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基于嵌入式TCP/IP的通讯模块及生物电信号的网络传输研究

2020-11-22阅读(847)

基于嵌入式TCP/IP的通讯模块及生物电信号的网络传输研究

论文摘要

由于心理或生理上的原因,有相当一部分病人在医院测量的数据与在其熟悉的环境中所测量的数据有本质上的差别,为保证医学测量诊断的准确性,采用远程医疗的手段让患者在其熟悉的环境中接受测量有医疗上的必要性。此外,对于老年人和残疾人,由于行动不便,往返奔波于家庭和医院之间会带来许多麻烦,在这种情况下,也需要充分发挥远程医疗的作用。远程医疗是当前的研究热点,其关键是实现患者和医院之间的远程通信,目前常见的方法是用MODEM 通过电话线来实现,其缺陷是通信速度很慢,已经不能适应远程医疗的发展。本论文所研究的嵌入式网络接入模块综合应用了嵌入式TCP/IP 技术和无线通信技术,通过因特网以较低的成本和较快的速度实现了对患者的生理数据的远程实时传输,并可开发一定的分析功能。由于是通过因特网这个统一、开放的通信系统传送数据,使得模块具有良好的通用性,既可以用于家中实现远程监护,也可以用于医院内的无线监护系统。本论文主要做了以下几方面的研究: ①探讨嵌入式Internet 技术实现的途径极其特殊性,选择本系统采用的方案; ②设计基于嵌入式TCP/IP 协议的网络通信模块硬件; ③研究因特网的基本原理和TCP/IP 协议的工作原理和架构; ④分析、架构嵌入式TCP/IP 协议栈的结构,用C 语言编写、移植运行于嵌入式网络通信模块上的TCP/IP 协议栈软件; ⑤研究RTL8019AS网络控制器的工作原理以及采用单片机驱动Ne2000兼容的网络控制器的原理和程序设计方法; ⑥用Visual C++编写运行于监护中心计算机上的终端应用程序,含远程连接用户、接收患者生理数据、患者生理数据波形实时显示、数据波形的分析等功能; 以上各项工作均取得了初步成功,基本达到设计的要求,为进一步的产品开发打下了良好的基础。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 本课题的研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 本课题的主要研究内容
  • 2 嵌入式网络通信模块硬件设计
  • 2.1 概述
  • 2.2 MCU
  • 2.2.1 C8051F020 的性能特点
  • 2.2.2 C8051F020 的存储器组织和片外存储器的扩展
  • 2.3 RTL8019AS 以太网控制器
  • 2.3.1 RTL8019AS 的性能特点
  • 2.3.2 RTL8019AS 的内部结构和工作原理
  • 2.3.3 RTL8019AS 与单片机的接口
  • 2.3.4 RTL8019AS 的配置
  • 2.3.5 RTL8019AS 与以太网的接口
  • 2.4 数据接收
  • 3 TCP/IP 协议概述
  • 3.1 TCP/IP 协议简介
  • 3.1.1 TCP/IP 协议和以太网
  • 3.1.2 编址
  • 3.2 主要协议简介
  • 3.2.1 TCP 协议
  • 3.2.2 UDP 协议
  • 3.2.3 IP 协议
  • 3.2.4 ICMP 协议
  • 3.2.5 ARP 和RARP 协议
  • 3.3 因特网数据通信过程
  • 4 TCP/IP 协议的设计和实现
  • 4.1 总体考虑
  • 4.1.1 协议栈的需求分析
  • 4.1.2 内存的使用
  • 4.2 套接口
  • 4.3 TCP 协议模块的实现
  • 4.3.1 TCP 连接的建立和终止
  • 4.3.2 传输控制块TCB
  • 4.3.3 TCP 的状态转换
  • 4.3.4 窗口管理
  • 4.3.5 差错控制
  • 4.3.6 TCP 的层间接口和输入输出处理
  • 4.4 UDP 协议模块的实现
  • 4.5 IP 协议模块的实现
  • 4.5.1 路由
  • 4.5.2 IP 的校验和
  • 4.5.3 IP 的层间接口和输入输出处理
  • 4.6 ICMP 协议模块的实现
  • 4.7 ARP 协议模块的实现
  • 4.7.1 ARP 高速缓存的管理
  • 4.7.2 ARP 的层间接口和输入输出处理
  • 4.8 RTL8019AS 的驱动程序设计
  • 4.8.1 DMA
  • 4.8.2 RTL8019AS 的初始化
  • 4.8.3 数据的收发
  • 4.9 结果
  • 5 终端软件的设计
  • 5.1 概述
  • 5.1.1 客户/服务器交互模式
  • 5.1.2 功能简介
  • 5.2 网络通信功能的实现
  • 5.2.1 Winsock 套接字
  • 5.2.2 CAsyncSocket 类
  • 5.2.3 数据波形的显示
  • 6 结论与展望
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 后续研究工作的展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A
  • 独创性声明
  • 学位论文版权使用授权书

    • 相关论文文献

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