基于trf4400的心电数字无线遥测系统

输协议，由于异步传输效率低，一帧只能传输一个字节，加之trf6900不支持异步数据格式，所以采用同步帧格式，首先必须发送一个到两个字节的1和0相间隔的位同步码，一方面用来识别一帧有效数据和无效数据，另一方面是trf6900接收最终输出需要的比较参考电平建立时间的需要。接下来就是一个帧同步码，一般是一个下降沿开始。再下来就是用户要上传的状态信息以及数据信息。最后就是为了保证无线传输的可靠性和高效性必须有检错纠错码。采用通讯中得到广泛使用的crc循环冗余码，来达到前向纠错的目的。格式如图4所示：

　　2.3.接收箱部分电路

　　接收部分每个接收器模块可以通过软件控制在空间分集的两个天线之间切换保证信号的强度，跟发射器模块对等，首先让trf6900完成解调，将接收到的数据送给msp430进行基带信号处理恢复出心电信号，最后通过串口按照约定的通讯协议送给床边监护仪去显示每个通道的心电波形。接收器的无线部分的电路和发射器的外围电路很类似，在这里不再详述。

　　2.4.远程部分

　　这部分可通过10base-t线通过以太网传送到远程的中央站，从而完成远程监护或诊疗的目的。

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　　3.软件实现

　　遥测的系统软件设计包括两大部分。一部分是在发射器上运行的遥测量采集，压缩，校验，打包，发送程序，该部分软件的特点是计算量大，中断和定时比较多，对时间要求很严格，比较复杂。利用msp430的ad中断来采集心电等生物医学信号，由于采集到的数据要按照无线协议的格式发送，无疑增加了代码开销，使得数据流的码速率增加，如果不压缩数据的话，不仅受带宽的限制数据流的速度不能太高，而且不能实现数据的实时发送，这就必须将采集的数据经过简单的数据压缩降低码速率，之后再计算crc循环冗余校验码完成组帧，最后用中断将数据按位通过i/o口发送给trf4400。如下图5所示：

　　发射系统软件框图 接收系统软件框图

　　另一部分是在接收器上运行的程序，该部分程序包括了接收，检错纠错，解压缩，拆包以及最后给发送主控板显示的程序。这部分程序的特点是通讯很复杂，尤其是接收，另外计算量也很大。至于程序和发送是对等的，首先通过i/o口的中断来接收数据，之后完成数据的纠错，解压缩，再按照床边监护仪的要求将数据打包采用串口中断发送。如上图6所示：

　　开发工具选择的是跟ti公司的msp430系列单片机配套的iar embebbed workbench集成软件开发系统，它可以通过仿真器对目标系统实现在线编程，在集成环境下将用c语言编写的程序可进行两种仿真，一种是软件仿真，开发系统自带有很全的处理器驱动程序库，选择需要的可进行单步，断点等调试，另一种是硬件仿真，将程序通过仿真器写到单片机中实时的运行，设置断点等调试，通过强大的调试窗口功能可观察分析运行结果。

　　4.结束语

　　通过开发试验和医院临床应用证明，系统很好的实现了心电信号的无失真传输，从而达到了预期的目的，起到了良好的诊断效果，受到医院的好评和医生的欢迎。该系统有一定的通用性，不只是用来采集生物医学信号，它为低成本实现远程通讯提供了一种思路和一套解决方案，可广泛的应用在其它的各行各业之中。

　　参考文献

　　[1] 胡大可 编著，《msp430系列flash型超低功耗16位单片机》，北京航空航天大学出版社，2001年11月第一版。

　　[2]joe campbell著，徐国定等翻译，《串行通信c程序员指南》第二版，清华大学出版社，1995年6月第一版。

　　[3]张唯真编著，《生物医学电子学》，清华大学出版社，1990年10月第一版。

　　[4] john schilling. designing with the trf6900 single-chip rf transmitter[z]. texas instrument application report, swra033a-january 2001

　　[5] trf6900 single-chip rf transceiver, texas instruments data sheet slaa1213,september 2000..