TI-CC2530家用医疗智能终端数据云采集系统设计及应用

丽水学院工学院 大学生创新实践空间 叶佳虹 徐 欢 洪灵杰 吕 葵 王 野

TI-CC2530家用医疗智能终端数据云采集系统设计及应用

丽水学院工学院 大学生创新实践空间 叶佳虹 徐 欢 洪灵杰 吕 葵 王 野

本设计采用TI公司的CC2530作为系统的硬件平台和气体压力传感器MPXV5050GP作为数据采集器，通过单片机控制气泵，根据气袖在减压过程中其压力振荡波的振幅变化包络线来判定血压。该设计通过ESP8266WiFi模块将数据以WiFi方式发送到服务器上。手机APP通过访问服务器的地址和端口，读取血压计的测量值。该设计系统不仅限于无线血压计，可以同时将其他数据发送至CC2530所在的智能家居控制系统。

电子血压计；CC2530；ESP8266WiFi模块；压力传感器

0 引言

随着智慧医疗等互联网+计划的普及，人们越来越多的希望能通过手机掌握家人健康状况及发出前期危机预警显的格外重要，特别是家庭对于诸如老人的家用医疗及健康云监测设备需求刻不容缓。根据市场需求，该课题设计一个基于智能家居医疗设备数据云采集器，由单片机CC2530作为设备终端，解析标准的USB HID协议转换成CC2530的串口数据并通过WiFi方式发送到服务器，在不修改功能实现载体无线血压计的任何结构的前提下，实现手机APP

客户端多用户实时查看无线血压计的测量数据。该设计价格低廉，且能够运用于各类设备进行数据实时传输，具有很高的工程应用价值和现实意义。

1 项目主要内容

本课题研究的主要内容是数据传输的设计与分析，使用单片机作为数据传输的主控芯片，利用接收模块用USB HID读取串行数据，解析标准的USB HID协议[1]转换成CC2530的串口数据并通过WiFi方式发送到服务器。具体为CC2530作为智能设备的终端，将无线血压计测量得到的血压值、心率值读取出，通过串口转WiFi模块，将数据以WiFi方式发送到服务器上进行存储。手机APP与服务器进行连接，通过访问服务器的地址和端口，读取服务器的端口数据即血压计的测量值，继而可以选择用户以及具体日期查看对应数据库。

图1 硬件平台

2 硬件平台的设计

该血压计的硬件平台采用TI-CC2530单片机作为中央控制单元，外围连接压力传感器、气泵、气阀、LCD液晶屏及USB/串口等硬件来实现系统的硬件架构（如图1所示）。电路框架图如下：用于接收气体压力传感器发出的压力信号的传感器接收单元，所述传感器接收单元包括第一输出端和第二输出端，传感器接收单元的第一输出端与中央控制单元电性连接；用于给压力信号进行滤波处理的带通滤波单元[3]，带通滤波单元的输入端与传感器接收单元的第二输出端电性连接；用于给压力信号进行放大处理的放大单元，放大单元的输入端与带通滤波单元的输出端电性连接，放大单元的输出端与中央控制单元电性连接。

3 硬件的选择及电路设计

3.1 传感器MPXV5050GP工作原理及其外围电路设计

美国MOTOROLA(Freescale)公司的MPX系列硅压力传感器，主要以气压测量为主，适合用于医疗器械，气体压力控制等领域，输出数字信号。传感器的输出端分出两个接口:传感器内部的运算放大器输出的袖口压力可以经过A/D转换为数字值，另一条支路信号接到滤波电路和放大电路得到振荡信号[4]，传感器接收电路如图2所示。

图2 传感器接收电路

图3 主程序流程图

3.2 主程序

主程序的主要功能包括了：完成系统的初始化、对测量子程序[5]的调用、对数据处理子程序的调用、对显示模块子程序的调用。最后实现将处理好的收缩压、舒张压数据显示在液晶显示屏上。该主程序的运行原理是按开始键初始化后，将袖带内的气体压力经过传感器内部的A/D转化后，调用数据处理子程序分别处理有用的脉搏波信号，并储存在FLASH，并计算其值，最后将测得的收缩压与舒张压显示在液晶显示屏上。主程序流程如图3所示。

4 结束语

该课题实现智能家居医疗通过数据采集器在家庭中进行体征信息的实时跟踪与监控，可实现对使用者的实时诊断与健康提醒。设计系统不仅限于无线血压计，可以同时将其他数据发送至CC2530所在的智能家居控制系统，实现更丰富的应用。利用了手机APP，能随时随地、不受时空限制地进行信息交互。系统样机经实验验证，将测量结果与听诊法比较，验证了系统设计的准确性、智能性和便捷性，有很好的实用价值。

[1]陈宇.基于MSP430电子血压计的设计与开发[D].华中师范大学,2015.

[2]张肖莉.示波法电子血压计压力测试系统的设计及应用[D].清华大学,2012.

[3]包旭鹤.便携式电子血压计设计[J].现代电子技术,2007(08).

[4]刘宝华,任晓华,王国永.一种基于小波变换的脉搏波速度测量方法[J].计算机应用与软件,2009(08).

[5]万继鹏.便携式医疗电子设备的应用及发展趋势[J].中外企业家,2016(26).

叶佳虹（1996—），浙江桐乡人，大学本科，现就读于丽水学院。

徐欢（1995—），浙江杭州人，大学本科，现就读于丽水学院。

洪灵杰（1995—），浙江绍兴人，大学本科，现就读于丽水学院。

吕奎（1995—），湖南岳阳人，大学本科，现就读于丽水学院。

王野【通讯作者】（1980—），吉林吉林人，工学博士，现就职于丽水学院。