基于Arduino的遠(yuǎn)程定位生理參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者：張強(qiáng)武唐露新陳超鋒時(shí)間：2014-07-25 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：基于Arduino平臺(tái)采用提供高精度三維位置的MXTOS2-200模塊，設(shè)計(jì)了一種體積小巧的遠(yuǎn)程定位生理參數(shù)監(jiān)測(cè)儀。利用獨(dú)特的過(guò)采樣技術(shù)和低功耗的傳感模塊，結(jié)合Arduino開(kāi)源環(huán)境對(duì)人體脈搏、呼吸頻率、行走狀況(跌倒)等生理狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集測(cè)量，與正常生理參數(shù)范圍做比較，進(jìn)行預(yù)警動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)表明，該監(jiān)測(cè)儀可以對(duì)生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，得到精確的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行生理判斷;Arduino平臺(tái)提供GSM、GPS以及常用生理參數(shù)傳感器的庫(kù)函數(shù)可大大降低設(shè)計(jì)難度;系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/256090.htm

　　主程序設(shè)計(jì)基于Arduino IDE的開(kāi)發(fā)平臺(tái)完成。由于Arduino平臺(tái)提供了GPS和GSM開(kāi)發(fā)的庫(kù)函數(shù)，大大降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。其流程如下：首先，完成初始化(中斷、LCD、ADXL345、串口、GSM/GPS等初始化)后，啟動(dòng)GPS/GSM模塊，進(jìn)入串口中斷等待;接著，查詢串口是否有數(shù)據(jù)。當(dāng)查詢到串口中有數(shù)據(jù)傳來(lái)時(shí)，就開(kāi)始判斷數(shù)據(jù)是否符合預(yù)先設(shè)定協(xié)議，如果符合微控制器跳轉(zhuǎn)到生理參數(shù)測(cè)量模塊之中讀取行走狀態(tài)、脈搏、呼吸頻率等相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)處理和顯示。處理完之后返回?cái)?shù)據(jù)到主程序，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。最后，將處理完的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的閥值進(jìn)行比較，如果未超出閥值則通過(guò)GSM返回正常標(biāo)志數(shù)據(jù)，否則，轉(zhuǎn)入到GPS子程序(MXTOS2-200)之中，判斷校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正確，若正確則進(jìn)行數(shù)據(jù)包的解析，獲取當(dāng)時(shí)人的準(zhǔn)確位置;若不正確則繼續(xù)等待校驗(yàn)直到獲取準(zhǔn)確位置。接著，執(zhí)行GSM發(fā)送指令，發(fā)出經(jīng)緯度時(shí)間等信息到上位機(jī)，同時(shí)發(fā)出警報(bào)尋求救援;如果在閥值以內(nèi)則返回繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)串口數(shù)據(jù)，循環(huán)上述過(guò)程。主程序流程圖如圖4所示。

　　3.1 MXTOS2-200

　　MXTOS2-200支持以$GPGGA、$GPGSV、$GPGSA為主的16通信協(xié)議，通過(guò)相關(guān)協(xié)議設(shè)置可以獲取UTC時(shí)間、經(jīng)緯度、GPS狀態(tài)、正在使用的衛(wèi)星數(shù)量、HDOP水平精度因子、海拔高度、差分時(shí)間及ID等等。本系統(tǒng)采用$GPGGA協(xié)議，通過(guò)串口數(shù)據(jù)來(lái)判斷和校驗(yàn)，經(jīng)校驗(yàn)后，接收數(shù)據(jù)(本系統(tǒng)主要提取時(shí)間、經(jīng)緯度、有效性)并進(jìn)行處理，最后保存返回?cái)?shù)據(jù)給主程序。MXTOS2-200子程序流程圖如圖5所示。