基于MSP430和GSM移動通信的血糖監護系統設計
加入技術交流群
1 血糖監護系統概述
糖尿病是危害人類健康的四大主要疾病之一，目前沒有根治的辦法，只能通過血糖監測對糖尿病加以控制。血糖儀的出現，大大方便了糖尿病患者自行監測血糖。為了能更好地利用無線網絡資源，方便用戶隨時隨地的測量，開發了一種基于移動通信的血糖監護系統。
基于移動通信的血糖監護系統由兩大部分組成：手機血糖儀與糖尿病監護中心。工作模式如圖1所示。糖尿病患者利用隨身攜帶的手機血糖儀可隨時監測血糖，監護中心通過GSM網絡接收患者的血糖值，并反饋適當的診斷結論。
圖1 系統工作模式
手機使用MotorolA388c，血糖儀是吉林大學儀器學院自主開發的以MSP430單片機與酶電極傳感器等為主的血糖測試儀，通過串口連接手機，利用手機的鍵盤和液晶屏控制顯示血糖測試結果。即，手機血糖儀是在保留手機原有各項功能的基礎上，增加了血糖測試功能。
糖尿病監護中心硬件由一臺服務器通過串口連接一個MC35無線通信模塊構成，軟件系統主要負責完成控制MC35接收短信以及患者信息管理及維護。
2 手機血糖儀的設計
2.1 系統硬件設計
基于MSP430單片機的血糖測試儀主要由酶電極傳感器、信號處理、單片機數據采集處理以及單片機與手機的串行通訊幾部分組成，如圖2所示。酶電極傳感器采用三電極系統，分為參比電極、對極和工作電極。
圖2 手機血糖儀系統框圖
前置信號處理采用模擬開關對電極接入電路情況進行控制，從而為系統提供不同的工作狀態，信號處理采用放大器和低通濾波，將傳感器的電流信號轉換放大濾去高頻干擾，為后續電路的數據采集提供質量較高的信號，血糖濃度的數據采集處理和串口數據通訊，采用TI公司的MSP430系列單片機為主控單元完成。另外，系統具有溫度補償功能，能補償環境溫度對系統測試結果的誤差，提高測試結果的精度。血糖測試模塊體積為3cm*1cm，這樣可以放在手機殼里，做到血糖測試儀和手機融為一體，方便了用戶的攜帶與檢測。
2.2 血糖濃度測量原理
血糖濃度值的測定通過生物酶電極傳感器，當血液滴入，在葡萄糖酶的催化作用下，傳輸電子物質在碳電極表面被強制性氧化，其氧化還原反應過程中形成的氧化電流跟葡萄糖濃度成線性關系，通過測定氧化電流的強度計算血糖濃度值[1]。
在電極上加0.4V的恒定工作電壓, 當被測血樣滴在電極的測試區后，電極上固定的葡萄糖氧化酶與血樣中的葡萄糖發生化學反應。經過一定的滯后期，酶電極的響應電流將與被測血樣中葡萄糖濃度呈線性關系，如圖3所示。
評論