DIY寶典：用智能硬件BB-Black搭建狂拽炫酷的遠程醫療監測系統

　　基于BB-Black的智能硬件生理監測

　　本文以BeagleBone Black為核心，掛接ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn)和GSM/GPRS模塊;建立web服務(wù)器和SQLite數據庫，接收、解析和存儲ZigBee節點(diǎn)采集的生理數據，控制GSM/GPRS進(jìn)行緊急呼救和發(fā)短信;讓硬件智能化，提供自動(dòng)生理監測功能，為人們的生活提供便利。

　　目前，醫療設備的主要缺陷是價(jià)格昂貴、體積龐大和非智能;隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)涌現了不少優(yōu)化的智能醫療設備，給人們的生活帶了極大便利。但仍存在功能單一，不可遠程訪(fǎng)問(wèn)等缺陷。

　　BB-Black開(kāi)發(fā)板以其價(jià)格便宜、功能強大等優(yōu)點(diǎn)廣泛應用于各種場(chǎng)景，怎樣利用BB-Black設計一個(gè)更智能、功能更齊全的實(shí)時(shí)遠程醫療監測系統，將是一個(gè)有意義、有市場(chǎng)前景的研究課題。

　　1.應用系統總體結構設計描述

　　1.1硬件平臺相關(guān)介紹

　　設計共涉及BB-black、ZigBee和GSM/GPRS三個(gè)硬件模塊。其中BB-black開(kāi)發(fā)板為核心模塊，是一款基于A(yíng)M3359處理器的開(kāi)發(fā)套件，其實(shí)物圖如圖1所示。處理器集成了高達1GHz的ARM Cortex-A8內核，并提供了豐富的外設接口和兩個(gè)擴展接口，可擴展LCD、UART、eMMC、ADC、I2C、SPI和PWM等接口。其系統框圖如圖2所示。

　　AM3359是基于A(yíng)RM Cortex-A8內核的微處理器，在圖像、圖形處理、外設和諸如etherCAT和PROFIBUS的工業(yè)接口選項方面進(jìn)行了增強，并支持Linux、WinCE和Android等高級操作系統。該處理器包含了多個(gè)子系統。微處理器單元(MPU)子系統基于A(yíng)RM Cortex-A8微處理器;POWERVR SGX圖形加速子系統用于3D圖形加速以支持顯示和游戲效果;可編程實(shí)時(shí)單元子系統(PRUSS)使用戶(hù)可以創(chuàng )建各種超越本地外設的數字資源。此外，PRUSS獨立于A(yíng)RM內核，這就允許設備有獨立的操作和時(shí)鐘，從而在復雜系統解決方案中有更大的靈活性。

　　圖1 BB-black實(shí)物圖背面(左)，正面(右)

　　圖2 BB-Black系統框圖

　　1.2系統功能模塊及信息處理過(guò)程

　　系統的功能模塊如下圖3所示，主要由數據采集模塊、GSM模塊、遠程登錄模塊和BB-Black模塊四部分組成。其中生理數據模塊采用ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn)實(shí)時(shí)采集用戶(hù)生理數據;GSM模塊采用四頻GSM/GPRS，實(shí)現緊急報警和定位;遠程登錄模塊是指手機或其它上網(wǎng)設備，供用戶(hù)遠程訪(fǎng)問(wèn)和監控;BB-Black模塊是本系統的核心模塊，該模塊又可分為數據處理、Boa服務(wù)器和SQLite數據庫三部分。數據處理模塊實(shí)現對數據的接收、解析、向SQLite數據庫插入數據和向GSM模塊下達緊急報警命令;SQLite數據庫主要用于存儲生理數據;Boa服務(wù)器則實(shí)現用戶(hù)的遠程訪(fǎng)問(wèn)查詢(xún)SQLite數據中存儲的生理數據。

　　圖3系統功能模塊框圖

　　正如上圖所示系統的信息處理過(guò)程如下：

　　1.生理數據采集模塊實(shí)時(shí)采集生理數據。

　　用戶(hù)可根據需要隨身攜帶相應的生理數據檢測模塊(如：血壓、血糖、脈搏等檢測模塊)，在BB-black建立的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍內移動(dòng)、實(shí)時(shí)生理數據采集，按IEEE 802.15.4的通訊標準，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將生理數據包傳送出去;在BB-black開(kāi)發(fā)板上連接的ZigBee終端節點(diǎn)將數據包接收。

　　2. BB-black模塊接收、分析和處理生理數據。

　　AM335x處理器定時(shí)的讀取終端節點(diǎn)接收的數據包，通過(guò)解析得到數據包中的生理數據，并存儲到SQLite數據庫，同時(shí)根據健康指標對數據進(jìn)行分析，若遇緊急情況，則向GSM/GPRS模塊發(fā)AT控制命令，進(jìn)行緊急呼救。

　　3.監護人或醫生可隨時(shí)隨地訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器查看、管理被監護人近期生理數據。

　　用戶(hù)通過(guò)上網(wǎng)設備打開(kāi)瀏覽器登陸B(tài)oa服務(wù)器，提交查詢(xún)表單，即可訪(fǎng)問(wèn)SQLite上存儲的被監護人的生理數據，實(shí)現遠程了解被監護人近期身體狀況，實(shí)現遠程監控。

　　本系統應用場(chǎng)景可如圖4所示。

　　圖4系統應用場(chǎng)景圖