基于国产CPU的嵌入式医疗电子无线网络设计（一）

摘要：传统的医疗电子设备并不具备无线功能，不能实现随时随地的医疗监控。文中提出一个基于IPV6 的用于医疗电子无线网络的路由协议，并基于国产CK610 CPU 和TI 公司的CC2520射频芯片实现了基本无线通信，并在PC 上通过图形界面显示出医疗检验结果。

　　0 引言

　　医疗电子领域中，在嵌入式处理器方面，目前使用最广泛和主流的象ARM.MIPS 都是国外厂商生产的CPU，而国内的具有自主知识产权的CPU 却很少被人注意。

　　此外，随着无线技术的进步和无线设备成本的降低，医疗电子无线化必将是未来发展的趋势。目前已经有一些企业和团体在医疗电子无线化的方向上作出了研究和开发，但是目前的无线医疗电子使用的网络协议基本都是基于IPV4 的，将更加先进的IPV6 网络运用到无线医疗电子是未来发展必须面临的问题。

　　本文主要为医疗电子设计了一个基于IPV6 的网络协议，为实现该协议编写了路由协议程序和射频适配程序，实现了医疗电子的无线功能。

　　1 系统概述

　　主要系统架构如图1 所示： 单个节点由CK610开发板与医疗电子板和CC2520 射频芯片组成，控制器为普通节点与PC 相连接.Linux 用作CK610 的操作系统，CK610 通过操作FPGA IP 核模拟的SPI 来控制CC2520，CC2591 由CC2520 的管脚控制。

　　在整个医疗电子应用的网络系统中，可以有多个节点，但是只有一个控制器。所有节点数据发送的终点是控制器，距离较远的节点可以通过其他节点转发来传输数据。

　　2 网络协议设计

　　为了实现图1 的系统架构，需要为系统设计一个基于IPV6 的网络协议。

　　2. 1 路由算法设计

　　建立和维护无线网络，必须要发送和处理三种形式的数据包，分别是路由请求包。路由广播包和路由汇报包。

　　网络中的每个节点都维护一个路由表，路由表的每项都是与本节点相邻的节点。一个典型节点路由表内容如表1所示。

　　每个节点会对路由表中的每项根据总链路代价进行排序，总链路代价最小的对应的节点会被选为默认路由，只要节点有数据要发送或者转发，都会将数据发往默认路由。

　　总链路代价表示的是这条链路信道的质量，该值越小越好，它是本地链路代价和前驱节点链路代价两者之和。前驱节点链路代价是从本节点定期发送的路由广播包中获取的。如果前驱节点是控制器，那么前驱节点链路代价是0.本地链路代价指的是自身节点同前驱节点之间信道的链路代价，表示的是通信信道质量，该值越小越好。为了计算本地链路代价，必须要维护长期发送数据包总数LT.长期发送数据包成功数LS.近期发送数据包总数ST 和近期发送数据包成功数SS