等待藍(lán)牙連接完成后,便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在藍(lán)牙間的數(shù)據(jù)傳輸是由藍(lán)牙模塊自動(dòng)按照藍(lán)牙協(xié)議棧的要求進(jìn)行的,而在智能電極端從微控制器到藍(lán)牙模塊以及在Android終端從藍(lán)牙設(shè)備到應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳輸都是按照URAT異步串口通信方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。在設(shè)計(jì)中所設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸格式是以一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度為一幀來傳輸?shù)?,其中?位數(shù)據(jù)位和1位奇偶校驗(yàn)位共同組成。所以接收端所接收的數(shù)據(jù)都是以字節(jié)為單位來存儲(chǔ)的。在這個(gè)通信系統(tǒng)中,還加入了對(duì)接收數(shù)據(jù)的另一數(shù)據(jù)檢錯(cuò)方案。數(shù)據(jù)的收發(fā)并不是將采集數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)模菍⑦@些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的ASCII碼再轉(zhuǎn)成串行數(shù)據(jù)再進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送,這樣在接收端接收到數(shù)據(jù)后,會(huì)將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為ASCII碼,如果這些ASCII對(duì)應(yīng)的不是數(shù)字或是已超出ASCII碼范圍,則認(rèn)為是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù),將其丟棄。這樣做了之后,結(jié)合奇偶校驗(yàn),只有低三位同時(shí)有兩位都傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)不能被監(jiān)測(cè)出來,出現(xiàn)這種情況的概率比較小,并且藍(lán)牙傳輸距離短,傳輸環(huán)境并不算惡劣,這樣的檢錯(cuò)能力已經(jīng)足夠了。數(shù)據(jù)接收過程也是一個(gè)阻塞調(diào)用的過程,所以同樣需要一個(gè)單獨(dú)的線程來完成。
接收到的數(shù)據(jù),全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字的形式(振幅信息)存儲(chǔ)起來,供心電圖的顯示提供數(shù)據(jù)支持。Android藍(lán)牙傳輸軟件流程如圖4所示。
4.3 終端心電圖顯示
接收數(shù)據(jù)之后還有要在Android終端上描繪出心電圖,供使用者查看。在Android應(yīng)用開發(fā)中,通常會(huì)使用View這樣的控件來描繪圖案。本系統(tǒng)圖形是一個(gè)心跳幅度關(guān)于時(shí)間的二維坐標(biāo)圖,縱坐標(biāo)以毫伏為單位,橫坐標(biāo)以秒為單位。需要注意的是橫坐標(biāo)的標(biāo)識(shí)間隔,藍(lán)牙通信速率設(shè)置為9600位每秒,即1200字節(jié)每秒,所以每秒會(huì)收發(fā)1200個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息,橫坐標(biāo)的設(shè)置應(yīng)該以1200個(gè)點(diǎn)為1秒進(jìn)行設(shè)置。
波形的描繪是一個(gè)坐標(biāo)描點(diǎn)的過程。
將接收到的心電信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)點(diǎn)的表示形式,存入到緩存區(qū)當(dāng)中。應(yīng)用程序在進(jìn)行波形描繪時(shí)會(huì)從該緩存區(qū)中依次提取數(shù)據(jù)點(diǎn),在坐標(biāo)圖上描繪出一個(gè)連續(xù)的波形圖。
5.系統(tǒng)功能鏈路實(shí)現(xiàn)
按照如圖5所示鏈路對(duì)移動(dòng)心電監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行搭建,并以一正常無心電類疾病史人員為測(cè)試對(duì)象對(duì)整個(gè)系統(tǒng)鏈路功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
啟動(dòng)系統(tǒng)的智能電極和Android終端應(yīng)用程序之后,首先進(jìn)行數(shù)據(jù)配對(duì)進(jìn)入界面選擇配對(duì)設(shè)備,并點(diǎn)擊“connect”按鈕,連接開始,由Android終端主動(dòng)發(fā)起連接請(qǐng)求,發(fā)送端監(jiān)聽到請(qǐng)求信息后即可回應(yīng)并建立連接。
為了方便使用和控制,數(shù)據(jù)傳輸是由接收端發(fā)起的。點(diǎn)擊屏幕中的“receive”按鈕,接收端通過藍(lán)牙向發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹伴_始”信號(hào)作為數(shù)據(jù)發(fā)送的起始信號(hào)。發(fā)送端在接到發(fā)送的“開始”信號(hào)后,便會(huì)開始發(fā)送數(shù)據(jù),直到將緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢為止,在接收端擁有與發(fā)送端相同大小的緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù),當(dāng)接收緩沖區(qū)裝滿后,接收停止。以此來進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)同步。接收端需要對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯(cuò),丟棄錯(cuò)誤數(shù)據(jù),然后將有效數(shù)據(jù)存入波形顯示緩沖區(qū)中。在屏幕中部可以看到清晰的心電波形圖,如圖6所示。
當(dāng)用戶點(diǎn)擊“realTime”按鈕時(shí),就可以在在屏幕上觀測(cè)到實(shí)時(shí)更新的心電圖。
6.結(jié)束語
本文介紹了移動(dòng)心電信息監(jiān)控系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程,包括系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)以及智能電極和Android移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)過程和主要實(shí)現(xiàn)方法。
本方案中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)Holter系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸、診斷進(jìn)行分離,僅利用內(nèi)衣穿戴形式的智能電極對(duì)信息參數(shù)進(jìn)行采集并采用微控制器進(jìn)行簡(jiǎn)單預(yù)處理,之后將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)出,交由配置有藍(lán)牙Android智能接收終端進(jìn)行進(jìn)一步的處理和診斷??朔藗鹘y(tǒng)Holter系統(tǒng)體積大,使用不便,功耗大的缺點(diǎn),可在日常生活中多日長(zhǎng)期在線工作,對(duì)使用者的健康隱患進(jìn)行監(jiān)測(cè);并且終端數(shù)據(jù)管理與診斷分析程序能夠準(zhǔn)確記錄用戶的測(cè)試信息并且隨時(shí)查詢,而且在發(fā)生危急狀況時(shí)發(fā)出報(bào)警挽救生命。
評(píng)論