1.1.3體溫模塊

　　體溫模塊采用非接觸式TN901紅外測溫傳感器，它采用高靈敏度、高精度、低功耗設計，它只需3V電壓供電，并且具有I²C數字接口，能很好的與單片機進行通。該模塊完成數據的采集，經過單片機處理和計算，將體溫值通過串口藍牙模塊完成數據的傳輸。

　　該模塊利用TN901傳感器接近監(jiān)護對象的皮膚，實現對人體的體溫測量。測量的誤差低于+0.3℃，并具有便捷、精確和快速、安全、高精度、低功耗、非接觸等優(yōu)點。該模塊體積小，方便攜帶。體溫模塊的系統結構圖如圖7所示。

　　1.2 通信模塊

　　通信模塊主要由藍牙模塊、模塊識別和信息安全、數據傳輸協議三部分組成，主要是為軀感網系統數據穩(wěn)定地、可靠地、安全地傳輸到軀感網中心點提供保障。

　　1.2.1 藍牙模塊

　　為了生理數據采集模塊可穿戴性、可攜帶性，以及藍牙的廣泛應用，該系統采用藍牙通信完成無線傳輸生理參數信息。

　　藍牙作為一種低成本近距離的無線通信方式，解除了設備之間電纜連接的不便，且具有功耗低，對人體危害小等各種優(yōu)點。使用藍牙通信模塊，可以使得用戶擺脫有線的限制，可以自由行動。在本系統中采用ATK-HC05 模塊，它是一款高性能主從一體串口藍牙模塊，將STM32或單片機的串口輸出引腳與ATK-HC05模塊相對應的引腳進行連接。該模塊尺寸只有16mm*32mm，并且兼容5v或3.3v單片機系統，方便與設計的數據采集模塊進行結合。另外還可以通過AT命令操作模塊設置相應的波特率、配對密碼、奇偶校驗、數據位數、停止位等一些信息。

　　1.2.2 模塊識別和信息安全

　　由于監(jiān)護對象的生理參數信息的隱私性和重要性，它不應被別人訪問或獲取，因此在數據采集模塊將采集的生理數據傳輸到軀感網中心點之前需要進行模塊識別和權限驗證。

　　在本系統中，模塊識別策略是利用藍牙模塊的關鍵碼來驗證，關鍵碼是由藍牙模塊的功能號和序號組成，如心電模塊的功能號為ECG，血氧模塊的功能號為SPO，其他模塊與之類似。在軀感網中心點上對模塊的關鍵碼進行驗證，如果驗證成功，建立藍牙通信連接。

　　在軀感網中心點與數據采集模塊連接建立之后，還需確定訪問者是否有權獲取該數據采集模塊采集的數據。因此在本系統中，采集模塊還需對軀感網中心點進行權限驗證，由軀感網中心點提供訪問該模塊的用戶名和密碼，相應的采集模塊來進行驗證，如果驗證成功，則將采集的生理數據傳輸到該軀感網中心點，否則取消與軀感網中心端的連接。

　　1.2.3 數據傳輸協議

　　由于藍牙通信具有所有的無線通信共同的缺點，即通信的不穩(wěn)定性和易受外界環(huán)境干擾的特性。數據在傳輸過程中，很容易產生數據傳輸中斷和數據丟失的現象，當丟失的數據達到一定程度時，很容易使得接收端對數據進行誤判，產生錯誤的結果，所以，需要設計一套實時和可靠的數據傳輸協議使得采集到的數據按照一定的格式封裝并盡可能快地傳輸到軀感網中心點進行實時顯示。

　　針對中心處理平臺資源有限性和數據傳輸可靠性，本系統采用固定長度的數據幀來封裝生理參數數據，幀數據格式如圖8所示。穿戴式傳感器采用循環(huán)緩沖區(qū)來存儲數據，發(fā)送子程序負責將采集到的生理數據封裝成幀數據并完成幀數據的發(fā)送。對軀感網中心點要求重發(fā)的幀按照幀序號進行重發(fā)，考慮到MCU的存儲數據空間大小有限以及ECG波形、血氧波形實時顯示性，只重發(fā)一次丟失的幀數據，由于在通常情況下，丟失數據發(fā)生的概率較少，所以重傳一次能夠滿足大部分的要求，同時保證了好的實時性。

　　1.3 中心處理模塊

　　中心處理模塊主要完成生理數據的接收以及將生理參數可視化地展現出來，方便監(jiān)護對象能夠實時地了解自己的健康狀況。在本系統中，中心處理模塊運行在智能手機上，它采用Android系統，主要實現了實時監(jiān)護、查看歷史數據、GPS定位，異常情況自動報警等功能。

　　Android系統提供了藍牙API開發(fā)類，實現打開藍牙、搜索附近藍牙設備等基本操作，再利用藍牙套接字連接，實現數據傳輸。在Android應用程序中，需要利用多線程同時保持多個通信連接，分別接收軀感網中的多個數據采集模塊傳輸到中心處理模塊上的生理數據。在進行生理參數數據傳輸的同時，對生理數據進行解析和處理并利用繪圖類SurfaceView，可以顯示實時性的ECG波形、血氧波形變化曲線，并通過檢測一段時間內的QRS波個數，來計算心率。并以直觀的數字形式顯示心率、呼吸率、脈率、血氧飽和度、體溫，并利用文件操作類實現數據存儲，為后期的疾病診斷提供幫助。系統中還實現GPS定位、異常情況自動報警功能，例如：心率如果超過90次/min，則發(fā)出心跳過快語音報警。中心處理模塊的主界面如圖9所示。