摘要：采用提供高精度三維位置的MXTOS2-200模塊和MXT8051 MCU模塊設(shè)計了一種體積小巧的遠程老年人監(jiān)測儀。利用獨特的過采樣技術(shù)和低功耗、器件少的傳感模塊，通過對老年人心電、呼吸頻率、行走狀況(跌倒)等生理狀態(tài)參數(shù)的實時采集測量，與正常生理參數(shù)范圍做比較，進行預警動作。作品測試效果良好，當攜帶此監(jiān)測儀的老年人在外出現(xiàn)異常時，集控中心的上位機接收到由監(jiān)測儀中GSM/GPRS無線模塊傳送的位置信息和生理參數(shù)，實現(xiàn)快速定位和出勤急救，保障老年人的生命健康。

　　應(yīng)用需求分析

　　需求分析

　　隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展和科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對自身的身體素質(zhì)和健康水平有了更高的要求。不管是在日常生活中定期的體格檢查，還是在特殊條件突發(fā)狀況時人們都需要了解身體的各項生理參數(shù)，如常見的體溫、呼吸頻率、脈搏、血壓、心電指數(shù)等等，以此作為初步的應(yīng)急狀況的篩查。然而社會節(jié)奏的加快導致人們照顧小孩(特別是剛出生的嬰幼兒)和老人的時間精力都大為減少，特別是年邁的老年人有時候出門在外突發(fā)的一系列疾病都會在其體溫、呼吸頻率等指標上得以反映。新聞報導中，老人外出突發(fā)疾病等幾乎每天都在發(fā)生^[1,2]。

　　上述的需求告訴我們，有必要設(shè)計一些簡單便攜的兼具報警功能的醫(yī)療電子系統(tǒng)來輔助人們快速尋找急救突發(fā)狀況的老年人，國內(nèi)外類似的產(chǎn)品和概念近乎空白。如果借助這次北京時代民芯科技有限公司開發(fā)的能提供高精度的載體三維位置、時間信號等的GPS、BD-2 雙模兼容接收機模塊MXTOS2-200，可以實現(xiàn)老年人的快速定位，再加上相應(yīng)的生理參數(shù)模塊進行老年人的原始觀測和及時預警。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　本次設(shè)計的監(jiān)測儀作為老年人的健康伴侶，采取佩戴的手環(huán)和胸前貼附電極的形式作檢測部件，實時采集檢測老年人的生理參數(shù)，應(yīng)用于突發(fā)狀況的老年人的快速定位和急救。

　　此系統(tǒng)也可應(yīng)用于平常的體格檢查，定時地將各項數(shù)據(jù)傳送到醫(yī)生處做備案和分析，起到遠程體檢儀的作用。另外，如果將此系統(tǒng)加以完善制作應(yīng)用于飛機或輪船上面，可以更加方便準確地檢測出駕駛員的各項生理參數(shù)，結(jié)合提供的高精度的載體三維位置、時間信號和速度信息，為后續(xù)的各項生理參數(shù)與航程、地理位置、航速等關(guān)系分析作建模和研究。

　　現(xiàn)狀

　　國內(nèi)現(xiàn)狀

　　在國內(nèi)，基于便攜式的生理參數(shù)監(jiān)測儀的研究和開發(fā)有了較大發(fā)展，如祝順燕、孟橋等使用RISC的 ARM 微處理器 S3C44B0X，設(shè)計了基于嵌入式系統(tǒng)的便攜式心電圖機^[3];馬進、黃佐等提出了便攜式多功能體檢計設(shè)計的概念^[4];志宏、胡亮、邱峰志等采用CSN808模塊設(shè)計了基于Windows CE人體生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對病人生理參數(shù)的實時監(jiān)測^[5];于遠程醫(yī)療方面的研究，也有相關(guān)報道，如洪婷、楊印根等采用多生理參數(shù)采集器與客戶端PC機相連,客戶端PC機通過Internet網(wǎng)與醫(yī)院服務(wù)器相連而設(shè)計的一種方案^[6];天、陳萬忠等利用GSM 模塊TC35 和 C8051F320 單片機進行相關(guān)電路設(shè)計了人體生理參數(shù)采集傳輸系統(tǒng)^[7]。

　　不難看出，國內(nèi)的很多研究都只是單獨研究設(shè)計了便攜式的監(jiān)測儀或者采用物聯(lián)網(wǎng)的形式連接大型醫(yī)療設(shè)備，而且沒有針對老年人的特點設(shè)計。本次設(shè)計，采用很少的傳感、處理器件進行高速有效的采集和MXTOS2-200模塊，兼具了便攜和遠程發(fā)送的特點，可以起到定位急救的作用，具有成本低、功耗低的優(yōu)勢。

　　國外現(xiàn)狀

　　隨著iPhone的普及和應(yīng)用，App Store前些時間甚至推出了生理參數(shù)檢測的iPhone客戶端應(yīng)用下載，配套的硬件采集模塊可以購買^[8,9]。如可隨時測量血糖、血壓和體重的iPhone新配件在英國上市，用戶可以購置這樣的部件如iBGStar進行日常自測自檢，利用客戶端軟件隨時將數(shù)據(jù)傳送給醫(yī)療機構(gòu)或與正常值進行對比，方便的進行遠程醫(yī)療體檢和危機狀況處置。

　　方案總體設(shè)計及參賽作品目標

　　本次設(shè)計的基于MXTOS2-200的遠程生理參數(shù)監(jiān)測預警系統(tǒng)的總體設(shè)計方案主要包括：MXTOS2-200模塊、主控MCU模塊(將原來的MXT8051改進為51內(nèi)核的pSoC CY8C38系列)、生理參數(shù)采集模塊、藍牙模塊(代替GSM/GPRS與無線串口)、人機交互模塊。設(shè)計整體框圖如圖1所示。