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　　摘要：為了設計一種智能*方便患者隨時檢測，硬件部分采用NXP公司LPC3250微處理器、壓力傳感器XFGN-6025KPGSR和濾波器MAX267等，軟件部分采用U-boot，ARMLinux，SQLite和Qt等。創(chuàng)新地采用3．5寸觸摸屏顯示和控制，并帶語音播報；采用SQLite嵌入式數據庫，為每一個用戶分別進行數據記錄、管理和分析；通過WiFi可隨時將測量數據傳輸至醫(yī)院。實際應用表明，該系統(tǒng)體積小，功耗低，智能化，檢測速度快，實現(xiàn)了個人一儀器一醫(yī)療機構一體化的健康檢測網絡，很適合家庭用戶，特別是老年人的使用。
　　
　　近年來，由于社會經濟的快速發(fā)展和人們生活方式的變化，我國的心血管病發(fā)病率及相關危險因素均有增長的趨勢，大家對自己的健康也越來越關心。*是利用現(xiàn)代電子技術與血壓間接測量原理進行血壓測量的醫(yī)療設備，是家用醫(yī)療器械的智能化體現(xiàn)。過去人們測量血壓必須到醫(yī)院才行，而今只要擁有了家用*，坐在家里便可隨時監(jiān)測血壓的變化。
　　
　　1、系統(tǒng)工作原理
　　
　　血壓指血管內的血液對于單位面積血管壁的側壓力，即壓強。正常的心臟是一個強有力的肌肉器官，它日夜不停地、有節(jié)律地一張一縮，使血液在循環(huán)器官內流動。血液在血管內流動時，無論心臟收縮或舒張，都對血管壁產生一定的壓力。血壓有兩種，一是收縮壓，它指在心室收縮時，主動脈壓急劇升高，在收縮期的中期達到zui高值，這時的動脈血壓值稱為收縮壓，也稱為“高壓”；另一是舒張壓，它指在心室舒張時，主動脈壓下降，在心舒末期動脈血壓的zui低值稱為舒張壓，也稱為“低壓”。
　　
　　該多功能*，采用示波法進行測量，其原理是通過測量血液流動時對血管壁產生的振動，在袖帶放氣過程中，只要袖帶內壓強與血管壓強相同，則振動zui強。其優(yōu)點為：使用簡易，可一人獨自操作，測量值便于記錄，體積輕巧便于攜帶。
　　
　　2、硬件設計
　　
　　2．1系統(tǒng)總體結構
　　
　　該多功能*系統(tǒng)的總體結構框圖如圖1所示，主要包括LPC3250主控模塊、電源及復位模塊、檢測模塊、LCD觸摸屏模塊、WiFi模塊、語音模塊和USB模塊等6大模塊。　　
　　2．2主控LPC3250
　　
　　主控采用NXP新推出的高度集成LPC3250微處理器，具有高性能、高集成度、低功耗等的特點，非常適合本方案的設計要求。它采用90nm工藝和功能強大的ARM926EJ-S內核，主頻高達208MHz，具有全系列標準外設。其中包括帶DMA控制器的24位LCD控制器，可支持STN和TFT面板；三通道10位400kHzA／D轉換器，帶觸摸屏接口；內部集成高達11個PWM通道；USBOTG接口，能全速連接主機和器件；一個支持DDR和SDRSDRAM，SRAM，F(xiàn)LASH和靜態(tài)器件的外部存儲控制器。充分滿足了本設計的需要，外部只需加入很少芯片就可實現(xiàn)系統(tǒng)功能，并可
　　
　　使整個系統(tǒng)體積減小、功耗降低、穩(wěn)定性增加和成本得到控制。
　　
　　2．3壓力傳感器XFGN-6025KPGSR
　　
　　該設計采用日本Fujikura公司生產的新一代壓力傳感器XFGN-6025KPGSR，它的重量只有0．35g，主要用于便攜式*，采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龍塑料封裝，內部含有放大、溫度補償及預校正失調電壓和量程，從而提高了測量的精度、穩(wěn)定性，也省去了放大電路。它直接將血壓轉換為0～4．5V的電信號，對應的血壓值為0～25kPa，即0～187．5mmHg，與*的設計要求非常匹配。
　　
　　2．4濾波器MAX267
　　
　　所測得的模擬信號還要經過濾波，然后進行A／D轉換。其中濾波用于濾掉信號中的直流成分、電源及皮膚與袖帶摩擦的高頻噪聲和工頻干擾等。該設計采用Maxim公司的MAX267，它是Maxim眾多開關電容濾波器（SCF）芯片中較簡潔的一種。內部包含2個已經固定成帶通型，并且使用相同的Q參數和頻率變換比例的二階SCF和一個運放。通過選擇適當的反饋電阻和Q參數，能夠組成不同波紋率的Butterworth或Chebyshev濾波器。這樣大大減少了外圍電路，且使用靈活，性能遠遠優(yōu)于采用集成運放組成的濾波電路，非常適合于本設計。
　　
　　3、軟件設計
　　
　　3．1程序流程
　　
　　軟件部分是系統(tǒng)有效工作的核心，其程序流程如圖2所示。系統(tǒng)啟動后，由U-boot引導啟動嵌入式Linux，初始化相關硬件和程序并進入主菜單。其中數據查詢，可在LCD上查看以往測量結果，并由機器進行簡單的健康情況分析；網絡服務，可手動將測得的結果通過WiFi傳送至醫(yī)院，并與醫(yī)生進行簡單的對話；開始檢測，*進入檢測模式；系統(tǒng)設置，可對系統(tǒng)時間、網絡參數等進行設置，并可對系統(tǒng)固件進行升級；個人信息，可輸入自己的身高、體重、性別和年齡等信息，方便系統(tǒng)對每個人的測量數據進行分別管理和有針對性的健康情況分析。　　
　　3．2*檢測模式流程
　　
　　當測量血壓時，微處理器PWM輸出控制氣泵充氣，先充氣至壓力傳感器的zui大額定值25kPa，即187．5mmHg，再慢慢以每秒下降約3mmHg的速度勻速放氣，調整袖帶內氣壓，實現(xiàn)自動測量血壓。一路A／D采樣袖帶內氣壓直流分量，以便取得收縮壓和舒張壓，即高壓和低壓，并對心跳周期取平均計算心率；另一路A／D采樣袖帶內氣壓交流分量，經分析計算后確定收縮壓和舒張壓的瞬態(tài)時間位置，接收血壓脈沖信號，觸發(fā)ADC工作，計算出收縮壓和舒張壓的結果。心率、*算流程圖如圖3所示。　　
　　3．3數據庫系統(tǒng)的設計
　　
　　該設計的數據管理采用SQLite嵌入式數據庫，它是2000年由D．RichardHipp開發(fā)出來的一種中小型嵌入式數據庫，可以較為方便地運用于嵌入式系統(tǒng)中，它的源代碼*開放，可以免費用于任何用途，包括商業(yè)目的；它提供了對SQL92的大多數支持，如支持多表、索引、事務、視圖、觸發(fā)和一系列的用戶接口及驅動，簡單易用，速度也很快，同時提供了豐富的數據庫接口。經過對需求的分析和優(yōu)化，可設計出數據庫系統(tǒng)的E-R圖如圖4所示。其全面準確地反應了用戶的功能需求，可使實體類型的個數和所含屬性的個數少，實體類型間無冗余。
　　
　　3．4系統(tǒng)的界面設計
　　
　　在系統(tǒng)界面中，通過觸摸屏發(fā)出各項命令，再通過數據庫的連接由圖形界面顯示。該設計的應用程序窗口界面采用Qt編寫實現(xiàn)，它是一個跨平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架，*面向對象，很容易擴展，并且允許真正的組件編程，被廣泛地應用于各種嵌入式產品中。圖5是采用輕量級跨平臺集成開發(fā)環(huán)境Qtcreator所設計的界面。開機啟動后，首*入如圖5（a）所示的主菜單，輕觸開始檢測，系統(tǒng)進入如圖5（b）所示的檢測菜單，顯示測得數據?？紤]到老年人視力不佳，本界面的字體都已放大。　　
　　4、結語
　　
　　隨著生活水平和城市老齡化比例的不斷提高，醫(yī)療電子設備的家庭化、智能化逐漸成為趨勢。本文給出了完整的智能*設計方案，區(qū)別于傳統(tǒng)只有單一檢測功能的產品，具有三大創(chuàng)新點：大屏幕顯示和控制；采用嵌入式數據庫SQLite進行數據管理；通過網絡與醫(yī)院連接。實際應用表明，該系統(tǒng)體積小，功耗低，智能化，檢測速度快，實現(xiàn)了個人一儀器一醫(yī)療機構一體化的健康檢測網絡，很適合家庭用戶，特別是老年人的使用。如果該方案能廣泛推廣和應用，會產生不可估量的經濟效益和社會效益。