基于Windows CE的網絡化人體生理參數監護系統研究

2015-03-25 03:04:37黃敬濤

科技資訊 2014年31期

黃敬濤

摘要：針對目前心血管疾病嚴重威脅人類健康，研制了一種基于Windows CE操作系統的網絡化人體生理參數監護系統。通過實時采集人體生理參數，并通過GPRS/Internet網絡傳輸至遠程監護中心，對人體各生理參數進行分析來實現心血管疾病的診斷和預防。該系統實現了一種面向社區和家庭的網絡化健康監護儀器，在市場上將會有良好的應用前景。

關鍵詞：Windows CE C# GPRS 生理參數

中圖分類號：TH789 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（a）-0004-02

心血管疾病是當前威脅人類健康和生命安全的主要疾病之一，具有病情隱蔽，突發性強和快速惡化的特點。心血管疾病的診斷主要通過心電、血壓等人體生理參數來衡量，在健康狀況下，人體各生理參數會在一定范圍內保持動態平衡，但在人體發生心血管類疾病時，這些生理參數會受到影響從而超出正常范圍[1]。對人體生理參數進行快速直觀的監護，是對心血管疾病提早發現和治療的有效手段，面向社區和家庭的網絡化人體生理參數監護系統，已經成為國內外研究人員關注的熱點。研究有關生理參數監護的關鍵技術，將大大提高人們的健康水平[2]。

目前，市場上有關人體生理參數監護設備主要應用于醫院，并且其操作復雜、價格昂貴，無法達到心血管疾病早期診斷和預防的目的[3]。并且隨著心血管病人的逐年增加，在醫院的生理參數監護已滿足不了不斷增加的病人，所以使病人能夠在家里就能得到醫療監護的網絡化設備是目前的迫切需求[4]。

該文針對以上所述的生理參數監護設備的現狀及市場需求，研究了一種基于Windows CE操作系統的網絡化人體生理參數監護系統。該系統以集成有Windows CE操作系統的智能手機為核心，將人體生理參數信息通過GPRS/Internet傳輸到遠程監護中心，遠程監護中心對各生理參數進行分析，若發現異常數據則進行報警，從而實現心血管疾病的早期診斷和預防[5]。

1 系統總體設計

基于Windows CE操作系統的網絡化人體生理參數監護系統由穿戴式測量儀器，手持終端，遠程監護中心三部分組成，圖1為系統組成結構示意圖。其中穿戴式測量儀器以穿戴衣為載體，直接采集人體心電、血壓和心率等生理參數信息，并通過無線藍牙通信方式將生理參數信息實時傳輸到手持終端；手持終端由集成有Windows CE操作系統的智能手機組成，其功能是暫存生理參數數據并將其通過GPRS/Internet網絡傳輸到遠程監護中心；遠程監護中心由帶有固定IP的服務器組成，負責分析生理參數并給出分析意見。

2 人體生理參數監護系統手持終端軟件設計

手持終端智能手機的操作系統為Windows CE，它是微軟公司專門針對移動平臺開發提出的解決方案，是一個開放的操作系統，開發者可以基于Windows CE平臺開發自己的應用程序。

人體生理參數監護系統手持終端軟件是用Visual C#語言在Visual Studio 2008平臺上開發的，軟件包括兩個模塊，各模塊的操作界面如圖2所示。

連接服務器模塊：主要實現與遠程監護中心建立Socket通信連接。首先輸入服務器的IP地址和端口號（這里默認為2000），然后創建套接字Socket并調用其Connect方法來連接服務器，連接之后通過NetworkStream將用戶名密碼寫入網絡傳輸給服務器并調用NetworkStream.Read方法來讀取服務器返回的信息，如返回的信息為“ok”則程序進入數據傳輸模塊。

數據傳輸模塊：主要實現生理參數數據的無線網絡傳輸功能。首先調用FileStream方法來打開需要傳輸的txt格式的生理參數文件，然后調用NetworkStream.write方法將數據寫入網絡流傳送給服務器，服務器返回“ok”則發送成功。

3 人體生理參數監護系統遠程監護中心端軟件設計

遠程監護中心端軟件是用Visual C#語言開發的Windows應用程序，主要由網絡傳輸模塊和數據庫管理模塊組成。其操作界面如圖3所示。

網絡傳輸模塊：與手持終端建立無線網絡連接，接收其發送的生理參數數據。網絡傳輸模塊采用Socket通信，遠程監護中心與手持終端采用客戶機/服務器模型。由于服務器采用一對多的通信方式，為防止當有多個終端同時和服務器進行通信時發生信息阻塞，以保證通信的實時性和可靠性，程序中使用多線程技術來處理服務器與每一個終端的連接[6]。

數據庫管理模塊：主要用于存儲不同用戶的生理參數信息，以便查閱分析。選用SQL Server作為后臺數據庫，采用ADO.NET技術實現病人基本信息的保存，新用戶的注冊，病人錯誤信息的刪除及病人心電圖的顯示等功能。圖4為數據庫管理模塊操作界面。

4 系統測試及結果分析

系統測試分為兩個部分：手持終端功能測試和遠程監護中心通信功能測試。

4.1 手持終端功能測試

手持終端軟件在Visual Studio 2008平臺提供的智能設備仿真管理器中進行多次運行，結果完全符合設計要求，并通過ActiveSync同步軟件，將軟件安裝到智能手機中進行實際應用，生理參數顯示界面如圖5所示。

4.2 遠程監護中心通信功能測試

手持終端通過GPRS將生理參數數據傳輸至遠程監護中心，遠程監護中心可以同時接收多個用戶信息。圖6所示為遠程監護中心生理參數接收界面。

通過以上環節的測試，證明了本系統已基本達到了設計時的功能需求，可以實現人體生理參數的實時監護。

5 結語

基于Windows CE操作系統的網絡化人體生理參數監護系統，通過實時采集人體生理參數，并通過GPRS/Internet網絡傳輸至遠程監護中心，對人體各生理參數進行分析來實現心血管疾病的診斷和預防，為家庭和個人提供了一種新型的網絡化健康監護儀器，在市場上將會有良好的應用前景。

參考文獻

[1] 吳寶明，聶祥飛，朱新建，等.基于HPC的社區醫療系列監護設備的研制[J]. 中國醫療器械雜志，2002，26（5）：326-328.