一款基于WIFI傳輸的便攜式體征信息監測系統設計

2.1.2 體溫檢測模塊設計

體溫模塊選用DALLAS公司生產的單總線式數字溫度傳感器DS18B20，它體積小，便于貼身式檢測，輸出為數字量，使用方便。測量溫度范圍為-55～+125℃。可用程序設定為9～12位的分辨率。當分辨率設置為12位時，轉換精度為±0.062 5℃。與單片機的連接電路如圖5所示。

DS18B20的內部存儲器分為兩部分，一部分是包含8個連續字節的高速暫存RAM。溫度信息存放在前2個字節，其中溫度的低八位存放在第1個字節，高八位存放在第2個字節。TH、TL的易失性拷貝分別存放在第3、4個字節，結構寄存器的易失性拷貝存放在第5個字節，這3個字節的內容在每一次上電復位時都會被刷新。第6、7、8個字節用于內部計算。第9個字節是冗余檢驗字節。另一部分是存放高溫度和低溫度觸發器TH、TL以及結構寄存器的非易失性的、電可擦除的E2ROM。DS18B20可以通過程序設置最高和最低報警溫度TH和耵TL，實現對溫度的越線報警控制。

每次對DS18B20進行讀寫之操作前都要先進行復位(即初始化)，復位成功后發送一條ROM指令，最后再發送RAM指令。

2.1.3 WIFI無線傳輸模塊

無線傳輸模塊部分我們采用的是海凌科(香港)有限公司推出的全新的第3代嵌人式Uart—Wifi模塊HLK—WIFI—M03(圖6所示)。Uart—Wifi是基于Uart接口的符合wifi無線網絡標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議IEEE802.11協議棧以及TCP/IP協議棧，能夠實現用戶串口數據到無線網絡之間的轉換。

5針：VDD接3.3V電源;8針：GND接地;6針：RXD接單片機TXD;7針：TXD接單片機RXD

首先，將WiFi模塊設置為透明傳輸模式，加入AP所在的局域網并與網內服務器建立socket連接，此時socket可以看作通信雙方的“虛擬導線”。采集的體征信息可直接通過此“虛擬導線”透傳至服務器。在服務器建立的軟件可以對數據進行整合與分析，若出現越限情況，則服務器立即通過Internet將報警信號及用戶體征信息發送至用戶家人的手機或其他移動設備，同時可以將報警信息發送至醫院，以便對病人進行急救。

2.2 軟件設計

系統在用戶終端上我們選用Android智能系統作為應用平臺。Android是由谷歌(Google)和開放手機聯盟(OpenHandset Alliance)支持的一個手機軟件開發平臺，支持多種無線網絡連接方式，如GPRS、WiFi、藍牙等。通過這些方式，Android手機可以方便地通過無線網絡通信，訪問Internet和各種網絡上的服務器。同時Android框架提供了對HTTP等通訊協議的支持。

Android應用程序是以許多Android API組件為基礎進行開發的，下面是幾種主要的API組件：當前活動程序Activity是最常用的應用程序組件，可以把Activity簡單的理解成一個用戶所看到的屏幕，稱之為“活動”。它主要用于處理程序的整體性工作，通過調用onCreate()、onStart()、onRestart()、onResume()、onStop()、onDestory()等方法來實現運行、暫停、停止等狀態。例如監聽按鍵、觸摸屏等事件，指定圖像顯示View，啟動其他Activitv。Android用Intent類實現啟動其他Activily，它調用startActivity(myIntent)方法觸發解析myIntent動作，新的Activity接收到myIntent通知后，開始運行，例如通過Activity的切換實現顯示布局的切換。ContentProvider類是一個特殊的存儲數據的類型，它實現了數據的存儲與共享。Service是運行在后臺的應用程序組件，不直接與用戶交互。當前活動程序可以使用Context.

StartService()開啟一項后臺服務，還可以通過Context.bindService()與后臺服務通信。在Android的Java程序中，實現人機交互的控件是通過事件處理的，需要指定控件所用的事件監聽器。事件響應部分代碼如下：

3 系統調試

首先對WIFI模塊進行參數配置，使其工作于透明傳輸模式，隨時進行數據的傳輸。通過單片機對串口的寫操作命令將數據通過無線傳輸在手機界面上顯示出來。

然后對脈搏進行校準，將系統測得的人體脈搏數據與標準脈搏計測得的數據進行比較，結果表明兩者誤差在±5 Hz。

最后進行體溫的測試，通過對軟件、硬件的調試。在顯示界面得到一個溫度數據，然后和標準體溫計測得的數據進行比較，結果表明兩者差異在±0.1℃。設定體溫高低閾值分別為38℃、35℃，當給定的測試溫度為小于35℃或大于38℃時，用戶手機會自動彈出報警提示界面。

體溫采集顯示如圖6所示，橫軸為軟件運行時間，縱軸為體溫值。

心率采集顯示如圖7所示，根據時間進行記錄并上傳至服務器。

4 結束語

此款監測系統在集成實時監測體溫、心率等多項生命體征的同時，結合當下快速普及的手機智能系統，將采樣的體征信息通過WiFi網絡傳輸至信號處理中心，由信號處理中心對采樣信息進行編譯和處理，形成一定的波形、數據結果，再由網絡傳輸到其接收端，結合用戶Andr oid設備終端進行數據顯示及反饋。采用人機友好交互界面進行體征信息管理，可實現遠程體征信息監測、分析、警報等功能，具有低功耗、使用方便、操作簡單等特點，應用前景廣闊。