基于LPC2478的嵌入式智能胰島素泵的設計

　　信號采集放大電路

　　因為檢測電路產(chǎn)生的是微弱電信號，必須進(jìn)行放大，才能送入LPC控制器A/D采樣端口。放大電路如圖5所示。

　　USB接口模塊和以太網(wǎng)接口模塊

　　可進(jìn)行后續擴展開(kāi)發(fā)。

　　軟件系統設計

　　本系統軟件主要由人機交互模塊(帶觸摸功能的LCD顯示屏)、血糖采集模塊(A/D模塊)、泵驅動(dòng)模塊(PWM生成模塊)、Real-Time實(shí)時(shí)模塊(RTC時(shí)鐘)和以太網(wǎng)通信模塊五部分組成。

　　mC/OS-II操作系統移植

　　本次設計針對LPC2478進(jìn)行了mC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統的移植，并對ZLG/GUI庫進(jìn)行了修改，來(lái)提供圖形化人機交互界面。

　　LPC2478的mC/OS-II的移植，主要包括移植CPU部分的mC-CPU，編寫(xiě)板級驅動(dòng)支持(BSP)和設計獨立的LCD驅動(dòng)(LCD_Driver)三部分。其中OS_CPU是操作系統的核心部分，BSP用來(lái)提供目標板和幾個(gè)模塊的初始化，LCD_Driver則提供了LPC2478的LCD控制器配置、初始化和一些簡(jiǎn)單的GUI函數接口。

　　人機交互模塊

　　本系統設計采用帶觸摸功能的LCD顯示屏，來(lái)實(shí)現菜單選擇、劑量注射、系統參數設定及歷史注射狀態(tài)回看，為用戶(hù)提供便捷的操作和友好的人機交互界面。提供了一些底層GUI函數接口，如清屏、畫(huà)點(diǎn)、畫(huà)橫線(xiàn)和畫(huà)豎線(xiàn)。

　　血糖采集模塊

　　LPC2478內部自帶10位A/D轉換器，該A/D模塊主要用來(lái)采集經(jīng)放大電路放大后的由血糖監測電路產(chǎn)生的電信號。每連續采集30次后，對采得的信號求平均值，此平均值即作為此刻的血糖值進(jìn)行儲存。以所存儲的數據為參考，可方便系統對胰島素基礎量注射進(jìn)行查詢(xún)。

　　泵驅動(dòng)模塊

　　結合LPC2478內部RTC控制器提供的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，針對用戶(hù)各個(gè)時(shí)間段的血糖值及這個(gè)時(shí)間段所需注射的胰島素的劑量、三餐時(shí)間的大劑量或臨時(shí)劑量，通過(guò)查表，來(lái)產(chǎn)生相應的PWM波來(lái)控制微型泵。

　　系統使用指南

　　本嵌入式智能胰島素泵分為三部分：主機、儲液罐及輸注軟管和血糖探頭。

　　首先將輸注軟管和血糖探測頭分別插入患者腹部皮下，開(kāi)啟本裝置。依據醫生建議或佩帶者糖尿病病史設定的輸注程序控制微型泵持續輸注胰島素。血糖探測頭通過(guò)與測試者皮下血液中的葡萄糖發(fā)生化學(xué)反應，生成電信號，經(jīng)微控制器處理后，判斷是否要即時(shí)調整臨時(shí)注射量。

　　LCD和觸摸屏的設計提供了人性化的操作。LCD顯示屏顯示當前胰島素注入速率、血液中葡萄糖濃度、臨時(shí)調整量、儲液罐內剩余胰島素劑量等參數;觸摸屏則使操作變得更加簡(jiǎn)單。

　　本裝置有蜂鳴和振動(dòng)兩種報警裝置，當儲液罐內藥液不足、電池電量過(guò)低或其它異常情況下，會(huì )自動(dòng)報警。還可以通過(guò)以太網(wǎng)接口連接互聯(lián)網(wǎng)，使醫生即時(shí)了解患者信息。此設備十分適合1型糖尿病患者，尤其是那些病情“難以控制”、“易變”、“脆性”的1型糖尿病病人。

　　本系統實(shí)現了板級驅動(dòng)的整合，GUI的改寫(xiě)和應用以及mC/OS-II的成功移植，實(shí)現了胰島素泵的基本功能。圖7為系統實(shí)際運行圖。