【安防知識網(wǎng)】目前，我國有約3億需照顧看護(hù)群體，這其中主要為兒童和老年病人。由于現(xiàn)代生活節(jié)奏緊張化，家長忙于工作，兒童擁有了更大的自由活動空間，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)兒童走丟、受傷的現(xiàn)象；醫(yī)院的病人比如老年癡呆癥患者也有走失現(xiàn)象發(fā)生。如何實(shí)現(xiàn)對此群體的隨時(shí)監(jiān)護(hù)，已成為廣大照顧者們非常關(guān)心并急切希望解決的問題。

1、前言 
        目前，我國有約3億需照顧看護(hù)群體，這其中主要為兒童和老年病人。由于現(xiàn)代生活節(jié)奏緊張化，家長忙于工作，兒童擁有了更大的自由活動空間，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)兒童走丟、受傷的現(xiàn)象；醫(yī)院的病人比如老年癡呆癥患者也有走失現(xiàn)象發(fā)生。如何實(shí)現(xiàn)對此群體的隨時(shí)監(jiān)護(hù)，已成為廣大照顧者們非常關(guān)心并急切希望解決的問題。GPS（全球定位系統(tǒng)）[1]是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星系統(tǒng)，具有性能好、精度高、應(yīng)用廣的特點(diǎn)，已免費(fèi)開放使用，是迄今最好的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓，目前已遍及國民經(jīng)濟(jì)各種部門，并開始逐步深入人們的日常生活。我們采用GPS技術(shù)制備監(jiān)護(hù)用的定位裝置，以滿足家庭對孩子、醫(yī)院對病人的實(shí)時(shí)看護(hù)，從而使工作中的家長們放心，防止醫(yī)院病人走丟，提高醫(yī)院對病人的看護(hù)水平，擴(kuò)大病人的活動范圍。

2、裝置硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 
        該醫(yī)療監(jiān)護(hù)裝置(圖1)由兩大部分組成：單片機(jī)控制模塊和GPS接收模塊，這兩個(gè)模塊之間通過串口機(jī)制進(jìn)行信息的交互。

        2.1單片機(jī)控制模塊（圖2）：通過擴(kuò)展外圍電路，實(shí)現(xiàn)了對生理參數(shù)數(shù)據(jù)的采集、鍵盤操作、生理參數(shù)LCD顯示和自動報(bào)警等。LCD我們采用G191液晶模塊，192×128點(diǎn)陣，點(diǎn)尺寸為0.33×0.33mm,點(diǎn)距為0.04mm，驅(qū)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(shù)據(jù)，產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)序?qū)σ壕吝M(jìn)行控制顯示，SED1335的軟件功能非常強(qiáng)大，而且自帶數(shù)據(jù)RAM，并可自行管理顯示緩存區(qū)，方便我們使用。[nextpage]

         2.2GPS接收模塊：負(fù)責(zé)從GPS衛(wèi)星（空間部分）接收信息，并實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)通過UART串口發(fā)送給單片機(jī)控制模塊，在設(shè)計(jì)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(dú)特的優(yōu)勢。其信號重新捕捉時(shí)間只需要100ms，最小速度更新率可達(dá)到1s。

        GR-85接收模塊采用串行通信方式，其數(shù)據(jù)格式定義如下：9600b／s，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無極性輸出。GR-85支持六種NMEA－0183協(xié)議信息：GGA，GLL，GSA，GSV，RMC，VTG。這六種信息的區(qū)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(shè)計(jì)者可以根據(jù)需要選擇響應(yīng)的信息格式，本實(shí)驗(yàn)利用RMC格式。表1為GPS接收模塊管腳。接收模塊與單片機(jī)通訊主要通過TXA腳。

[nextpage] 3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 
        GPS接收板只要處于通電工作狀態(tài)就會源源不斷地把接收并計(jì)算出的GPS導(dǎo)航定位信息通過串口傳送到單片機(jī)系統(tǒng)中。對GPS信息進(jìn)行提取必須首先明確其幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)幀主要由幀頭、幀尾和幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成。各幀均以回車符<CR>和換行符<LF>作為幀尾，標(biāo)識一幀的結(jié)束。對數(shù)據(jù)幀處理，是先對幀頭進(jìn)行判斷，然后對所需的幀進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取處理。由于幀內(nèi)各數(shù)據(jù)段被逗號分割，因此在處理接收數(shù)據(jù)時(shí)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(jìn)行識別，然后再根據(jù)識別出來的幀類型以及逗號‘，'個(gè)數(shù)來確定當(dāng)前正在讀取的是哪個(gè)參數(shù)，并作出相應(yīng)的提取和存儲。我們采用中斷方式來獲取GPS數(shù)據(jù)。

        為了存放接收以及處理后的時(shí)間及其經(jīng)度緯度數(shù)據(jù)，我們在內(nèi)存中劃出了固定的空間。其中3BH－5FH用來存放接收到的時(shí)間和經(jīng)度緯度數(shù)據(jù)，6BH－7FH用來存放處理后的時(shí)間和經(jīng)度緯度數(shù)據(jù)。

        系統(tǒng)流程圖如圖3所示：

3.1GPS數(shù)據(jù)輸出格式如下： 
        $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>*hh<CR><LF>

        格式說明如下：<1>當(dāng)前位置的格林尼治時(shí)間，格式為hhmmss；<2>狀態(tài),A為有效位置,V為非有效接收警告，即當(dāng)前天線視野上方的衛(wèi)星個(gè)數(shù)少于3顆；<3>緯度,格式為ddmm.mmmm；<4>標(biāo)明南北半球,N為北半球，S為南半球；<5>經(jīng)度，格式為dddmm.mmmm；<6>標(biāo)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。[nextpage]

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

3.2GPS信息接收程序：
中斷接收程序
XINTS:MOVA,SBUF
JBDFLAG,DF
JBCFLAG,CF
JBMFLAG,MF
JBRFLAG,RF
JBPFLAG,PF
JBG1FLAG,G1F
JBSFLAG,SF
XRLA,#24H
JZSYES
MOV20H,#00H;不是則清所有標(biāo)志位
LJMPINTSOUT
SYES:SETBSFLAG;是$，設(shè)標(biāo)志
LJMPINTSOUT
SF:XRLA,#47H;是第一個(gè)G么
JZG1YES;是G轉(zhuǎn)G1TES
MOV20H,#00H
LJMPINTSOUT
G1YES:SETBG1FLAG
INTSOUT:POPACC
RETI
G1F:XRLA,#50H;是P么
JZPYES;是則轉(zhuǎn)PYES
MOV20H,#00H
LJMPINTSOUT
PYES:SETBPFLAG
LJMPINTSOUT
PF:XRLA,#52H;是R么
JZRYES;是則轉(zhuǎn)RYES
MOV20H,#00H [nextpage]
LJMPINTSOUT
RYES:SETBRFLAG
LJMPINTSOUT
RF:XRLA,#4DH;是M么
JZMYES;是則轉(zhuǎn)MYES
MOV20H,#00H
LJMPINTSOUT
MYES:SETBMFLAG
LJMPINTSOUT
MF:XRLA,#43H;是C么
JZCYES;是轉(zhuǎn)CYES
MOV20H,#00H
LJMPINTSOUT
CYES:SETBCFLAG
LJMPINTSOUT
CF:XRLA,#2CH
JZDYES
MOV20H,#00H
LJMPINTSOUT
DYES:SETBDFLAG
LJMPINTSOUT
DF:MOV@R0,A
DECR0
DJNZR3,INTSOUT
MOVR3,#25H
MOVR0,#3bH
LJMPINTSOUT

4、結(jié)果與討論 
        經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測試，該系統(tǒng)誤差在5米以內(nèi)，在廣州市不同的地理位置、天氣狀況中測量，系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的定位。系統(tǒng)每5秒鐘進(jìn)行一次數(shù)據(jù)刷新，使系統(tǒng)單位耗電量減小到連續(xù)測試耗電量的1/4。同時(shí)，相比于利用紅外線、射頻技術(shù)定位測距等，本系統(tǒng)擁有更高的精確度、穩(wěn)定性和抗衰減能力，有利于監(jiān)護(hù)時(shí)的信息傳輸。[nextpage]

        實(shí)驗(yàn)證明：GPS技術(shù)應(yīng)用于戶外活動的病人及兒童的監(jiān)護(hù)是可行的，可通過該系統(tǒng)對監(jiān)護(hù)對象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，一旦病人處于危急狀態(tài)，可通過GPS信息獲知病人位置，從而大大提高拯救病人效率，也可以將走丟的兒童及老年癡呆患者及時(shí)找回來，同時(shí)該裝置也可以用于旅游、探險(xiǎn)等野外活動的定位跟蹤。

        GPS技術(shù)用于軍事、交通、野外地質(zhì)找礦等領(lǐng)域的應(yīng)用已有相關(guān)報(bào)道[2-4]，但還未見GPS技術(shù)用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)方面的詳細(xì)報(bào)道，本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：具體探討了GPS技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)定位的技術(shù)問題，拓展了GPS技術(shù)的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)了一種新的醫(yī)療監(jiān)護(hù)定位技術(shù)。由于GPS技術(shù)的免費(fèi)使用以及該GPS醫(yī)療監(jiān)護(hù)定位裝置所具備的高精確度、良好的穩(wěn)定性、強(qiáng)大的抗衰減能力、較小的耗電量等優(yōu)點(diǎn)，使GPS醫(yī)療監(jiān)護(hù)定位裝置在醫(yī)療保健方面具有良好的應(yīng)用前景。