利用BB-Black設計的遠程醫療監測智能硬件
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2.1.2 Boa功能實(shí)現
設計中Boa服務(wù)器需實(shí)現接收客戶(hù)端請求、分析請求、響應請求和向客戶(hù)端返回請求結果等任務(wù)。其工作流程如下圖6所示。
Boa服務(wù)器初始化工作代碼實(shí)現：
上述代碼首先創(chuàng )建一個(gè)無(wú)阻塞的流式套接字描述符socktfd，提供面向連接的可靠傳輸。然后利用bind()函數將指定端口與套接字描述符關(guān)聯(lián)，最后利用listen()函數在指定端口監聽(tīng)，等待Request請求。
當監聽(tīng)到連接請求，服務(wù)器調用get_request()函數獲取請求信息，利用accept()函數建立連接，接收請求、分析信息，進(jìn)行HTTP認證確認，處理請求信息，并將結果發(fā)送、顯示到Web瀏覽器;當有CGI請求時(shí)，創(chuàng )建CGI處理進(jìn)程，并將處理結果發(fā)送、顯示到Web瀏覽器。
2.1.3 Boa在A(yíng)RM上的移植
首先，針對BB-Black和實(shí)際應用場(chǎng)景對Boa服務(wù)器源代碼作以下修改：(1)根據監護人數量指定HTTP請求列表限制參數;將服務(wù)器的輸入輸出緩存空間設為最大值，以加快生理數據傳輸速度;(2)通過(guò)編寫(xiě)實(shí)現一些簡(jiǎn)單函數，來(lái)精簡(jiǎn)Linux操作系統庫函數，節約資源。
其次，利用arm-linux-gcc交叉編譯環(huán)境，配置生成大小為175.8KB的boa可執行程序。通過(guò)bin.arm-linux-strip boa指令剝去附帶的編譯信息，得到僅59.4KB的ARM平臺可執行文件。
最后，通過(guò)修改Web服務(wù)器的配置文件boa.conf：監聽(tīng)端口為80，注釋掉綁定IP地址設置欄，KeepAliveMax值為 50，KeepAliveTimeout值為10，服務(wù)器名字為www. RemoteMedicalMonitoringSystem.com;以及CGI路徑，訪(fǎng)問(wèn)日志和錯誤日志的存放路徑等運行參數;將該配置文件和可執行文件boa放到BB-Block平臺的/home/www目錄下;執行g(shù)enromfs-f romfs.img-d romdisk命令生成一個(gè)含有Boa服務(wù)器的根文件系統，通過(guò)bootloader燒寫(xiě)到存儲器。完成Boa到ARM平臺的移植。
2.2 CGI與SQLite數據庫移植
BB-Black開(kāi)發(fā)板在運行CGI和SQLite程序前，需要將相應的庫移植到開(kāi)發(fā)板。設計通過(guò)交叉編譯之后將CGI的libcgic.a和 capture拷貝到BB-black開(kāi)發(fā)板的/home/www/cgi-bin目錄下，完成移植工作(可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)訪(fǎng)問(wèn)該目錄，若在網(wǎng)頁(yè)上顯示cgic test的字樣，則表明cgi庫移植成功);將SQLite的sqlite3和libsqlite3.so.0.8.6分別下載到BB-black開(kāi)發(fā)板的/usr/bin和/usr/lib目錄中并通過(guò)ln –s /usr/lib/libsqlite3.so.0.8.6 /usr/lib/libsqlite3.so.0命令，建立軟連接(因為可執行程序sqlite3在運行的時(shí)候搜尋libsqlite3.so.0動(dòng)態(tài)庫)，完成移植工作。
2.3 遠程監控功能實(shí)現
2.3.1 HTML設計
遠程醫療監控界面主要有監護人登錄界面和被監護人生理數據監測界面。其中脈搏和心跳監測HTML頁(yè)面首行代碼用 action=“pluse_heart_monitor.cgi”將表單指向pluse_heart_monitor.cgi處理程序，method=“get”指定獲取環(huán)境變量的方式為get;程序的最后幾行用type=“submit”或type=“reset”指定點(diǎn)擊這兩個(gè)按鈕時(shí)提交表單;其他生理數據監測頁(yè)面與此相似。
2.3.2 CGI和SQLite數據庫互動(dòng)設計
CGI與SQLite數據的互動(dòng)主要包括CGI程序在SQLite數據庫上建立生理數據表，插入生理數據;CGI按照表單提交內容對數據表進(jìn)行增刪改查詢(xún)操作;其主要的控制函數代碼如下：
其中g(shù)etcgidata()實(shí)現GET和POST兩種方式從網(wǎng)頁(yè)獲取字符串函數;若為””“GET”方式，則通過(guò) getenv(“QUERY_STRING”)函數獲取字符串函數;若為“POST”方式，首先用 atoi(getenv(“CONTENT_LENGTH”))函數獲取字符串長(cháng)度，再利用(char)fgetc(stdin)函數依次獲取單個(gè)字符。
通過(guò)getcgidata()函數從網(wǎng)頁(yè)獲取的字符串中各數據項由‘’符號隔開(kāi)，getstringdata()函數則是去掉‘’符號，提取有效信息，為select_pluse_spo2()函數對SQLite數據庫執行查詢(xún)操作提供參數。
select_pluse_spo2()函數以getstringdata()函數得到的有效信息為參數，執行打開(kāi)數據庫、查詢(xún)數據、向網(wǎng)頁(yè)打印數據操作。部分功能實(shí)現代碼：
3 參數發(fā)送和接受功能的設計
3.1 數據采集模塊功能實(shí)現
生理數據采集模塊，由數據監測模塊和無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn)ZigBee組成。數據監測模塊負責采集數據，ZigBee節點(diǎn)負責接收、解析和傳輸數據;解析過(guò)程根據監測項目調用相應的子程序(如：測血氧、脈搏、體溫等);傳輸數據時(shí)終端節點(diǎn)和非終端節點(diǎn)分別調用向串口發(fā)送子程序和發(fā)射子程序。具體的實(shí)現程序流程如下圖7所示。
3.2 ARM板上生理數據接收功能實(shí)現
在A(yíng)RM板上首先打開(kāi)串口，然后配置發(fā)短信所需的串口參數，并初始化接收緩沖區，開(kāi)始循環(huán)讀串口數據包;當讀取到數據，就對數據包進(jìn)行分析，獲取包中隱含的血氧飽和度和脈搏值;并進(jìn)行健康監測(按照健康生理指標監測)，如果獲取的生理數據不正常就會(huì )向監護人手機發(fā)送短信(包含相應的生理數據和健康狀況說(shuō)明);最后將生理數據包轉化為16進(jìn)制數存入文檔。具體的處理流程如下圖8所示。
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