本發(fā)明涉及智能控制和醫(yī)療設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
：，特別涉及一種智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：：當(dāng)前，心腦血管病患病人總數(shù)呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。常規(guī)心電圖是病人在靜臥情況下由心電圖儀記錄的心電活動(dòng)，歷時(shí)僅為幾秒到1分鐘，只能獲取少量有關(guān)心臟狀態(tài)的信息，所以在有限時(shí)間內(nèi)即使發(fā)生心率失常，被發(fā)現(xiàn)的概率也是很低的。因此有必要通過(guò)相應(yīng)的監(jiān)護(hù)裝置對(duì)患者進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)護(hù)，記錄患者的心電數(shù)據(jù)。又由于心臟病的發(fā)生具有突發(fā)性的特點(diǎn)，患者不可能長(zhǎng)時(shí)間地靜臥在醫(yī)院，但又需實(shí)時(shí)得到醫(yī)護(hù)人員的監(jiān)護(hù)，所以研發(fā)相應(yīng)的便攜式心電遠(yuǎn)程電監(jiān)測(cè)產(chǎn)品就顯得更加重要。心臟病的發(fā)作具有隨機(jī)性和危險(xiǎn)性，心臟病患者需長(zhǎng)期關(guān)注自己的心臟狀況，定期或隨時(shí)請(qǐng)求醫(yī)生的幫助。因此，建立有效地延伸到醫(yī)院以外的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)及救護(hù)體系，是提高心血管疾病防治水平的有效途徑。我國(guó)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)所依賴的硬件條件正逐步的得到改善，移動(dòng)通信技術(shù)、公用計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的普及為監(jiān)護(hù)從醫(yī)院走向家庭提供了有力的技術(shù)支撐、展示了廣闊的前景。心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)雖然較好地解決了心電信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)問(wèn)題，但它通常不具備移動(dòng)性，其應(yīng)用范圍和推廣都受到很大限制。為了保證受試者所檢測(cè)的心電信號(hào)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)要求用戶在日常生活中保持一定的活動(dòng)。在遠(yuǎn)程心電監(jiān)測(cè)領(lǐng)域能夠真正推廣成家用普及型產(chǎn)品的成果仍然沒(méi)有。究其原因，主要是用戶操作不變，系統(tǒng)體系設(shè)計(jì)不完善，相關(guān)醫(yī)院也沒(méi)有一個(gè)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)作為支撐。政府層面也沒(méi)有投入大的資金建立一個(gè)綜合信息服務(wù)平臺(tái)，造成了今天本發(fā)明每個(gè)人的心臟健康數(shù)據(jù)檔案仍然為空白。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，可以綜合應(yīng)用無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以給患者以較大的活動(dòng)自由獲取患者在正常活動(dòng)情況下的動(dòng)態(tài)心電信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括：智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端、云服務(wù)器和移動(dòng)終端，其中，所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端用于采集用戶的心電信號(hào)，并對(duì)所述心電信號(hào)進(jìn)行濾波及放大處理，將處理后的心電信號(hào)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至所述云服務(wù)器，以及顯示所述處理后的心電信號(hào)對(duì)應(yīng)的心電波形；所述云服務(wù)器與所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端無(wú)線通信，用于存儲(chǔ)多個(gè)用戶的監(jiān)護(hù)資料，接收所述處理后的心電信號(hào)，并對(duì)所述心電信號(hào)進(jìn)行分析以計(jì)算所述用戶的心率，將所述心率與多個(gè)預(yù)設(shè)心率狀態(tài)條件進(jìn)行比對(duì)以判斷所述用戶的心率狀態(tài)，向與所述用戶綁定的移動(dòng)終端發(fā)送所述該用戶的心電數(shù)據(jù)，并在判斷所述用戶的心率出現(xiàn)失常時(shí)，向所述智能心電遠(yuǎn)程終端和與所述用戶綁定的移動(dòng)終端發(fā)送報(bào)警信息；所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端用于在收到所述報(bào)警信息后，向所述用戶發(fā)出報(bào)警提示以通知所述用戶及時(shí)采取處理措施；所述移動(dòng)終端用于接收所述用戶的心電數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)監(jiān)控所述用戶的心電狀態(tài)，以及在接收到所述報(bào)警信息后及時(shí)采取處理措施。進(jìn)一步，所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端包括：傳感器模塊、主控模塊、無(wú)線通信模塊、顯示模塊和電源模塊，其中，所述傳感器模塊用于采集所述用戶的心電信號(hào)，其中，所述傳感器模塊包括：電極片，所述電極片貼于所述用戶的胸部以采集所述用戶的心電模擬信號(hào)，并對(duì)所述心電模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以生成心電信號(hào)；導(dǎo)聯(lián)線，所述導(dǎo)聯(lián)線的一端與所述電極片相連，另一端與所述主控模塊相連以將所述電極片采集的心電信號(hào)發(fā)送至所述主控模塊；所述主控模塊用于對(duì)所述心電信號(hào)進(jìn)行濾波及放大處理，生成處理后的心電信號(hào)；所述無(wú)線通信模塊與所述主控模塊相連，用于將所述處理后的心電信號(hào)發(fā)送至所述云服務(wù)器以及將所述云服務(wù)器發(fā)送來(lái)的報(bào)警信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述主控模塊；所述顯示模塊與所述主控模塊相連，用于顯示所述處理后的心電信號(hào)對(duì)應(yīng)的心電波形和所述報(bào)警提示；電源模塊，所述電源模塊與所述主控模塊相連，用于向所述主控模塊供電。進(jìn)一步，所述傳感器模塊還包括感應(yīng)器脫落檢測(cè)模塊，所述感應(yīng)器脫落檢測(cè)模塊與所述主控模塊和所述導(dǎo)聯(lián)線相連，用于檢測(cè)是否接收到來(lái)自所述導(dǎo)聯(lián)線的心電信號(hào)，如果沒(méi)有則判斷所述導(dǎo)聯(lián)線脫落，向所述主控模塊發(fā)出報(bào)警提示。進(jìn)一步，所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端還包括：定位模塊，所述定位模塊與所述主控模塊相連，用于獲取所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端的當(dāng)前位置信息，進(jìn)而獲取所述用戶的當(dāng)前位置信息，并且將所述當(dāng)前位置信息發(fā)送至所述主控模塊，由所述主控模塊通過(guò)所述無(wú)線通信模塊將所述當(dāng)前位置信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述云服務(wù)器和所述移動(dòng)終端。進(jìn)一步，所述定位模塊為GPS定位芯片或北斗定位芯片。所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端還包括：后備電池系統(tǒng)、藍(lán)牙模塊和WiFi模塊，所述后備電池系統(tǒng)、藍(lán)牙模塊和WiFi模塊分別與所述主控模塊相連。所述主控模塊為ARM處理芯片，所述無(wú)線通信模塊為3G/4G通信芯片，所述顯示模塊為液晶顯示屏。進(jìn)一步，所述多個(gè)預(yù)設(shè)心率狀態(tài)條件包括：心動(dòng)過(guò)緩、心動(dòng)過(guò)速、停搏和漏搏，當(dāng)所述云服務(wù)器判斷所述心率符合其中一個(gè)預(yù)設(shè)心率狀態(tài)條件時(shí)，則判斷所述用戶心率失常，向所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端和與所述用戶綁定的移動(dòng)終端發(fā)送心率失常的報(bào)警信息和對(duì)應(yīng)的心率狀態(tài)。進(jìn)一步，所述云服務(wù)器還用于對(duì)來(lái)自所述智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端的處理后的心電信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，以濾除所述處理后的心電信號(hào)中的高頻信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，具有以下有益效果：(1)綜合應(yīng)用了無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以給患者以較大的活動(dòng)自由獲取患者在正?；顒?dòng)情況下的動(dòng)態(tài)心電信號(hào)。采用嵌入式技術(shù)以較低的成本通過(guò)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳送心電數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)，對(duì)病人所在的位置不再有苛刻的要求，有效克服現(xiàn)有遙測(cè)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)普遍存在的監(jiān)護(hù)距離短的缺點(diǎn)。同時(shí)，在危急情況下的醫(yī)囑短信回送服務(wù)使得現(xiàn)場(chǎng)救治的醫(yī)護(hù)人員快速了解病人既往病史及治療注意事項(xiàng)，可以大大提高現(xiàn)場(chǎng)搶救的成功率。(2)實(shí)現(xiàn)家庭、病人通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了一個(gè)大數(shù)據(jù)心電監(jiān)護(hù)平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)授權(quán)終端和相關(guān)醫(yī)院鏈接，實(shí)現(xiàn)了病人心電數(shù)據(jù)的歷史性存儲(chǔ)及危急情況時(shí)心電信息的實(shí)時(shí)傳輸和隨后由主治醫(yī)師醫(yī)囑信息的發(fā)布，并在液晶屏上顯示醫(yī)囑信息內(nèi)容，方便現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)護(hù)人員處理病人病情。該系統(tǒng)理論上實(shí)現(xiàn)了心電24小時(shí)監(jiān)控終端所需要的數(shù)據(jù)發(fā)送與接受以及觸屏顯示的功能需求，云服務(wù)平臺(tái)可以建立用戶大數(shù)據(jù)心電檔案，對(duì)于患者人群和健康人群的群體健康監(jiān)測(cè)具有重大戰(zhàn)略意義。(3)為用戶提供時(shí)間更長(zhǎng)、活動(dòng)空間更大、方式更靈活的心臟功能監(jiān)控服務(wù)，提高了心電監(jiān)護(hù)的便利性。針對(duì)心臟疾病的發(fā)作具有隨機(jī)性和危險(xiǎn)性的特點(diǎn)，該系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)消息服務(wù)為用戶提供了緊急醫(yī)囑、心電信號(hào)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)顯示等多種服務(wù)，以保證心電監(jiān)控的質(zhì)量。由于近年來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式技術(shù)應(yīng)用的條件日趨成熟使得遠(yuǎn)程心電監(jiān)控有了更好的解決方案。嵌入式技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)在于成本低、體積小、應(yīng)用靈活方便。(4)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+云數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大量的高危人群的心電數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)和積累，對(duì)于我國(guó)建立一個(gè)通用的互聯(lián)網(wǎng)心電基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)平臺(tái)起到一個(gè)良好的開(kāi)端。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。附圖說(shuō)明本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端的結(jié)構(gòu)圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主控模塊的電路圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的SDRAM內(nèi)存的電路圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的FLASH閃存的電路圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的3G/4G通信芯片的電路圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的3G/4G穩(wěn)壓電源的電路圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的電路圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋰電池充電芯片的電路圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CPU電源的電路圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)時(shí)時(shí)鐘供電電路圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶接口電路的電路圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蜂鳴器的電路圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的藍(lán)牙模塊的電路圖；圖16為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS定位模塊的電路圖；圖17為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的Wifi模塊的電路圖；圖18為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端的工作流程圖；圖19為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的云服務(wù)器的工作流程圖；圖20為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的云數(shù)據(jù)平臺(tái)用戶管理界面的示意圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明提出一種智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及大數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)及計(jì)算技術(shù)相結(jié)合而設(shè)計(jì)出的一套遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可以通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及交換，達(dá)到對(duì)用戶心電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、監(jiān)護(hù)及初期心臟疾病預(yù)防及診斷的目的，并且便于用戶攜帶。本發(fā)明既適用于醫(yī)院又適用于家庭和個(gè)人的小型穿戴式心電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有生理信號(hào)檢測(cè)和處理、信號(hào)特征提取和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，可以?shí)現(xiàn)對(duì)人體的無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)、診斷和治療，具有可移動(dòng)操作、使用簡(jiǎn)便、支持長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作、智能顯示診斷結(jié)果、異常生理狀況報(bào)警和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。本發(fā)明的智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)具有便攜式特點(diǎn)，是穿戴式醫(yī)療的發(fā)展方向，是基于生物醫(yī)療、計(jì)算機(jī)科學(xué)、通訊技術(shù)等多學(xué)科將移動(dòng)計(jì)算、醫(yī)學(xué)傳感以及通信技術(shù)等密切結(jié)合的一種新興醫(yī)療保健模式。無(wú)線通訊技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得穿戴式醫(yī)療儀器向遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展成為可能。同時(shí)，微處理器技術(shù)的快速發(fā)展為穿戴式醫(yī)療實(shí)時(shí)性控制、系統(tǒng)優(yōu)化、使用壽命、以及系統(tǒng)安全與可靠性提高等研究方向提供了支持。與傳統(tǒng)8/16位單片機(jī)為控制核心相比，嵌入式微處理器具有低功耗、片上資源豐富、應(yīng)用廣泛和性價(jià)比高等特點(diǎn)，能更好地滿足現(xiàn)今醫(yī)療儀器高性能、低功耗等要求，其操作系統(tǒng)平臺(tái)的支持能為穿戴式醫(yī)療向遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展提供最好的保障。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及嵌入式技術(shù)的突破性進(jìn)展刺激了遠(yuǎn)程醫(yī)療示范性項(xiàng)目的開(kāi)展，采用嵌入式技術(shù)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的遠(yuǎn)程醫(yī)療解決方案將成為繼HIS(醫(yī)院信息系統(tǒng))與CIS(臨床信息系統(tǒng))之后醫(yī)療信息化產(chǎn)業(yè)的又一個(gè)建設(shè)高潮。本發(fā)明的智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)正是在上述技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括：智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1、云服務(wù)器2和移動(dòng)終端3。智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1佩戴在被監(jiān)護(hù)者身上，被監(jiān)護(hù)者心電信號(hào)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)到云服務(wù)器2及數(shù)據(jù)中心。被授權(quán)的用戶可以通過(guò)電腦或移動(dòng)終端3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被監(jiān)護(hù)者的心電信號(hào)或讀取心電信號(hào)的歷史記錄，通過(guò)云服務(wù)器2的分析處理數(shù)學(xué)模型達(dá)到對(duì)被監(jiān)護(hù)者心臟疾病早起預(yù)防及對(duì)癥治療的目的。具體地，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1用于采集用戶的心電信號(hào)，并對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行濾波及放大處理，將處理后的心電信號(hào)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至云服務(wù)器，以及顯示處理后的心電信號(hào)對(duì)應(yīng)的心電波形。如圖2所示，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1包括：傳感器模塊11、主控模塊12、無(wú)線通信模塊13、顯示模塊14和電源模塊15。傳感器模塊11采集用戶的心電信號(hào)。如圖3所示，傳感器模塊11包括：電極片111和導(dǎo)聯(lián)線112。電極片111貼于用戶的胸部以采集用戶的心電模擬信號(hào)，并對(duì)心電模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以生成心電信號(hào)。導(dǎo)聯(lián)線112的一端與電極片111相連，另一端與主控模塊12相連以將電極片111采集的心電信號(hào)發(fā)送至主控模塊12。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器模塊11還包括感應(yīng)器脫落檢測(cè)模塊113。該感應(yīng)器脫落檢測(cè)模塊113與主控模塊12和導(dǎo)聯(lián)線112相連，用于檢測(cè)是否接收到來(lái)自導(dǎo)聯(lián)線112的心電信號(hào)，如果沒(méi)有則判斷導(dǎo)聯(lián)線112脫落，向主控模塊12發(fā)出報(bào)警提示。圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電極片的電路圖。電極片111由BMD101芯片完成。BMDl01是NeuroSky的第三代生物信號(hào)檢測(cè)和處理片上設(shè)備。它具有先進(jìn)的模擬前端電路和靈活強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理結(jié)構(gòu)模擬前端電路由低噪音放大器、感應(yīng)器脫落電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC組成。BMDl01具有極低的系統(tǒng)噪聲和高增益，可以采集微伏到毫伏的心電信號(hào)，然后經(jīng)NeuroSky的專利算法處理后通過(guò)ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，以方便用戶存儲(chǔ)，處理BMDl01需極少外圍電路，但為了達(dá)到最好的采集效果，本發(fā)明對(duì)供電部分設(shè)計(jì)了額外的PI型濾波電路，使得電源紋波減小以抑制共模干擾。主控模塊12對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行濾波及放大處理，生成處理后的心電信號(hào)。其中，主控模塊12可以為ARM處理芯片，例如型號(hào)為L(zhǎng)PC3250的ARM處理芯片。ARM處理芯片主機(jī)操作由電源開(kāi)關(guān)及觸摸屏完成操作。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主控模塊的電路圖。ARM內(nèi)核系統(tǒng)是整個(gè)監(jiān)護(hù)終端的核心，包括CPU、RAM、ROM及輸入輸出接口。在處理器的選擇上，需要綜合考慮其體積、功耗、性能等方面的因素。便攜式監(jiān)護(hù)終端需要植入嵌入式操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和人機(jī)交互，要求處理器具備強(qiáng)大的處理和運(yùn)算能力，為減少外圍元件數(shù)量和體積盡量選擇具有A/D轉(zhuǎn)換功能的處理器。綜合以上因素，選擇S3C2440芯片作為CPU，該處理器基于ARM9內(nèi)核，具備27位的地址總線和32位的數(shù)據(jù)總線，具有UART、GPIO、USB等接口，方便與其他各個(gè)模塊相連接。CPU核心供電電壓為1.25V，I/O端口供電電壓為3.3V，采用了20MHz的無(wú)源晶振，通過(guò)CPU內(nèi)部的鎖相環(huán)電路可以達(dá)到533MHz的工作頻率。在嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，需要在RAM中運(yùn)行程序，在ROM中存儲(chǔ)軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件。如圖5所示，本發(fā)明采用兩片型號(hào)為K4S5616的SDRAM作為內(nèi)存，片選信號(hào)為nGCS6，地址范圍0x3000_0000-0x33FF_FFFF，數(shù)據(jù)總線為32位。嵌入式操作系統(tǒng)通常采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，從容量、功耗和使用壽命的角度來(lái)講，NandFlash更為可取，完全可以存儲(chǔ)整個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)。本發(fā)明采用K9F8G08U1M大頁(yè)NandFlash模塊，總?cè)萘繛?GB，K9F8G08U1M有專門的時(shí)序控制總線，不需要占用系統(tǒng)的總線資源，但是需要驅(qū)動(dòng)程序的支持，供電電壓為3.3V，與CPU的連接如圖6所示。CLE為命令鎖存使能，ALE為地址鎖存使能，nFCE為Flash芯片使能，nFWE為寫使能，F(xiàn)RnB為判忙信號(hào)，8位的數(shù)據(jù)總線用于數(shù)據(jù)通信。無(wú)線通信模塊13與主控模塊12相連，用于將處理后的心電信號(hào)發(fā)送至云服務(wù)器2以及將云服務(wù)器2發(fā)送來(lái)的報(bào)警信息轉(zhuǎn)發(fā)至主控模塊12。即，主控模塊12將毫伏(mv)級(jí)微弱心電信號(hào)濾波放大后，通過(guò)無(wú)線通信模塊13傳輸?shù)皆品?wù)器2。云服務(wù)器2發(fā)送文字信息至無(wú)線通信模塊13，由無(wú)線通信模塊13轉(zhuǎn)發(fā)給主控模塊12。主控模塊12通過(guò)觸摸屏對(duì)用戶進(jìn)行顯示。其中，無(wú)線通信模塊13可以為3G/4G通信芯片。本發(fā)明的無(wú)線通信模塊13采用WCDMA網(wǎng)絡(luò)，這是由于WCDMA網(wǎng)絡(luò)商用時(shí)間最長(zhǎng)，技術(shù)最成熟，覆蓋范圍最廣，并且全面支持HSDPA和HSUPA業(yè)務(wù)。本發(fā)明使用SIM5216及后續(xù)SIM5218系列模塊作為無(wú)線通信模塊13，如圖7所示。此模塊支持USB、UART、GPIO、I2C等多種接口，提供語(yǔ)音、短信、數(shù)據(jù)。本發(fā)明只研究其無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能，模塊嵌入了TCP/IP協(xié)議棧，可以方便地建立網(wǎng)絡(luò)連接。供電電壓為3.3-4.2V，發(fā)射功率低，工作在UMTS模式下的發(fā)射功率低于250MW。無(wú)線通信模塊13的硬件電路設(shè)計(jì)涉及以下幾個(gè)方面：供電電源、模塊與CPU的連接、USIM電路、上電后自動(dòng)啟動(dòng)，此外還需要充分考慮抗干擾、靜電防護(hù)和低功耗等因素。SIM5216模塊的供電引腳為6個(gè)VBAT引腳，為射頻和基帶系統(tǒng)供電。突發(fā)信號(hào)傳輸會(huì)引起電壓波動(dòng)，導(dǎo)致工作電流峰值達(dá)到2A，供電電路必須能夠提供幅度為2A的電流，同時(shí)供電電壓不能低于3.3V，否則模塊將不能正常工作。如果直接使用電池為通信模塊供電，電量的損耗會(huì)引起電池電壓逐漸降低從而影響系統(tǒng)的正常工作。本發(fā)明采用MAX1688芯片為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的供電電壓。圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的3G/4G穩(wěn)壓電源的電路圖。此外，在電路設(shè)計(jì)上還要充分考慮到系統(tǒng)的射頻表現(xiàn)、穩(wěn)定性和電磁兼容性的要求。顯示模塊14與主控模塊12相連，用于顯示處理后的心電信號(hào)對(duì)應(yīng)的心電波形和報(bào)警提示。其中，顯示模塊14可以為液晶顯示屏。本發(fā)明采用的人機(jī)交互單元，除液晶屏外，還包括觸摸屏、蜂鳴器和LED。采用4.0英寸，TFT材質(zhì)的液晶屏顯示程序的運(yùn)行界面，電容式觸摸屏用于控制操作，蜂鳴器和LED作為輔助提示設(shè)備。圖13為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶接口電路的電路圖。如圖13所示，液晶屏型號(hào)為KD035G3-320240-A1，通過(guò)40針的接口連接到主控模塊12的CPU上。本發(fā)明選用的觸摸屏為KD035G3，CPU上A/D轉(zhuǎn)換的4到7通道為觸摸屏的接口。如圖14所示，蜂鳴器和LED用于輔助性的聲光提示。電源模塊15與主控模塊12相連，用于向主控模塊12供電。本發(fā)明采用TP4057芯片作為可充電鋰電池充電芯片。圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋰電池充電芯片的電路圖。TP4057是一款完整的單節(jié)鋰離子電池帶電池正負(fù)極反接保護(hù)采用恒定電流/恒定電壓線性充電器。其SOT封裝與較少的外部元件數(shù)目使得TP4057成為便攜式應(yīng)用的理想選擇。TP4057可以適合USB電源和適配器電源工作。由于采用了內(nèi)部PMOSFET架構(gòu)，加上防倒充電路，所以不需要外部檢測(cè)電阻器和隔離二極管。熱反饋可對(duì)充電電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便在大功率操作或高環(huán)境溫度條件下對(duì)芯片溫度加以限制。充電電壓固定于4.2V，而充電電流可通過(guò)一個(gè)電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CPU電源的電路圖。CPU的核心工作電壓為1.25V，可以由3.3V電壓經(jīng)MAX8860芯片轉(zhuǎn)換以后得到。圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)時(shí)時(shí)鐘供電電路圖。進(jìn)一步，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1還包括：定位模塊16。該定位模塊16與主控模塊12相連，用于獲取智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的當(dāng)前位置信息，進(jìn)而獲取用戶的當(dāng)前位置信息，并且將當(dāng)前位置信息發(fā)送至主控模塊12。由主控模塊12通過(guò)無(wú)線通信模塊13將當(dāng)前位置信息轉(zhuǎn)發(fā)至云服務(wù)器2和移動(dòng)終端3。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，定位模塊16可以為GPS定位芯片或北斗定位芯片。圖16為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS定位模塊的電路圖。GPS功能使得佩戴終端的用戶可以隨時(shí)把地理位置信息上傳到云服務(wù)器2，使得授權(quán)用戶可以隨時(shí)掌握用戶的位置。此外，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1還包括：后備電池系統(tǒng)17、藍(lán)牙模塊18和WiFi模塊19。其中，后備電池系統(tǒng)17、藍(lán)牙模塊18和WiFi模塊19分別與主控模塊12相連。圖15為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的藍(lán)牙模塊18的電路圖。藍(lán)牙模塊18主要用于智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1和其他計(jì)算機(jī)或手機(jī)的鏈接，采用HC-06模塊。圖17為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的Wifi模塊的電路圖。智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1通過(guò)WiFi模塊19可以實(shí)現(xiàn)有WIFI接入點(diǎn)的地方，自動(dòng)接入有線互聯(lián)網(wǎng)，在無(wú)WIFI接入點(diǎn)的地方，自動(dòng)轉(zhuǎn)換到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入方式。綜上，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1為便攜式監(jiān)護(hù)終端的硬件結(jié)構(gòu)，合理的硬件電路設(shè)計(jì)是監(jiān)護(hù)終端穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。根據(jù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的功能需求，分別設(shè)計(jì)心電信號(hào)的預(yù)處理系統(tǒng)和嵌入式的硬件電路系統(tǒng)。前期處理系統(tǒng)采用低功耗的高性能芯片結(jié)合分立元件，構(gòu)成心電信號(hào)的放大和濾波網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)的功能。嵌入式硬件電路以高性能的S3C2440芯片作為CPU，結(jié)合必要的外圍硬件電路如SDRAM、NandFlash、LCD、RTC等，共同實(shí)現(xiàn)采樣、數(shù)據(jù)交互等功能。硬件電路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于使用3G/4G通信芯片作為無(wú)線通信模塊，圍繞智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的供電、通信、防靜電和抗干擾等方面設(shè)計(jì)相關(guān)的外圍電路。在供電電路方面，針對(duì)SIM5216或者SIM5218模塊高瞬時(shí)電流，設(shè)計(jì)供電網(wǎng)絡(luò)以滿足其功耗需求。在數(shù)據(jù)通信方面，3G/4G通信模塊和CPU的通信采用成熟的串口連接方式，保證在命令和數(shù)據(jù)兩種模式下順利工作。為增強(qiáng)智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的抗干擾和防靜電能力，增加了LC濾波電路。合理的電路設(shè)計(jì)保證智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的穩(wěn)定運(yùn)行，為嵌入式軟件系統(tǒng)的移植和運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。下面對(duì)智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1功能進(jìn)行描述。如圖18所示，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1具備采集心電數(shù)據(jù)、顯示心電波形、發(fā)送心電數(shù)據(jù)、發(fā)送緊急報(bào)警信息、查看并管理醫(yī)囑信息等功能。在程序設(shè)計(jì)上，需要植入嵌入式Linux操作系統(tǒng)，配置3G/4G撥號(hào)程序和數(shù)據(jù)交互程序。從軟件結(jié)構(gòu)的角度分析，Linux系統(tǒng)和大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，分為四個(gè)層次，分別是啟動(dòng)引導(dǎo)程序、內(nèi)核、文件系統(tǒng)、用戶應(yīng)用程序。參考表1，本發(fā)明采用U-boot作為啟動(dòng)引導(dǎo)程序，該程序在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行，用于初始化硬件設(shè)備，將系統(tǒng)的軟硬件運(yùn)行環(huán)境帶到合適的狀態(tài)，隨后加載內(nèi)核程序，并加載驅(qū)動(dòng)和yaffs2文件系統(tǒng)。通過(guò)配置bootloader，將系統(tǒng)的分頻比設(shè)定為1:4:8。配置系統(tǒng)的內(nèi)核使其支持PPP通信協(xié)議、yaffs2文件系統(tǒng)、硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)。根文件系統(tǒng)需要植入3G/4G無(wú)線通信模塊撥號(hào)程序以及相關(guān)的腳本文件。為了增強(qiáng)人機(jī)交互功能，設(shè)計(jì)友好的圖形用戶界面，采用開(kāi)源的Qt4.3軟件作為開(kāi)發(fā)工具。Qt程序不但能夠生成界面，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的控制，并且通過(guò)QProcess類調(diào)用Linux系統(tǒng)程序和腳本程序。Qt編程的基礎(chǔ)是信號(hào)和槽機(jī)制，將不同的對(duì)象綁定在一起。當(dāng)發(fā)射信號(hào)的時(shí)候，自動(dòng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的槽，形式如下："connect(sender,SIGNAL(signal),receiver,SLOT(slot))；這里的sender和receiver是指向QObject的指針，signal和slot是不帶參數(shù)的函數(shù)名。"表1下面分別對(duì)智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的各個(gè)具體功能進(jìn)行說(shuō)明。(1)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是軟件功能中的關(guān)鍵，主控模塊12通過(guò)應(yīng)用程序調(diào)用SPI程序?qū)崿F(xiàn)，硬件驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和硬件電路之間的接口，應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)硬件的控制。驅(qū)動(dòng)程序編寫完成以后，需要使用交叉編譯器arm-linux-gcc來(lái)編譯驅(qū)動(dòng)程序。執(zhí)行makeM＝drivers/char/modules編譯后生成ko類型的文件，下載到智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的文件系統(tǒng)lib/modules/2.6.31/文件夾下，在使用的時(shí)候加載。(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理由零漂、溫漂、接觸電阻變化等原因?qū)е碌幕€漂移會(huì)使心電信號(hào)產(chǎn)生失真，但是心電信號(hào)中的ST、PT段能量集中在低頻，在去除基線漂移的同時(shí)，需要盡量避免ST段等區(qū)段的波形明顯失真。去除基線漂移常用的方法有：中值濾波、高通濾波、移動(dòng)平均濾波、插值擬合、自適應(yīng)濾波等，在處理效果方面，中值濾波法效果較好并且計(jì)算簡(jiǎn)單。(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采樣得到的心電數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理以后降低了干擾，首先需要存儲(chǔ)到NandFlash中的臨時(shí)文件中然后再發(fā)送。存儲(chǔ)的意義不僅在于防止網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定、網(wǎng)間切換等原因?qū)е碌臄?shù)據(jù)丟失。采用連續(xù)采集、間斷發(fā)送的方式還能夠降低3G/4G通信模塊的功耗，從而降低整個(gè)嵌入式硬件系統(tǒng)的功耗?？紤]到系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求，每次發(fā)送時(shí)長(zhǎng)為5s的采樣信號(hào)。(4)波形顯示為方便用戶實(shí)時(shí)觀察心電波形，需要繪制曲線表示患者的心電波形變化，還需要繪制網(wǎng)格，方便定量判別心電信息。Qt的二維繪圖引擎基于QPainter類，它既可以繪制幾何形狀，還可以繪制像素映射、圖像和文字。通過(guò)Qpainter定義Painter對(duì)象和QpainterPath對(duì)象，來(lái)保存患者的心電波形。使用moveTo函數(shù)來(lái)定義繪制的起始位置，每次繪制2.4s的數(shù)據(jù)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以幅度為縱坐標(biāo)，通過(guò)lineTo函數(shù)，繪制各個(gè)點(diǎn)的連線，得到連續(xù)的心電波形。通過(guò)設(shè)置線條的顏色，每五個(gè)小格為一個(gè)大格。將波形和網(wǎng)格保存成位圖的格式，加載到窗口上。(5)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)通信方式是基于3G/4G網(wǎng)絡(luò)便攜式監(jiān)護(hù)系統(tǒng)和其他便攜式監(jiān)護(hù)設(shè)備的最大區(qū)別，除了硬件電路采用3G或4G通信模塊以外，在軟件程序的配置上也有諸多不同.如通信速率設(shè)置、接入點(diǎn)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)配置等。3G、4G網(wǎng)絡(luò)模塊接入Internet的網(wǎng)絡(luò)層次一般分為7層或者5層。其中5層協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)為：物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。本發(fā)明以PPP協(xié)議作為鏈路層協(xié)議，以IP協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，以TCP協(xié)議作為傳輸層協(xié)議。WCDMA業(yè)務(wù)分為電路業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)，在分組業(yè)務(wù)中，用戶終端設(shè)備通過(guò)撥號(hào)建立一個(gè)到IP網(wǎng)絡(luò)的鏈路連接，之后與外部IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，PPP協(xié)議是建立該鏈路最常用的協(xié)議。WCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成由USIM卡和3G通信模塊通過(guò)Uu接口連接到UTRAN網(wǎng)絡(luò)，即基站和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器，UTRAN網(wǎng)絡(luò)通過(guò)lu接口連接到核心網(wǎng)，核心網(wǎng)連接到外部互聯(lián)網(wǎng)。其中核心網(wǎng)的SGSN相當(dāng)于路由器，GGSN相當(dāng)于網(wǎng)關(guān)。3G/4G線數(shù)據(jù)終端與GGSN之間建立的PPP連接分為兩個(gè)階段，分別為物理過(guò)程和數(shù)據(jù)過(guò)程。在物理連接過(guò)程中，CPU向3G模塊發(fā)送AT撥號(hào)指令，得到正確反饋和應(yīng)答以后，在3G網(wǎng)絡(luò)終端和WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)間建立一條物理通道。數(shù)據(jù)過(guò)程中，PP協(xié)議將其改造成數(shù)據(jù)鏈路，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1登錄到Internet，且得到WCDMA并網(wǎng)關(guān)分配的IP地址。實(shí)現(xiàn)嵌入式Linux的PPP撥號(hào)，需要使用pppd程序，該程序由PPP工具包編譯產(chǎn)生，本發(fā)明采用2.4.4版本的工具包。PPP套件的移植包括配置內(nèi)核和交叉編譯PPP工具包兩步。配置內(nèi)核：PPP協(xié)議必須得到內(nèi)核的支持，才能使撥號(hào)程序生效。進(jìn)入Linux內(nèi)核目錄，執(zhí)行makemenuconfig命令，進(jìn)入內(nèi)核配置界面。在->DeviceDrivers->Networkdevicesupport->PPP(point-to-pointprotocol)中，選中所有PPP選項(xiàng)，配置內(nèi)核有編入內(nèi)核或者模塊加載兩種方式，本發(fā)明使用編入內(nèi)核的方式。配置根文件系統(tǒng)：嵌入式Linux實(shí)現(xiàn)PPP撥號(hào)，所需要的pppd進(jìn)程需要由PPP-2.4.4工具包來(lái)交叉編譯產(chǎn)生。下載并解壓PPP2.4.4工具包，進(jìn)入源碼目錄。執(zhí)行./configure命令，在目錄中分別交叉編譯pppd、chat、pppdump、pppstats，將生成的可執(zhí)行文件復(fù)制到文件系統(tǒng)的/usr/bin目錄下。pppd程序完成連接建立、連接質(zhì)量控制、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議配置、連接終止，chat程序完成明文驗(yàn)證。除了內(nèi)核支持和所需要的可執(zhí)行文件外，還需要撥號(hào)腳本才能實(shí)現(xiàn)撥號(hào)的整個(gè)過(guò)程。在/etc/ppp/peers/目錄下是每個(gè)pppd連接所需要的選項(xiàng)文件，每個(gè)文件對(duì)應(yīng)著一個(gè)連接，彼此互不干涉。在/etc/ppp/peers目錄下建立wcdma文件，用來(lái)為pppd進(jìn)程配置參數(shù)，如指定連接的控制臺(tái)設(shè)備、設(shè)定通信速率等。在/etc/ppp/目錄下建立AT撥號(hào)腳本和AT斷開(kāi)腳本，分別命名為connect-chat-wcdma和disconnect-chat-wcdma。其中connect-chat-wcdma用于向3G模塊發(fā)送AT命令，期待返回OK，并設(shè)置中國(guó)聯(lián)通3G4G網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)為3gnet，撥號(hào)*99#登錄到WCDMA的GGSN，返回CONNECT，建立連接。disconnect-chat-wcdma通過(guò)發(fā)出掛機(jī)命令A(yù)TH斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)。在/etc/ppp/目錄下建立chap和pap密碼認(rèn)證文件。到目前為止，中國(guó)聯(lián)通WCDMA用戶撥號(hào)上網(wǎng)尚未使用用戶賬戶和密碼登陸的形式，因此密碼認(rèn)證文件的內(nèi)容全部為"*"。為保證系統(tǒng)啟動(dòng)以后自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)，需要修改Linux啟動(dòng)時(shí)的環(huán)境配置文件rcS，添加自動(dòng)撥號(hào)命令，并且禁用以太網(wǎng)端口。Linux網(wǎng)絡(luò)通信通常使用套接字的形式傳輸數(shù)據(jù)，套接字有很多種類型，最常用的兩種類型為流式套接字和數(shù)據(jù)報(bào)套接字。其中，流式套接字使用TCP協(xié)議，數(shù)據(jù)報(bào)套接字使用UDP協(xié)議。TCP是一種面向連接的、可靠的雙向通信數(shù)據(jù)流。它使用三次握手協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，并且在傳輸時(shí)使用"重傳肯定確認(rèn)"機(jī)制保證數(shù)據(jù)的正確發(fā)送，接收端收到數(shù)據(jù)以后要發(fā)出一個(gè)肯定確認(rèn)，而發(fā)送端必須要能夠收到這個(gè)肯定信號(hào)，否則要重新發(fā)送數(shù)據(jù)。心電信號(hào)是一種重要的生理數(shù)據(jù)，如果在傳輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生數(shù)據(jù)丟失可能會(huì)影響診斷。因此，監(jiān)護(hù)終端和云服務(wù)器系統(tǒng)平臺(tái)之間的通訊采用TCP協(xié)議。Qt4.3提供了QTcpSocket類實(shí)現(xiàn)TCP類型的網(wǎng)絡(luò)套接字。本發(fā)明需要發(fā)送的信息包括以下幾種類型：心電數(shù)據(jù)信息、緊急報(bào)警信息、導(dǎo)聯(lián)脫落報(bào)警信息。分別通過(guò)EcgSocket、EmergencySocket、LeadoffScoket來(lái)實(shí)現(xiàn)，全部派生自QTcpSocket類。TCP套接字對(duì)象需要首先發(fā)送數(shù)據(jù)的大小，然后是設(shè)備編碼、信息類型、信息內(nèi)容，所有信息構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)協(xié)議，云服務(wù)器系統(tǒng)平臺(tái)重新實(shí)現(xiàn)TCP套接字，根據(jù)協(xié)議解析數(shù)據(jù)并進(jìn)行后續(xù)操作。EcgSocket類用于管理心電數(shù)據(jù)的發(fā)送和信息的接收。為了實(shí)現(xiàn)它的功能，需要定義具體的槽，分別是：connetToServer()槽，建立一個(gè)到云服務(wù)器系統(tǒng)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)連接；sendEcg()槽，向平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)；readFromServer()槽，讀取來(lái)自平臺(tái)的信息。開(kāi)機(jī)后用戶點(diǎn)擊"發(fā)送數(shù)據(jù)"按鍵，該按鍵的clicked()信號(hào)連接到EcgSocket的connectToServer()槽上，向平臺(tái)發(fā)送連接請(qǐng)求。建立連接后觸發(fā)connected()信號(hào)，該信號(hào)連接到sendEcg()槽上，讀取臨時(shí)文件中存儲(chǔ)的心電數(shù)據(jù)，發(fā)送到監(jiān)護(hù)中心。sendEcg()函數(shù)首先發(fā)送數(shù)據(jù)的大小信息，而后發(fā)送設(shè)備編碼，再發(fā)送數(shù)據(jù)類型，最后發(fā)送采樣數(shù)據(jù)。設(shè)備編碼固定，心電數(shù)據(jù)類型用數(shù)字1來(lái)表示，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表2所示。數(shù)據(jù)大小設(shè)備編碼數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)內(nèi)容表2智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1在開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)，一旦由于某種原因?qū)е戮W(wǎng)絡(luò)中斷，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)交互中斷，需要在掉線時(shí)自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)。Qt4.3提供了QProcess類，用于在運(yùn)行Qt應(yīng)用程序過(guò)程中執(zhí)行其他程序和腳本。首先在文件系統(tǒng)中植入腳本文件，命名為recall，文件內(nèi)容為pppdcallwcdma，通過(guò)執(zhí)行pppd程序?qū)崿F(xiàn)3G模塊重新?lián)芴?hào)上網(wǎng)。其次需要在應(yīng)用程序中定義QProcess類型的對(duì)象，命名為redail：QProcess*redial＝newQProcess；一旦系統(tǒng)掉線，執(zhí)行redail->start(recall)程序，使系統(tǒng)重現(xiàn)連接到互聯(lián)網(wǎng)。(6)導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1采用窗口比較器作為導(dǎo)聯(lián)脫落檢測(cè)電路，系統(tǒng)每1s檢測(cè)一次輸入信號(hào)，檢測(cè)到電平變化則認(rèn)為導(dǎo)聯(lián)已經(jīng)脫落，觸發(fā)蜂鳴器和LED報(bào)警，提示患者注意并將導(dǎo)聯(lián)脫落報(bào)警發(fā)送到云服務(wù)器2，由LeadoffSocket套接字實(shí)現(xiàn)。該套接字包括兩個(gè)槽，分別是connectToServer()和sendLeadoff()，監(jiān)測(cè)到導(dǎo)聯(lián)脫落時(shí)，觸發(fā)LeadoffScoket套接字的connectToServer()函數(shù)，建立到監(jiān)護(hù)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)連接，連接建立以后觸發(fā)connected()信號(hào)，連接到sendLeadoff()槽上，向監(jiān)護(hù)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息，其中，設(shè)備編碼固定，數(shù)據(jù)類型定義為2。表3為導(dǎo)聯(lián)脫落數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)大小設(shè)備編碼數(shù)據(jù)類型當(dāng)前時(shí)間表3LED和蜂鳴器兩種硬件設(shè)備作為輔助提示，需要在內(nèi)核中增加對(duì)這兩個(gè)硬件的支持，修改dirvers/char目錄下Kconfig文件，以模塊的形式加載LED和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)。LED和蜂鳴器都是字符型設(shè)備，驅(qū)動(dòng)程序內(nèi)容和結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。LED驅(qū)動(dòng)程序主要內(nèi)容如下：#defineDEVICE_NAME"ECG-led"http://設(shè)備名稱staticintLED_Major＝0；//動(dòng)態(tài)分配主設(shè)備號(hào)staticunsignedlongled_table＝{S3C2410_GPF(0),}；//指定LED所用到的GPIO引腳定義fileoperation文件結(jié)構(gòu)體，重點(diǎn)是ioctl函數(shù)，它是命令傳送的控制信息，必須從用戶空間寫入數(shù)據(jù)，通過(guò)cmd參數(shù)將控制信息送到GPIO端口實(shí)現(xiàn)LED的亮滅控制。應(yīng)用程序中需要定義LED類用來(lái)實(shí)現(xiàn)LED對(duì)象，包括兩個(gè)成員函數(shù)，分別為off()和on()，用來(lái)控制LED的亮滅。蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序與LED類似。(7)緊急報(bào)警EmergencySocket套接字類用以實(shí)現(xiàn)緊急報(bào)警信息的發(fā)送，包括以下幾個(gè)槽：connectToServer()，sendEmergency()。當(dāng)患者感到身體不適時(shí)，點(diǎn)擊緊急報(bào)警按鈕，按鈕的clicked()信號(hào)連接EmergencySocket套接字的connectToServer()槽上，建立到云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)連接，連接建立后觸發(fā)connected()信號(hào)，該信號(hào)連接到sendEmergency()槽上，向云服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)出緊急報(bào)警信息。數(shù)據(jù)類型定義為3，緊急報(bào)警信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表4所示。數(shù)據(jù)大小設(shè)備編碼數(shù)據(jù)類型當(dāng)前時(shí)間表4(8)醫(yī)囑接收醫(yī)囑信息的接收以TCP數(shù)據(jù)通信的方式實(shí)現(xiàn)，醫(yī)院WEB登錄系統(tǒng)每次接收完心電數(shù)據(jù)以后都會(huì)做出應(yīng)答，如果有未發(fā)送的醫(yī)囑信息，則將其發(fā)送到便攜式監(jiān)護(hù)終端，沒(méi)有則直接關(guān)閉連接。監(jiān)護(hù)終端收到醫(yī)囑信息以后，蜂鳴器發(fā)出提示音，LED開(kāi)始閃爍，提示患者收到新的醫(yī)囑。點(diǎn)擊查看醫(yī)囑按鈕以后，進(jìn)入醫(yī)囑管理對(duì)話框。具體的程序?qū)崿F(xiàn)為：監(jiān)護(hù)終端在收到云服務(wù)器系統(tǒng)的應(yīng)答以后會(huì)觸發(fā)EcgSocket對(duì)象的readyRead()信號(hào)，該信號(hào)連接到readFromServer()槽，讀取云服務(wù)器發(fā)送來(lái)的信息，由于讀取的數(shù)據(jù)可能是一個(gè)完整的塊，也可能是一個(gè)塊的一部分，或者是若干個(gè)塊。首先讀取的是塊的大小信息，使用bytesAvailable()判斷讀取的數(shù)據(jù)大小，只有與塊的大小信息一致時(shí)，讀取整個(gè)信息。(9)低功耗設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)硬件電路采用電池供電，待機(jī)時(shí)間是一個(gè)重要指標(biāo)。功耗和設(shè)備的運(yùn)行情況相關(guān)，嵌入式硬件系統(tǒng)中功耗比較大的器件是3G/4G通信模塊和液晶屏，采用了連續(xù)采集、間斷發(fā)送的方式來(lái)降低3G4G模塊的功耗。對(duì)于液晶屏，在不需要顯示功能時(shí)需關(guān)閉其背光燈以降低功耗。通過(guò)軟件定時(shí)器，如果30s內(nèi)用戶沒(méi)有操作，系統(tǒng)關(guān)閉液晶背光，如果出現(xiàn)緊急情況或者觸摸屏操作，則開(kāi)啟液晶屏背光燈。監(jiān)護(hù)終端已經(jīng)植入了液晶屏的驅(qū)動(dòng)程序，通過(guò)命令行的方式可以實(shí)現(xiàn)背光燈的亮滅控制。在應(yīng)用程序運(yùn)行以后，通過(guò)QProcess類的對(duì)象來(lái)執(zhí)行相關(guān)的控制程序。首先需要在文件系統(tǒng)中植入2個(gè)腳本文件，分別命名為backlighton和backlightoff，內(nèi)容分別為：echo1>/dev/monitor-backlight和echo0>/dev/monitor-backlight，通過(guò)執(zhí)行這兩個(gè)腳本可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶屏背光燈的控制。其次定義QProcess類的對(duì)象：QProcess*lighton＝newQProcess；QProcess*lightoff＝newQProcess；需要打開(kāi)背光燈時(shí)調(diào)用lighton->start(backlighton)，需要關(guān)閉背光燈時(shí)調(diào)用lightoff->start(backlightoff)。智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的軟件設(shè)計(jì)，從結(jié)構(gòu)層次的角度將嵌入式操作系統(tǒng)分為啟動(dòng)引導(dǎo)程序、內(nèi)核程序、根文件系統(tǒng)以及應(yīng)用程序。本發(fā)明的啟動(dòng)引導(dǎo)程序采用廣泛使用的Uboot，內(nèi)核程序采用嵌入式的Linux操作系統(tǒng)，根文件系統(tǒng)為簡(jiǎn)單文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序采用Qt設(shè)計(jì)師工具制作友好的界面，通過(guò)具體代碼實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。從功能的角度講，軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、硬件管理、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、低功耗等方面的功能。3G/4G網(wǎng)絡(luò)需要使用PPP軟件包來(lái)編譯撥號(hào)程序，但是要指定其特有的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)等。通過(guò)完善具體的腳本文件，完成整個(gè)撥號(hào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)3G/4G無(wú)線移動(dòng)通信模塊的撥號(hào)上網(wǎng)以及掉線后的自動(dòng)重?fù)?。?yīng)用程序通過(guò)3G通信模塊建立到互聯(lián)網(wǎng)的連接，以TCP套接字的形式和云數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互?，F(xiàn)實(shí)環(huán)境中有大量的干擾存在，為了避免信號(hào)干擾，選擇了抗干擾能力較強(qiáng)的SIM5216模塊，并且在硬件設(shè)計(jì)上增加了抗干擾電路，在軟件設(shè)計(jì)上增加了掉線后自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)程序，由于3G系統(tǒng)本身提供了高達(dá)5M的帶寬和較高的接收靈敏度，加上監(jiān)護(hù)終端合理的軟硬件設(shè)計(jì)，在程序運(yùn)行過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)通信基本不受外界干擾的影響，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性有著很好的表現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中系統(tǒng)很少掉線，信號(hào)良好的情況下掉線后在數(shù)秒內(nèi)能重新?lián)芴?hào)上網(wǎng)。下面對(duì)云服務(wù)器2的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行說(shuō)明。云服務(wù)器2與智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1進(jìn)行無(wú)線通信，用于存儲(chǔ)多個(gè)用戶的監(jiān)護(hù)資料，接收處理后的心電信號(hào)，并對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行分析以計(jì)算用戶的心率。云服務(wù)器2平臺(tái)上搭建嵌入式Linux操作系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，云服務(wù)器2還用于對(duì)來(lái)自智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的處理后的心電信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，以濾除處理后的心電信號(hào)中的高頻信號(hào)。云服務(wù)器2進(jìn)一步將心率與多個(gè)預(yù)設(shè)心率狀態(tài)條件進(jìn)行比對(duì)以判斷用戶的心率狀態(tài)，向與用戶綁定的移動(dòng)終端3發(fā)送該用戶的心電數(shù)據(jù)，并在判斷用戶的心率出現(xiàn)失常時(shí)，向智能心電遠(yuǎn)程終端1和與用戶綁定的移動(dòng)終端3發(fā)送報(bào)警信息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)預(yù)設(shè)心率狀態(tài)條件包括：心動(dòng)過(guò)緩、心動(dòng)過(guò)速、停搏和漏搏。當(dāng)云服務(wù)器2判斷心率符合其中一個(gè)預(yù)設(shè)心率狀態(tài)條件時(shí)，則判斷用戶心率失常，向智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1和與用戶綁定的移動(dòng)終端3發(fā)送心率失常的報(bào)警信息和對(duì)應(yīng)的心率狀態(tài)。具體地，如圖19所示，云服務(wù)器2在設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)端口上監(jiān)聽(tīng)來(lái)自智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的連接請(qǐng)求，收到請(qǐng)求后建立連接、接收數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)分析、波形顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、波形回放、信息發(fā)送等功能。云服務(wù)器2采用C/S模型結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)用程序和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，Client端包括AndoridAPP，IOSAPP，WindowsAPP。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用阿里云服務(wù)器平臺(tái)，阿里云服務(wù)器平臺(tái)由于采用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)。操作系統(tǒng)采用UNIX，并且云服務(wù)器2的硬件采用多重?zé)醾浞莘桨?，具有?yōu)越的可靠性及安全性。為了提高云服務(wù)器和智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的兼容性，云服務(wù)器2的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)采用Qt軟件開(kāi)發(fā)工具。系統(tǒng)調(diào)用TCP服務(wù)器類和TCP套接字類，實(shí)現(xiàn)和監(jiān)護(hù)終端的數(shù)據(jù)交互。調(diào)用繪圖工具繪制患者的心電波形，采用高效的二階差分閾值算法分析心電數(shù)據(jù)，判斷患者的病情。云服務(wù)器2的數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式來(lái)組織，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具備以下基本功能：患者個(gè)人資料信息的輸入、查詢、修改和刪除功能；心電信號(hào)的存儲(chǔ)、回放功能；醫(yī)囑信息的新建、發(fā)送和刪除功能；報(bào)警信息的查看、管理功能。通過(guò)對(duì)所有信息進(jìn)行綜合、歸納、抽象為信息結(jié)構(gòu)，確定監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包含以下實(shí)體：患者信息、心電數(shù)據(jù)、醫(yī)囑信息、報(bào)警信息，需要采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用SqlServer驅(qū)動(dòng)，建立patient、data、advice和warning四個(gè)數(shù)據(jù)表。其中patient表用以存儲(chǔ)患者個(gè)人信息，對(duì)其他表起著約束作用，data用以存儲(chǔ)患者的心電數(shù)據(jù)信息，advice用以存儲(chǔ)醫(yī)囑信息，warning數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)報(bào)警信息。云服務(wù)器2實(shí)現(xiàn)與智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的數(shù)據(jù)交互，需要調(diào)用TCP服務(wù)器類和套接字類。分別定義doctorServer類和patientScoket類，其中，doctorServer類派生自QTcpServer，用于監(jiān)聽(tīng)來(lái)自智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的連接請(qǐng)求。patientScoket類派生自QTcpSocket類，用于重新實(shí)現(xiàn)套接字，處理一個(gè)單獨(dú)的連接。接收程序采用多線程的方式為每一個(gè)連接啟動(dòng)一個(gè)單獨(dú)的線程。定義patientThread類，派生自QThread線程類，當(dāng)收到智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的連接請(qǐng)求時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)新的線程，管理套接字，連接終止時(shí)關(guān)閉該線程。下面對(duì)云服務(wù)器2的各個(gè)具體功能進(jìn)行描述。(1)數(shù)據(jù)接收云服務(wù)器2在網(wǎng)絡(luò)端口上監(jiān)聽(tīng)來(lái)自智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1端的連接請(qǐng)求，當(dāng)收到連接請(qǐng)求時(shí)啟動(dòng)一個(gè)單獨(dú)的線程并建立TCP套接字，讀取智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1發(fā)送的信息。首先讀入字段的大小，再依次讀入智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的設(shè)備編碼、信息類型、信息內(nèi)容。通過(guò)設(shè)備編碼來(lái)確定患者，隨后讀入的信息類型分為心電數(shù)據(jù)信息、導(dǎo)聯(lián)脫落報(bào)警信息、緊急報(bào)警信息。整個(gè)系統(tǒng)使用數(shù)字1、2、3來(lái)表示這三種類型的數(shù)據(jù)，云服務(wù)器2通過(guò)switch-case語(yǔ)句來(lái)判別對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型，進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)操作。(2)信號(hào)分析與處理心率是心臟狀況的一項(xiàng)重要生理指標(biāo)，通常由RR間期來(lái)分析計(jì)算。二階差分算法計(jì)算心律，具有準(zhǔn)確性高、計(jì)算量小的特點(diǎn)，適合于云服務(wù)系統(tǒng)，該算法包括信號(hào)預(yù)處理、閾值計(jì)算、檢測(cè)策略三部分。檢測(cè)到了R波以后，不僅能夠準(zhǔn)確計(jì)算心率，還可以根據(jù)時(shí)間窗來(lái)定位P波、QRS波群以及ST區(qū)段，對(duì)心電信息進(jìn)行全面分析。針對(duì)本發(fā)明的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，該算法需要進(jìn)行一定的改進(jìn)。(3)信號(hào)處理雖然智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1已經(jīng)采用了大量的電路來(lái)降低干擾，為了有利于信號(hào)分析，還需要進(jìn)行數(shù)字濾波。此外，由于差分算法對(duì)高頻信號(hào)特別敏感[40]，需要采用低通濾波器去除高頻信號(hào)。最后，需要按公式(1)進(jìn)行二階差分運(yùn)算。Y(n)＝X(n)-2X(n-1)+X(n-2)(1)(4)閾值計(jì)算以二階差分運(yùn)算作為判別R波的依據(jù)，需要在內(nèi)存中建立3個(gè)緩沖區(qū)，分別是原始數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、二階差分緩沖區(qū)和R波峰值緩沖區(qū)。緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)按照"先進(jìn)先出"的順序運(yùn)行。原始數(shù)據(jù)和二階差分緩沖區(qū)含5s時(shí)間長(zhǎng)度的信息，R波峰值緩沖區(qū)中保存10個(gè)左右已檢出R波的位置和對(duì)應(yīng)的二階差分極小值。原始數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，以1s時(shí)長(zhǎng)的信號(hào)作為1個(gè)單位，對(duì)初始的5個(gè)單位時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自學(xué)，計(jì)算每個(gè)單位的二階差分極小值點(diǎn)的幅度，然后將5個(gè)極小值中的中位數(shù)的0.7倍作為檢測(cè)初始值。每當(dāng)檢測(cè)到1個(gè)R波，刷新R波數(shù)據(jù)緩沖，將該R波和其對(duì)應(yīng)的極小值壓入緩沖區(qū)。檢測(cè)到10個(gè)R波波峰以后，以緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)的二階差分值取中位數(shù)的0.7倍作為新的檢測(cè)閾值。算法進(jìn)入回掃進(jìn)程時(shí)，檢測(cè)閾值降低到當(dāng)前值的0.4倍，如果檢測(cè)到R波則重新恢復(fù)到之前大小，繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)。以中位數(shù)作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要是為了防止干擾對(duì)差分值的影響。如果1個(gè)二階差分極小值滿足以下條件，就可以認(rèn)為其對(duì)應(yīng)于1個(gè)R波：幅度小于檢測(cè)閾值；與前一個(gè)R波對(duì)應(yīng)的極小值上超過(guò)200ms的時(shí)間；證明不是由于偽跡引起。檢測(cè)到極小值以后，就可以確定其對(duì)應(yīng)的心電信號(hào)中R波的波峰位置。通過(guò)R波峰值檢測(cè)結(jié)果，可以方便地推算出RR間期，判斷心率情況。典型的心率失常描述如下：心動(dòng)過(guò)緩：平均心率小于40次/分；心動(dòng)過(guò)速：平均心率大于120次/分；停搏：3s內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)R波；漏搏：當(dāng)前R波與上一個(gè)R波的間距超過(guò)1.5倍的正常RR間期。(5)波形顯示云服務(wù)器2使用Qt提供的tabWidget設(shè)計(jì)多頁(yè)面窗體。主窗體命名為mainWidget，分別命名實(shí)時(shí)觀察、患者管理、波形回放、醫(yī)囑管理、報(bào)警管理?？紤]到窗口的尺寸和需要顯示的患者人數(shù)，每次繪制10s的波形，加載到窗口上，繪制方法與便攜式監(jiān)護(hù)終端的繪制方法類似。網(wǎng)格用來(lái)輔助醫(yī)生定量判斷心電數(shù)據(jù)，橫向的一個(gè)小格表示的時(shí)間為0.04秒，縱向的每一小格表示0.1mV的電壓幅度，每5個(gè)小格構(gòu)成一個(gè)大格，與臨床心電圖表示方法一致。(6)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)心電信息表data數(shù)據(jù)表，通過(guò)外鍵dataid與patient表建立聯(lián)系，存儲(chǔ)患者的心電信息。由于心電信息的數(shù)據(jù)量大，不適合直接作為數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，雖然BLOBbinary(largeobject)二進(jìn)制大對(duì)象可以用來(lái)存儲(chǔ)較大的數(shù)據(jù)量，但是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)需要對(duì)整條數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，導(dǎo)致效率低下，讀取和編輯較為緩慢。本發(fā)明采用數(shù)據(jù)庫(kù)與文件系統(tǒng)相結(jié)合的形式來(lái)存儲(chǔ)心電數(shù)據(jù)，data表來(lái)存儲(chǔ)心電數(shù)據(jù)的基本信息，心電數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)心電信息的具體內(nèi)容，每位患者的心電信息保存為一個(gè)或者一組文件，讀取或者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)文件進(jìn)行直接操作，通過(guò)移動(dòng)文件指針的方式對(duì)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行訪問(wèn)，避免了操作整個(gè)數(shù)據(jù)帶來(lái)的麻煩。當(dāng)云服務(wù)器2收到來(lái)自智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的心電數(shù)據(jù)信息時(shí)，查找數(shù)據(jù)庫(kù)patient表中的code字段，通過(guò)設(shè)備編碼字段確定患者，更新對(duì)應(yīng)的data數(shù)據(jù)表，并將后續(xù)收到的采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在與患者信息對(duì)應(yīng)的文件中。data表的主要內(nèi)容如下：ID作為主鍵由系統(tǒng)自動(dòng)生成，dataid作為外鍵用于建立和patient表的連接，filename是存儲(chǔ)心電數(shù)據(jù)的文件名，starttime作為心電數(shù)據(jù)的起始時(shí)間。datanumber是一個(gè)計(jì)數(shù)器，每次寫入新的數(shù)據(jù)以后自動(dòng)加1，存儲(chǔ)心電數(shù)據(jù)的文件不宜過(guò)大，否則不利于訪問(wèn)，當(dāng)一個(gè)文件的持續(xù)時(shí)間達(dá)到1小時(shí)以后，將接收到的數(shù)據(jù)寫入下一個(gè)文件，心電數(shù)據(jù)文件的命名以設(shè)備編碼和編號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。(7)數(shù)據(jù)回放數(shù)據(jù)回放的意義在于查看患者的心電信息記錄，特別是發(fā)出報(bào)警時(shí)的區(qū)段。首先選擇患者，然后輸入需要回顧的具體時(shí)間，程序建立查詢事務(wù)，在data數(shù)據(jù)表中找到對(duì)應(yīng)的心電文件，通過(guò)移動(dòng)指針的方式指向需要顯示的時(shí)間段對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。也可選擇下拉列表中的報(bào)警信息，直接定位到該報(bào)警發(fā)生時(shí)的心電區(qū)段。(8)患者管理患者信息存儲(chǔ)在患者信息數(shù)據(jù)表中，命名為patient表。patient表以ID作為主鍵，包括name、gender、age、code、phonenumber、history等字段，分別存儲(chǔ)患者的姓名、性別、年齡、設(shè)備編碼、聯(lián)系方式、既往病史等信息。其中ID由系統(tǒng)自動(dòng)生成，以整數(shù)的形式遞增。患者信息編輯界面如前圖所示，點(diǎn)擊編輯患者按鈕即可打開(kāi)編輯患者對(duì)話框，功能主要是添加、瀏覽和刪除。其中添加功能需要通過(guò)在患者信息數(shù)據(jù)模型中插入一行即可實(shí)現(xiàn)，刪除功能不僅要?jiǎng)h除患者信息，還要?jiǎng)h除該患者名下的心電數(shù)據(jù)、醫(yī)囑信息和報(bào)警信息。(9)報(bào)警管理報(bào)警信息由數(shù)據(jù)庫(kù)中的報(bào)警信息表來(lái)管理，命名為warning表。包括以下字段：ID，warndate，warntime，content，warnid。其中ID作為唯一編碼，由系統(tǒng)自動(dòng)生成，warndate為報(bào)警日期，warntime為報(bào)警時(shí)間，warnid作為外鍵，用于建立和患者數(shù)據(jù)表patinet表的連接，content用于存儲(chǔ)患者的報(bào)警類型，分別是導(dǎo)聯(lián)脫落報(bào)警、感覺(jué)不適時(shí)觸發(fā)的緊急報(bào)警和心率報(bào)警。通過(guò)選擇患者的方式建立查詢事務(wù)，將該患者相關(guān)的報(bào)警信息顯示到視圖中。圖20為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的云數(shù)據(jù)平臺(tái)用戶管理界面的示意圖。智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1在收到報(bào)警信息后，向用戶發(fā)出報(bào)警提示以通知用戶及時(shí)采取處理措施。移動(dòng)終端3接收用戶的心電數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶的心電狀態(tài)，并在接收到報(bào)警信息后及時(shí)采取處理措施。當(dāng)智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1連接到云服務(wù)器之后，用戶或者醫(yī)療監(jiān)護(hù)人員在任何地方都可以隨時(shí)利用移動(dòng)終端或者電腦端的瀏覽器網(wǎng)頁(yè)對(duì)用戶端的監(jiān)護(hù)設(shè)備進(jìn)行管理和查看及分析，動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)顯示出的生理特征信號(hào)可以作為醫(yī)生診斷的依據(jù)。該系統(tǒng)把遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、運(yùn)行安全可靠、功能豐富的無(wú)線遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)。(10)醫(yī)囑發(fā)送和管理醫(yī)囑信息由數(shù)據(jù)庫(kù)中的醫(yī)囑信息表來(lái)管理，命名為advice表，包括以下字段：ID、time、content、flag、adviceid，其中ID為醫(yī)囑信息的唯一性編碼，由系統(tǒng)自動(dòng)生成，content為醫(yī)囑信息的內(nèi)容，time為發(fā)送時(shí)間，flag為標(biāo)志位，表示該醫(yī)囑信息是否已經(jīng)發(fā)送，adviceid為外鍵，用于建立和患者信息表的連接。云平臺(tái)采用數(shù)據(jù)通信的方式向監(jiān)護(hù)終端發(fā)送醫(yī)囑信息，由于監(jiān)護(hù)終端通過(guò)動(dòng)態(tài)方式獲得IP地址，每次接入互聯(lián)網(wǎng)分配得到的IP地址不盡相同，云服務(wù)器系統(tǒng)通過(guò)IP地址查找患者并且發(fā)送信息較為困難。一種有效的方法是每次監(jiān)護(hù)終端向云服務(wù)器平臺(tái)發(fā)送心電數(shù)據(jù)以后，云服務(wù)器系統(tǒng)都需要做出應(yīng)答，通過(guò)在patientSocket類定義sendToPatient()函數(shù)向advice數(shù)據(jù)表查詢一次醫(yī)囑信息，發(fā)現(xiàn)有該患者新的醫(yī)囑信息時(shí)，讀取并發(fā)送該醫(yī)囑，并且將該醫(yī)囑的狀態(tài)改為已發(fā)送，之后發(fā)出命令關(guān)閉連接。如果沒(méi)有該患者對(duì)應(yīng)的醫(yī)囑信息，則關(guān)閉連接。(11)醫(yī)囑管理界面醫(yī)囑管理界面用于發(fā)送和管理醫(yī)囑信息，映射到advice表中相應(yīng)的字段上，通過(guò)查詢患者的姓名，建立查詢事務(wù)，定位到需要查詢的advice數(shù)據(jù)表。"發(fā)送醫(yī)囑"按鈕用于向advice表寫入數(shù)據(jù)，"查看醫(yī)囑"按鈕用于打開(kāi)醫(yī)囑管理對(duì)話框。綜上所述，WCDMA網(wǎng)絡(luò)在傳輸速率和穩(wěn)定性方面的出色表現(xiàn)保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸層的實(shí)時(shí)性和可靠性，云服務(wù)器2采用靜態(tài)IP地址在設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)端口上監(jiān)聽(tīng)來(lái)自智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的連接請(qǐng)求，收到請(qǐng)求后建立連接并接收數(shù)據(jù)。智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1和云服務(wù)器2統(tǒng)之間的通信采用TCP協(xié)議，云服務(wù)器2建立TCP服務(wù)器進(jìn)程監(jiān)聽(tīng)來(lái)自智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的連接請(qǐng)求，并且為每一個(gè)連接啟動(dòng)一個(gè)單獨(dú)的線程。具體的數(shù)據(jù)通信通過(guò)TCP套接字來(lái)實(shí)現(xiàn)，充分利用Qt提供的信號(hào)和槽機(jī)制實(shí)現(xiàn)智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1和云服務(wù)器2的各種數(shù)據(jù)交互。為了存儲(chǔ)智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1發(fā)送的大量信息，采用數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型，創(chuàng)建多個(gè)表來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，形成完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)RR間期的分析來(lái)計(jì)算患者心率，計(jì)算量小，準(zhǔn)確率高。本發(fā)明已經(jīng)完成II導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)監(jiān)護(hù)終端硬件電路、嵌入式軟件程序以及云服務(wù)器系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其中，智能心電遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端1的信號(hào)預(yù)處理電路通過(guò)放大、濾波等方法提取出頻率范圍在0.05-106Hz的心電信號(hào)，放大1000倍并抬升后送入采樣電路。嵌入式硬件系統(tǒng)包括處理器、外圍電路、人機(jī)交互模塊和3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信模塊。嵌入式軟件程序完成采樣、發(fā)送心電信號(hào)和接受醫(yī)囑信息等功能。云服務(wù)器2的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序和監(jiān)護(hù)終端的數(shù)據(jù)收發(fā)程序有很好的兼容性，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)一般小于1.5s，基本上可以滿足實(shí)時(shí)性的要求。由于采樣信息具備1000Hz采樣頻率和0.05-106Hz頻率范圍，心電波形的顯示效果遠(yuǎn)勝過(guò)普通的商用監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，幾乎可以達(dá)到心電圖一樣精細(xì)的水平，為醫(yī)生的診斷提供了有效的依據(jù)。云服務(wù)器2的自動(dòng)診斷程序采用了二階差分算法，不受基線漂移等干擾因素的影響，準(zhǔn)確判斷患者的心率。由于云服務(wù)器2統(tǒng)配置了強(qiáng)大的ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)及IBM刀片式并行服務(wù)器，管理患者信息、心電數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和醫(yī)囑信息。針對(duì)心電信息的特點(diǎn)采用數(shù)據(jù)庫(kù)和文件系統(tǒng)相結(jié)合的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)建立查詢事務(wù)的方式迅速訪問(wèn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明將3G/4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)引入到了遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，3G/4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)保證了信號(hào)的穩(wěn)定高速傳輸，解決了在遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)領(lǐng)域2G網(wǎng)絡(luò)難以克服的傳輸速率低、延遲大、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。此外，3G模塊工作在WCDMA模式下的發(fā)射功率最高不超過(guò)250mW。在人們?nèi)找骊P(guān)注輻射對(duì)健康影響的當(dāng)今時(shí)代，相對(duì)于GSM模塊動(dòng)輒2W的發(fā)射功率而言，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。為了提高便攜式終端的續(xù)航時(shí)間，本發(fā)明在軟件層面采用多種方式來(lái)降低功耗，如控制3G/4G通信模塊間斷工作、自動(dòng)調(diào)節(jié)液晶顯示屏電源。整套系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行充分驗(yàn)證了3G/4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在心電傳輸過(guò)程中的可行性和先進(jìn)性，只要在軟硬件系統(tǒng)上稍微加以擴(kuò)展，就可以實(shí)現(xiàn)全面的12導(dǎo)聯(lián)監(jiān)護(hù)，達(dá)到醫(yī)療機(jī)構(gòu)ICU監(jiān)護(hù)水平。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)II導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)的傳輸?shù)幕A(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)12導(dǎo)聯(lián)監(jiān)護(hù)，12導(dǎo)聯(lián)包含的信息更加全面，需要在后續(xù)產(chǎn)品中加入全面的導(dǎo)聯(lián)信息。此外，3G/4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在速度方面的巨大優(yōu)勢(shì)以及ARM9系列芯片強(qiáng)大的處理功能還需要進(jìn)一步發(fā)揮，云平臺(tái)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化。本發(fā)明進(jìn)一步集成12導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)以及血氧飽和度、血壓等模塊的加入，進(jìn)一步豐富軟件的功能，充分發(fā)揮3G/4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)出色的TCP性能，實(shí)現(xiàn)3G/4G移動(dòng)監(jiān)護(hù)終端的廣泛的應(yīng)用，幫助廣大患者。本發(fā)明實(shí)施例的智能心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，具有以下有益效果：(1)綜合應(yīng)用了無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以給患者以較大的活動(dòng)自由獲取患者在正?；顒?dòng)情況下的動(dòng)態(tài)心電信號(hào)。采用嵌入式技術(shù)以較低的成本通過(guò)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳送心電數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)，對(duì)病人所在的位置不再有苛刻的要求，有效克服現(xiàn)有遙測(cè)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)普遍存在的監(jiān)護(hù)距離短的缺點(diǎn)。同時(shí)，在危急情況下的醫(yī)囑短信回送服務(wù)使得現(xiàn)場(chǎng)救治的醫(yī)護(hù)人員快速了解病人既往病史及治療注意事項(xiàng)，可以大大提高現(xiàn)場(chǎng)搶救的成功率。(2)實(shí)現(xiàn)家庭、病人通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了一個(gè)大數(shù)據(jù)心電監(jiān)護(hù)平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)授權(quán)終端和相關(guān)醫(yī)院鏈接，實(shí)現(xiàn)了病人心電數(shù)據(jù)的歷史性存儲(chǔ)及危急情況時(shí)心電信息的實(shí)時(shí)傳輸和隨后由主治醫(yī)師醫(yī)囑信息的發(fā)布，并在液晶屏上顯示醫(yī)囑信息內(nèi)容，方便現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)護(hù)人員處理病人病情。該系統(tǒng)理論上實(shí)現(xiàn)了心電24小時(shí)監(jiān)控終端所需要的數(shù)據(jù)發(fā)送與接受以及觸屏顯示的功能需求，云服務(wù)平臺(tái)可以建立用戶大數(shù)據(jù)心電檔案，對(duì)于患者人群和健康人群的群體健康監(jiān)測(cè)具有重大戰(zhàn)略意義。(3)為用戶提供時(shí)間更長(zhǎng)、活動(dòng)空間更大、方式更靈活的心臟功能監(jiān)控服務(wù)，提高了心電監(jiān)護(hù)的便利性。針對(duì)心臟疾病的發(fā)作具有隨機(jī)性和危險(xiǎn)性的特點(diǎn)，該系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)消息服務(wù)為用戶提供了緊急醫(yī)囑、心電信號(hào)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)顯示等多種服務(wù)，以保證心電監(jiān)控的質(zhì)量。由于近年來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式技術(shù)應(yīng)用的條件日趨成熟使得遠(yuǎn)程心電監(jiān)控有了更好的解決方案。嵌入式技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)在于成本低、體積小、應(yīng)用靈活方便。(4)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+云數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大量的高危人群的心電數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)和積累，對(duì)于我國(guó)建立一個(gè)通用的互聯(lián)網(wǎng)心電基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)平臺(tái)起到一個(gè)良好的開(kāi)端。在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3