心电信号经过100倍的放大,最高幅值为0.4 V,而A/D的输入范围为0~2.5 V,采取电平抬升电路采用加法电路,将1.2 V作为中间参考值,所以放大后的心电信号叠加参考电压1.2 V后大小为(1.2+0.8)V,正好在A/D的模拟输入信号范围内,此时已消除心电信号中的负值部分,输出信号即可传人MSP430单片机进行A/D转换和数字滤波处理。
后级放大电路和电平抬升电路如图4所示。
2.2 GPRS传输模块
检测终端采集到的心电信号通过MSP430单片机进行信号处理后,可以通过GPRS模块传输到远端的医疗中心,为医生提供患者的心电数据。GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称。GPRS是GSM Phase2.1规范实现的内容之一,能提供比现有GSM网9.6 kb/s更高的数据率。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。
本系统采用西门子公司的MC35i模块,它具有TC35i的全部功能并且很容易集成。该GPRS模块接收速率可以达到86.20 kb/s,发送速率可以达到21.5 kb/s。模块的工作电压为3.3~4.8 V,支持EGSM900和GSM1800双频工作段,采用GPRS分时复用的Class 8的标准,同时支持数字、语音、短消息和传真。
MC35i模块有40个引脚,通过一个ZIF(Zero insertionForce,零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类,即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。MSP430单片机通过RS 232接口和MC35i模块连接,进而实现单片机和MC35i模块的通信。
2.3 RS 232通信模块
单片机也可以通过RS 232串口将心电信号直接传输到计算机中。单片机和PC机的通信,需要RS 232驱动芯片来实现。本系统采用SP3220驱动芯片,该芯片是一款低功耗宽电压供电的通信芯片,可以完成TTL电平与RS 232电平之间的转换及串口通信,上传速率可高达235 kb/s。我们通过设计接口电路和对SP3220的软件驱动,进而实现心电信号的本地传输。
如图6所示,通过一个上拉电阻将SHDN管脚拉高,使该芯片一直处于工作状态。如果系统需要处于低功耗状态,也可以通过单片机来控制该管脚,工作的时候将该管脚设置为低电平,需要处于低功耗的时候将该管脚设置为高电平,这样就易于控制。