BeyondBits第四期（中文）-健康与安全

42009年夏第4期BeyondBits文档号:BR8BITBYNDBITSRev3健康与安全飞思卡尔半导体设计资源　加速　简化它,领创智能世界，诠释先导。FTF中国2009年8月27-28日深圳洲际酒店飞思卡尔技术论坛将飞思卡尔整个生态系统聚集一堂，营造出一个无与伦比、生机勃勃的创新与协作的环境。2009年度全球飞思卡尔技术论坛项目vFTF2009年8月27日-9月10日中国2009年8月27-28日深圳FTF印度2009年9月2-3日班加罗尔FTF日本2009年9月9日东京如需了解每个精彩活动的详情，请登录欢迎来到BeyondBits第四期。本期将关注于健康和安全。我们的世界一直在变化——世界人口中中年人的数量持续增加，同时寿命比以往更长。无论是个人还是全民，那些让生活得以更健康更安全的解决方案始终是我们最关心的。作为工程师，我们相信可以研发出更高效的嵌入式应用，致力于让全世界人民生活得更加安康。为了创造下一代产品，我们在本刊中向您介绍一些艺术级的平台和来自工程师们的专家建议。从传感器、微控制器到无线连接技术，本期BeyondBits中介绍的飞思卡尔半导体产品将为您搭建面向健康与安全的先进应用方案提供帮助。便携式医疗设备和技术在日常生活中的应用持续增长，医护人员利用它们来辅助进行卫生保健和医疗康复。例如在《ZigBee®技术应用于长期护理》一文中，我们展示了如何将飞思卡尔微控制器、传感器和Zigbee无线传输技术结合在一起，为长期护理的病人提供尽可能独立的生活，同时减小残疾和疾病对生活的影响。通过阅读《无线语音提示系统》来了解如何通过基于IEEE®802.15.4的飞思卡尔无线平台，来帮助视觉障碍者安全行走。这只是BeyondBits二十篇文章其中的两篇。阅读这些文章将激发你的想象，赋予你更多创造灵感来设计那些方案使我们生活得更加美好。希望你可以享受本期BeyondBits给你带来的乐趣。Henri_Richard高级副总裁兼首席营销官第四期BeyondBits健康与安全IngaHarrisgraduatedfromtheUniversityofStrathclydein2000withanhonorsdegreeinelectronicsandelectricalengineering.HerTechnicalMarketerandApplicationsEngineeringcareeratFreescalehaspredominantlybeenwiththe8-bitMCUfamilieswithastrongfocusonConsumerandIndustrialmarkets.简介2我们认真倾听您的反馈！请把您的设计理念、技巧和问题发送到：freescale.com.cn/beyondbits.22血压监护仪IngaHarris_____________________________________________________________________4ZigBee®技术应用于长期护理MattMaupinandSampathRaghavan_____________________________________________10妊娠期糖尿病DonnieGarciaandAlejandraGuzmanCastellanoswithDr.ClaudiaRenteríaGovillo_________16运动游戏站ShenLiandJuYingyiwithDr.GabrielaLópezandDr.SergioRosales___________________21远程监护方案Dr.JoseFernandezVillaseñorandJesusGaytan____________________________________24低能耗无线技术：正如医生所需RamanSharma_______________________________________________________________29自动呼吸控制AlfredoSotowithDr.JuanCarrilloJiménez_________________________________________32社会化医疗保健网络KurtSeifert___________________________________________________________________35人因学和医疗设备过失的控制LarryFenningkohandDiegoHaro________________________________________________39远离意外摔倒RogelioReynaandKimTuckwithDr.DanielCopado_________________________________44改变高复杂度的范例JaimeHerrerowithDr.JoséFernándezVillaseñor____________________________________49裁减DICOMRodolfoGonzalez_____________________________________________________________54电子测角器的实现LeonardoMangiapelo__________________________________________________________57扭矩控制问题ThomasBöhm________________________________________________________________61定位监测系统OzielHernandez,VarunJain,SuhasChakravartyandPrashantBhargava_________________67超越隔离JosePalazzi__________________________________________________________________74低成本辅助驾驶系统SuhasChakravarty,VarunJain,NakulMidhaandPrashantBhargava____________________78三维面部识别系统DeepakV.KatkoriaandAlbertoArjona_____________________________________________83使工业系统更安全DugaldCampbell______________________________________________________________88视障人士的福音：无线语音告知系统BogdanHolmanu______________________________________________________________93家族产品介绍_______________________________________________________________97第四期BeyondBits目录目录我们认真倾听您的反馈！请把您的设计理念、技巧和问题发送到：freescale.com.cn/beyondbits.4freescale.com.cn/beyondbits4血压监护仪4介绍数字化血压监护让内科医生诊断出高血压并帮助他们的病人使高血压得到控制。便携式血压监护仪能让病人在家里无需医生就可以经济地测量血压，从而有助于早期诊断和高血压控制。家庭监护也可以帮助内科医生区分白大褂高血压（诊断室内血压始终增高而诊断室外血压正常）和真正的高血压。表1说明了人们对高血压的认识和控制在过去几十年间得到的改善。该表由美国国家高血压预防检测评估和治疗委员会在2004年的第七份报告中给出。这篇文章包括了基本的血压监护以及精确的模数转换，后者在任何测量系统中都被视为最困难的挑战。高分辨率的模数转换(ADCs)提供了好的粒度(纳伏级的ADC分辨率)但并不提供高的精度，因为误差会很大。然而，广泛的ADC技术(例如：过采样和校准)可以被用来增加应用中测量结果的精度。认识趋势，在年龄为18-74岁成年人中高血压的认识，治疗与控制的趋势*美国国家卫生和营养测试与调查,百分比II(1976-80)III(Phase11988-91)III(Phase21991-94)1999-2000认识51736870治疗31555459控制†10292734*高血压是指血管收缩压(SBP)达到140mmHg或者血管舒张压(DBP)达到90mmHg或需要服用抗高血压药物后†SBP≤140mmHgandDBP90mmHg表1来源：非公开数据，1999~2000年由美国国家心脏、肺和血液研究所Mr.Wolz统计得出;(美国国家高血压的预防检测评估和治疗委员会)指南6.1血压监护仪血压监护仪是当血液被泵离心脏时用来测量动脉压力的设备。典型的，从一个使用者的角度来说，这个监护仪包括一个可充气的袖套用来限制血流和一个压力计来测量血压。从一个系统设计者的角度来说，一个血压监护仪要复杂得多。它的组成部分包括：电源，电机，贮存器，压力传感器和用户接口（包括显示屏，小键盘或触摸板，发声装置，以及可选的USB或ZigBee®通讯接口）图1说明了飞思卡尔的血压监护仪的参考设计RDQE128BPM。它演示了如何通过飞思卡尔的产品在信号获取，数据通讯和处理方面的能力，各个产品之间的相互工作实现一个完整的医疗手持式方案。要了解更具体的该参考设计，可以从飞思卡尔网站文档（搜索文档号DRM101）血压在血管收缩和舒张的过程中不停变化。血管收缩压是动脉中的峰值压力，它在心律周期接近开始时候发生，此时心室在收缩。血管舒张压是动脉中的最小压力，它在心律周期接近结束时发生，此时心室充满了血液。一个健康的，平静的成年人的典型血压测量值是：收缩压115毫米汞柱(mmHg)(15千帕斯卡[kPa])和舒张压75毫米汞柱(mmHg)(10千帕斯卡[kPa])。SBP和DBP动脉血压不是固定不变的的，一天中的一次心跳和另一次心跳之间的血压值也在不断变化。同时血压也会因为压力，营养，药物，疾病和锻炼的影响而改变。如何进行血压测量当包裹着患者手臂周围的袖套被慢慢放走时，袖套中压力的小变化（图2的红色曲线）可以被察觉。这些压力的波动由患者Inga_Harris血压监护仪飞思卡尔参考设计freescale.com.cn/beyondbits血压监护仪的心律周期产生，接着它通过一个1Hz的高通滤波后被放大和偏移，产生了灰色的血压曲线。这个新信号就是心跳信号。使用前面所述心跳检测方法，可以通过简单的示波计法来测量SBP和DBP，这种方法被大多数自动非介入式血压监护设备所采用。当袖套被充气至收缩压以上，然后缓慢放气时，袖套中的压力变化的幅度被测量。当压力低于血管的收缩压时，这一幅度会突然增加。当袖套中压力进一步下降时，该脉冲幅度达到最大值并快速减小。舒张压是在这一快速变化的开始时被获得的。因此SBP和DBP是通过定义脉冲幅度的快速上升区域(SBP)和下降区域(DBP)来获得的。平均动脉血压(MAP)就在最大幅度处。测量SBP和DBP能帮助诊断通常的高血压，但是仅仅靠临床监护不能区分两种通常类型的高血压。原发性高血压原发性高血压是没有明确的原因或可被纠正的原因而引起的高血压。对原发性高血压的判断是收缩压（SBP）持续高于140mmHg或舒张压持续高于90mmHg。白大褂高血压(环境刺激型高血压)白大褂高血压是指仅当处在不同于一般家庭环境的高度压力的环境中而显现的高血压症状，如：在诊所或医生办公室（这就是“白大褂”的出处）引发的高血压症状。患有白大褂高血压的人在诊所环境下