基于MSP430單片機和移動(dòng)通信的血糖監護系統設計

在電極上加0.4V的恒定工作電壓, 當被測血樣滴在電極的測試區后，電極上固定的葡萄糖氧化酶與血樣中的葡萄糖發(fā)生化學(xué)反應。經(jīng)過(guò)一定的滯后期，酶電極的響應電流將與被測血樣中葡萄糖濃度呈線(xiàn)性關(guān)系，如圖3所示。

圖3 酶電極電流變化曲線(xiàn)

對應于2.2- 27.8mmol/L 的血糖濃度，酶電極的響應電流約為3―50μA。血糖儀就是通過(guò)這一對應關(guān)系來(lái)計算顯示血樣葡萄糖濃度值的。根據曲線(xiàn)可知酶電極上的反應電流在11s左右出現峰值，因此系統設定前11s為酶電極的反應時(shí)間，后5.3s為酶電極的采集時(shí)間。對5.3s的電流面積積分，得到電量Q，再根據已知的血糖的濃度C0可以由公式求出標準系數K：

Q =∫I(t)dt = K C0

K = Q/ C0

從而求出所測試的血糖濃度：

Cx = Q/K

溫度是影響酶的活性及酶催化反應速度的重要因素之一[2]。因此要保證測量的精度，必須進(jìn)行溫度補償。經(jīng)系統測試及相關(guān)的結果分析得到溫度補償公式如下：

Kt = 0.0133t + 0.067

考慮到溫度補償，因此，血糖濃度計算公式如下：

Cx = Q/（K ×Kt）
2.3通信軟件設計

Java手機操作系統都支持標準的J2ME MIDP1.0 Java標準。J2ME是SUN公司推出的針對嵌入式消費類(lèi)電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)平臺。Motorola公司生產(chǎn)的Motorola388，A388C等手機不僅支持標準的J2ME MIDP1.0 Java標準，還推出了Motorola SDK for J2ME，實(shí)現了一些CLDC/MIDP提供的接口功能[3]。

手機與血糖儀通過(guò)串口連接，所以使用手機正確、實(shí)時(shí)地接收血糖儀發(fā)送的數據是關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗，采用多線(xiàn)程的開(kāi)發(fā)模式可以準確、快速地讀取血糖儀發(fā)送至手機的數據。

在編寫(xiě)串行通信程序時(shí)，要用到j(luò )avax.microedition.io包中的Connector類(lèi)和StreamConnection、InputStream和OutputStream 接口。在J2ME中所有的連接都是使用Connector類(lèi)的open(String connect)方法建立的，不同的連接可以通過(guò)傳遞不同的參數connect實(shí)現[4,5,6,7,8]。

2.4在MotorolaA388上運行

基本按以下五個(gè)步驟：

(1)打包：編譯通過(guò)后，使用JBuilder Wizard菜單中的Archive Builder項，選擇Archive type為MIDlet，隨提示即可完成打包。

(2)在PC機上運行：運行MIDlet，更新打包文件：.jar與.jad文件。

(3)下載：用手機提供的數據線(xiàn)把手機和PC機串口相連，選擇手機上“通過(guò)數據線(xiàn)下載”菜單選項，再通過(guò)摩托羅拉388免費提供的一個(gè)名為pcjal.exe的下載工具，可很容易地將MIDlet下載到手機上。

(4)安裝：一般手機下載完一個(gè)J2ME程序后，就會(huì )自動(dòng)進(jìn)行安裝。將程序存儲在手機的指定位置里。

(5)在MotorolaA388C上運行：程序安裝完后，手機就會(huì )在程序菜單中顯示該應用程序，用戶(hù)選擇該菜單項后就可以運行程序。界面如圖4所示。

圖4 運行界面