基于ARM设计的多生理参数嵌入式监护系统

用程序传来的数据输出。

PC机上调试完毕后，将此驱动程序编译进嵌入式Linux的内核前，需要进行一定的修改和设置。在交叉编译内核时，alarm.c文件会被自动编译并嵌入内核。然后将编译好的内核制作成映像文件以备下载。最后编写一个测试程序，交叉编译测试程序并将其添加到文件系统中去。将新的内核映像以及文件系统下载到开发板上。新的内核运行之后，在目录/dev下创建设备，然后执行测试程序即可。

3.2监护软件的实现

在嵌入式Linux中，采用功能强大而全面的GUI开发工具能够缩短开发周期和降低开发难度，本系统采用Qt/Embedded开发监护软件[6]。

3.2.1程序设计及功能模块结构

Qt编程的优点是Signal Slot机制，当一个组件发出Signal时，其他一个组件或多个组件可以通过Slot接收发来的Signal，组件本身也可以接收自己的Signal，这样处理一个事件将变得非常容易[6]。在通用计算机系统开发中普遍使用的模块化设计技术需要更好地应用于嵌入式系统[3]。从软件层次角度而言，应用软件的模块化相对容易实现。图3所示是应用软件的功能模块结构图，图4所示是主程序的流程图。

其中，数据的采集与控制是主控模块，参数设置模块通过获取人机界面上的输入的参数信息，对通信模块以及数据分析处理模块的各项参数进行设定。又由于本系统中的各个人体生理参数监护模块采集的数据格式不一致，所以还需要一个格式转换的过程，以方便显示和存储。

3.2.2通信模块

在主控系统中，与下位机各个模块的通信协议大致相同。在参数设置以后，下位机各模块根据指令信息进行生理参数监测并上传数据。这里以血压测量模块为例，简述如下：

采用RS232串口异步通信，1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，波特率2400b/s。传输数据采用ASCII模式。上位机到模块的命令格式：STX> ab；cdETX>，

其中STX> （02） 是ASCII码的正文起始标志 ；“ab”是命令代码对应的ASCII码值；“cd”是两位16进制校验和对应的ASCII码值。校验和是此前各位数值之和的低8位，不包括STX> （02）；ETX>（03）是ASCII码的正文结束标志。如“02 30 31 3B 3B 44 37 03”表示开始一次手动测量。模块到上位机的数据格式：STX> abc； ghi； jki；mno；pqr ETX>，其中“abc”，“ghi”，“jki”，“mno”，“pqr”分别代表当前袖带压力值，收缩压，舒张压，平均压，脉率的各 10进制位的数所对应的ASCII码值。

3.2.3数据显示模块

数据显示模块中，主要是能实现动态地显示波形，其中关键的函数就是paintEvent（ QPaintEvent * ），函数的主要代码为：

#include qpainter.h> //必须包含的头文件

void ConnectWidget::paintEvent（ QPaintEvent * ）{

QPainter paint（ this ）；

for （ int i=0; icount-1; i++ ） { // 连接所有的点

for （ int j=i+1; jcount; j++ ） {

paint.setPen（ colors[rand（）%MAXCOLORS] ）； // 随机设画笔的颜色，也可确定颜色

paint.drawLine（ points[i], points[j] ）； }}}// 画线

通过这个函数，可以将每个点连起来，形成线，然后不断更新它，就能实现动态地显示波形。当更新时，调用以下函数：

void DrawView::paintEvent（ QPaintEvent * ）{

QPainter paint（ this ）；

drawIt（ paint ）；}

3.2.4程序的界面

由于在嵌入式Linux系统下不便于截图，图5在REDHAT9.0下的测试界面。

4、结论

目前正在研制当中的监护系统是在基于ARM微处理器的硬件平台上实现的，采用了嵌入式Linux操作系统，具有多参数、易定制、可扩展、高稳定性等优点。实验表明，本监护系统能够准确实时地检测用户的心电（ECG）、呼吸（REST）、无创血压（NIBP）、血氧饱和度（SPO2）、体温等五个参数，并能对其进行一定的数据分析，能准确快速地发现超标的数据，实现超标报警功能。经实验证明，该系统运行可靠，已达到设计的要求，具有很好的应用前景。

5、本文作者创新点：

在ARM微处理器的硬件平台上，采用了嵌入式Linux操作系统作为主控系统作为生理参数监护仪的控制系统，使得监护系统具有多参数、易定制、可扩展、高稳定性等优点。系统的应用软件采用Qt/Embedded开发，缩短了开发周期和降低了开发难度，同时，监护系统还具有非常人性化的人机界面。

参考文献：

1. 陈赜。ARM9嵌入式技术及Linux高级实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

2.周红波。基于嵌入式操作系统的开发方法[J].微计算机信息，2006,7-2：55-57

3.王田苗。嵌入式系