基于GPRS的数据处理系统的设计毕业设计.doc
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1、基于GPRS的数据处理系统的设计摘要:GSM全球移动通信业务已经覆盖了全世界的大部分地区。如今,基于GSM业务的数据传输日渐流行,现代化通信设备的应用使远程医疗成为可能。通过现代化的传输设备,医院可以利用救护车开展远程紧急医疗救助服务。救护车不但可以提供象医院门诊一样的服务,甚至可以开展一些小型的外科手术。如果需要交互的信息量不大的,通过传统移动电话提供的语音服务就可以满足通信需要。但是由于带宽窄,象CT扫描图像的传输和病人实时的影像传输该如何解决呢?本文介绍了在LabVIEW编程环境下利用LabSQL访问电子病历的数据库的方法。关键词:数据库;labview;labsqlThe Design
2、 of Data Processing System Based on GPRSAbstract: GSM global mobile communications business has covered most parts of the world. Today, transmission services based on GSM becoming more popular, the applications of modern communications equipment enable Telemedicine possible. Through the modernizatio
3、n of transmission equipment,the hospital can make use of ambulances for emergency medical assistance to carry out long-distance service. Ambulance can provide not only the same as out-patient hospital services,or even carry out some minor surgery. If the amount of data you interact,through the voice
4、 services providing by the traditional mobile phones can meet the communication needs. However, due to narrow bandwidth,such as the problem of the transmission of scanning images of CT and the transferring of the real-time image of patients, How to solve it? This paper introduces the method of using
5、 LabSQL access to database in the LabVIEW programming environment. Keywords: database;labview;labsql前言目前,远程无线实时监控的技术在国外已普遍发展在各个领域,我国部分领域,如水利、矿业等也用到此技术,但医疗等民用设施方面还比较少见,因此市场前景比较广阔。利用GPRS实现数据传输的远程监控系统,能够实现病人信息的管理、统计电子病历等功能,建立相应的数据库,当发生紧急情况时监控中心可以及时做出反应并对病人给予救治。 GPRS是在现有的GSM系统上发展出来的一种新型的数据承载业务,支持TCP/IP协
6、议,可以与分组数据网(Internet)直接互通,GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突分结构、无线调制标准、调频规则以及相同的TDMA帧结构。因此,在GSM系统的基础上构建GPRS系统时,GSM系统中的绝大部分硬件都不需要作改动,只需要软件的升级,这样就大大节约了成本,而且,有了GPRS,用户的呼叫建立时间大大缩短,几乎可以做到“永久在线”,对于监测病人情况来说,更是减少了紧急情况未监测到的情况,真正做到饿监测不中断。GPRS是以运营商传输的数据量而不是连接时间来收费的,从而令每个用户的服务成本更低,这样的监测系统才有更大潜在的市场,适合一般大众消费水平。虚拟仪器是计算机技术和数字信号
7、处理(Digital SignalProcessor,简称DSP)技术发展的产物,具有作为一种通用的图形化编程语言,其实质是充分利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。 虚拟仪器由用户自行设计、自定义,并结合一种或多种功能的通用模块,调用不同功能的软件模块,组成不同的仪器功能,以满足自己的特殊需求。这里通过对GPRS数据处理系统的软件设计,介绍了软件设计中采用LabVIEW的方法和步骤。目 录基于GPRS的数据处理系统的设计1前言2一系统总体方案11.1 系统框图及其模块组成结构11.2 系统工作原理1二 系统设计22.1 电子病历22.2 labview 简介32.3 labview
8、数据库应用方法42.3.1在LabVIEW中访问数据库的方式42.3.2 ADO技术访问数据库:52.3.3 ADO应用实例52.3.4利用LabSQL访问数据库:62.3.5 LabSQL应用实例62.3.6利用LabVIEW SQL Toolkit访问数据库:72.3.7 LabVIEW SQL Toolkit应用实例82.3.8 结论92.4 查询、删除、添加数据的程序设计92.4.1 建立数据库92.4.2 查询数据的程序设计122.4.3 删除数据的程序设计132.4.4 添加数据的程序设计142.4.5 labview访问数据库程序总体设计15三 网络通信程序设计173.1 网络协
9、议通信173.1.1 TCP通信技术173.1.2利用TCP协议通信实例17四 实验测试194.1 查询模块的实验测试194.2 删除模块的实验测试204.3 添加模块的实验测试22结论25致 谢26参考文献27附录27英文译文2828 一系统总体方案1.1 系统框图及其模块组成结构基于GPRS的远程生理信号监护系统示意图如图1所示。它主要包括两部分:生理信号监护终端和医院监护中心。患者随身携带的监护终端由它上面的无线模块通过GPRS无线基站接入GPRS网络,再通过GPRS网络连接到因特网上的监护中心服务器。监护终端采集并处理患者的心电信号等生理数据,所得到的心电数据通过该链路传输到监护中心服
10、务器上,并由服务器上的心电分析软件进行分析,监控中心则根据软件分析结果及自己的判断来给患者适当的医嘱,必要时采取相应的救治措施。系统模拟图如下:图1.1 系统总模型图1.2 系统工作原理用户终端测试仪采集体温、血压等生理数据,通过通信网络传输到远程管理中心,远程管理中心接收并保存用户终端发送来的数据,并在数据库中以电子档案和电子病历形式存储管理。数据库系统人机交互图形显示电子病历库数据处理数据接收监控中心图1.2 系统框图二 系统设计LabVIEW程序被称为虚拟仪器(VIs),LabVIEW的特点在于它使用图形化编程语言G在流程图中创建源程序,而非使用基于文本的语言来产生源程序代码。本系统利用
11、LABSQL中通过SQL语句来实现对电子病历的访问。由于远程管理中心接收并保存用户终端发送来的数据并在数据库中以电子档案和电子病历形式存储管理。首先我们介绍一下关于电子病历。2.1 电子病历(EMR,Electronic Medical Record)也叫计算机化的病案系统或称基于计算机的病人记录(CPR,Computer-Based Patient Record)。它是用电子设备(计算机、健康卡等)保存、管理、传输和重现的数字化病人医疗记录,取代手写纸张病历。它的内容包括纸张病历的所有信息。美国国立医学研究所将定义为:EMR是基于一个特定系统的电子化病人记录,该系统提供用户访问完整准确的数据
12、、警示、提示和临床决策支持系统的能力。 病历是病人在医院诊断治疗全过程的原始记录,它包含有首页、病程记录、检查检验结果、医嘱、手术记录、护理记录等等。电子病历不仅指静态病历信息,还包括提供的相关服务。是以电子化方式管理的有关个人终生健康状态和医疗保健行为的信息,涉及病人信息的采集、存储、传输、处理和利用的所有过程信息。 电子病历是随着医院计算机管理网络化、信息存储介质、光盘和IC 卡等应用及Internet的全球化而产生的。电子病历是信息技术和网络技术在医疗领域的必然产物,是医院病历现代化管理的必然趋势,其在临床的初步应用,极大地提高了医院的工作效率和医疗质量,但这还仅仅是电子病历应用的起步。
13、电子病历是医院中医疗信息系统的核心。医疗信息系统的主要功能是为医院的医疗提供信息服务,其各项功能都是建立在对病人的病历信息进行处理的基础上。它包括:病人的姓名、性别等自然信息。病人的入院、出院、转科、转院等流行情况。病人在医院所接受的各种检查记录。医师为病人所做的各种治疗记录。对病人的护理记录等。 有了以电子病历为核心的医疗信息系统,医疗工作的过程将会有很大的变化。如果一个急诊病人突然来到医院,医师可以将病人身上所带的健康卡插入计算机,这样计算机就会立刻显示出病人的有关情况,如姓名、年龄、药敏等等,此时医师就能够根据病人的临床表现开出需要的检查项目单。完成检查后,经治医师能够立刻得到检查结果,
14、并作出诊治处理意见。如果是疑难病历,经治医师还可以通过计算机网络系统请上级医师或专科医师进行会诊。上级医师或专科医师可以在自己的办公室或家中提出会诊意见,以帮助经治医师作出治疗方案。电子病历和计算机信息系统的应用,将使这个医疗会诊的时间大大缩短,质量大大提高。2.2 labview 简介 LabVIEW是一个程序开发环境。类似于C、BASIC。LabVIEW的特点在于它使用图形化编程语言G在流程图中创建源程序,而非使用基于文本的语言来产生源程序代码。LabVIEW还整合了与诸如满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485以及数据采集卡等硬件通讯的全部功能。内置了便于TCP/IP、Activ
15、eX等软件标准的库函数。虽然LabVIEW是一个通用编程系统,但是它也包含为数据采集和仪器控制特别设计的函数库和开发工具。LabVIEW程序被称为虚拟仪器(VIs),是因为它们的外观和操作能模仿实际的仪器。由于LabVIEW所使用的术语、图标和概念都是技术人员、科学家、工程师所熟悉的,故而即使用户没有多少编程经验,同样也能利用LabVIEW来开发自己的应用程序。虚拟仪器的交互式用户接口被称为前面板,因为它模仿了实际仪器的面板。前面板包含旋钮、按钮、图形和其它的控制与显示对象。通过鼠标和键盘输入数据、控制按钮,可在计算机屏幕上观看结果。虚拟仪器从流程图中接收命令。流程图是一个编程问题的图形化解决
16、方案。流程图也是虚拟仪器的源代码。一个虚拟仪器的图标和连接就象一个图形的参数列表。这样,其它的虚拟仪器才能将数据传输给一个子仪器。图标和连接允许将此仪器作为最高级的程序,也可以作为其它程序或子程序中的子程序。 图形化编程环境包含前面板、流程图、图标和连接。在软件启动时,系统会建立一个缺省名为Untitled.1的文件(VI)。该文件包含两个窗口,一个用以编辑前面板,另一个用作编辑流程图。前面板就象是虚拟仪器的用户接口,尤如实际仪器的面板。前面板基本上是控制和显示对象的集合。用以控制模拟仪器输入设备,为虚拟仪器的流程图提供数据。显示模拟仪器的输出设备及流程图中获得或产生的数据。流程图窗口用以编辑
17、虚拟仪器的图形化源代码。通过连线将输出、接收数据的对象连接起来创建流程图,就能实现特定的功能,控制执行的流程。需特别指明的是:LabVIEW运行是数据流驱动的。简单地说,就是只有当所有的输入数据都准备好的时候,一个节点才能执行其功能,当节点执行完后,它所有的输出端口都会产生一个数据值。数据都是从源端流到目的端。数据流不同于执行一个传统程序的控制流方法。控制流执行是指令驱动。而数据流执行是数据流驱动或依赖数据的。这里提到的节点是程序执行的元素。它们类似于传统编程语言中的状态、操作、函数和子程式。LabVIEW包含广泛用于数学计算、比较、转换、输入/输出的函数库。另一类节点类型是结构。结构就是传统
18、编程语言的循环、条件描述的图形表示,不断的重复和执行代码。LabVIEW也提供了用于连到外部基于文本的代码和用于计算基于文本的公式的特殊节点。图标和连接:当一个虚拟仪器的图标被放置在另一个虚拟仪器的流程图中时,它就是一个子仪器或说是LabVIEW的一个子程序。子仪器的控制和显示对象从调用它的仪器流程中获得数据,然后将处理后的数据返回给它。连接是对应于子仪器控制和显示对象的一系列连线端子。图标既包含虚拟仪器用途的图形化描述,也包含仪器连线端子的文字说明。连接更象是功能调用的参数列表。连线端子就是类似于参数。每个终端都对应于前面板的一个特别的控制和显示对象。连接从它的输入连线端子接收数据,然后通过
19、子仪器的控制对象将数据传输给子仪器的代码。每个虚拟仪器都有一个缺省的图标,位于两个窗口的右上角。当然,图标可根据用户的需要进行修改。每个虚拟仪器都有一个连接。在前面板的仪器图标上右击鼠标,选择Show Connector,即可看到该仪器的具体连接。2.3 labview数据库应用方法2.3.1在LabVIEW中访问数据库的方式(1) 利用NI公司的附加工具包中的数据库接口工具包LabVIEW SQL Toolkit进行数据库访问。该工具包集成了一系列的高级功能模块,这些模块封装了大多数的数据库操作和一些高级的数据库访问功能。它的优点是易于理解,操作简单,用户可以不学习SQL语法。缺点是需要另外
20、购买且价格昂贵,无疑会增加系统成本; (2)利用LabVIEW的ActiveX功能,调用Microsoft ADO对象,利用SQL语言实现数据库的访问。使用这种方法需要用户对Microsoft ADO以及SQL语言有较深的了解;(3) 通过第三方开发的免费工具包LabSQL访问。LabSQL利用Microsoft ADO以及SQL语言来完成数据库访问,将复杂的底层ADO及SQL操作封装成一系列的LabSQL VIs,简单易用;(4)通过调用动态链接库DLL(Dynamic Link Library)访问。先利用其它语言如Visual C+编写DLL,再利用LabVIEW的调用库函数节点CLFN
21、(Calling Library Function Node)调用此DLL访问数据库。但这种方法需要从底层进行复杂的编程才能实现,对非专业编程人员来讲是不现实的;(5)利用中间文件存取数据。先将数据存入文件之中,待测量结束后再用专门的工具将数据导入到数据库之中。这种方法需要磁盘文件作为中介,而且不具有实时性,不方便使用。2.3.2 ADO技术访问数据库:(1)ADO技术简介ADO(ActiveX Data Objects)是Microsoft为OLE DB设计的应用层接口,它为一致的数据访问接口提供了良好的扩展性而不局限于单一的数据源。ADO接口编程模型中包括连接、命令、参数、记录集、字段、错
22、误、属性、集合、事件等元素。ADO的一般操作方式为:1连接到数据源;2指定访问数据源的命令;3执行命令;4将命令执行后产生的结果保存在缓存中;5更新数据库。ADO的主要优点是易于使用、高速度、低内存支出和占用磁盘空间较少。使用Connection对象的集合、方法和属性可执行下列等操作:1.在打开连接前使用ConnectionString、ConnectionTimeout和Mode属性对连接进行配置;2.使用DefaultDatabase属性设置连接的默认数据库;3.使用Open方法建立到数据源的物理连接,使用Close方法将连接断开;4.使用Execute方法执行对连接的命令,并使用Comm
23、andTimeout属性对执行进行配置。(2)LabVIEW中对ADO的调用ADO对象在LabVIEW中是以ActiveX对象的形式提供的。ActiveX对象的打开和关闭是通过打开自动化节点(Automation Open)和关闭自动化节点(Close Reference)来实现的,属性的设置和获取则通过属性节点(Property Node)进行,而调用节点(Invoke Node)用于对象方法的调用。2.3.3 ADO应用实例1.在前面板控件模板的Refnum子模板中选择Automation Refnum项,把它拖放到前面板上,在其右键菜单中选择Select ActiveX ClassBro
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