基于GPRS的遠程心電實時監護儀軟件系統設計

　　3.1.2 Flash接口函數

　　Flash的讀操作，首先從存儲單元中以頁（page）為單位把數據讀入Flash內部的寄存器中，然后再把數據導入處理器的存儲器。讀操作的操作耗時為幾十微秒，與單片機的指令周期大致匹配。讀操作以頁為基本單元，以讀取整頁數據效率最高。Flash頁讀取操作一般不會產生錯誤，Flash文件系統會有糾錯操作，最簡單的糾錯碼可以把非連續的單個位錯誤改正。而對于當前處理器上的內存映射模型，糾錯碼的引入將大大降低運行效率，因此不做糾錯處理。

　　(1)FlashPageRead()：首先鎖存起始操作字節的行列地址，送入Read指令，隨后的每個讀操作時序把當前字節讀出，當前地址指針加1并把數據存儲到讀操作緩沖區中，同時調用函數時須給出讀出字節的總數。

　　Flash的寫操作，又稱為對Flash的編程，即把數據存儲到Flash存儲單元中。存儲單元事先必須已擦除（Erase）過才能寫入數據。寫操作耗時為幾百微秒，擦除操作耗時最多為幾毫秒，在數量級上已大大超過了RAM的寫操作。利用內存映射模型操作Flash的難點在于合理調度使Flash存儲單個字節的耗時與處理器的指令周期相匹配。每次寫操作要盡可能多地寫入數據，一般每頁（512B）寫入一次。寫操作與擦除操作可能產生壞塊，因此須通知主程序是否產生壞塊。

　　(2)FlashProgram()：首先鎖存寫入數據起始字節的行列地址，隨后按照函數調用時給定的寫入數據總數，每個寫操作時序向Flash寄存器存儲一個字節的數據。當寄存器滿，送入Program操作指令即可把寄存器中的數據存儲進入物理存儲單元中。

　　(3)FlashECGDMap()：根據分區內頁索引和壞塊列表檢索出實際的操作頁地址。首先把分區內頁地址換算為理想實際地址，即不考慮壞塊，然后檢索壞塊列表及剔除無效地址并給出實際操作地址。

　　(4)FlashStoreECGData()：在數據分區中存儲心電數據，首先檢查Flash是否處于繁忙狀態，若空閑則立即占用Flash，把采樣數據導入Flash寫緩沖。如果寫緩沖達到存儲操作條件，則調用FlashECGDMap()獲取實際的操作地址并檢查是否Flash的該操作塊需要擦除。若需要擦除，則調用FlashErase()函數，擦除狀況檢查完畢即調用FlashProgram()保存數據。若所有操作完畢，則釋放Flash的控制權。

　　(5)FlashLoadECGData()：從數據分區中讀取一定字節數的心電數據。首先需要在Flash空閑狀態下獲取Flash的控制權，隨后利用FlashECGDMap()獲取實際操作地址并判斷是否出現跨頁讀操作。如果不需跨頁，則調用FlashPageRead()，讀出相應數據到讀緩沖即可；若跨頁，則分別在兩頁分兩次讀取規定字節個數的連續心電數據。

　　3.2 GPRS網絡接口設計

　　硬件平臺的通信模塊是Wavecom公司的2406B。GPRS又稱無線分組服務，用于在GSM網絡上傳輸數據。在進行GPRS數據發送的同時，短消息和語音服務不會被禁止，但GPRS數據服務和GSM服務不能同時進行。2406B模塊的GPRS上行速率可以達到10kbps，通過設置數據發送串口的波特率為9 600bps，可使數據進出流量匹配。

　　3.2.1 2406B模塊初始化

　　首先設置2406B中兩個串口的波特率、綁定的數據類型及模塊時鐘。串口1綁定GPRS數據，串口2綁定GSM數據。串口1的波特率設置為9 600即可使網絡與接口速率匹配；串口2返回模塊控制字，設置為19 200的波特率即可與處理器運行速度匹配。同時還要為模塊設置當前時間。AT指令見表1中“AT指令序列1”。

　　其次通過AT指令連接GPRS網絡和服務器。AT指令見表1中“AT指令序列2”。

　　模塊的OpenAT程序實現了TCP/IP協議，同時把漢字字模加入模塊。指令序列2 中的AT指令按照順序設置成功后即建立TCP/IP連接，模塊即進入數據模式。此時通過串口送入的所有數據全部作為網絡數據送交網絡，送入即Ctrl-C（0x03）將斷開TCP連接，若要向服務器發送0x03，須發送數據對，此時保持網絡并向服務器發送0x03。

　　3.2.2 網絡模型及接口函數

　　數據傳輸過程分為注冊階段和數據發送階段。

　　在注冊階段，監護儀向服務器發送注冊認證數據報。內容包括設備序列號(Machine ID)、數據格式(FMT)、采樣頻率、采樣位數、采樣環境工頻頻率、AD轉換高低電壓和直流偏置、數據壓縮方法以及采樣起始時間。服務器收到注冊數據后進行身份驗證，驗證通過則發送回應消息，即為服務接納的時間和聯系人列表。監護儀收到回應消息即進入數據發送階段。

　　數據發送階段，監護儀向服務器發送實時心電數據。數據發送策略有兩種：注重“實時性”的發送策略，定義當前采樣點至其前1分鐘的心電數據為“實時心電數據”，享有發送的優先權，“補發數據”在“實時心電數據”發送完畢以后發送；注重“連續性”的發送策略，以保持數據完整性為目標，“補發數據”享有數據發送優先權，服務器申請的數據會被優先發送。數據發送階段病人及設備的各種異常狀況定義為“報警消息”發送給服務器。