基于TI OMAP3平臺的多參數(shù)監(jiān)護儀設(shè)計與實現(xiàn)

2013-09-26 14:22 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

引言

在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中,使用多參數(shù)監(jiān)護儀對危重病人進行實時監(jiān)測,可以及時地了解其心肺功能、血壓以及氧合能力等綜合因素,對病人的治療起著非常重要的作用。多參數(shù)監(jiān)護儀已經(jīng)在病房護理和急救系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

基于傳統(tǒng)PC平臺的多參數(shù)監(jiān)護儀成本高、體積大、操作復(fù)雜,使用范圍具有局限性。而采用單片機為核心的便攜式多參數(shù)監(jiān)護儀運算能力低,功能單一,界面簡陋,只能進行簡單的信號顯示和存儲。本文以德州儀器公司(TI)ARM+DSP的雙核處理器OMAP3530為核心,擴展參數(shù)采集前端、觸摸屏、SD卡存儲電路和網(wǎng)絡(luò)接入電路等模塊,設(shè)計及實現(xiàn)了一個具有實時檢測、顯示、存儲和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ艿男滦投鄥?shù)監(jiān)護儀?;陔p核芯片的優(yōu)異性能,系統(tǒng)可采用高效復(fù)雜的算法對各生命參數(shù)進行快速準確的檢測、除噪和優(yōu)化等處理,而Google Android豐富的應(yīng)用支持,則為監(jiān)護儀提供了良好的監(jiān)護界面、網(wǎng)絡(luò)功能以及應(yīng)用擴展性。醫(yī)生可使用該監(jiān)護儀實時或遠程掌握病人的信息,使用者也可以家中自行測量,這將是新一代“數(shù)字醫(yī)療社區(qū)/醫(yī)院”的重要發(fā)展方向。

21

系統(tǒng)架構(gòu)

處理核心

OMAP3530處理器采用65nm低功耗工藝制造,內(nèi)部集成了600MHz的Cortex-A8彈性內(nèi)核以及430MHz的TMS320C64x+ DSP內(nèi)核[1]。ARM+DSP的雙核結(jié)構(gòu)使操作系統(tǒng)效率和代碼的執(zhí)行更加優(yōu)化,ARM端負責(zé)系統(tǒng)控制工作,DSP端則承擔繁重的實時信號處理任務(wù),從而成功地解決了性能與功耗的最佳組合問題。具有雙核結(jié)構(gòu)的OMAP3530非常適合新型多參數(shù)監(jiān)護儀的設(shè)計。低功耗可以更好地實現(xiàn)監(jiān)護儀的便攜性,滿足野外救護等特殊需要;ARM對多種操作系統(tǒng)的支持,可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和良好的監(jiān)護界面;DSP強大的運算能力可以確保對各生命參數(shù)進行快速、準確和復(fù)雜的分析處理。

22

硬件架構(gòu)

系統(tǒng)框圖如圖1所示,監(jiān)護儀的設(shè)計采用經(jīng)典C/S(Client/Server,客戶機/服務(wù)器)架構(gòu),既可以離線使用,也可以通過以太網(wǎng)或者Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)到遠程PC服務(wù)端。人體各個生命特征信號通過導(dǎo)聯(lián)電極、血氧探頭、袖套等傳感器獲得后,在參數(shù)采集前端進行除噪、放大和A/D轉(zhuǎn)換后,通過串行口送到OMAP3530進行檢測、顯示、存儲和網(wǎng)絡(luò) 傳送等處理。

軟件架構(gòu)

Android是Google與開發(fā)手機聯(lián)盟(Open Handset Alliance,OHA)推出的以Linux為內(nèi)核,真正意義上的開放性移動設(shè)備綜合平臺。從軟件結(jié)構(gòu)的角度上,Android系統(tǒng)分成4個層次: Linux操作系統(tǒng)及驅(qū)動、本地代碼框架、Java框架和Java應(yīng)用程序。圖2為本系統(tǒng)的軟件架構(gòu)圖。多參數(shù)采集前端通過異步串行口與OMAP3530通信,由于Java本身未提供串口的類庫,必須使用JNI(Java Native Interface)實現(xiàn)應(yīng)用層與串口硬件的數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)采集、處理、顯示及網(wǎng)絡(luò)傳輸使用多線程和隊列緩沖機制來保證數(shù)據(jù)的實時性和完整性。網(wǎng)絡(luò)使用C/S架構(gòu),充分發(fā)揮服務(wù)器上的硬件優(yōu)勢,完成更多監(jiān)護信息的顯示和分析。

1 2 > 
TI 多參數(shù)監(jiān)護

相關(guān)閱讀

暫無數(shù)據(jù)

一周熱門

  • 江波龍存儲出海:賦能巴西高端封測,服務(wù)美洲市場
    江波龍完成對巴西SMART Modular公司的股權(quán)收購,持有81%的股份,并更名為Zilia(智憶巴西)。為何江波龍做
  • SAE 2024 低空飛行器與城市智慧立體交通國際學(xué)術(shù)會議在杭州召開
    9月6-7日,第二屆SAE 2024低空飛行器與城市智慧立體交通國際學(xué)術(shù)會議在杭州舉行,吸引了來自國內(nèi)外低空飛行器、航空
  • 大華股份鴻鵠智能物聯(lián)主機 賦能萬千場景數(shù)視升級
    作為全球首款采用全國產(chǎn)化硬件鴻蒙系統(tǒng)物聯(lián)主機,大華鴻鵠主機采用寬溫設(shè)計,雙板雙控,具備4000+海量協(xié)議和22Tops超