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文档简介
1、PAGE 题 目 家用健康(jinkng)匣无线LCD显示模块设计 姓 名 学 号 专业(zhuny)班级 指导(zhdo)教师 分 院 完成日期 II摘 要近些年随着医学技术的不断进步和人们饮食生活质量的不断提高使得社会的平均寿命得到大幅提升,但是随之而来的社会老龄化问题也更加(gnji)突出。老龄化导致了糖尿病、高血压等各种慢性疾病病人的数量陡增。基于以上的情况,我们拟针对老年人和慢性病人,研制一套基于S3C2440A开发板WINCE操作系统的生理数据检测及生理数据无线传输系统,拥有完整的生理数据检测,并能在检测后将生理数据经3G网络发送者患者的监护人或医生,从而做到足不出户,起到对用户身
2、体健康的监护。本文(bnwn)介绍基于S3C2440开发板将采集的用户生理参数发送至用户的手机等移动设备。整个系统以S3C2440开发板,通过串口向GSM MODEM发送数据,再经GSM MODEM将数据信息发送至用户。本文的工作主要介绍串口发送及GSM MODEM通信程序的编写。关键词:远程(yunchng)医疗服务;S3C2440A;串口;GSM MODEMAbstractIn recent years, with the development of medical technology and improvement of the quality of peoples diet, so
3、cial life expectancy has improved. However, the social aging problem is more outstanding. Because of aging, the number of patients which have chronic diseases such as diabetes, high blood pressure is increasing quickly. Based on the above situation, we proposed for the elderly and chronic patients t
4、o develop a set of physiological data which based on S3C2440A development board WINCE operating system testing and physiological data wireless transmission system. It has complete physiological data testing, and can send to guardians or doctors the patients physiological data through 3 g network aft
5、er detecting. It can be a health care to the user without leaving home.This article describes based on S3C2440 development board will collect user physiological parameters sent to the users mobile phone and other mobile devices. The whole system to S3C2440 development board, through a serial port to
6、 send data to the GSM MODEM, then through the GSM MODEM to route data information to the user. The work of this paper mainly introduces a serial port to send and GSM MODEM communication program writing.Keywords: remote medical services;S3C2440A;serial port;GSM MODEM 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _
7、Toc13156 摘 要 PAGEREF _Toc13156 I HYPERLINK l _Toc28047 Abstract PAGEREF _Toc28047 II HYPERLINK l _Toc26020 第1章 概述(i sh) PAGEREF _Toc26020 1 HYPERLINK l _Toc22995 1.1 课题的研究(ynji)意义 PAGEREF _Toc22995 1 HYPERLINK l _Toc14190 1.2 国内外研究(ynji)现状分析 PAGEREF _Toc14190 2 HYPERLINK l _Toc16851 1.3 课题的研究目的 PAGE
8、REF _Toc16851 4 HYPERLINK l _Toc1010 1.4 本文工作 PAGEREF _Toc1010 5 HYPERLINK l _Toc30939 第2章 S3C2440A的嵌入式开发平台 PAGEREF _Toc30939 6 HYPERLINK l _Toc2751 2.1 S3C2440A简介 PAGEREF _Toc2751 6 HYPERLINK l _Toc23528 2.1.1 S3C2440A单片机 PAGEREF _Toc23528 6 HYPERLINK l _Toc2526 2.1.2 S3C2440A开发板 PAGEREF _Toc2526 7
9、 HYPERLINK l _Toc14807 2.2 WINCE介绍 PAGEREF _Toc14807 8 HYPERLINK l _Toc25038 2.3 VisualStudio2008介绍 PAGEREF _Toc25038 8 HYPERLINK l _Toc20983 第3章 GSM MODEM PAGEREF _Toc20983 10 HYPERLINK l _Toc23101 3.1 GSM MODEM选型 PAGEREF _Toc23101 10 HYPERLINK l _Toc17495 3.2 AT指令 PAGEREF _Toc17495 11 HYPERLINK l
10、_Toc5558 3.3 GSM MODEM通信 PAGEREF _Toc5558 12 HYPERLINK l _Toc26944 3.3.1 unicode编码 PAGEREF _Toc26944 12 HYPERLINK l _Toc29600 3.3.2 SMS(ShortMassageService) PAGEREF _Toc29600 12 HYPERLINK l _Toc29111 第4章 软件设计 PAGEREF _Toc29111 15 HYPERLINK l _Toc23354 4.1 LCD界面设计 PAGEREF _Toc23354 15 HYPERLINK l _To
11、c267 4.2 GSM MODEM通信程序 PAGEREF _Toc267 16 HYPERLINK l _Toc32635 4.2.1 地址号码处理 PAGEREF _Toc32635 16 HYPERLINK l _Toc12205 4.2.2 短信中心号码处理 PAGEREF _Toc12205 17 HYPERLINK l _Toc27398 4.2.3 短信内容处理 PAGEREF _Toc27398 17 HYPERLINK l _Toc10722 4.2.4 发送内容汇总 PAGEREF _Toc10722 19 HYPERLINK l _Toc23687 4.2.5 发送短信
12、 PAGEREF _Toc23687 19 HYPERLINK l _Toc28958 4.3 实验结果 PAGEREF _Toc28958 19 HYPERLINK l _Toc32567 第5章 总结与展望 PAGEREF _Toc32567 22 HYPERLINK l _Toc15613 5.1 总结 PAGEREF _Toc15613 22 HYPERLINK l _Toc10340 5.2 展望 PAGEREF _Toc10340 22 HYPERLINK l _Toc8502 参考文献 PAGEREF _Toc8502 23 HYPERLINK l _Toc18974 致 谢 P
13、AGEREF _Toc18974 25 概述(i sh)1.1 课题(kt)的研究意义人体健康是一个永恒的课题。科学技术的发展使社会(shhu)的竞争更加激烈,人们的工作和生活节奏更快,相应的压力也越来越大,而人们的健康状况却在不断地下降。这一切都使人们对健康的关注度空前提高,应运而生的是大量人体健康监测的产品在市场上出现。而随着当前社会不断发展,个人医疗的知识广泛普及,人们对于自身健康、安全等方面的关注和要求越来越高。到大型医院集中就诊的方式已经不能完全适合当前的社会形势,不能满足社会大众的医疗需求,人们迫切需要类似于家庭保健或者社区医疗的服务:既能够提供较为丰富的生理信息测量功能,满足人们
14、基本的医疗需求。又能够具有相对低廉的医疗成本1。随着电子科学技术发展和计算机技术在医学的应用日益普及,医疗电子测量仪器种类越来越多,测试的项目和测试的范围也不断地扩大,测试速度和测量精度要求不断地提高,测量技术地不断改进与完善。以微控制电子科学系统为核心,系统的指挥下软件,可以自动、及时和准确的人体生理参数监测任务的智能医疗设备是当前研究的热点。许多疾病是由于缺乏及时、准确的预警和导致不可接受的后果。因此,监测和及时的记录人类基本的生理参数及其变化,正确的诊断和及时的治疗和护理临床提供了第一手资料和依据,具有重要意义。随着社会的发展,人们对医疗保健的需求将继续增长,根据人体基本的生理参数的可负
15、担得起的医疗机械在不久的将来肯定会进入普通百姓的家中,在服务的家庭,成为生活中不可缺少的保健医生。此外,由于我国经济发展的不平衡,使人们在经济不发达地区和偏远地区享受高质量的医疗保健服务,为了使这部分人也可以享受高质量的医疗服务,远程医疗技术也可以是一个很好的尝试。1.2 国内外研究(ynji)现状分析移动健康(m-Health)的概念(ginin)首次以“无线电子医疗(ylio)”1的形式提出。所谓移动健康, 就是把移动计算技术、医学传感器技术和通信技术结合起来用于医疗服务2。 近些年来很多国外学者进行了移动健康领域的研究并取得了重要进展。Lin3介绍了一套以PDA技术和无线网络技术为基础的
16、移动病人监护系统,病人端用一台基于PDA的监护仪来持续采集病人的重要生理信号,包括心率、三导联心电图和血氧饱和度,这些信号通过无线网络实时传输到远程控制中心,远程的医护人员通过手持设备或者控制中心访问病人的历史数据以及现在的生理参数,从而做出相应的处理。这套系统通过了技术评估、临床测试和用户体验调查。Chung4等设计了一套基于CDMA网络的无线医疗监护系统,通过在手机终端运行独立的心电诊断算法,可用于慢性病管理、医院的监护服务、家庭或旅途中的监护。这套系统支持无线传感器采集心电数据并通过无线网络直接将数据发送到远程处理中心,也支持利用手机做心电数据的自动分析和评估,然后再选择性的将结果送往处
17、理中心,这样避免了可能的数据冗余,使得医生的工作量更小。Tay5等提出了一套基于无线体域网络WBAN(Wireless Body Area Network)和PDA技术的远程医疗监护系统,此系统可以通过ECG传感节点和集成的血氧/体温/血压传感节图1-2-1远程医疗监护系统的整体(zhngt)架构点采集这四种生理信号,系统有一套哨兵结果,当哨兵事件(shjin)触发或者接收到远端的发送请求,这些生理传感器立即通过蓝牙接口将关键的生理参数传到病人的PDA设备上,再通过GSM技术发送到远程工作站供医护人员分析使用。Lee6等针对慢性病护理的情况提出了一套基于角色的智能手机(shu j)护理系统并设
18、计了一套报警的机制。系统中的角色包括病人、医生、护士和其他的健康护理提供者,每种角色都持有这样的智能手机,以便不受地域限制与建立在护理中心的服务器进行交互。智能手机采用带有蓝牙功能的商用手机,生理采集信号诸如血压、脉搏、血氧、心电等通过蓝牙设备传 输到智能手机上,手机通过运行识别算法,将一些重要的或者不正常的生理信息上传到服务器上进行存储和分析,或者传输到医生或医护提供者的手机终端上做进一步的处理。这样一来生理采集信号单元只需要负责采集和传输,不涉及信号处理过程,从而使得这些单元可以微型化和节能化。在服务器端包含了一套完善的预警管理机制,当收到紧急信息或者自动识别到紧急信息时启动不同的处理策略
19、。通过在系统设置中根绝每一个不同的病人加入相应的时间间隔,系统可以有序的通知不同的医护工作者,以保证报警的准确性以及提前预警通知的完备性,使得医疗服务质量得到提升。Toh7等也提出了一套基于无线传感网络(WSN)的无线远程生理参数监护系统,为了避免医生端数据冗余多大,造成重要信息被忽略的隐患,在监护系统中加入了决策支持系统,解决数据冗余问题。服务器端接收数据之后根据注入的各种决策体系进行初步诊断,比如设定血压的正常阈值,超过阈值则通过短消息反馈给病人采取一定的措施,如果情况严重则提示尽快来医院检查。Basilakis8等提出了一套用于远程看护的决策支持体系,这套体系在服务器端运行决策机来分析病
20、人日常数据,包括生理参数的监护数据、问卷调查结果、药物服用历史等,然后把诊断结果分为高危险组、中危险组、低危险组三个组别,并通过网页通知病人的看护者。在国内也有很多大学和科研机构开展了关于远程医疗监护系统的研究。吉林大学的李萧义等9设计了一种移动血糖监护系统,系统由多个基于Java手机的血糖检测仪与糖尿病监护中心组成,可实现远程会诊和远程监护。基于MSP430单片机的血糖测试仪通过串口与Java手机连接,不仅完成了检测功能,还可利用手机的短信功能发送检测值和接收专家的诊断。华南理工大学的何彪等10提出一个实时的基于智能手机的远程心电监护系统。智能手机通过蓝牙网络接收从心电图心电图数据监控,自动
21、筛选不同级别的异常数据、异常数据传输到中央服务器通过GPRS网络的医务人员分析,并将结果反馈给病人。该系统能减轻医务人员的工作量,使病人得到实时有效的监护服务。浙江大学的周笑等11、提出基于移动设备的远程医疗监控系统方案,利用通用分组无线业务沟通和加密技术,开发单片机系统。考虑到服务器、网络传输、移动终端和数据采集终端的设计四个部分,实现实时监控,诊断、患者的心电图特征和接收反馈信息在内科病房。介绍了系统的原理,数据采集终端、监控中心软件设计给出和诊断算法。大连理工大学的金建设等12设计了一种基于手机和无线网络的医疗远程监护系统,该系统利用手机作为传感器网络的中心节点,与布置在人体上的传感器节
22、点组成人体域无线传感器网络,来实现病人生理参数数据的采集。同时,手机又作为连接远程无线网络的网关,以及病人获得信息的人机接口。利用该系统,病人可以了解自己病情和接收医疗指导信息,医疗机构可以对病人进行远程监护和紧急救助,病人家属可以对病人的病情状态进行查询。 通过以上(yshng)的文献调研和分析可以看出,目前国内外移动无线远程监护领域非常活跃,有很多技术问题已经被解决,很多成果也逐步应用于实际,不过作为一个新兴的领域,移动健康还面临着很多的问题。1.3 课题(kt)的研究目的本课题的目的就是要研究可以成为服务于大众的便携式远程医疗监控设备。这是实现远程医疗的基础。通过该设备,即使远离医生和医
23、院,客户(k h)也可以通过该设备采集到自己重要的生理参数,包括体温、血氧浓度、心电图,并将采集的数据通过3G网络或者无线网络传达给远方的医生,从而给医生一个提前制定更有效的治疗方案的机会。极大的方便了客户的生活,也给医生更好的诊断方法。远程医疗监护室一种通过对人体生理参数进行远程监测来研究远程被监测对象健康状况的方法。它是实现远程医疗的基础,近年来远程监护技术在世界范围内已经(y jing)成为一个非常重要的研究领域。1.4 本文工作整个设计过程主要分为以下部分:1. GSM MODEM短信通信协议的研究;2.LCD操作界面设计;3.整体功能的调试。本课题选择易于开发的飞凌S3C2440开发
24、板的WINCE系统。本课题的系统框架如图1-4-1所示,用户通过长鲸医疗六参数板采集生理数据,生理数据经串口与S3C2440A通信,用户经LCD操作界面(输入接收短信号码和用户姓名,点击发送短信按钮)即可控制GSM MODEM将生理数据信息发送至指定手机(家人,医生等),从而达到远程医疗监护效果,以便及时发现身体异常,尽早就医。图1-4-11.GSM MODEM短信通信协议的研究(ynji)在发送与接收消息的服务中,短信消息有三种编码的方式,它们分别是Block模式、基于AT指令的PDU模式和基于AT指令的Text模式。最早出现的Block模式现在已经逐渐被PDU模式和Text模式所代替。相比
25、于PDU模式,Text模式编码较简单,使用也方便,但其最大的不足是它不支持中文的收发。相反,PDU编码的方式支持中英文的混合发送与接收,但其中的编码过程较Text模式复杂。由于本课题需要(xyo)发送带中文的短信,故而选择PDU模式。2.LCD操作界面设计(shj)本课题的编译环境为Visual Studio 2008,其强大的工具箱的控件大大方便了操作界面的设计,编程采用VB语言通熟易懂,便于设计的完成。 第2章 S3C2440A的嵌入式开发平台2.1 S3C2440A简介2.1.1 S3C2440A单片机S3C2440A 是三星公司生产的ARM9 微处理器。该芯片是专门为手持设备所提供的一
26、款低功耗、高性能的微处理器,主频 400M,最高 533Mhz。它采用一种被称作AMBA(Advanced Micro controller Bus Architechure) 。S3C2440A是基于其CPU即16/32位ARM920T(ARM920T采用了MMU,AMBA BUS及哈佛Cache 的体系结构(16KB的指令Cache 和16KB 的数据Cache)提供一系列精彩的特性: 对内1.2V 的工作电压,1.8V/2.5V/3.3V 的内存,对外 3.3V I/O 的微处理器,同时带有16KB 指令(zhlng)Cache 和16KB 数据Cahce/MMU。 外部(wib)扩展的
27、内存控制器 带有LCD专用(zhunyng)DMA的LCD控制器。 配有四个DMA通道 配有三个UART 通道 配有两路SPI 通道 配有IIC 总线接口( 支持多master) 配有IIS 音频编码接口 配有AC97编码接口 兼容了SD Host 接口(1.0 版本) 及MMC接口协议(2.11版本) 配有两路USB Host的控制器和一路USB Device的控制器(1.1 版本) 配有四个PWM 定时器和一个内部定时器/ 看门狗定时器 配有八路10-bit AD转换器及触摸屏接口 配有130通用I/O 端口和24个外部中断源 三种电源的控制模式:正常工作模式,低功耗模式,闲置模式和休眠模
28、式 配有片内PLL 时钟发生器 2.1.2 S3C2440A开发板本课题选用飞凌S3C2440A开发板(如图2-1-1):图2-1-1其包含(bohn)强大的硬件资源(如图2-1-2和图2-1-3):硬件资源CPU三星S3C2440A,主频400MHz,可倍频至533MHz内存64M,可根据需要扩展到128MNAND Flash支持大容量NAND Flash,标配256MNOR Flash一片4M NOR Flash串口一个五线异步串口,一个三线串口,一个三线扩展引出网口一个100M网口,采用DM9000AE,带联接和传输指示灯USB接口一个USB11 HOST接口一个USB11 Device
29、接口音频接口一路立体声音频输出接口可接耳机另一路音频输入可接麦克风存储接口一个SD卡接口一个IDE接口可直接挂接硬盘LCD和触摸屏接口集成了4线电阻式触摸屏接口的相关电路3.3V/5V电源供电目前支持3.5寸、5.6寸、5.7寸、8寸等TFT液晶屏时钟源内部实时时钟(带有后备锂电池接口复位电路一个复位按键;采用专用复位芯片进行复位,稳定可靠调试下载接口一个20芯MultiICE标准JTAG接口配有一块儿下载调试板,支持WIGGLER调试及JTAG下载电源接口5V电源供电,带电源开关和指示灯图2-1-2图2-1-3开发板支持Linux和WINCE操作系统,用户可以根据需要(xyo)自行选择启动系
30、统。2.2 WINCE介绍(jisho)Windows CE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础,它是一个开放(kifng)的、可升级的32位嵌入式操作系统,是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统。 WindowsCE的条形码扫描设备和数据终端集成,计算机设备具有电池终端脱机操作。通过实时采集,自动存储,实时显示,实时反馈,自动处理,自动传输等功能。内容的真实性,有效性,及时性现场数据,可用性提供了保证。它有一个,流动性,体积小,重量轻,高性能,并适于手持式等。2.3 VisualStudio2008介绍本设计选择的编译环境为微软推出的开发环境Visual Studio,Visual Studi
31、o 可用来创建Windows平台下的Windows应用程序及网络应用程序,也可用来创建网络服务、智能设备的应用程序和Office插件等。Visual Studio 2008在以下(yxi)三个方面为开发者提供了关键的改进:快速(kui s)应用程序开发。高效(o xio)团队协作。突破性用户体验。Visual Studio 2008提供了高级的开发工具、调试功能、数据库功能及创新功能,帮助用户在各种平台上快速地创建当前最先进应用程序。Visual Studio 2008包括了各种增强的功能,例如可视化设计器、对于Web开发工具的大量改善,以及能够加速地开发和处理。所有数据类型的语言增强功能。V
32、isual Studio 2008为开发者提供所有相关的工具及框架支持,帮助开发者创建引人注目的并且支持AJAX的Web应用程序。开发者能够利用这些服务器端框架和丰富的客户端轻松构建以用户为中心的Web应用程序,这些应用程序可集成任何后端数据提供的程序、在任何当前的浏览器内运行并且完全访问ASP.NET应用程序服务及Microsoft平台。第3章 GSM MODEMGSM Modem是一种(y zhn)使用移动(ydng)通讯系统的调制解调器。GSM Modem就像一部手机一样经SIM卡注册到运营商,当GSM Modem连接(linji)到电脑上或操作系统时,可以通过它与移动网络进行通讯,用户
33、还能可以通过它来接收和发送彩信及短信。3.1 GSM MODEM选型本设计选用华为GTM900C模块(图3-1-1和3-1-2是华为公司开发研制的GTM900C模块)。指示灯电源接口RS232图3-1-1 GTM900C模块PCB TOPSIM卡槽天线图3-1-2 GTM900C 模块(m kui) PCB BOTTOM华为GTM900C是一款双频900/1800MHZ高度(god)集成GSM/ HYPERLINK /pdlistone/products/7735514.html GPRS模块(m kui),是GTM900B的升级版。内嵌有TCP/IP协议模块,使用简单,易于操作,使用它的用户
34、可以在较短的时间花费较少成本开发出新颖的产品。在远程监控和无线通话话和无线POS终端等领域用户都能看到GTM900C无线模块的作用,GTM900C软件和硬件兼容GTM900B、TC35i及MC39i,使用TC35i或MC39i的用户不需要作任何更改就可以使用,从而降低设计成本。3.2 AT指令控制GSMMODEM普遍采用AT指令,AT即Attention的简称,早在90年代初期,AT仅用于MODEM操作,后来,由移动电话生产厂商共同为GSM开发了一套完整的AT指令集,并在此基础上进一步发展加入GSM07.05标准以及现在的GSM07.07协议标准,其中就包括对SMS功能的控制指令。SMS中常用
35、的AT指令见表3-2-1:命令说明AT+CSCA设置短消息服务中心AT+IPR设置通信波特率AT+CSMS选择短消息服务AT+CMGF设置短消息内容格式 0:PDU 1:TEXTAT+CMGS发送信息命令AT+CMGR读取短消息AT+CMGD删除短消息AT+CSAS设置消息存储类型AT+XXXX=?测试命令,系统列出可能选项AT+XXXX?系统列出当前设置表3-2-1 常用的AT指令AT指令格式绝大多是以“AT+XXXX=X”的格式使用,其中“XXXX”表示令Modem执行某一个动作的指令,X则表示“XXXX”这个动作的可选项。比如要设置一条短消息的编码格式为PDU模式:从表3-2-1中可以知
36、道,指令为“AT+CMGF=0”CMGF代表格式设定,“0”代表格式设置成PDU模式。3.3 GSM MODEM通信(tng xn)3.3.1 unicode编码(bin m) HYPERLINK /view/40801.htm Unicode( HYPERLINK /view/3688170.htm 统一(tngy)码、万国码、单一码)是一种在 HYPERLINK /view/3314.htm 计算机上使用的 HYPERLINK /view/1204863.htm 字符编码。Unicode 是为了解决传统的 HYPERLINK /view/1204863.htm 字符编码方案的局限而产生的,
37、它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的 HYPERLINK /view/18536.htm 二进制编码,以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。其中中文范围为中文范围 4E00-9FBF。3.3.2 SMS(ShortMassageService)在发送与接收消息的服务中,短信消息有三种编码的方式,它们分别是Block模式、基于AT指令的PDU模式和基于AT指令的Text模式。最早出现的Block模式现在已经逐渐被PDU模式和Text模式所代替。相比于PDU模式,Text模式编码较简单,使用也方便,但其最大的不足是它不支持中文的收发。相反,PDU编码的方式支持中英文的混合发送与接收
38、,但其中的编码过程较Text模式复杂。下面是对Text与PDU两种编码方式的解析。TEXT模式:Text模式相对简单,不需要做中介转换,在初始化MODEM以后,只需要将要发送的短消息内容的ASC字符发送即可。例如:要发送“A healthy body!”的生理信息到用户手要向modem输入的AT指令为:1)选择短消息服务:AT+CSMSr2)选择短消息的编码方式:AT+CMGF=1r3)短消息目标地址:AT+CMGS=4)发送短消息:”A healthy body!”rPDU模式:前面(qin mian)已经介绍过,PDU(ProtocolD
39、ataUnit)的编码方式可以中英文混合发送,但是比较繁琐,它的编码过程需要经过信息的奇偶对调(dudio),涉及到的要素比较多。PDU编码方式的基本格式可分成以下13项:A:短信息中心地址长度(chngd),2位十六进制数(1字节)。B:短信息中心号码类型,2位十六进制数。C:短信息中心号码,B+C的长度将由A中的数据决定。D:文件头字节,2位十六进制数。E:信息类型,2位十六进制数。F:被叫号码长度,2位十六进制数。G:被叫号码类型,2位十六进制数,取值同B。H:被叫号码,长度由F中的数据决定。I:协议标识,2位十六进制数。J:数据编码方案,2位十六进制数。K:有效期,2位十六进制数。L:
40、用户数据长度,2位十六进制数。M:用户数据,其长度由L中的数据决定。J中设定采用UCS2编码,这里是中英文的Unicode字符。以发送中文字符“身体健康!”到+8618758363503为例,对PDU编码方式在系统中的具体应用流程进行剖析:一、短消息中心地址处理宁波移动的短信息中心号码为+8613800574500,处理过程如下:1)去掉加号,看是否为偶数个数字,否则在号码后面加F中心号变为: 8613800574500F2)将中心号奇偶位对调,并在前面加国际化字符“91”中心号变为:91683108504705F03)将中心号的字节长度格式化为十六进制数,置于首位中心号最终为:0891683
41、108504705F0二、地址号码处理在本例中的地址号码为“+8618758363503”1)去加号(ji ho),看是否为偶数个数字,否则在号码后面加F地址(dzh)号变为:8618758363503F2)地址(dzh)号奇偶位对调地址号最终为:688157383605F3三、短信息内容处理1)将信息内容转换为Unicode:身8EAB体4F53健5056 康5EB7!FF01十六进制表示短信内容为:8EAB4F5350565EB7FF012)十六进制表示短信内容奇偶位对调:E8BAF4350565E57BFF103)用两位十六进制数表示其长度置首位短消息内容编码后为:0AE8BAF4350
42、565E57BFF10四、组合处理后的信息根据上面所介绍的PDU编码格式组合信息(为方便阅读,每对应一项留空格)0891683108504705F011000D91688157383605F30008000A E8BAF4350565E57BFF10即为发送“身体健康!”四个汉字字符的全部代码。为方便记忆,可以概括编码后的代码为:处理后的中心地址+11000D91+处理后的目标地址+000800+处理后的短信息内容。在本次设计的无线医疗系统中,由于需要用短信发送含中文的短信内容,所以决定采用PDU模式。第4章 软件设计程序设计主要根据硬件的各种选择及课题要求而编写的。主要分为2个模块:LCD界
43、面设计和GSM MODEM通信程序编写。主程序主要是程序的初始化,以及各个串口的初始化。如图 4-1所示,系统初始化是将几个寄存器和存储单元中存储的数据恢复到初始条件,并初始化串口,程序在运行过程中不会再调用初始化。程序开始运行后,首先调用的是显示子程序,显示界面如图4-2所示,在text1和text2中分别输入接收短信电话号码(din hu ho m)和用户姓名,然后按下“发送(f sn)短信”启动短信发送。本设计可反复向不同(b tn)接收端发送相对应的生理数据短息。text2text1 图4-1图4-24.1 LCD界面设计基于Visual Studio 2008的LCD界面设计相对简单
44、,即调用Visual Studio 2008中的工具箱的控件进行绘图即可(工具箱控件选项如图4-1-1所示,界面设计如图4-1-2所示)。图4-1-2中“发送短信”按钮的作用为:启动向GSM MODEM发送AT指令,收信人号码,短信中心号码和短信内容。text1的作用:记录接收短信号码。text2的作用:记录用户姓名。text2text1 图4-1-1 图4-1-24.2 GSM MODEM通信(tng xn)程序GSM MODEM通信程序为根据第3章中介绍的AT指令及PDU模式对应通信要求编写(binxi)而成,主要步骤如下:4.2.1 地址号码(hom)处理程序为提取接收短信号码的提取(其
45、中TextBox10指图4-1-2中text1),并根据协议进行号码前加“86”(国家代码,86代表中国),尾部加“F”(如果号码长度为奇数,需要在尾部加“F”,如果为偶数,则不做改变),然后进行奇偶位互换操作。 phoneno_temp = 86 & Trim(TextBox10.Text) If (Len(phoneno_temp) Mod 2 = 1) Then phoneno_temp = phoneno_temp & F For i = 1 To Len(phoneno_temp) Step 2 phoneno = phoneno & Mid(phoneno_temp, i + 1,
46、 1) & Mid(phoneno_temp, i, 1) Next i End If4.2.2 短信中心(zhngxn)号码处理宁波移动短信中心(zhngxn)号码为8613800574500,在尾部(wi b)加“F”(如果号码长度为奇数,需要在尾部加“F”,如果为偶数,则不做改变),然后进行奇偶位互换操作。与地址号码处理不同的是,短信中心号码处理需要在奇偶位互换后在头部添加“0891”(08(16进制)代表“91683108504705F0”长度的1/2,91为国际化字符)。 smscenter_temp = 8613800574500 If (Len(smscenter_temp) M
47、od 2 = 1) Then smscenter_temp = smscenter_temp & F For i = 1 To Len(smscenter_temp) Step 2 smscenter = smscenter & Mid(smscenter_temp, i + 1, 1) & Mid(smscenter_temp, i, 1) Next i End If smscenter = 0891 & smscenter4.2.3 短信内容处理本程序为从TextBox11(指图4-1-2中text2)读取数据转换为16进制unicode,而后进行奇偶位互换操作暂存smscontent0。
48、根据同样的操作,读出心率,呼吸率,体温,血氧,脉搏,血糖,收缩压和舒张压分别暂存(smscontent1 smscontent8)。Dim bytes0() As Byte = System.Text.Encoding.Unicode.GetBytes(Trim(TextBox11.Text) For i = LBound(bytes0) To UBound(bytes0) Step 2 If bytes0(i) 16 Then hex_string1 = 0 & Hex(bytes0(i) Else hex_string1 = Hex(bytes0(i) End If If bytes0(i
49、 + 1) 16 Then hex_string2 = 0 & Hex(bytes0(i + 1) Else hex_string2 = Hex(bytes0(i + 1) End If smscontent0 = smscontent0 & hex_string2 & hex_string1 Next 以下(yxi)程序将所有需要发送的信息集合在一起:即smscontent=尊敬(znjng)的smscontent0,您的生理(shngl)参数为:心率:smscontent1;呼吸率:smscontent2;体温:smscontent3;血氧:smscontent4;脉搏:smsconten
50、t5;血糖:smscontent6;收缩压:smscontent7;舒张压:smscontent8。(若smscontent0=“Jim”,smscontent1=60,smscontent2=17,smscontent3=37.0,smscontent4=97,smscontent5=74,smscontent6=4.0,smscontent7=085,smscontent8=111,则短信内容为“尊敬的Jim,您的生理参数为:心率:60;呼吸率:17;体温:37.0;血氧:97;脉搏:74;血糖:4.0;收缩压:085;舒张压:111。”) smscontent = 5C0A656C768
51、4 & smscontent0 & 002C60A87684751F740653C265704E3AFF1A5FC37387FF1A & smscontent1 & FF1B547C54387387FF1A & smscontent2 & FF1B4F536E29FF1A & smscontent3 & FF1B88406C27FF1A & smscontent4 & FF1B8109640FFF1A & smscontent5 & FF1B88407CD6FF1A & smscontent6 & FF1B82125F20538BFF1A & smscontent7 & FF1B65367F2
52、9538BFF1A & smscontent8 & 3002以下程序为计算短信内容长度的1/2,并以16进制格式置于短信内容前端。If (Len(smscontent) / 2) 16 Then hex_string3 = 0 & Hex(Len(smscontent) / 2) Else hex_string3 = Hex(Len(smscontent) / 2) End If smscontent = hex_string3 & smscontent4.2.4 发送(f sn)内容汇总 将发送(f sn)总内容(“11000D91”为固定(gdng)格式,phoneno为地址号码,“000
53、800”为固定格式,smscontent为短信内容)汇总,并计算发送内容长度的1/2。 phoneno = 11000D91 & phoneno & 000800 & smscontent phone_counter = Len(phoneno) / 24.2.5 发送短信系统通过串口向GSM MODEM发送AT指令及短信内容。其中AT+CMGF=0为选择PDU模式,AT+CMGS= & acss为发送内容的长度,SerialPort3.Write(smscenter & phoneno & Chr(26)为发送总内容。 SerialPort3.Write(AT+CMGF=0 & vbCr)
54、System.Threading.Thread.Sleep(200) acss = acss & phone_counter acss = Trim(acss) SerialPort3.Write(AT+CMGS= & acss & vbCr) System.Threading.Thread.Sleep(200) SerialPort3.Write(smscenter & phoneno & Chr(26) 4.3 实验(shyn)结果实验装置(zhungzh)如图4-3-1所示,其中包括7寸LCD屏幕,飞凌S3C2440A开发板,GSM MODEM和接收短信手机。图4-3-1启动(qdng)
55、开发板并运行程序,在号码Text输入接收号码在用户姓名Text输入“Hu”,点击“发送短信”按钮发送信息(界面如图4-3-2所示)。 图4-3-2运行结果如图4-3-3所示。图中左侧为实时采集的生理数据(血糖模块未采集),右侧为手机端接收到的生理数据信息,其内容为:尊敬的Hu,您的生理参数为:心率:60;呼吸率:19;体温:23.8;血氧:98;脉搏:78;血糖:;收缩压:076;舒张压:114。本课题实验结果,较完整地完成了课题设计要求,能为用户提供生理数据的远程传输及监控功能。 图4-3-3第5章 总结(zngji)与展望5.1 总结(zngji)从去年寒假开始着
56、手做这个课题,已历时(l sh)一个学期。在这段时间里,本人积极收集、整理资料。通过了解远程医疗监控系统的发展过程,让我明白了医疗监控系统在我们日常生活的必要性,这是一个很有意义的课题,值得我们研究。在导师的指导下,通过对课题的要完成的任务分析,我们最终选择了飞凌S3C2440开发板,基于其Wince操作系统进行项目的研究和开发。通过对市场上各类GSM MODEM模块的了解和学习,我们最终选择了市场认可度较高的华为GTM900C模块实现无线短信通信功能。在本次设计中,我完成了VB入门级自学,学会了使用Visual Studio 2008进行软件开发,其强大的界面设计功能让我能在以后的工作中有更
57、多的选择。我在导师和学长的帮助下,从对课题的一无所知,到逐渐完成各个小任务的完成,我在一步一步成长。我认为,本人的课题研究成果,虽然完成了课题基本要求,但在许多方面有待改善:1.设计的操作界面不够美观及人性化。2.短信发送成功与否没有反馈,用户体验不佳。本课题是我大学中唯一独立完成的,这大大增加了我的实践动手能力,增加了理论知识和实际问题相结合,提高了我对嵌入式的进一步认识,更有利于我以后更好地学习工作。5.2 展望本课题的研究虽然就此告一段落,但人们对于远程医疗系统的探索远未结束,我相信在不久的将来,远程医疗服务将会深入人们的日常生活,带来诸多便利,时刻监控人们的健康。参考文献1P. Tol
58、edo, S. Jimenez, F. Pozo, J. Roca, A. Alonso, and C. Hernandez,“Telemedicine experience for chronic care in COPD,” IEEE Trans. Inf. Technol. Biomed., vol. 10, no. 3, pp. 567573, 2006.2D.C.Alverson, B. Holtz, J. DIorio, M. DeVany, S. Simmons, R.K. Poropatich, “One Size Doesnt Fit All: Bringing Telehealth Services to Special Populations”, Telemedecine and E-Health, vol. 14, No.9, pp. 957963, 2008.3TREMPER K K. Pulse oximetry J. CHEST Journal, 1989, 95(4): 713-5.4张彬. 基于脉搏波的血氧饱和度检测算法的研究 D; 北京交通大学(dxu), 2009.5罗剑, 雷勇, 涂国疆, et al. 便携式多参数监护仪的研制与开发脉搏血氧测量仪 J. 现代电子技术, 2008, 31(13): 25-8.6
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