GPS全球定位技術在醫療監護裝置中的應用

圖1 醫療監護裝置系統結構

2.1單片機控制模塊（圖2）：

通過擴展外圍電路，實現了對生理參數數據的采集、鍵盤操作、生理參數LCD顯示和自動報警等。LCD我們采用G191液晶模塊，192×128點陣，點尺寸為0.33×0.33mm,點距為0.04mm，驅動電源為＋5V和－20V。液晶控制器我們采用SED1335，該控制器用于接收來自控制模塊的各種指令和數據，產生相應的時序對液晶屏進行控制顯示，SED1335的軟件功能非常強大，而且自帶數據RAM，并可自行管理顯示緩存區，方便我們使用。

圖2 單片機控制模塊電路

2.2 GPS接收模塊：

負責從GPS衛星（空間部分）接收信息，并實時的將數據通過UART串口發送給單片機控制模塊，在設計過程中，通過分析和比較，我們選用了臺灣HOLUX公司的GR-85串口GPS接收器。在信號捕捉及信號精度方面，GR-85具有其獨特的優勢。其信號重新捕捉時間只需要100ms，最小速度更新率可達到1s。

GR-85接收模塊采用串行通信方式，其數據格式定義如下：9600b／s，8個數據位，1個停止位，無極性輸出。GR-85支持六種NMEA－0183協議信息：GGA，GLL，GSA，GSV，RMC，VTG。這六種信息的區別在于用戶所能接收到的信息類型有所差別，例如在RMC格式中有速度的信息，而在其他的格式中卻沒有。設計者可以根據需要選擇響應的信息格式，本實驗利用RMC格式。表1為GPS接收模塊管腳。接收模塊與單片機通訊主要通過TXA腳。

表1 GPS接收模塊管腳

3、系統軟件設計與實現

GPS 接收板只要處于通電工作狀態就會源源不斷地把接收并計算出的GPS 導航定位信息通過串口傳送到單片機系統中。對GPS 信息進行提取必須首先明確其幀結構，數據幀主要由幀頭、幀尾和幀內數據組成。各幀均以回車符CR>和換行符LF>作為幀尾，標識一幀的結束。對數據幀處理，是先對幀頭進行判斷，然后對所需的幀進行數據的提取處理。由于幀內各數據段被逗號分割，因此在處理接收數據時一般是首先通過搜尋"$"的ASCII 碼來判斷是否是幀頭，接著對幀頭的類別進行識別，然后再根據識別出來的幀類型以及逗號‘，’個數來確定當前正在讀取的是哪個參數，并作出相應的提取和存儲。我們采用中斷方式來獲取GPS數據。

為了存放接收以及處理后的時間及其經度緯度數據，我們在內存中劃出了固定的空間。其中3BH－5FH用來存放接收到的時間和經度緯度數據，6BH－7FH用來存放處理后的時間和經度緯度數據。
系統流程圖如圖3所示：

圖3 系統流程圖

3.1 GPS數據輸出格式如下：

$GPRMC,1>,2>,3>,4>,5>,6>,7>,8>,9>,10>,11>*hhCR>LF>
格式說明如下：1> 當前位置的格林尼治時間，格式為hhmmss；2> 狀態, A 為有效位置, V 為非有效接收警告，即當前天線視野上方的衛星個數少于3 顆；3> 緯度, 格式為ddmm.mmmm；4> 標明南北半球, N 為北半球，S 為南半球；5> 經度，格式為dddmm.mmmm；6> 標明東西半球，E 為東半球，W 為西半球；7> 地面上的GPS 接收器的移動速度； 8> 方位角，范圍為000.0～359.9；9> 日期, 格式為ddmmyy；10> 地磁變化；11> 地磁變化方向，為E 或W。

輸出范例：$GPRMC,161229.487,A,3723.2475,N,12158.3416,W,0.13,309.62,120598, ,*10