基于嵌入式技术的监护系统的研究与设计(1)

 针对目前监护系统的功能越来越强大，对数据处理速度的要求越来越高，基于嵌入式技术的监护系统充分利用运算速度较快的ARM嵌入式微处理器和当前流行的μC/OSⅡ实时多任务操作系统，提出一套用于监测人体心电、血压、血氧饱和度和体温的医疗监护系统的研制方案。详细介绍系统的基本框架、软硬件的设计与实现。该系统能准确监护人体的生理参数，有良好的可扩展性。

1 引言

随着我国经济的快速发展、城市化进程的日益加速、人们生活节奏的不断加快，越来越多的人们开始感到自己的健康每况愈下，很多人直至病情突发才明白。据报道，我国绝大多数人都处于亚健康状态。随着现代电子技术的发展，16/32位CPU的广泛应用，传统的生理信号监护仪的CPU系统也在逐渐的由8位CPU向更高位数的处理器发展。随着监护仪功能的强大，对数据处理速度的要求越来越高，使得8位CPU的发展受到了限制，16/32位CPU可以在远高于8位CPU的时钟频率下正常工作，数据一次性吞吐量大，处理器的价格却在下降，16/32位CPU开始被广泛应用于生理信号监护仪中。

该监护系统采用了ARM7系列芯片中的LPC2292嵌入式微处理器，主要用来测量人体的生理参数，如：心电图、血压、血氧饱和度、体温等。因为系统需要采集、处理大量的数据信息，而在CPU上用单任务的软件来处理这些数据信息是很难的，甚至是不可能的。因此在设计中选用可同时处理多任务的μC/OS-Ⅱ操作系统。其提供了安全可靠的操作系统平台，缩短了开发周期。

2 系统硬件设计

ARM 7系列芯片LPC2292最小系统如图1所示：

系统的总体结构框图如图2所示。

由图2可看出整个系统以ARM 7系列芯片LPC2292为核心，在其外围扩展一些外围电路，从而实现了对人体生理参数：心电、血压、血氧饱和度、体温的安全检查。系统通过心电模块、血压模块、血氧饱和度模块、体温模块采集人体的生理参数、调理电路对这些信号进行滤波和放大，LPC2292自带的A/D转换器将传输过来的模拟信号转换为数字信号，最后人体的各参数指标通过LCD显示。