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作者：吳健單位：蘇州經貿職業技術學院

模塊設計

1GPRS模塊

隨著我國移動通信、數據通信的發展，市場競爭的加劇和電信市場的進一步開放，無線數據通信市場將是一個具有戰略意義的大市場。GPRS是基于新型移動分組數據承載業務，始終在線且傳送速率高，而費率計算又是以傳送的數據量為依據，也就是說移動數據用戶可以始終保持與IP網或其他數據網的連接，快速實現數據通信，但又按實際數據通信的流量來付費，因此應用前景十分廣闊。

1.1GPRS模塊的硬件接口

接口主要有：①電源和接地。芯片工作電源一般都是3.3V，1.8V等，考慮到一些損耗等，為了模塊正常工作，要求工作電源在3.7V到4V不等。電源要穩定，且容量足夠。②SIM卡座。③串口。GPRS模塊與單片機間一般是通過串行口進行通信的，通信速率最快可以達到115200b/s。除了串口發送（TX）、串口接收（RX）之外，微控制器與GPRS模塊之間還有一些硬件握手信號，如DTR、CTS、DCD等。為了簡化微控制器的控制，硬件設計時可以不使用硬件握手信號（具體以廠家的模塊說明為準）。④與語言通話相關的引腳，話筒、聽筒之類。⑤開關引腳。一般都會有控制模塊開關的引腳，通過給個低脈沖來進行開關機，跟手機開關機差不多。有的模塊還會開放復位腳，通過拉高或者拉低來對模塊進行復位。硬件設計時也可通過控制模塊的電源來達到控制模塊開關的目的。⑥狀態指示腳。一般都會有個GPRS模塊狀態指示腳，接上LED燈后就能知道模塊的工作情況。⑦天線。

1.2GPRS模塊軟件設計

GPRS模塊的一般應用包括數據傳輸、語音通話、短信等。軟件整體結構：程序中的所有代碼最好采用C語言編寫，并采用分層的結構，從底到上分別為串口驅動層、GPRS模塊驅動層、PPP協議層、IP協議層、TCP/UDP協議層與應用層。若模塊自帶協議棧，就只需要串口驅動層、GPRS模塊驅動層、應用層。上層函數的實現需要應用到底層函數，而底層函數的任務就是為上層函數提供服務。驅動程序編寫：首先是串行口驅動層，實現打開串口、關閉串口、讀串口數據、寫串口數據等函數；然后，在這些串口函數的基礎上編寫GPRS模塊的驅動函數。單片機通過串行口控制GPRS模塊，進行撥號、設置等操作，控制的方法是采用AT命令。接下來可以編寫GPRS驅動函數：開關GPRS模塊函數、初始化GPRS模塊函數、撥號函數、斷開連接函數、檢測是否處于在線狀態函數。

1.3GR47簡介

GR47是SonyEricsson公司生產的一款雙頻段GSM900/GSM1800的通信模塊?？捎靡赃M行GPRS數據傳輸，具有支持短消息服務等功能。它采用3.6V電壓供電；對外可提供多種接口，如天線接口、模擬音頻接口、異步串行接口、SIM卡接口等，也支持I2C通信；內部集成了TCP/IP協議棧。因此采用此芯片會大大降低微控制器編程工作的難度。

2單片機選擇

PIC18F6720是Microchip公司生產的較為高檔的單片機，采用3.3V供電，其大部分指令均為單周期指令，幾乎所有的相關硬件配置都映射成特殊寄存器，大大提高了運行速度；具有A，B，C，D，E，F，G這7個可編程的I/O口；內部除了3840B的RAM外，還有1024B的EEPROM和128kB的Flash存儲器；擁有4個定時器和多個中斷源及2個中斷優先級，有2個USART，功能十分強大，是一款性價比很高的芯片。PIC18F6720單片機控制GR47模塊發送和接收數據，在軟件中采用串行口的中斷來實現收發數據和轉發數據。

系統設計

1總體架構

用戶可通過多種方式申請遠程掛號；掛號時需提交身份證號碼等個人信息，以便系統調取其健康檔案。系統為掛上號地用戶下發遠程掛號短信憑據，用戶持手機至醫院就診，系統使用專用終端驗證短信憑據并打印掛號單，掛號單包含該居民健康檔案的二維碼標識。醫生使用專用終端掃描掛號單上的健康檔案二維碼或輸入碼號，獲取患者健康檔案及以往就診記錄等信息。診療結束后，醫生通過專用終端/PC提交診斷結果、化驗、用藥等信息，使患者的健康檔案記錄在檔案數據中心得到更新。

在系統總體設計上，采用模塊化設計思路。由于分別采用了MPLAB和Proteus軟件聯調仿真模塊，極大地提高了開發效率。設計思路如圖2所示。

2系統參數設定

2.1二維碼技術

二維碼也是條碼，與一維條碼不同，二維碼能夠在橫向和縱向兩個維度同時存儲信息。二維碼能在很小的面積內承載大量的信息，印刷更容易、信息安全性更高，且適合各類鏡頭、讀碼設備的識別，更具可用性。二維碼可用作居民健康檔案的惟一標識，與居民身份信息、健康檔案記錄一一綁定。用戶通過短信憑據驗證獲取掛號單后，醫院即可使用專用設備掃描掛號單上的健康檔案二維碼或輸入碼號，讀取數據中心的健康檔案信息，并記錄診療結果，方便有效。

2.2短信憑據技術

短信憑據是由純文本組成的加密信息，無需終端適配，即可通過短信形式發送到用戶手機，到達率100%。結合專用終端，短信憑據可應用于手機電子票、手機會員卡等多種情況。在居民醫藥衛生管理中，短信憑據可用作患者遠程掛號的電子憑據。患者掛號成功后，接收短信憑據并持手機至預約醫院驗證即可接受診療，節省了排隊掛號的時間和經歷。

3數據預處理

系統采用GPRS網絡進行數據傳輸，因此必須將GPRS模塊配置到網絡模式，使模塊連接到GPRS網絡。數據包在數據中心服務器和GPRS服務器中的傳輸是基于IP數據包的，但明文傳送IP包不可取，因此選用PPP（點對點協議）進行傳輸，實現通過GPRS模塊的數據和Internet網絡的透明傳輸。GR47內部集成了TCP/IP協議棧，所以用戶對IP協議相關的程序就不必編寫，可以直接利用GR47傳遞數據。主程序流程大致如下：首先對單片機變量的初始化，變量初值一般均為0；對單片機相應配置單元的初始化，比如設定端口方向、設置中斷優先級、定時器初始化等；然后由單片機控制GR47的電源，以決定是否開機；待開機成功后，查詢網絡是否注冊成功；成功后即可建立模塊與PC機服務器的連接，并進行數據傳輸和短消息處理；根據需要發送一定格式的信息。

結束語

本課題的總體設計目標是實現一款硬件設計簡單、成本低廉、通信可靠的遠程醫療信息處理系統，主要以硬件設計方案為主。該系統采用無線蜂窩網絡，優于有線網絡，不受網絡接口、地理位置的限制，大大提高了遠程醫療系統的靈活性。與互聯網相比，無線網絡在服務質量和速度方面有其先天不足性，但作為移動性強，反饋數據及時的一種信息處理方式，可以與現存Internet網絡等互補，共同為遠程醫療服務提供方便。