嵌入式无线多生理参数监测系统的研究

摘要

随着网络的发展与嵌入式技术的普及，多生理参数监护系统与远程医疗领域迎来了一个快速发展的阶段。小型化，无线技术是未来监护系统发展的一个趋势。基于无线嵌入式PDA的多生理参数监护系统具有良好应用前景。 本文首先介绍了监护系统的现状、国内外监护系统的技术发展水平和嵌入式系统与无线技术在监护系统领域的应用。在多参数监护系统需求分析的基础上，提出了采用无线传输嵌入式技术构建本课题监护系统的实现方案。随后，研究了多生理参数无线数据传输的技术方案，并选定RF射频无线数据通讯技术。在分析了目前主流RF射频芯片后，选择nRF2401无线射频芯片并实现了nRF2401射频模块硬件电路的设计。在嵌入式系统与操作系统平台的选择上，采用了TI公司OMAP5912低功耗嵌入式双核处理器和MontaVista Linux操作系统的解决方案，在Linux操作系统下实现了nRF2401模块、USB和无线局域网卡等设备驱动程序的开发。在应用程序中，我们通过嵌入式系统的nRF2401模块接收生理参数检测节点发送的实时数据，并且将数据通过系统的无线局域网卡发送至无线终端的计算机上，同时实现数据的实时存储。 目前，本系统实现了心电和血氧饱和度等生理信号的点对点实时无线传输，同时通过无线局域网完成数据的实时存储，验证了该系统设计的可行性。这为下一步开发具有心电、血氧饱和度、血压、呼吸和体温等生命体征参数的无线监护系统打下良好的基础。

目录

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第1章绪论

1.1嵌入式系统的发展与现状

1.1.1什么是嵌入式系统

1.1.2嵌入式系统的发展与应用

1.1.3ARM嵌入式平台介绍

1.2课题背景—监护系统的发展

1.2.1生理参数监护系统的现状与发展

1.2.2无线医疗监护技术的应用与发展

1.2.3远程医疗的国内外发展与现状

1.2.4嵌入式系统在生理参数监护系统中的应用

1.3课题研究目标和论文结构

1.3.1课题研究目标

1.3.2论文结构

1.4参考文献

第2章系统总体设计

2.1系统整体设计

2.1.1系统的数据采集对象

2.1.2短距离无线通信技术的选择

2.1.3中长距离无线技术对比和选择

2.1.4系统整体构架

2.2嵌入式操作系统

2.2.1嵌入式操作系统的发展与应用

2.2.2 Linux的介绍和常见嵌入式Linux的类型

2.3高性能嵌入式系统平台OMAP5912的选择

2.4基于OMAP的嵌入式系统的开发平台介绍

2.4.1Windows端的开发环境-CCS for OMAP

2.4.2 Linux端的开发环境

2.5参考文献

第3章基于NRF2401与OMAP5912OSK的嵌入式系统设计

3.1系统整体设计

3.2系统选型

3.2.1前端射频模块的选型

3.2.2无线局域网卡的选型

3.2.3软件平台：嵌入式操作系统的选择

3.3嵌入式系统NRF2401模块的实现

3.3.1 nRF2401与OMAP5912的硬件及接口实现

3.3.2驱动程序与软件实现

3.3.3 nRF2401模块的应用程序设计

3.4 WIRELESS LAN无线局域网模块的实现

3.4.1 USB简介

3.4.2 USB Host驱动程序测试

3.4.3 802.11无线网络标准

3.4.4无线网卡的驱动调试与使用

3.5 WEB方式应用开发

3.5.1嵌入式 Web服务器移植

3.5.2Web应用开发

3.6系统功能性测试实验

3.7参考文献

第4章OMAP5912嵌入式系统的硬件开发

4.1嵌入式系统硬件开发流程

4.1.1硬件开发的电子设计自动化

4.1.2硬件开发平台介绍

4.2系统核心板的开发

4.2.1核心板的芯片选择

4.2.2基于OMAP5912的嵌入式系统的核心模块实现

4.3系统PCB布局布线

4.4参考文献

第5章总结和展望

5.1总结

5.2展望

致谢