GPRS 在远程医疗监护系统中的应用研究

1、 电子发烧友 电子技术论坛第28卷第8期Vol.28No.8计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign2007年4月Apr.2007GPRS在远程医疗监护系统中的应用研究曾松伟1,2，刘敬彪2，周巧娣2，夏霞2(1.浙江林学院信息工程学院，浙江临安311300；2.杭州电子科技大学电子信息学院，浙江杭州310018)摘要：基于GPRS的远程医疗监护系统作为一种新的医疗手段正日渐受到重视。较系统地介绍了该方面的技术运用。该远程医疗监护系统由两大部分组成，即移动远程医疗监护单元与监护中心。用户可随身携带移动单元，移动单元实时监测用户的生理数据，当检测到异常时，自动拨通

2、监控台；监护中心由监控台和信息管理系统(电子地图及电子病历等)组成。信息管理系统通过局域网与监控台连为一体，主要功能是管理电子地图信息以及用户的病历信息等。关键词：远程医疗;通用分组无线业务;远程监护;全球定位系统;智能终端中图法分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1000-7024(2007)08-1947-03GPRSservesasappliedresearchintele-monitoringmedicalsystemZENGSong-wei1,2,LIUJing-biao2,ZHOUQiao-di2,XIAXia2(1.CollegeofInformationandEngine

3、ering,ZhejiangForestryUniversity,Li'an311300,China;2.HangzhouDianziUniversity,CollegeofElectronicsandInformation,Hangzhou310018,China)Abstract：Onenewmedicalmethod,tele-monitoringmedicalsystembasedontheGPRSisbeingsubjectedtoavaluegradually.Thetechnicalutilizationinthisfieldissystematicallyintrodu

4、ced.Thistele-monitoringmedicalsystemiscomposedoftwomajorparts,in-cludingmobileremotemedicalmonitoringunitandguardianshipcenter.Theusermaycarrythemobileunitalongwith,whichreal-timemonitoruser'sphysiologicaldata,whenexaminestoexceptionally,itautomaticallydialsthemonitoringcenter;Theguardianshipcen

5、ter(electronicmapandelectronicmedicalrecordandsoon)iscomposedofthemonitoringcenterandtheinformationmanagementsystem.Theinformationmanagementsystemandthemonitoringcenterisabodythroughthelocalareanetwork,itsmainfunctionismanagestheelectronicmapinformationaswellasuser'smedicalrecordinformationandso

6、on.Keywords：remotemedicaltreatment;GPRS;tele-guardianship;GPS;intelligentterminal和远程医疗监护医院工作站之间传送，这种传送可通过通用的无线或有线通讯网络进行，例如公共电话网、卫星、微波、光纤或无线数传电台和最近使用的GPRS网络等方式。在对病人的第一生命体征评估的时候，一般对现场救护人员的要求会特别高，把病人和移动病人单元相连接，紧急救护人员就可以马上在屏幕上得到最新的诸如血压、ECG(心电图)、脉搏、血氧饱和度和呼吸的数据。远程移动监护病人单元是可携带的，可以很方便地搬到病人家里，连接病人的监护单元就可以使病人

7、的情况得到不断的监测，从而使治疗可以在现场进行。0引言无线移动通信技术已被广泛应用于人们的日常生活。在医疗领域，监护和急救设备的无线化、网络化是未来的发展趋势，具有无线移动联网功能的监护和急救设备将会在临床中发挥越来越重要的作用。因此研制开发具有无线移动功能的监护和急救设备势在必行。远程医疗监护是一个远程医疗信息系统的一部分,它给救护人员实时提供病人的信息，确保调度任何所需资源抢救病人。远程医疗监护的概念包括：远程医疗监护病人单元，远程医疗监护医院工作站以及远程医疗监护信息系统。所有这些资料为病人进入院前护理、病情评估、所需医疗资源的规划调度以及病情研究分析提供定量而全面的信息。监护数据连续不

8、断地在远程医疗监护病人单元收稿日期：2006-04-121实现远程通信，采用GPRS技术的优势通用分组无线业务(generalpacketradioservice，GPRS)是在E-mail：zsw基金项目：浙江省教育厅基金项目(20060673)。作者简介：曾松伟(1975)，男，浙江松阳人，硕士研究生，讲师，研究方向为电子信息系统集成；刘敬彪(1964)，男，江西吉安人，硕士，副教授，硕士生导师，研究方向为电子与信息工程专业的教学以及计算机数据采集、传输与处理，计算机自动控制，无线遥测、遥控等；周巧娣(1968)，女，浙江宁波人，硕士，副教授，研究方向为电子信息系统集成；夏霞(1982)，

9、女，浙江台州人，硕士研究生，研究方向为电子信息系统集成。1947 电子发烧友 电子技术论坛GSM基础上发展起来的一种分组交换的资料承载和传输方式。基于GPRS的远程监控具有以下特点：接入范围广，可充分利用全国范围的电信网络，方便、快速、低成本地为用户数据终端提供远程接入网络的部署；传输速率高，数据传输速度可达57.6kbps，最高可达到171kbps，是常用有线56kModem理想速率的两倍，下一代GPRS业务的速度甚至可以达384kbps，完全可以满足用户应用需求；接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均耗时为两秒；提供实时在线功能，现在用GPRSModem上网，用户将始终处

10、于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速；按流量计费，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上也是不收费的；安全性高，系统在数据传输过程中加入了加密机制，资料可以在公网上安全地传输；可靠性强，系统具有纠错、重发机制，从而确保资料的完整性和正确性。系统具有自动恢复功能，在GPRS网络状态不稳定的情况下，保证系统稳定工作，而无需人工干预；多用户的业务复用，不同的网络用户共享同一组GPRS信道，但只有当某一个用户需要发送或接收资料时才会占用信道资源。系统依托相应的软件，可以灵活同时实现点点、点

11、多点的数据传输；另外还有节电功能。因此，GPRS作为目前和将来大规模发展的一种组网方式，具有分布式、集散型、网络化、开放式特点，在工业控制、环境保护、水利水文监测、报警等行业中得到愈来愈广泛的应用。ternet，并具备公网分配的IP地址即可。数据服务器端可利用WINSOCK编程，以实现网络资料的收发，并转发到内部网络的数据库上去。数据库方便数据维护和WebServer调用。系统同时也可以实现资料、指令的反向传输，以达到远程控制的目的。医院或社区医疗服务中心通过Internet访问Web服务器，就可以浏览到各被监护人的详细信息了。基于GPRS的远程监护系统依靠移动通信网，在现场参数采集完后，只需

12、要开发GPRS终端的通讯程序和服务器端相关软件，医生和护士只需运行浏览器就可进行远程监控。2.2远程医疗智能终端的分析、设计患者可随身携带的远程医疗智能终端，其功能是对患者心电、血压、体温进行监测。必要时将监测的数据实时地送往医院的监护中心交医生处理。并可得到医生的诊断结果和治疗意见。其数据采集部分是用单片机对人体的心电、体温、血压等生理信号进行采集并实时分析数据，当发现可疑病情时可以手动或自动方式启动连接监控中心的软件。此外，为了方便使用，该模块还有按键和液晶显示装置，供用户查看自身生理信息。移动模块通过指令来完成与单片机之间的数据通信以及与空中接口的数据发送和接收。为了实现移动终端的目的，

13、该终端采用了GPRS模块。目前GPRS模块主要有SonyEricsson的GR47/48模块，西门子公司的MC35系列模块，WAVCOM公司的M1206B模块。其中SonyEricsson的GR47/48模块含有完整TCP/IP协议，可以直接使用相应AT指令进行开发工作。GP48模块采用32位CPU的实时操作系统，内置TCP/TP协议栈。它允许一个TCP/UDP传输机制以最小的前期配置和操作来被使用。其内嵌控制器方便集成客户的应用，减少对外部控制器的需求。R48支持双频GSM宽带900MHz/1800MHz，可通过SMS短消息服务、CSD、HSCSD或GPRS来发送或接收资料，并可处理语音及传

14、真。其TCP/IP协议栈也可通过AT命令或嵌入式应用进行访问。另外，考虑到该远程医疗智能终端的移动性，要求其功耗低，所以这里采作MSP430型单片机作为本系统的微控制器。2基于GPRS的远程医疗监扩系统的构成及工作原理2.1系统硬件构成GPRS远程医疗监控系统由中央控制器，GPRS通信模块、(GPRS网络)、Internet公共网络、数据服务器、医院局域网等组成，其框图如图1所示。采集点采集点GPRS智能通信终端GPRS智能通信终端GPRS智能通信终端GPRS网络GPRS通信机通信控制计算机GGSNINTERNET该GPRS远程医疗智能终端的硬件框图如图2所示。电源生理数据传感器输入信号调理电

15、路存储器采集点GPS模块MSP430F149微控制器GR48(GPRS)模块报警键盘及显示模块医疗监护系统大屏显示监控机图1GPRS远程医疗监护系统USB接口首先，由智能终端采集到心电、心音、血氧、体温和血压等人体的现场参数，并进行加密、压缩处理后，以数据流形式通过串行方式(RS232)连接到GPRS通讯模块上，并与中国移动基站进行通信，基站SGSN再与网关支持节点GGSN进行通信，GGSN对分组资料进行相应的处理。GR47模块以GPRS资料包的形式通过GPRS网络把资料发送到中国移动的内部网(CMNET)，然后由中国移动通过GPRS服务节点(GSN)，把资料发送到Internet上，并且去寻找在Internet上的一个指定IP地址的服务器。由于GPRS网络工作方式是以IP地址寻址为基础的，所以公网上的Internet数据服务器只需要简单接入In-图2GPRS远程医疗智能终端的硬件从图2可知，该GPRS远程医疗智能终端主要由智能控制器和GPRS模块构成。首先，各种