Linux／QT与GPRS的远程集群式心脏病人实时诊断系统02 数据采集, 卫星定位, 数据库, 经纬度, Linux

samwalton

2 数据的采集、处理与传输
2．1 数据采集模块
完成患者生理信号的采集、放大和滤波过程；为arm11S3C6410系统提供能直接读取的信号，采集终端生理信息存储时间为24 h以上；在远程移动终端中集成GPS卫星定位系统，能够实时采集GPS芯片输出的地理位置信息。将已压缩的患者心电等信息和GPS经纬度及高度等信息通过GPRS／3G通信网络上传给信息分析诊断中心的数据库中。当患者心电等出现异常时，信息分析诊断中心的GIS系统根据移动终端上传的GPS信息自动指示病人目前所处的地理位置。为信息分析诊断中心实时提供患者的地理信息，使患者能够得到快捷、准确的救助。
需要采集患者的体征信息如下：
(1)心电：包括心电波形、心率。心电波形采样率为300 Hz。
(2)血氧：包括血氧波形、脉率。血氧波形采样率为50 Hz。
(3)血压：包括收缩压、舒张压和平均压。
(4)体温、呼吸。
2．2 数据处理模块
数据处理模块的硬件设计是以ARM／SoPC芯片为核心；在arm／SoPC中集成了相应的处理器；在处理器上移植了嵌入式操作系统。后台专家分析诊断急救系统则是运行在操作系统上的应用软件；软件中的专家系统根据采集患者生理信息，对患者的实时状态做出判断，给出相应级别的救治建议。主要功能如下：
(1)心律失常分析，对大量心率数据进行统计分析；
(2)血压状态监护的模糊判断；
(3)体温、血氧生理指标的模糊判断。
结合以上体征指标的统计分析和模糊判断，智能专家系统推理判断患者的实时状态，提供相应的救治意见。
2．3 数据传输模块
远程集群实时诊断急救系统由移动终端和信息分析诊断中心两部分组成，一个信息分析诊断中心可以同时监护多个病人，实时的接收、存储、处理远程用户终端通过GSM／GPRs／3G无线移动网络传送的数据，远程移动终端数据传输系统的整体结构如图2所示。

BSSG基站系统用以实现BSS和SGSN之间路由和其他信息的传送。SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN，PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP／IP或X．25网络。

3 终端数据采集与分析
整个系统在实际工作中传输的数据量非常大，可能会出现数据堵塞的问题，在终端系统的设计中首先进行前期的数据分析与处理，如图3所示，采用每1 min进行一次基于多权值算法求平均值，然后只需对所求值进行传输就可以，减少了传输数据，增强了数据传送的稳定性。

4 系统软件
系统采用Linux操作系统，Linux内核是一种源码开发的操作系统，采用模块化设计。在此只保留了必须的功能模块，删除了冗余的功能模块，并对内核重新编译，从而使系统运行所需的硬件资源显著减少。Linux系统内核集成了大量的网络应用程序，支持全部的标准因特网协议和技术所有的互联网技术，因此将其应用于远程集群式心脏病人实时诊断系统的设计，具有代码量小、运行消耗系统资源少、可靠性高，开发周期短等优点，适应实时诊断系统采集控制及传输要求。QT作为一种跨平台的基于C++的GUI系统，能够提供给用户构造图形用户界面的强大功能。本文选用移植性强的QT软件设计图形用户界面，所设计的GUI实用、简洁，实现了人机交互，可通过对程序进行输入、保存、修改和编译，信息和临时信息及时输出显示达到整合系统的目的。本文采用QT应用进程之间通信机制SignalSlot和FIFO机制。Linux系统不断侦查本地GUI信息，任何一个QT消息被触发，系统都会立即执行相应程序，提高整个系统的反应速度和稳定性。系统人机界面Linux／QT执行程序及相关硬件挂载如下：



5 结语
系统的设计利用arm11S3C6410的硬件功能及处理速度，移植了以S3C6410为硬件核心的Linux嵌入式系统，完成了基于Linux／QT的人机界面的程序开发与编写，解决了包括基于S3C6410的GPRS远程通信，数据传送等多项技术难点。试验产品控制效果良好，验证了本系统的先进性、稳定性与实用性，具有推广与应用的价值。