健康監測服裝系統軟件的設計與實現

陳歡歡，楊 斌(浙江理工大學 先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室，杭州 310018)

健康監測服裝系統軟件的設計與實現

陳歡歡，楊 斌
(浙江理工大學 先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室，杭州 310018)

針對現有健康監測服裝中通信軟件功能單一、無法滿足患者生命信息可視和自我診斷的問題，利用Visual C++6.0開發工具在Windows平臺下利用系統提供的各類API接口和相關成員函數，實現了對智能監測服裝的對話框界面的設計。該軟件能夠完成對監測服裝的數據獲取、曲線繪制、報警指示和數據存儲等工作，在確保數據通信準確穩定的基礎上，拓展了繪制曲線(體溫、脈搏)、異常報警、數據存儲等功能，為開發具有實時監測、分析人體生理信息功能的健康監測服裝建立基礎。

健康監測服裝；通信軟件；實時監測

健康監測服裝是以服裝為載體，計算機技術為核心的一種智能化服裝[1-2]，能夠通過相應的傳感器對人體溫度、脈搏等生理信號采集，利用單片機等微型控制器完成數據存儲、分析等任務[3]。該監測服裝可實時監控病患者的生理信息，根據信息變化作出預診斷，通過顯示和報警提醒病患，降低疾病突發帶來的危險，在醫療保健和體育鍛煉等領域有重要的實用價值。但是，目前針對健康監測系統開發應用軟件的工作尚處于起步階段，存在監測功能單一和界面不夠人性化等問題，無法滿足人們的實際需求。為此，本研究在Windows平臺下利用Visual C++6.0開發工具，在現有應用軟件基礎上增強數據通信穩定性，開發成像、報警、數據存儲和預診斷功能。

1 應用軟件設計

該應用軟件主要對監測服裝系統下位機部分所采集的數據做進一步的分析處理，整個系統的工作流程如圖1所示。根據設計要求，該健康監測軟件應具備以下功能：獲取監測服裝的數據、繪制時間響應曲線、報警指示和數據存儲。為完成上述功能，本研究選用Visual C++6.0作為應用軟件的開發工具，借助Windows系統為應用軟件提供的各類API編程接口及相關成員函數[5-6]，完成客戶端應用軟件與監測服裝通信、成像和報警指示等設計工作。

1.1 串口通信功能的實現

該軟件首先需要能夠獲取經單片機處理后的數據，接著再對所獲得的數據做進一步處理。對于以單片機為核心的信號采集系統，與上位機進行的通信方式是串口通信方式，因此，本軟件采用的通信方式是

圖1 系統工作流程Fig.1 The working process of system

1.2 繪制時間響應曲線

時間響應曲線的繪制原理為：首先在BOOL CMONITORDlg::OnInitDialog()函數中設置讀串口數據的周期，添加代碼：“m_timer=SetTimer(1,500,0)”，即每隔500 ms跳轉到時間響應函數void CMONITORDlg:: OnTimer(UINT nIDEvent)處并執行該函數；接著在函數OnTimer(UINT nIDEvent)中完成將串口通信數據暫存到數組、更新數組數據和報警值設置等工作；最后執行void CMONITORDlg::DrawDiagram(CPaintDC *pDC)函數，在該函數中進行報警指示的判斷，并加載不同狀態LED報警指示燈的位圖，繪制矩形選區，設置該選區的背景顏色，定義繪制曲線畫筆的屬性，將函數OnTimer(UINT nIDEvent)中的數組值傳給Point點對象，再利用CDC定義的pDC指針調用LineTo(x,y)函數繪制曲線段。通過OnTimer(UINT nIDEvent)函數每隔0.5 s完成一次數據的更新及曲線段的繪制，依次重復進行，完成曲線的實時繪制工作?；赗S232技術的串口通信。其具體原理如下：當應用軟件和外部設備進行串口通信時，首先需要向操作系統提出串口資源的申請，請求開放一個串口用于傳輸數據；接著根據監測系統一側的串口通信協議，對系統的串口通信功能進行初始化設置，完成應用軟件與監測系統收發數據的功能；最后當完成通信目的之后，將應用軟件占用的系統資源返還給系統。串口通信

圖2 串口通信對話框Fig.2 Dialog of serial interface communication

對話框界面如圖2所示，串口通信代碼如下。

void CSmartMClothDlg::OnComm()

{

CString strtemp,str;

VARIANT variant_inp;

variant_inp=m_ctrlComm.GetInput();

COleSafeArray safearray_inp;

safearray_inp=variant_inp;

LONG len,k1;

len=safearray_inp.GetOneDimSize();

BYTE rxdata[2048];

for(k1=0;k1＜len;k1++)

safearray_inp.GetElement(&k1,rxdata+k1);

}

for(k1=0;k1＜len;k1++)

{

BYTE bt=*(char*)(rxdata+k1);

strtemp.Format("%d",bt);

str=strtemp;

comdlg.m_strRXData+=strtemp;

comdlg.m_strRXData+=" ";

}

if(comdlg.m_commstyle==1)

comdlg.UpdateData(FALSE);

圖3為監測軟件的對話框界面，由圖3a溫度監測界面可知，該對話框主要有4個功能區：功能切換區、圖像顯示區、數據和報警指示區及狀態設置區。功能切換區主要實現對不同類型傳感器數據的切換，實現不同監測任務切換的目的；圖像顯示區為對接收到的數據以圖形的方式顯示，便于實時觀察監測對象生理信息的實時狀態；數據和報警指示區為對各傳感器參數進行實時顯示和報警提示；狀態設置區為對整個應用軟件的初始化設置和相關功能的控制與實現。圖3b為脈搏監測界面，其工作過程如下：首先將健康監測系統與計算機連接；接著根據監測系統的通信協議設置對話框的串口和通信波特率，并根據使用要求打開相關功能命令，完成上述設置之后接著就可以選擇監測的命令開始對監測系統進行實時監測，當需要切換不同傳感器數據時，可通過監控切換處的按鈕實現不同傳感器間的切換；最后在監測任務結束之后選擇退出按鈕完成整個監測任務。

圖3 監測服裝對話框Fig.3 Dialog of monitoring clothing

1.3 報警指示和數據存儲

為了能夠對待測者特征信息進行實時判斷和保存，以便于后期做進一步的數據分析，本研究在傳統監測軟件基礎之上增加了報警指示和數據存儲功能。由于報警功能的實現只需在所獲數據基礎上判斷其是否超出正常值即可，因此報警與數據存儲可由不同函數分別完成。但是當程序在運行時出現問題需要維護或者今后需要對軟件進行二次開發時，上述方法會在一定程度上增加代碼的維護難度，為此本研究將兩者的功能統一放在函數void CMONITORDlg:: DrawDiagram(CPaintDC *pDC)中實現，具體代碼如下所示。

void CMONITORDlg::DrawDiagram(CPaintDC *pDC)

{ ......

if(Alertcharge1＞37.3) //報警判斷

bmpBackground.LoadBitmap(IDB_RED);

else

bmpBackground.LoadBitmap(IDB_GREEN);

......

bmpBackground.DeleteObject();

m_btnView.GetWindowRect(rect);

ScreenToClient(rect);

if(savedatafl ag==2) //數據保存

{

SYSTEMTIME st;

GetLocalTime(&st);

savedatafl ag=1;

CString m_str;

m_str.Format(" %.1f°C ",temp1);

m_strSaveData+=m_str;

……

m_str.Format(" %.1f°C ",temp3);

m_strSaveData+=m_str;

m_str.Format(" %3d/min ",65);

m_strSaveData+=m_str;

m_str.Format("%.2d:%.2d:%.2d",CurrentTime. GetHour(),CurrentTime.GetMinute(),

CurrentTime.GetSecond()); m_str.Format("%.2d:%.2 d:%.2d",st.wHour,st.wMinute,st.wSecond);

m_strSaveData+=m_str; m_strSaveData+=" "; file.Write(m_strSaveData,m_strSaveData. GetLength());

m_strSaveData.Empty();

}

savedatafl ag++;

}

此外，在軟件使用過程中可能要監測多個對象，本研究將Check Box控件與數據保存功能進行綁定，以實現修改保存對象數據文件名稱或路徑的目的。

2 結 論

本應用軟件針對智能監測服裝系統，借助Visual C++6.0開發工具在Windows平臺下利用系統提供的各類API接口和相關成員函數，實現了對智能監測服裝的對話框界面的設計。該軟件能夠完成對監測服裝的數據獲取、曲線繪制、報警指示和數據存儲等工作，對今后智能監測服裝的遠端醫療和智能分析的進一步發展與應用提供參考。

[1]柴曉飛，郭文成，竇明池.智能紡織品中信號采集系統的設計[J].紡織科技進展，2006(6)：74-94．CHAI Xiaofei, GUO Wencheng, DOU Mingchi. The design of a signal gathering system used in intelligent textiles[J]. Progress in Textile Science & Technology, 2006(6): 74-94.

[2]高旭，王進美，王淼.電子智能型紡織品[J].現代紡織技術，2010(1)：4．GAO Xu, WANG Jinmei, WANG Miao. Electronic intelligent textiles[J]. Advanced Textile Technology, 2010, (1): 4.

[3]程自峰，韋哲，李寶珠.醫學信號采集與處理系統的研制及應用[J].醫療衛生裝備，1996(4)：5-8．CHENG Zifeng, WEI Zhe, LI Baozhu. The development of a data acquisition and process system of medicine and its application[J]. Chinese Medical Equipment Journal, 1996(4): 5-8.

[4]李慶華，姜會文，邱書波.VC6.0下應用MSComm控件實現RS485串行通訊[J].微計算機信息，2002，18(10)：53-57．LI Qinghua, JIANG Huiwen, QIU Shubo. Realizing the RS485 serial communication in using VC6.0 MSComm control[J]. Control and Automation Publication Group, 2002, 18(10): 53-57.

[5]劉樹坤，劉金.用Windows API實現串行通信[J].計算機應用，2000，20(2)： 43-44．LIU Shukun, LIU Jin. The realization of serial communication with the Windows API[J]. Journal of Computer Application, 2000, 20(2): 43-44.

[6]項舉偉，高峰，束洪春.利用Windows API函數構造C++類實現串行通訊[J].工業控制計算機，2001，14(2)：42-44．XIANG Juwei, GAO Feng, SHU Hongchun. Implement serial communication using C++ class constructed by Windows API functions[J]. Industrial Control Computer, 2001,14(2)：42-44.

Design and implementation of application software for health monitoring system

CHEN Huan-huan1, YANG Bin1
(Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Aiming at problems of health monitoring clothing, for example, the single function of communication software cannot realize the visualization and self-diagnosis, this paper uses various APU interfaces and related member functions provided by Visual C++6.0 in windows operating system to realize the design of dialog interface of intelligent monitoring clothing. The software can obtain data of monitoring clothing, finish curve plotting, give warning indication and implement data storage. Based on the situation that data communication is accurate and stable, this thesis expands the functions like curve plotting, warning indication and data storage and lays foundation for the development of health monitoring clothing with functions, such as real-time monitoring and analysis on the information of the human body.

Health monitoring clothing; Communication; Real-time monitoring

TP277

A

1001-7003(2012)07-0036-03

2012-02-22；

2012-05-08

陳歡歡(1987－ )，男，碩士研究生，研究方向為智能紡織品的研究與開發。通訊作者：楊斌，教授，yangbin5959@yahoo.com.cn。