智慧医疗远程监护系统

摘要：针对社会老龄化逐步加剧的问题，将生理传感器与蓝牙通信技术相结合，介绍了一种基于人体躯感网的智慧医疗远程监护系统。采用心电传感器BMD101及温度传感器LM35实时监测生理信息，设计了带通滤波电路，进一步提高了测量前端的信噪比。测量结果交由蓝牙模块向配对的智能手机发送，最终通过GPRS网络上传至远端的监控端口。

关键词：远程监护 心电 体温 蓝牙通信

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0001-01

老龄化现象的加剧，带来了许多社会问题。由于独居老人越来越多，且往往患有各类心血管疾病，若发病时未能得到及时救助，后果不堪设想。如何实现独居老人的医疗保健和安全监护已然成为全社会共同关注的重大议题。本文介绍了一种智慧医疗远程监护系统。

1 系统总体设计

系统结构框图如图1所示，考虑到实时在线检测对低功耗的客观需求，采用MSP430单片机为处理核心，前端生理信号的采集电路包括心电检测和体温检测两部分，生理信息经分析处理后在液晶屏上@示，并通过HC-05蓝牙通信电路发送至手机，最终从手机端经GPRS网络向监管中心远程传送。

2 系统硬件设计

2.1 心电检测电路

本系统采用生理采集芯片BMD101作为心电检测的核心，其集成度较高，片内低噪声放大器有利于后续电路捕捉到μV级的信号，再经滤波、A/D转换后，以串行总线的形式向单片机上传测量数据。芯片的引脚2和引脚3分别与电极的阳极和阴极相连。由于心电信号的频率集中于0.05-150Hz，且经过皮肤组织时存在衰减，容易受到电磁干扰时。因此本系统在电极与BMD101之间设置了一个带通滤波电路，使得噪声信号在进入传感器之前就被滤除，保证了模拟前端的信噪比。带通滤波器的设计如图2所示，考虑到滤波器的上下限截止频率与心电信号带宽之间的关系，此处下限截止与上限截止频率分别取0.02Hz和200Hz。根据谐振频率计算公式f0=1/2πRC，求得对应的时间常数分别为7.9s和0.8ms，取R1=3.6MΩ，C1=2.2μF，R2=400Ω，C2=2μF。

2.2 体温检测电路

体温是医疗监护的重要参数，为了充分调动MSP430单片机的内部ADC资源，此处采用模拟温度传感器LM35，该器件在常温常压下能达到±1/4℃的精度。LM35可适应多种电源供电方式，为简化电路，采用单电源供电，休眠电流在毫安级别。传感器的输出电压与测量温度在量程范围内保持了良好的线性度，且每当上升1℃，输出电压增加10mV。

3 系统软件设计

系统程序流程图如图3所示。初始化配置完成后启动蓝牙连接，当测量数据超出阈值时，打开蜂鸣器报警，直到下一个检测周期内数据正常后才将其关闭。信息在本地显示的同时通过蓝牙向手机端汇总，如果发送过程意外中断，系统自动重发。在此通讯过程中，监护系统中的蓝牙模块为主设备，而智能手机内蓝牙模块为从设备。过程可描述为：主蓝牙设备预先设定认证码并等待会话请求，从设备随后通过搜索功能发现主设备并发起连接申请；当主设备确认获取的从设备信息有效后完成连接，否则重新配对。

4 结语

将移动躯感网技术应用与智慧医疗领域，实现了部分生理指标的实时在线测量与上传，为主治医师对病情的进一步分析提供了大数据支撑，拓展了医疗监护的广度。将智能手机作为中继器使用，为医疗设备无线组网提供了新的解决方案。本系统结构简单、方便高效，有利于向居家养老的人群推广。

参考文献

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收稿日期：2016-09-09

基金项目：2014年南通大学自然科学类科研基金一般项目（14Z006）

作者简介：于玮（1986―），男，汉族，江苏南通人，硕士，实验师，研究方向为计算机测控技术。