摘 要： 提出了一種以S3C2440處理器和嵌入式操作系統Linux為基礎的遠程心電監測系統，介紹了系統實現方法和軟硬件設計。該系統能夠對心電信號進行實時采集處理和顯示，而且可以通過GPRS無線傳輸模塊將處理好的心電數據發送到遠程計算機，適用于醫院、康復中心和戶外監護，幫助醫生診斷病人病情。
關鍵詞： 遠程心電監測；S3C2440；Linux；GPRS

心電圖是診斷心臟疾病的重要工具之一，傳統的心電儀雖能有效地監測心電、降低心臟病患者的死亡率，但不能對患者進行長時間的實時監護，且存在體積大、功耗高、攜帶不便等缺點。本文設計了一種結構簡單、性能穩定可靠的便攜式遠程心電監測儀，能夠在家庭、戶外等場所對心電進行實時監測，具有十分廣泛的應用前景。
1 系統概述
遠程心電監測系統由心電采集電路、控制芯片、顯示模塊、射頻模塊、無線通信網絡、醫院監護中心的計算機組成[1-2]，系統框圖如圖1所示。

本文設計的心電監護終端主要用來完成對病人心電信號的采集、處理、顯示并將監測數據通過GPRS無線網絡傳輸到醫院監護中心的遠程計算機上，實現對病人的遠程監測。醫生根據傳輸回來的數據進行診斷并及時對病人提供診斷結果。
2 系統硬件設計
為了實現體積小、處理速度快、滿足嵌入式系統Linux對硬件要求的心電監測終端，該系統采用三星公司生產的S3C2440單片機作為微處理器。該單片機為32 bit RISC微處理器，具有低價格、低功耗、體積小、精簡指令集、高性能、驅動能力強等優點。而且S3C2440片內資源十分豐富，片內含有A/D轉換通道，從而可以省去專門的A/D芯片，因此簡化了外圍電路，為電路設計節省了空間，滿足設計要求。
2.1 心電采集電路設計
心電信號的采集電路是該系統的重要環節之一，其功能主要包括前置放大、50 Hz陷波、高通濾波、低通濾波和后級放大，其電路結構如圖2所示。因為體表ECG信號一般在0.05 mV～5 mV之間，信號非常微弱，并且易受到肌電、呼吸、電磁等干擾。所以采用高輸入阻抗、高共模抑制比的差分放大電路進行前置放大，以增大輸入阻抗、減少共模信號干擾。50 Hz陷波電路的作用是濾除50 Hz工頻對心電信號的干擾。前置放大電路與50 Hz陷波電路如圖3所示(放大器型號為TLC2254CD)。帶通濾波電路主要由高通濾波器和低通濾波器組成，通頻帶為0.5 Hz~100 Hz，用于濾除心電頻率范圍以外的干擾信號。后級放大器將ECG信號進一步放大100倍左右(0 V~3.3 V之間)后，將采集信號輸入到控制芯片S3C2440的A/D轉換模塊中。

2.2 GPRS模塊的外圍接口電路
控制芯片S3C2440通過控制GPRS模塊實現心電數據的無線傳輸，通過串口對GPRS模塊發送控制指令，使其完成對心電數據的無線傳輸。GPRS模塊的功能：實現與S3C2440之間的數據交換和通過GPRS無線網絡與醫院監護中心的遠程計算機進行數據交換。GPRS模塊選擇索尼愛立信公司生產的GM47。GM47具有性價比高、使用簡便、模塊內嵌TCP/IP協議棧、有很好的技術支持等優點。GM47串口采用2.75 V的CMOS電平，而S3C2440串口是TTL電平，因此兩者互相連接時需要電平轉換。GM47的外圍接口電路如圖4所示。

3 系統軟件設計

遠程心電監測系統的軟件包括系統軟件和應用軟件兩大部分。系統軟件主要由系統啟動代碼Bootloader、Linux操作系統內核、yaffs2根文件系統和ADC、GPRS的驅動程序組成。應用軟件主要由心電數據采集、數據處理、數據存儲、LCD顯示和GPRS數據發送5部分組成，應用軟件流程圖如圖5所示。
磁芯電感 系統軟件的組建過程：
(1)制作Bootloader、Linux內核和文件系統。其中，Linux內核中要添加ADC和GPRS的驅動文件，并在.config文件中進行相應的配置,最后make生成Linux內核；向Nand Flash中依次燒寫制作好的Bootloader、Linux內核和文件系統[3]。
(2)移植Web服務器Boa。通過修改boa.conf文件，設定默認網頁名稱和網頁文件、cgi-bin文件的存放路徑。通過修改rcS文件，使Linux啟動后自動設置IP地址并啟動Boa服務器。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠