基于國產CPU的嵌入式醫療電子無線網絡設計（一）

摘要：傳統的醫療電子設備并不具備無線功能，不能實現隨時隨地的醫療監控。文中提出一個基于IPV6 的用于醫療電子無線網絡的路由協議，并基于國產CK610 CPU 和TI 公司的CC2520射頻芯片實現了基本無線通信，并在PC 上通過圖形界面顯示出醫療檢驗結果。

　　0 引言

　　醫療電子領域中，在嵌入式處理器方面，目前使用最廣泛和主流的象ARM.MIPS 都是國外廠商生產的CPU，而國內的具有自主知識產權的CPU 卻很少被人注意。

　　此外，隨著無線技術的進步和無線設備成本的降低，醫療電子無線化必將是未來發展的趨勢。目前已經有一些企業和團體在醫療電子無線化的方向上作出了研究和開發，但是目前的無線醫療電子使用的網絡協議基本都是基于IPV4 的，將更加先進的IPV6 網絡運用到無線醫療電子是未來發展必須面臨的問題。

　　本文主要為醫療電子設計了一個基于IPV6 的網絡協議，為實現該協議編寫了路由協議程序和射頻適配程序，實現了醫療電子的無線功能。

　　1 系統概述

　　主要系統架構如圖1 所示： 單個節點由CK610開發板與醫療電子板和CC2520 射頻芯片組成，控制器為普通節點與PC 相連接.Linux 用作CK610 的操作系統，CK610 通過操作FPGA IP 核模擬的SPI 來控制CC2520，CC2591 由CC2520 的管腳控制。

　　在整個醫療電子應用的網絡系統中，可以有多個節點，但是只有一個控制器。所有節點數據發送的終點是控制器，距離較遠的節點可以通過其他節點轉發來傳輸數據。

　　2 網絡協議設計

　　為了實現圖1 的系統架構，需要為系統設計一個基于IPV6 的網絡協議。

　　2. 1 路由算法設計

　　建立和維護無線網絡，必須要發送和處理三種形式的數據包，分別是路由請求包。路由廣播包和路由匯報包。

　　網絡中的每個節點都維護一個路由表，路由表的每項都是與本節點相鄰的節點。一個典型節點路由表內容如表1所示。

　　每個節點會對路由表中的每項根據總鏈路代價進行排序，總鏈路代價最小的對應的節點會被選為默認路由，只要節點有數據要發送或者轉發，都會將數據發往默認路由。

　　總鏈路代價表示的是這條鏈路信道的質量，該值越小越好，它是本地鏈路代價和前驅節點鏈路代價兩者之和。前驅節點鏈路代價是從本節點定期發送的路由廣播包中獲取的。如果前驅節點是控制器，那么前驅節點鏈路代價是0.本地鏈路代價指的是自身節點同前驅節點之間信道的鏈路代價，表示的是通信信道質量，該值越小越好。為了計算本地鏈路代價，必須要維護長期發送數據包總數LT.長期發送數據包成功數LS.近期發送數據包總數ST 和近期發送數據包成功數SS