在现代医学中，使用多参数监测器对危重患者进行实时监测，及时了解心肺功能、血压、氧合能力等综合因素，对患者的治疗起着非常重要的作用。多参数监测器已广泛应用于病房护理和急救系统。

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基于传统PC多参数监护仪成本高，体积大，操作复杂，使用范围有限。以单片机为核心的便携式多参数监测器操作能力低，功能单一，界面简单，只能显示和存储简单的信号。本文以德州仪器公司为基础(TI)ARM DSP双核处理器OMAP以3530为核心，扩展前端参数采集、触摸屏、SD卡存储电路和网络接入电路设计并实现了具有实时检测、显示、存储和网络传输功能的新型多参数监控器。基于双核芯片的优异性能，系统可以快速准确地检测、除噪和优化各生命参数，采用高效复杂的算法Google Android丰富的应用支持为监控器提供了良好的监控界面、网络功能和应用扩展性。医生可以使用监护仪实时或远程掌握患者的信息，用户也可以在家测量，这将是新一代“数字医疗社区/医院”重要的发展方向。

系统架构

处理核心

OMAP3530处理器采用65nm低功耗工艺制造，内部集成600MHz的Cortex-A弹性内核和430MHz的TMS320C64x DSP内核[1]。ARM DSP双核结构优化了操作系统的效率和代码的执行，ARM端负责系统控制工作，DSP端负责实时信号处理信号处理任务，解决了性能与功耗的最佳组合。双核结构OMAP3530非常适合新型多参数监护仪的设计。低功耗可更好地实现监护仪的便携性，满足野外救援等特殊需要；ARM对各种操作系统的支持可以保证系统的稳定性和良好的监控界面；DSP强大的计算能力可以保证快速、准确、复杂地分析和处理每个生命参数。

硬件架构

系统框图，监护仪设计经典C/S(Client/Server，客户机/服务器)架构可以通过以太网或以太网离线使用Wi-Fi将数据传输到远程网络PC服务端。通过导联电极、血氧探头、袖套等传感器获得人体各种生命特征信号后，在参数采集前端进行除噪、放大和放大A/D转换后，通过串行口送到OMAP检测、显示、存储和网络 传输等处理。

软件架构

Android是Google与发手机联盟(Open Handset Alliance，OHA)推出的以Linux真正意义上的开放式移动设备综合平台是核心。从软件结构TI官方代理角度上，Android系统分为四个层次： Linux操作系统和驱动，本地代码框架，Java框架和Java应用程序。图2是本系统的软件架构图。多参数采集前端通过异步串行OMAP3530 通信，由于Java未提供串口的类库必须使用JNI(Java Native Interface)实现应用层和串口硬件的数据传输。多线程和队列缓冲机制用于数据采集、处理、显示和网络传输，以确保数据的实时性和完整性。网络使用 C/S充分发挥服务器硬件优势，完成更多监控信息的显示和分析。

关键设计

前端采集参数

前端心电模块采用仪表放大器和两级放大电路，将微弱心电信号放大200倍，并在设计中添加右腿驱动电路，克服50倍Hz工频共模干扰[2]。血氧的测量是根据血液中各种血红蛋白对血氧探头发射的特定波长光的吸收程度而进行的。血压采用振动无创方法测量。首先，充气袖套阻断上臂的动脉血流。动脉收缩压、舒张压和平均压力[3]通过检测血液通过弹性动脉引起的袖套内压力的波动范围。共用心电模块前端导联电极采用呼吸阻抗法，根据呼吸过程中胸部放松和肺阻抗的变化，检测人体呼吸频率[4]。惠斯登电桥用于测量设计中的体温，将热敏电阻连接到桥臂上，通过测量桥的不平衡输出来测量体温。

高速PCB设计

系统中采用LPDDR数据总线频率高达33MHz，典型的高速电路必须考虑设备管脚的电气特性，PCB(印刷电路板)参数、布局、高速信号布线等因素，否则容易导致系统不稳定甚至无法工作。PCB采用6层板设计，FR四板，分层方案为：顶层-地层-接线层-电源层-地层-底层。在高速PCB在设计中，在确定先分组，然后确定布线规则

设计监护程序

监控程序需要完成各参数的收集、接收、显示、存储和网络传输。程序中使用JNI技术向Java该层通过文件描述符对象创建输入/输出流，提供串口访问接口。采用多线程和双缓冲机制，确保数据采集的实时性和完整性。如果打开远程监控，系统将动态生成线程来完成数据传输任务。波形显示是界面设计中的一个难点。考虑到数据采集、页面刷新、网络传输给系统的消耗和屏幕尺寸限制，采用多缓冲机制实现波形视图，避免屏幕刷新时闪烁。为了维护Android在设计中，采用消息通知机制完成非主界面线程与主界面线程之间的通信[5]。监护界面。

结语

根据样机的测试结果，基于OMAP3530双核处理器设计的多参数监测器可实现心电图、心率、血氧、血压、呼吸频率和体温的实时检测、显示、存储和网络传输。该监护仪便于操作、成本低、功耗小、功能强大、便携等特点使其具有广泛的应用领域和良好的市场价值。随着人们医疗意识的提高和医疗体系的完善，这种监护仪将越来越广泛地应用于个人医疗保健、医院救援、现场急救和远程医疗监护。