的活动情况。其设计结构如图1所示。

　　
图1 医院无线监控系统结构

　　（2） 家庭监护网络体系方案

　　远程家庭监控网络体系结构如图2所示。

　　
图2 家庭无线监控系统结构

　　无线系统主要由各个传感器节点（脉搏、体温、血压、心率等传感器节点）、若干个具有路由功能的无线节点和中心网络协调器（监护基站设备）组成。监护基站设备连接无线网络与以太网，是家庭无线网络的核心部分，负责传感器网络节点和设备节点的管理。各项体征数据经过家庭网关传输到远程监护服务器。远程监护服务器负责脉搏生理数据的实时采集、显示和保存。医院监护中心和医生可以登录监护服务器查看被监护者的生理信息，也可以远程控制家庭无线网络中的传感器和设备，从而在被监护病人出现异常时，能及时检测到并采取抢救措施。被监护者的亲属等也可以登录监护服务器随时了解被监护者的健康状况。

　　五、设计流程

　　1.传感器单元的设计

　　传感器节点主要功能为采集人体体征信息（包括体温、脉搏、血压、心率），其节点主要包括5部分：中央处理器模块（51单片机）、无线数据通信模块（GPRS/GSM）、传感器、A/D转换及相关调理电路、电源模块。节点框图和处理器单元如图3所示。

　　
图3 监