GPRS在生理數據遠程傳輸中的應用研究

摘要：介紹一種通過(guò)GPRS技術(shù)傳輸生理數據的方法。采用網(wǎng)絡(luò )協(xié)議處理器芯片E5112實(shí)現TCP/IP協(xié)議，單片機檢測出人體的心率數據，同時(shí)通過(guò)串行口發(fā)出的命令字符串控制E5112，由E5112再控制GPRS數傳模塊G18，實(shí)現心率數據的發(fā)送。接收端采用撥號上網(wǎng)的計算機接收心率數據。這種方法費用少，傳輸穩定，且傳輸距離可達到GSM網(wǎng)絡(luò )能達到的區域。

引言

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種以全球手機系統（GSM）為基礎的數據傳輸技術(shù)。GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式（如GSM）不同，是以分包（packet）的形式來(lái)傳輸，信道是共享使用的，需要的時(shí)候才有數據包產(chǎn)生。用戶(hù)可以隨時(shí)進(jìn)行數據傳輸，而不是每次都需要撥號上網(wǎng)。GPRS的數據傳輸速率可提升到56Kbps，甚至114Kbps。

隨著(zhù)醫療事業(yè)的發(fā)展，遠程醫療（telemedicine）逐漸成為發(fā)展的方向。在很多情況下，都要求將現場(chǎng)采集的病人的各種生理參數傳到醫療或中心站。如將急求車(chē)上病人的數據傳輸到醫院，以及對一般非住院病人的病情監護（社區監護）等。由于GPRS技術(shù)的特點(diǎn)，使得它非常適合這一類(lèi)應用。

本文中，將介紹一種基于GPRS技術(shù)的生理數據傳輸的方法。

1 方法

實(shí)驗中，采用GPRS數據模塊G18來(lái)完成通信的任務(wù)，所以傳輸的生理數據為心率。由于GPRS技術(shù)是一種基于TCP/IP協(xié)議的分包傳輸技術(shù)，所以數據在傳輸前必須進(jìn)行TCP/IP協(xié)議的封裝處理。這個(gè)任務(wù)由協(xié)議處理芯片E5112完成。單片機測量心率數據，然后通過(guò)串行口，送至E5112進(jìn)行TCP/IP協(xié)議的處理和封裝，再送至G18發(fā)送。

由于心率數據采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行分包傳輸，所以在接收端不需要再配置G18，只需一臺以某種方式聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)（必須具有公司的IP地址）的計算機即可。計算機中的系統軟件（Windows系統）具有TCP/IP協(xié)議處理功能，能提取出網(wǎng)絡(luò )傳輸的心率數據，在屏幕上顯示。系統框圖如圖1。

（1）G18

Motorola G18是摩托羅拉嵌入式三頻900/1800/1900MHz GSM/GPRS模塊。該模塊具有如下特點(diǎn)：①體積�。�40mm×80.2mm×7.5mm）、質(zhì)量軟（22g）；②天線(xiàn)插座（型號MMCX）支持直線(xiàn)或直角連接；③支持9針RS-232串行接口（3V CMOS電平）；④內含用戶(hù)識別卡（Subscriber Identity Module,SIM）讀卡器；⑤3.0～6.0V工作電壓；⑥支持語(yǔ)音、數據、傳真、短消息和WAP功能；⑦GPRS分組交換速率可達到57.6Kb/s；⑧待機電流7.2±0.5mA，使用時(shí)平均電流300mA;⑨支持CSD模式（AT命令集，包括GSM 07.07和GSM07.05）和GPRS模式（AT命令集，支持GSM07.60和07.07 7.5版）。

G19通過(guò)36針ZIF插座（或28針雙排針式插座）與外部連接。36針插座中包括模擬語(yǔ)音輸入/輸出和數字語(yǔ)音輸入/輸出接口，外部SIM卡讀卡器接口，以及RS-232串行通信 接口（3V CMOS邏輯電平）。由于本實(shí)驗只用到了數據傳輸功能，且模塊具有內置SIM卡讀卡器，所以所有接口中只用到了RS-232串行通信接口。該接口采用串行異步通信方式，能自動(dòng)識別波特率（300bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps）。在數據傳輸模式下，G18的初始化、功能控制以及數據的通信都通過(guò)RS-232串行異步通信接口進(jìn)行，因此，該模塊與外部的硬件接口相對簡(jiǎn)單，是標準的RS-232接口接法。

相比之下，該模塊使用的通信協(xié)議則較為復雜，模塊與外部所有的數據和控制信息都通過(guò)一套由字符組成的命令串（AT 命令集）來(lái)完成，而這些命令串就是通過(guò)RS-232串行異步通信接口進(jìn)行傳遞的。命令串都以特定的字符（AT）開(kāi)始；以特定的字符結束；中間部分根據命令的類(lèi)型、長(cháng)度不定，主要包括下列指令類(lèi)型：模塊管理（模塊開(kāi)、關(guān)機，狀態(tài)檢測等），語(yǔ)音通信 （撥號控制、通信狀態(tài)報告等），數據、傳真控制，短信息功能（短信息的撰寫(xiě)、管理和收發(fā)）。

（2）網(wǎng)絡(luò )協(xié)議處理器E5112

E5112是上海精致科技有限公司研制的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議處理器，是完成TCP/IP協(xié)議的專(zhuān)用芯片，支持TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶(hù)數據文報協(xié)議）協(xié)議，實(shí)現將嵌入式系統直接與Internet相連。E5112具有客戶(hù)機功能，可以主動(dòng)請求TCP連接遠方服務(wù)器通信。E5112也具有服務(wù)器功能，可以監聽(tīng)來(lái)自客戶(hù)機的TCP連接請求，建立TCP連接通信。因此，使用E5112的系統之間只要知道對方IP地址和端口號就可以通過(guò)Internet進(jìn)行通信。

E5112一端通過(guò)RS-232接口與G18連接，另一端通過(guò)并口與上位機相連。E5112提供透明通道和非透明通道兩種工作模式。在透明通道模式下，E5112對單片機發(fā)出的數據不進(jìn)行處理直接將數據發(fā)送到G18，收到的數據也原封不動(dòng)地傳遞給單片機。在這個(gè)模式下，短消息和語(yǔ)音功能可以由用戶(hù)自己通過(guò)AT命令來(lái)實(shí)現。在非透明通道模式下，單片機通過(guò)串口采用幀格式與E5112通信。

E5112幀格式以十六進(jìn)制數7E開(kāi)始，然后是類(lèi)型、長(cháng)度、數據三個(gè)字段，最后以十六進(jìn)制數7E結束。類(lèi)型字段表示本幀的類(lèi)型。E5112共有輸入和輸出兩大類(lèi)型。輸入幀有讀網(wǎng)關(guān)IP地址幀、設置服務(wù)器端口幀、設置ISP電話(huà)號碼和用戶(hù)名用戶(hù)密碼幀、設置SOCKET插口幀、發(fā)送TCP數據幀、發(fā)送UDP數據幀、讀源IP地址幀等共13種。輸出幀有物理層失敗幀、PPP協(xié)商失敗幀、PPP協(xié)商成功幀、SOCKET關(guān)閉幀、接

【GPRS在生理數據遠程傳輸中的應用研究】相關(guān)文章：

基于GPRS網(wǎng)絡(luò )的數據無(wú)線(xiàn)傳輸實(shí)現接口03-19

GPRS技術(shù)在ITS中的應用研究03-07

遠程多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)數據傳輸系統的研制03-07

傳輸技術(shù)在通信工程中應用研究11-24

GPRS數據終端設計中的關(guān)鍵問(wèn)題研究03-07

企業(yè)數據標準化中數據元素理論的應用研究03-21

基于GPRS網(wǎng)絡(luò )的圖像傳輸自適應算法及實(shí)現03-07

數據倉庫技術(shù)在ＣＲＭ中的應用研究03-22

Ｗｅｂ數據挖掘在電子商務(wù)中的應用研究03-07