基于GPRS的遠(yuǎn)程心電實時監(jiān)護(hù)儀軟件系統(tǒng)設(shè)計

　　3.1.2 Flash接口函數(shù)

　　Flash的讀操作，首先從存儲單元中以頁（page）為單位把數(shù)據(jù)讀入Flash內(nèi)部的寄存器中，然后再把數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理器的存儲器。讀操作的操作耗時為幾十微秒，與單片機(jī)的指令周期大致匹配。讀操作以頁為基本單元，以讀取整頁數(shù)據(jù)效率最高。Flash頁讀取操作一般不會產(chǎn)生錯誤，F(xiàn)lash文件系統(tǒng)會有糾錯操作，最簡單的糾錯碼可以把非連續(xù)的單個位錯誤改正。而對于當(dāng)前處理器上的內(nèi)存映射模型，糾錯碼的引入將大大降低運行效率，因此不做糾錯處理。

　　(1)FlashPageRead()：首先鎖存起始操作字節(jié)的行列地址，送入Read指令，隨后的每個讀操作時序把當(dāng)前字節(jié)讀出，當(dāng)前地址指針加1并把數(shù)據(jù)存儲到讀操作緩沖區(qū)中，同時調(diào)用函數(shù)時須給出讀出字節(jié)的總數(shù)。

　　Flash的寫操作，又稱為對Flash的編程，即把數(shù)據(jù)存儲到Flash存儲單元中。存儲單元事先必須已擦除（Erase）過才能寫入數(shù)據(jù)。寫操作耗時為幾百微秒，擦除操作耗時最多為幾毫秒，在數(shù)量級上已大大超過了RAM的寫操作。利用內(nèi)存映射模型操作Flash的難點在于合理調(diào)度使Flash存儲單個字節(jié)的耗時與處理器的指令周期相匹配。每次寫操作要盡可能多地寫入數(shù)據(jù)，一般每頁（512B）寫入一次。寫操作與擦除操作可能產(chǎn)生壞塊，因此須通知主程序是否產(chǎn)生壞塊。

　　(2)FlashProgram()：首先鎖存寫入數(shù)據(jù)起始字節(jié)的行列地址，隨后按照函數(shù)調(diào)用時給定的寫入數(shù)據(jù)總數(shù)，每個寫操作時序向Flash寄存器存儲一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。當(dāng)寄存器滿，送入Program操作指令即可把寄存器中的數(shù)據(jù)存儲進(jìn)入物理存儲單元中。

　　(3)FlashECGDMap()：根據(jù)分區(qū)內(nèi)頁索引和壞塊列表檢索出實際的操作頁地址。首先把分區(qū)內(nèi)頁地址換算為理想實際地址，即不考慮壞塊，然后檢索壞塊列表及剔除無效地址并給出實際操作地址。

　　(4)FlashStoreECGData()：在數(shù)據(jù)分區(qū)中存儲心電數(shù)據(jù)，首先檢查Flash是否處于繁忙狀態(tài)，若空閑則立即占用Flash，把采樣數(shù)據(jù)導(dǎo)入Flash寫緩沖。如果寫緩沖達(dá)到存儲操作條件，則調(diào)用FlashECGDMap()獲取實際的操作地址并檢查是否Flash的該操作塊需要擦除。若需要擦除，則調(diào)用FlashErase()函數(shù)，擦除狀況檢查完畢即調(diào)用FlashProgram()保存數(shù)據(jù)。若所有操作完畢，則釋放Flash的控制權(quán)。

　　(5)FlashLoadECGData()：從數(shù)據(jù)分區(qū)中讀取一定字節(jié)數(shù)的心電數(shù)據(jù)。首先需要在Flash空閑狀態(tài)下獲取Flash的控制權(quán)，隨后利用FlashECGDMap()獲取實際操作地址并判斷是否出現(xiàn)跨頁讀操作。如果不需跨頁，則調(diào)用FlashPageRead()，讀出相應(yīng)數(shù)據(jù)到讀緩沖即可；若跨頁，則分別在兩頁分兩次讀取規(guī)定字節(jié)個數(shù)的連續(xù)心電數(shù)據(jù)。

　　3.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計

　　硬件平臺的通信模塊是Wavecom公司的2406B。GPRS又稱無線分組服務(wù)，用于在GSM網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)。在進(jìn)行GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送的同時，短消息和語音服務(wù)不會被禁止，但GPRS數(shù)據(jù)服務(wù)和GSM服務(wù)不能同時進(jìn)行。2406B模塊的GPRS上行速率可以達(dá)到10kbps，通過設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送串口的波特率為9 600bps，可使數(shù)據(jù)進(jìn)出流量匹配。

　　3.2.1 2406B模塊初始化

　　首先設(shè)置2406B中兩個串口的波特率、綁定的數(shù)據(jù)類型及模塊時鐘。串口1綁定GPRS數(shù)據(jù)，串口2綁定GSM數(shù)據(jù)。串口1的波特率設(shè)置為9 600即可使網(wǎng)絡(luò)與接口速率匹配；串口2返回模塊控制字，設(shè)置為19 200的波特率即可與處理器運行速度匹配。同時還要為模塊設(shè)置當(dāng)前時間。AT指令見表1中“AT指令序列1”。

　　其次通過AT指令連接GPRS網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器。AT指令見表1中“AT指令序列2”。

　　模塊的OpenAT程序?qū)崿F(xiàn)了TCP/IP協(xié)議，同時把漢字字模加入模塊。指令序列2 中的AT指令按照順序設(shè)置成功后即建立TCP/IP連接，模塊即進(jìn)入數(shù)據(jù)模式。此時通過串口送入的所有數(shù)據(jù)全部作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)送交網(wǎng)絡(luò)，送入即Ctrl-C（0x03）將斷開TCP連接，若要向服務(wù)器發(fā)送0x03，須發(fā)送數(shù)據(jù)對，此時保持網(wǎng)絡(luò)并向服務(wù)器發(fā)送0x03。

　　3.2.2 網(wǎng)絡(luò)模型及接口函數(shù)

　　數(shù)據(jù)傳輸過程分為注冊階段和數(shù)據(jù)發(fā)送階段。

　　在注冊階段，監(jiān)護(hù)儀向服務(wù)器發(fā)送注冊認(rèn)證數(shù)據(jù)報。內(nèi)容包括設(shè)備序列號(Machine ID)、數(shù)據(jù)格式(FMT)、采樣頻率、采樣位數(shù)、采樣環(huán)境工頻頻率、AD轉(zhuǎn)換高低電壓和直流偏置、數(shù)據(jù)壓縮方法以及采樣起始時間。服務(wù)器收到注冊數(shù)據(jù)后進(jìn)行身份驗證，驗證通過則發(fā)送回應(yīng)消息，即為服務(wù)接納的時間和聯(lián)系人列表。監(jiān)護(hù)儀收到回應(yīng)消息即進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā)送階段。

　　數(shù)據(jù)發(fā)送階段，監(jiān)護(hù)儀向服務(wù)器發(fā)送實時心電數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送策略有兩種：注重“實時性”的發(fā)送策略，定義當(dāng)前采樣點至其前1分鐘的心電數(shù)據(jù)為“實時心電數(shù)據(jù)”，享有發(fā)送的優(yōu)先權(quán)，“補(bǔ)發(fā)數(shù)據(jù)”在“實時心電數(shù)據(jù)”發(fā)送完畢以后發(fā)送；注重“連續(xù)性”的發(fā)送策略，以保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性為目標(biāo)，“補(bǔ)發(fā)數(shù)據(jù)”享有數(shù)據(jù)發(fā)送優(yōu)先權(quán)，服務(wù)器申請的數(shù)據(jù)會被優(yōu)先發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送階段病人及設(shè)備的各種異常狀況定義為“報警消息”發(fā)送給服務(wù)器。