引言

　　個人狀態遠程監視是指及時地對戰場中的士兵或執行危險任務（如反恐）的警察等時刻具有生命危險的人員進行遠程生理監護。系統由多臺分機和若干臺主機構成，各分機能獨立采集作戰人員的心率、血壓和體溫等生命信息，并由無線通信送給主機。救護小組根據主機中得到的信息對受傷人員進行及時的救治。另外，實現各對象間的語音通訊對于提高戰斗力也是必不可少的。類似的設備亦可用于危重病人監護，以減輕醫生負擔。因此，該系統具有較大實用價值。

　　系統組成及工作原理

　　系統是由分機和主機構成。分機能夠采集人體的生命信息，并經無線通訊傳送給主機。主機接收生命信息數據，并將其顯現在LCD顯示屏上。不管是分機還是主機，設備之間均能實現語音通訊。考慮到戰場通訊要求可靠性高，抗干擾能力強，并應具有保密性的特點，我們選用無線擴頻通訊技術。近些年來，微處理器和大規模集成電路的迅猛發展使得無線擴頻通訊成本迅速下降。綜上所述，分機的硬件連接框圖如圖1。主機結構同分機相似，只需去掉生命信息采集部分，改為LCD顯示即可。

　　TI公司近年來推出的MSP430系列單片機，是一款優秀的16位RISC結構微處理器，其指令周期短，具有多種省電模式，集成的A/D轉換器，以及性價比高等眾多優點越來越受到廣大使用者的青睞。再加上它超低功耗特點，很適合作為本系統的核心微控制器。具體型號定為MSP430F149，它帶有60KB閃存，12位的A/D轉換器和硬件乘法器。另外，我們選擇了TRF6900單片射頻收發器來完成雙向無線傳輸。該產品也是TI公司生產，其內部集成了完整的發射電路和接收電路，供電電壓為2.2V-3.6V，并具有低功耗的待機模式。Stel-2000A是數字擴頻芯片，完成擴頻解擴功能。語音編解碼芯片選用CMX639，這是一種CVSD（Continual Variable Slope DeltaModulation 連接可變斜率增量調制）芯片，即可實現語音編碼，也有解碼功能，且連接使用方便。

　　單片機MSP430F149定時采集心率、血壓和體溫等信息，并將數據編排成一定的幀格式，交給Stel-2000A擴頻后由射頻收發器TRF6900發出。語音的輸入與輸出由按鍵控制。一般情況下，設備處于語音接收狀態，即單片機讀取來自TRF6900并已解擴的數據，送給語音解碼芯片CMX639。當鍵被按下時，麥克風處于受話狀態，CMX639把麥克風輸出的數據編碼，MSP430讀取該編碼數據，處理后送給無線擴頻通訊部分。

　　圖1分機硬件連接框圖

　　生命信息的測量

　　傳統的人體血壓測量采用汞柱式血壓計，該方法顯然不適用于本系統。目前，松下和歐姆龍公司都已研制成功腕式血壓計。該產品體積小巧，使用方便，只須將戴在手腕上，我們即可讀出自己的血壓。有的腕式血壓計同樣有測量心率的功能。因此，在系統方案中，將腕式血壓計改裝，作為向MSP430單片機傳送血壓和心率數據的傳感器。應該注意的是，心率是指心臟每分鐘的跳動次數，如果我們在測量心率時，是先測量一段時間內的跳動次數，再換算成一分鐘的數值，那么這個心率數值由于變化緩慢，不能及時反映人體心率的變化。因此，較好的方法是測量心率的周期，并由周期/頻率轉換程序得到結果。

　　體溫測量可以使用晶體震蕩法或熱敏電阻法。MSP430F149單片機自身帶有A/D轉換器，為了使外圍線路簡化，選用熱敏電阻法。電阻電橋輸出的電壓放大后直接送入MSP430F149進行A/D轉換。為了盡可能提高體溫測量的準確性，測量范圍應設定在30度到45度為宜。熱敏電阻應和人體緊密接觸，所以包括前面測量血壓的袖套及測脈搏的壓電傳感器均可固定在緊身內衣上，以方便使用。

　　圖2 CMX639和單片機連接圖