基于STM32的人體生理信號采集和存儲系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、基于 STM32的人體生理信號采集和存儲系統(tǒng)作為一個便攜式遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng),主要實現(xiàn)人體生理信號(心率,脈率,呼吸率,血氧飽和度,血壓,體溫等)數(shù)據(jù)的實時保存或在發(fā)生報警的情況下的數(shù)據(jù)保存,以備醫(yī)學(xué)研究者的查看和分析。它采用STM32F103系列微控制器作為主控芯片,將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,以文件形式存儲到SD卡中,并具備相應(yīng)的文件管理功能。
　　本論文主要完成了以下幾方面的工作:
　　其一對SD卡及FATFS文件系統(tǒng)做了整體概

2、述,首先介紹了SD卡的接口規(guī)范、命令格式和總線協(xié)議,然后對在小型嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中常用的一個文件系統(tǒng)Fatfs展開研究,重點介紹了其設(shè)計思想與組織結(jié)構(gòu)。
　　其二是數(shù)據(jù)接收和存儲系統(tǒng)的實現(xiàn),詳細(xì)研究了系統(tǒng)的軟件設(shè)計和硬件設(shè)計。系統(tǒng)硬件平臺采用的是意法半導(dǎo)體公司開發(fā)的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器STM32F103RE作為主控芯片,由DS1374芯片提供實時時鐘,SD卡接口采用SDIO方式,以保證存儲速度。系統(tǒng)的軟件部分是

3、基于MDK集成環(huán)境,采用了模塊化設(shè)計,由五大主要模塊組成,包括數(shù)據(jù)采集模塊、底層媒介接口模塊、Fatfs文件系統(tǒng)模塊、實時時鐘模塊、SD卡應(yīng)用程序模塊。其中,數(shù)據(jù)采集模塊主要通過USART來接收人體生理信號數(shù)據(jù)。底層媒介接口模塊主要負(fù)責(zé)SD卡的驅(qū)動工作,包括SD卡的上電、初始化、獲取卡信息、單塊和多塊的讀/寫等操作。Fatfs文件系統(tǒng)模塊作為底層媒介接口模塊和SD卡應(yīng)用程序模塊的橋接,重點講述Fatfs的移植過程。實時時鐘模塊為系統(tǒng)提供

4、時間,以便在記錄文件時以實時時間命名文件。SD卡應(yīng)用程序模塊主要提供接口函數(shù),如創(chuàng)建和讀/寫文件、遍歷和刪除文件、重命名文件,格式化SD卡等。之后又詳細(xì)介紹了系統(tǒng)功耗控制,系統(tǒng)主要從微控制器、SDIO總線、SD卡三個層面來降低功耗。
　　最后介紹了數(shù)據(jù)存儲時所遵循的文件協(xié)議。文件協(xié)議包括.dat和.set文件的格式和存儲方式,SD卡上的文件管理以及突發(fā)情況的處理。.dat和.set文件分別位于DATA和SET目錄,其中DATA目錄