本监护系统是一个复杂的多任务系统，为了实现系统的实时性及充分利用32位内核CPU的性能，采用嵌入式实时多任务软件设计方法，在实时操作系统RTOS（Real-Time Operating System）平台上进行嵌入式应用软件开发，系统选用μC/OS-II作为系统的嵌入式RTOS，将其移植到基于ARM内核的S3C44B0X硬件平台，应用μC/OS-II的内核多任务管理机制，更好地完成软件系统的编写。 
   
　　系统的软件设计可以分为两部分，基于μC/OS-II的软件部分设计和单片机MSP430的软件设计，其中，基于μC/OS-II的软件部分是系统的主要部分，用来完成命令的输入和对信号进行软件滤波和参数的计算、显示，这部分由S3C44B0X处理器实现，信号采集部分软件实现信号的采集和发送，这部分由MSP430F149单片机实现。 
   
　　（1）基于μC/OS-II的软件部分设计 
   
　　系统软件在启动μC/OS-II之前先进行系统硬件和操作系统的初始化，然后进入系统主任务，等待键盘响应，但按键按下时，系统向单片机发出命令采集相应的生理信号，并等待接收采集的数据，接收数据后进入数据处理子程序，计算得到所要求的生理健康参数，并进行显示。 
   
　　系统软件流程如图4所示。

图4 系统主体程序流程图

　　数据处理过程中，首先对单片机采集到的数据进行软件滤波，在心电信号的检测放大中，50Hz干扰及高频杂波干扰最为严重，本系统设计了整系数IIR数字滤波器，便于在32位处理器中快速执行，其数学模型如下： 
   
　　Y（n）=2Y（n-1）-Y（n-2）+X（n）-2X（n-10）+X（n-20） 
   
　　式中：X（n）表示滤波前的信号，Y（n）表示滤波后的信号。 
   
　　在脉搏波信号的处理中，采用7点平均的方法滤波，滤波公式为： 
   
　　Y（n）=（X[n-3]+X[n-2]+X[n-1]+X[n]+X[n+1]+X[n+2]+x[n+3]/7 
   
　　经实际应用证明，此方法可进行有效滤波，为下一步波形分析计算生理参数提供了保证。 
   
　　系统根据采集到的心电波形计算出心率参数，根据脉搏波形计算出血氧饱和度和血液粘稠度等参数，根据波形计算所需参数的算法是软件编写的难点和关键，结合芯片的运算速度，并考虑实时性要求，算法采用阈值判别法，此类算法在文献[3]、[4]中已有应用，本系统对算法进行了改进，以更好地完成所需要的功能。 
   
　　（2） 信号采集部分软件设计 
   
　　此软件设计主要根据得到的指令采集相应的生理信号，经A/D转换后通过串口发送到数据处理模块，其流程如图5所示。

图5 信号采集部分程序流程图

　　3、系统调试 
   
　　经调试，系统可在LCD上实时显示采集到的脉搏波和心电波形，并同时显示计算出的参数，实测中，根据本系统计算得到生理参数的准确度可达90%以上，因此，系统作为一个监护仪器可及时地检测出人体的健康状况，用户可根据系统的提示对一些病症作出及时反应，系统达到了预期效果。