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        基于J2ME的脈搏波測量系統(tǒng)設(shè)計

        作者: 時間:2012-02-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        Sout為經(jīng)過采集和放大電路輸出的脈搏信號,輸入到C8051F330的P1.7進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,C8051F330與HC05的UART口對接,將采樣和濾波以后的信號傳輸給藍(lán)牙模塊。開關(guān)S1用于藍(lán)牙模塊復(fù)位,二極管D2用于顯示藍(lán)牙模塊狀態(tài)。當(dāng)沒有數(shù)據(jù)傳輸時D2熄滅,當(dāng)有數(shù)據(jù)傳輸時D2閃爍。電路如圖3所示。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/194486.htm

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        3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        整體系統(tǒng)軟件設(shè)計包括單片機(jī)端的輸入信號采樣濾波和藍(lán)牙程序、手機(jī)端的藍(lán)牙客戶端程序設(shè)計兩大部分。
        3.1 單片機(jī)端濾波設(shè)計
        由于人體呼吸、電極移動會產(chǎn)生脈搏信號中的基線漂移干擾,頻率較低,一般在0.7 Hz以下,屬于低頻干擾,為了獲取較好的效果必須盡量消除其影響。人體信號為準(zhǔn)周期的時間序列,在不同周期的同一相位,其的幅值近似不變。如果局部在某一時刻發(fā)生突變,則這一時刻其幅度必不等于其臨近脈搏波同一相位幅度,根據(jù)這一思路,中值濾波的方法處理效果比較好。中值濾波法能有效克服因偶然因素引起的波動干擾,對溫度、液位變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果,因此首先采用中值濾波法盡量消除突發(fā)擾動。其基本方法是連續(xù)采樣N次(N取奇數(shù)),把N次采樣值按大小排列然后取中間值為本次有效值。
        移動平均濾波對快速周期性運動干擾有較強(qiáng)的抵御能力,是對模擬濾波補充的低通濾波器,用于實時檢測,只要采樣率足夠高,就能得翻較為理想的結(jié)果。因此系統(tǒng)在中值濾波后再加一級移動平均濾波對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次濾波。
        具體算法是:
        y(i)=c1y(k)+c2y(k-1)+…+ciy(k-m+1) (1)
        式中,y(k)表示第k次采樣時刻的濾波輸出,各y(i)表示第i次采樣時刻的信號輸入,括號中的數(shù)字i代表第i次采樣時刻,c1、c2、…、cm是加權(quán)系數(shù)。
        上式意義是將本次輸入數(shù)據(jù)連同以前共m次的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均。如果各ci值相同且等于1/m時,就成為m項算術(shù)平均運算。
        3.2 藍(lán)牙設(shè)計
        藍(lán)牙協(xié)議棧提供了一組高層協(xié)議和API以完成發(fā)現(xiàn)服務(wù)和模擬串行I/O,還有一個關(guān)于包分割和重組的低層協(xié)議以及多路技術(shù)協(xié)議和質(zhì)量服務(wù)。藍(lán)牙協(xié)議棧如圖4所示。

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        應(yīng)用層(Application):這一層運行的是藍(lán)牙通信的通信程序,通過調(diào)用藍(lán)牙無線層的API,就可以直接書寫相應(yīng)的通信功能的程序。
        藍(lán)牙無線層(JSR-082):所有開發(fā)的API均在該層調(diào)用,與下層交互。
        服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議層(SDP):用于在遠(yuǎn)程藍(lán)牙設(shè)備上尋找服務(wù)。服務(wù)器維護(hù)一張服務(wù)記錄列表,每個服務(wù)記錄都包含服務(wù)器上一個服務(wù)的信息,每個服務(wù)對應(yīng)一個服務(wù)記錄。客戶端訪問服務(wù)器時,首先要獲得服務(wù)器的訪問記錄,然后通過服務(wù)記錄建立連接。
        邏輯鏈接控制器適配層協(xié)議(1.2CAP):為上層協(xié)議提供面向連接和無連接的數(shù)據(jù)服務(wù),并提供多協(xié)議功能和分割重組操作,可傳輸和接收最大長度64 KB的L2CAP數(shù)據(jù)包。
        虛擬串口協(xié)議(RFCOMM):基于L2CAP協(xié)議的虛擬串口協(xié)議,因為它允許藍(lán)牙設(shè)備模擬串口的功能,所以采用它進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
        對象交換(OBEX):可以用來傳輸文件或者交換對象數(shù)據(jù),OBEX協(xié)議是基于RFCOMM實現(xiàn)的。
        主機(jī)控制器接口(HCI)層:這一層是主機(jī)和控制器之間的接口,其他所有的層都要經(jīng)過HCI。
        3.2.1 單片機(jī)藍(lán)牙設(shè)計
        單片機(jī)使用UART接口和藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。HC-05為藍(lán)牙透明傳輸模塊,專為具有異步串口的用戶提供快捷藍(lán)牙點對點通訊。用戶不需任何協(xié)議,就像有線電纜連接一樣,只需對串口寫入數(shù)據(jù),就可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端用戶設(shè)備。上電后藍(lán)牙主機(jī)模塊復(fù)位、讀藍(lán)牙模塊地址、設(shè)置狀態(tài)參數(shù)和初始化模塊,與遠(yuǎn)端的手機(jī)連接成功后,可以通過UART異步串口與從機(jī)通信。這里將HC-05設(shè)置為主機(jī)模式,經(jīng)過初始化后提供藍(lán)牙服務(wù),等待手機(jī)端藍(lán)牙客戶端連接。
        3. 2.2 手機(jī)端設(shè)計
        J2ME(Java2 Platform,Micro Edition)是Sun專門為小型的資源受限的消費性電子設(shè)備的應(yīng)用程序開發(fā)所提供新的Java版本,它廣泛的使用于移動電話、PDA(個人數(shù)字助理以及電視機(jī)頂盒等眾多小型資源受限設(shè)備中。對于J2ME來說,由于其得天獨厚的跨平臺性與良好的可移植性,使得其在設(shè)備繁多、平臺異?;靵y的手機(jī)與PDA市場更顯得如魚得水。

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