SISTEMA DE ADQUlSlClÓN DE SEÑALES FISIOLÓGICAS Y

SISTEMA DE ADQUlSlClÓN DE SEÑALES FISIOLÓGICAS Y
TRANSMlSlÓN POR VIA TELEFÓNICA CON PROCESAMIENTO
DIGITAL
PROYECTO TERMINAL I I
ASESOR:
MIGUEL ÁNGEL PEÑA CASTILLO
INTEGRANTES:
PÉREZ FLORES JESÚS DELFINO
ROBLES ONOFRE ALEJANDRO
INDICE
INTRODUCCiON
ESQUEMA GENERAL DEL SISTEMA
PRIMER ETAPA: CAPTURQ DE SEÑALES ELECTRO-FISIOLOGICAS
SEGUNDA ETAPA: DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA INTERFACE
PARA LA CAPTURA DE SEN"rALES ANALOGICAS UTILIZANDO EN
MICROCONTROLADOR 8031
TERCER ETAPA: DISEÑO Y DESARROLLO DE SOFTWARE PARA EL
PROCESAMIENTO DIGITAL DE SERALES
CUARTA ETAPA: ~ S T A L A C I O N D EMODEMS PARA LA c o M U N I c A c r m
VL4 TELEFONICA
CONCLUSIONES
APENDICE A
APENDICE B
APENDICE C
APENDICE D
APENDICE E
BlBLiOGRAFlA
En la actualidad el advenimiento de los sistemas digitales y la
computación a ocasionado que todas las actividades del hombre
se
desarrollen como nunca antes lo habían hecho. El área médica es una de
las áreas que se ha beneficiado con este desarrollo tecnológico.
Hoy en día aún existen muchas comunidades en nuestro país que
carecen de una infraestructura médica para una atención más o menos
especializada, en estos casos para evaluar o mantener el monitoreo de los
signos vitales del paciente, es necesario que éste realice largos viajes en
busca de un centro médico que cuente con personal y equipo adecuado
poniendo en mayor peligro su salud.
Por lo tanto con el fin de dar una posible solución proponemos un sistema
electrónico-digital que capture señales de ECG y EMG. Ademas que sea
capaz de transmitirlas por vía telefónica hacia algún centro médico para
que ahí sea analizada. Un sistema así consiste de las siguientes partes:
a) Circuito que capture señales de ECG y EMG (amplificador de
instrumentación).
b) Una interface que permita convertir señales analógicas en un formato
que pueda ser usado por una PC.
c) La implementación de algún dispositivo electrónico que haga posible la
conexión entre la PC con la línea telefónica.
d) Desarrollo de programas para la visualización de la señal en un monitor,
así como la posibilidad de filtrarla y poderla integrar. AI integrar la señal de
EMG se puede cuantificar el esfuerzo hecho por algún musculo pera
evaluar el desarrollo de este después de una lesión o prueba.
El diseño y desarrollo del amplificador de instrumentación, la intereface y
los programas para el tratamiento de la señal se hara totalmente por
nuestra parte. Para permitir el enlace entre la PC con la línea telefónica se
implementara el uso MODEMS que de entre una de sus muchas
aplicaciones hacen posible la conexión entre dos computadoras por vía
telefónica en tiempo real.
Creemos que las principales ventajas de este sistema son las siguientes:
1.- El sistema es de bajo costo si consideramos que ya no es necesario
trasladar al paciente de su lugar de origen al centro de atención.
2.- El número de personas atendidas será en un tiempo mucho más corto,
mejorándose así la calidad de vida de dichas comunidades.
3.- Las señales de EMG y ECG podrán ser guardadas para una futura
referencia
Objetivo:
Desarrollo de un sistema que capture y guarde señales de EMG y ECG
ademas de que sea capaz de mantener una comunicación entre dos PC
por vía telefónica para el intercambio de dicha información.
Para dicho propósito se desarrollaran los siguientes módulos:
a)
Diseño y construcción de un amplificador de instrumentación que
cumpla con las condiciones necesarias para capturar señales de ECG y
EMG.
b) Desarrollo de un sistema digital basado en el microcontrolador 8031 que
sirva de interface entre el amplificador de instrumentación y una PC
c) Uso e implementación de modems que faciliten la comunicación vía
telefónica entre PC ‘s, usándolas como terminales, utilizando software
(Windows: Terminal, Procom PCPLUS ) para el manejo de los modems.
d) Diseño y desarrollo de software que permita visualizar la señal
dígitalizada en forma gráfica, filtrarla e integrarla.
ESQUEMA GENERAL DEL SISTEMA
-(
I
.
-I----
I
k
1
ADQUlSlCi6N
PACIENTE
AMPLIFICADOR
DE
INSTRUMENTACI~N
PRIMER ETAPA
CAPTURA DE SEÑALES ELECTRO-FISIOLOGICAS
(ELECTROCARDIOGRAMA,ELECTROMIOGRAFIA)
El cuerpo humano por naturaleza genera señales eléctricas, estas son un
reflejo del estado en el cual se encuentra el individuo, por tanto es de gran
y
importancia poderlas capturar
visualizar
para
así
evaluar
el
funcionamiento de algún órgano o sistema del cuerpo y determinar así las
posibles causas o poder dar un diagnóstico.
El amplificador de instrumentación es uno de los amplificadores más
Útiles, preciso y versátil. La sensibilidad de este circuito nos permite
capturar las señales eléctricas del orden de milivolts. El diseño básico
consiste en tres amplificadores operacionales y siete resistores, como se
muestra en la siguiente figura.
v1
V'1
r.
w
R2
.!
VO
I
v2
2
V'2
Análisis del circuito por superposición
Sea V'1 = V'la + V'1 b
haciendo V2 = O se tiene el siguiente circuito:
0/
R1
V'la = (1 + RUR1)VI
haciendo V I = O se tiene el siguiente circuito:
v2
V'lb = -(RZRI)VZ
por tanto V'1 = (1 + RZR1)VI
-
(RZRI)V2
Para obtener V2 los pasos a seguir son idénticos a los realizados para VI,
por tanto solo se darán los resultados.
Sea
V'2 =V'2a + V'2b
haciendoV1 = O se tiene V'2a = (1 + R2/RI)V2
haciendo V2 = O se tiene V'2b = -(R2/RI)Vl
por tanto V'2 = (1 + RZ/Rl)V2
-
(R2/Rl)VI
El ultimo amplificador operacional tiene la configuración de amplificador
diferencial
por inspección Va = V'2(R4/(R3 + R4))
por superposición múltiple (primero Vo = O y después V'1 = O)
Vb = V'l(R4/(R3 + R4)) + Vo(R3/(R3 + R4))
como Va = Vb es fácil obtener Vo
VO = (V'2 - V'l)R4/R3
si se sustituye V'1 y V'2 en la ecuación anterior se obtiene el siguiente
resultado:
VO = (V2 - Vl)(1 + 2RZRI)R4/R3
Diseño:
Se desea una ganancia no muy grande (por ejemplo una ganancia de 18) ,
esto con el fin de evitar amplificar ruido. De la ecuación de salida se
observa que la ganancia(en modo diferencial) conviene controlarla con la
resistencia R1 dejando los demás resistores constantes. Ahora para la
eliminación de voltajes en modo común se hace ajustando los resistores R4
y R3 a valores muy parecidos entre sí, esto se logra insertando un
potenciometro de precisión de 1KS2 en serie con el resistor que va a la
terminal no inversora del amplificador diferencial .
VALORES PROPUESTOS
R2 = 15kQ
R 1 = 1.2KQ
R3 = 33KR
R4 = 33KR
entonces
Vo = l(V2 - V 1) (1 + 15KR/1.2KQ)
VO = 13.5(V2 - Vi)
Las señales de electromiografla y electrocardiografía que son detectadas
con electrodos de superficie caen dentro del rango de frecuencias de 10 a
600Hz ( incluso para el caso de EMG las frecuencias útiles también caen
dentro de las vecindades de 50 a 60 Hz) y con amplitud del orden de
milivolts por tanto el siguiente paso es diseñar un circuito que permita
seleccionar un rango de frecuencias de por arriba de 10 y ademas que
garantice una ganancia total del circuito de 1000 ( es decir 1 volt a la salida
por cada milivolt de entrada).
En este caso se propone un filtro pasivo pasa-altas de 1O Hz
FILTRO PASIVO
fo = lOHz
fo = 1/2pRC
-
se propone C = 100mf y R = 150Q
C
v0
+T-
fR
El convertidor analógico digital que captura la señal de salida de este
circuito solo acepta voltajes analógicos positivos. Por tal motivo se empleo a
la salida un circuíto adicional que agregaria a la señal de interes un voltaje
de offset positivo, ademas, de darnos la opción de amplificar la señal a un
nivel adecuado (1 volt de amplitudd p-p). Acontinuación se muestra el
circufto.
VsalT
+1 volt
La ganancia esta dada por la siguiente ecuación:
VsalT = (Rr + R)/R * (R2/(R1+R2) + RI/(R1+R2) )
si hacemos que R1 = R2 y ademas Rr = 11R
entonces: VsalT = 10 * Vsal
se propuso
R1 = R 2 = 1 K Q Rr=ZZkQ R=2.2Ki2
Resultados finales:
La construcción del circuito se hizo sobre una tablilla de experimentación
(Proto-Board), para poder hacer los ajustes necesarios al diseño teórico.
Ancho de banda
=
(5 - 620)Hz.
Ganancia total : mínima = 930
máxima = 10,000
Relación de rechazo en modo común = 99 Db
Alimentación del circuito: +/- 1 3
Consideraciones finales:
La señal Útil de ECG está dentro del rango de 0.05Hz hasta 100Hz y la
correspondiente a la de EMG es de 25Hz hasta los 500Hz. Estos rangos
son los que se presentan cuando se utilizan electrodos de superficie.
De la explicación anterior podemos ver que el amplificador diseñado
trabaja en una gama de frecuencias dentro de las cuales se encuentran las
señales de EMG y ECG. Esto no fue hecho deliberadamente ya que el
ruido que se llegara a capturar cuando se este registrando alguna de estas
dos señales se puede suprimir usando filtros digitales, y así se ahorra la
circuiteria equivalente.
SEGURIDAD ELÉCTRICA
Para aislar al paciente de corrientes de fuga, que pueden provocarle
desde una fibrilación hasta un macroshock, se propone usar como sistema
de seguridad un circuito de aislamiento por transformador. Este sistema
garantiza un nivel muy bajo de corrientes de fuga, generadas en las
superficies conductoras, y en caso de llegar a niveles indeseables cuenta
con un circuito, muy sencillo, que acciona una alarma.
El esquema general del sistema se muestra en el apéndice A
SEGUNDA ETAPA
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA INTERFACE PARA LA
CAPTURA DE SEÑALES ANALÓGICAS UTILIZANDO EL
MICROCONTROLADOR 8031
El uso de microcontroladores se ha ampliado a todas las áreas de la
investigación. Las ventajas que proporcionan son muchas: la mayoría de
las veces, cuando se desea modificar el funcionamiento del
microcontrolador, solo basta con modificar el programa bajo el cual opera
sin modificar significativamente el hardware.
Los microcontroladores deben tener la capacidad de realizar
operaciones aritméticas en forma más rápida, y algunas veces es
necesaria circuitería adicional, la cual puede ser, por ejemplo,
convertidores AíD necesarios para interfasar los valores reales medidos .
Dentro de los microcontroladores, los componentes existentes en
estos son la unidad de procesamiento central, memorias, generadores
de reloj, puertos de entrada-salida, registros internos y algunos
contienen un convertidor A/D.
Para conectar una interface a la computadora es necesaria una
conexión física. El conector de la interface RS232 es un estándar de 25
ó 9 pins macho.
La interface RS232 convierte las señales
eléctricas del UART a
niveles de voltaje estándar de EIA (asociación americana de fabricantes
de aparatos electrónicos), las cuales se presentan en el conector físico.
Un O lógico, el cual es una condición de espacio se representa por el
rango de +3 a +15v. Un 1 lógico, el cual es una condición de marca, se
presenta por el rango de -3 a -1% . La interface también combierte los
valores de entrada a señales binarias para el UART.
La manera correcta de conectar la PC a la tarjeta es un esquema de
MODEM NULO como a continuación se indica.
PC.
,
TARJETA
dato transmitido 2
dato recibido
L)
3
3
RTC
4
4 petición de envío
CIS
5
5 limpiar para enviar
DSR
6
6 grupo de datos
listo
DTR
20
TIERRA
7
20 dato terminal listo
7
Todas las llamadas al BIOS para ¡/o serial usan INT 14H,AH (parte
alta del acumulador) se uso para diferenciar las funciones de llamada.
Para inicializar el puerto de comunicaciones con toda la información
que requiere el UART para funcionar apropiadamente, utilizamos una
INT 14 con AH = O. Esta función no nos permite ejecutar comunicación
serial eon inter-r-upeiones.
Para escribir el programa en ensamblador se usaron llamadas al BIOS
y para esto se tuvo que programar el 8250 usando las siguientes
instrucciones de control:
INTERRUPCIÓN
REQUERIMIENTOS
REGISTROS ALTERADOS
INT 14H
AH=O, BX=O
Ax
iniciar puerto
serial
AL= par. ink.
AH=I, BX=O
OPERACIÓN
AH
transmitir
dato
AH=2, BX=O
Ax
espera
caracter
redbid0
AH=3, BX=O
AX
regresa el
estado de AX
La tarjeta se diseño para transmitir señales a 2400 bps, el rango de
voltajes analógicos que puede capturar el convertidor A/D es de O a 5v.
El diagrama eléctrico as¡ como el listado del programa se muestra en
el apendice B.
Acontinuación se muestra el diagrama a bloques del sistema as¡ como
el flujo del programa usado para su operación:
DIAGRAMA A BLOQUES DEL SISTEMA
convertidor
señal
analó gica
AID
_I
MC
programa
de
control
reloj del
8031
sistema
ajuste del nivel de
voltaje
r
puerto serial
PC
A
DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROGRAMA
deshabilitaci6
de
interruociones
programación de TIMERS
y protocolo de comunicació
finalizo la
:ransmisión'!'
$tencihn a ia
'
interrupción
transmisión del dato
'
capturado por ei
convertidor A/ü
1
TERCER ETAPA
DISEÑAR Y CONSTRUIR UN PROGRAMA CON LAS SIGUIENTES
CARACT~RISTICAS.
1.- Crear un archivo
2.- Análisis de la señal
a) FILTRADO: pasa-altas, pasa-bajas
b) INTEGRACIÓN
El procesamiento que se le puede dar a la señal se ha escogido de esta
forma proque creemos que puede ser de utilidad para ciertos estudios
como pruebas de esfuerzo entre otras.
ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO
MENU
FF I N C IPAL
1.- c a p t u r a y g u a r d a
datos
2.- integracijn
3.-
filtrado
aj pasa-bajas
b ) pasa-altas
CREAR ARCHIVOS
1
3
\
OMBRE DEL ARCHIV
NÚMERO DE DATOS
CETARDO
\
NOMBRE D E L ARCHIVO
FILTRAR
INTEGRAR
3 ) BORRAR
G&BRE DEL A R C H I V ~
SEMAL
f
2 ) RENOMBRAR
2
VISUALIZARLA
\
f
1 ) CREAR
I
~~
El lsitado del programa se muestra en el apendice C
/
CUARTA ETAPA
INSTALACION DE MODEMS PARAS LA COMUNICACIÓN VIA
TELEF~NICA
La interface RS232 conecta al UART con el mundo exterior. Para
distancias cortas se puede conectar a otro RS232.Si se desea conectar
dos compuradoras separadas por una distancia grande o por medio de la
línea telefónica, la interface RS232 se usa con un equipo adicional
llamado MODEM.
La salida de la interface RS232 es un voltaje eléctrico que no se puede
colocar directamente en la línea telefónica. El modem convierte los
voltajes que representan los ceros y los unos lógicos para diferentes
tonos que pueden transmitirse en las líneas de teléfono. El modem en el
otro extremo convierte los tonos a ceros y unos eléctricos que pueden
entender la interface RS232.
Los modems más populares pueden transmitir información a 300 ó
1200 baudios, los que permiten a las computadoras transmitir o recibir
información al mismo tiempo se llaman "FULL DUPLEX".Algunos
modems tienen la capacidad de sintonizarse con un modem de una
computadora remota y establecer una conexión bajo el control de un
programa, estos modems se llaman de "autosintonización" (autodial).
PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN SERIAL ASINCRONO.
El concepto principal en este protocolo es que todos los datos e
información de control necesaria para transmitir o recibir un carácter de
información debe moverse sobre una sola línea , un bit a la vez. La
manera de hacer se muestra en seguida.
señ aiiz a ció n
1 I6giGO
[marking)
[spacing] bit
0 IhgiGO
- inicio
espaciado
bit
datos
I
bits
de paro
paridad
opcional
flujo de datos
El ancho de cada bit se determina por la rapidez de transmisión de los
datos la cual de mide en bps. Esta rapidez se llama "baud rate". Si el
dato se transmite a 300 bps, entonces la velocidad de transmisión es de
300 baudios.
Cuando no se están transmitiendo datos en la línea, esta en un estado
lógico = 1 o estado de señalización. Cuando se desea transmitir un
carácter, el primer caracter a transmitirse es el bit de inicio, el cual se
representa por un cero lógico, o estado de espaciado en la línea. El
receptor sabe que debe esperar un carácter de datos cuando la línea
cambia de 1 a O, es decir en la recepción del bit de inicio.
Los bits de datos siguen inmediatamente al bit de inicio. El número de
bits por dato puede ser 5,6,7u 8, pero cada carácter debe tener el
mismo número de bits por dato en la misma transmisión. Los bits de
datos se transmiten enviando primero el LSB y se reensambla al final de
la transmisión para formar el carácter enviado.
Un bit de paridad opcional sigue inmediatamente a los bits de datos .
.
El tipo de paridad debe ser consistente a lo largo de la misma
transmisión. Si se selecciona paridad par, entonces el número de 1
lógicos que contiene el dato y el de paridad debe ser par. Si se elige
paridad impar, entonces el número de 1 lógicos debe ser impar.
Hay 1, 1.5 o 2 bits de señalización ( 1 lógico ) siguiendo el bit de
paridad ( o bits de datos si no hay de paridad ). Estos bits se llaman bits
de paro. Los bits de paro representan la cantidad mínima de tiempo que
la línea debe estar en una condición de señalización antes de que pueda
aparecer el siguiente bit de inicio. El número de bits de paro debe ser
considerado a través de la misma transmisión debido a que los
caracteres de datos pueden iniciar o parar su arribo en cualquier tiempo,
este protocolo de comunicación serial es asíncrono. En un protocolo
asíncrono, el receptor se sincroniza con el que envía cuando se recibe el
bit de inicio de un nuevo caracter. Ya que el baud rate tanto del que
envía como del que recibe se ponen iguales, el receptor será capaz de
recoger los bits de inicio, datos, paridad y paro de la línea como una
función de tiempo; el bit de inicio se usa como el evento de
sincronización. Si existe una pequeña diferencia entre los relojes del que
envía y del receptor. no produce error porque se resincronizan al inicio
de cada carácter.
Algunos protocolos de sincronización serial permiten una condición
especial en la línea de transmisión. Esta se llama "condición de
rompimiento". Para enviar una condición de rompimiento, la línea debe
mantener un estado de espaciado por lo menos el tiempo que le toma
transmitir un caracter con todos sus bits de control asociados.
En comunicaciones se usan tres modos de comunicación: símplex,
semidúplex y dúplex. Una linea srmpie es eapaz Be franSmRIT-Qafm en
una sola dirección. La razón de esto está en el hecho de que un extremo
solo tiene transmisor y el otro soló receptor. Esta configuración
solamente se utiliza en computadoras, ya que no proporciona ningún
modo para indicar si el mensaje se recibio correctamente. La emisiones
de radio y T.V.son ejemplos de transmisión simplex.
Una línea semidúplex puede enviar y recibir datos datos en ambas
direcciones pero no simultáneamente . Durante una transmisión con
modem uno es transmisor y el otro es receptor . Si el dispositario A actúa
como transmisor, envía caracteres a B que actúa como receptor , A
continuación A y B cambian simultáneamente sus papeles y B envía un
mensaje de vuelta a A especificando si los caracteres se recibieron con
o sin error. Si no hubo errores, A y B cambian de nuevo sus papeles y A
envía el siguiente mensaje B, en caso contrario, A retransmite el nuevo
mensaje perturbado. El tiempo necesario para cambiar una línea
semiduplex de sentido puede ser de muchos caracteres.
Una línea dúplex puede envíar y recibir datos en ambas direcciones a
la vez. Conceptualmente, una línea dúplex equivale a dos simplex, una
en cada dirección . Puesto que se puede efectuar dos transmisiones,
una en cada sentido, una linea dúplex puede transmitir más información
que una semidúplex de igual capacidad. Ademas , las líneas dúplex no
pierden tiempo en invertir el sentido de la transmisión.
MODEM LOCAL
PC
\ = >
1
red
dig itai
/
-
-_ >
iíne a
MODEM REMOTCi
INSTALACIÓN DEL MODEM EN LA COMPUTADORA
Los pasos a seguir para instalar el MODEM en la PC son los
siguientes:
Tomar la guía de operación de la tarjeta controladora de la PC y
deshabilitar el puerto y la interrupción deseada (COMI, COM2
COM3,...,COM8, IRQ3...IRQ9) para que esta sea destinada a ser usada
por el MODEM. Par asegurarse de que se ha deshabilitado
correctamente debera de reiniciar la computadora y ver que
efectivamente no existe el puerto elegido (utilizar programas de
aplicación PCTOOLS o NORTON y ver la opción que permite mostrar la
configuración del sistema)
Elegir un slot desocupado e insertar la tarjeta (MODEM) asegurandose
de que quede bien fija.
Si la instalación tuvo exito, entonces, el puerto COM2, que antes estaba
deshabilitado, volvera a estar dado de alta.
CONEXIÓN ENTRE EL MODEM Y LA LíNEA TELEFÓNICA
Después de instalar en modem dentro de la computadora se procedio
a conectar la llnea telefónica y el teléfono a las entradas
correspondientes en el modem como se muestra en la siguiente figura:
línea
.
.
0.
El MODEM genera y usa energía de radiofrecuencia, la cual puede
ser interferida por receptores de radio o TV
no instalados
adecuadamente. Aunque la tarjeta esta instalada dentro de la
computadora esto no garantiza totalmente evitar estas molestias.
Para evitar esta serie de problemas se deben tomar las siguientes
precauciones:
Reorientar la antena de los receptores
Cambiar de posición al modem o receptor
Mover la computadora y alejarla de los receptores
Conectar la computadora en lfnea de energía diferente
RESPUESTAS DEL MODEM
Cada vez que se ejecuta en el MODEM un comando, este envía una
respuesta asincrónica. Las respuestas se encuentran dentro de 5
grupos que aparecen como palabras; a continuación se mencionan:
A.-XO: Este grupo probee una capacidad de trabajar en el modo de
300bps. esta se compone a su vez de 6 diferentes repuestas que se
indicán en la tabla 1 .
B.- X I : En este grupo se probee la capacidad de trabajar en el modo de
2400 bps. ademas de incluir las respuestas anteriores proporciona las
respuestas : CONNECT 1200 y CONNECT 2400, que indican la
velocidad a la que se ha enlazado la comunicación.
C.-X2: Incluye todas las repuestas de X I y agrega la respuesta NO
DIALTONE la cual envía el MODEM cuando no se ha detectado un tono
dentro de un período de 5 segundos.
D.- X3: este grupo comprende todas las del grupo X I y agrega BUSY.
La cual indica que la línea esta ocupada.
E.- X4: Este grupo contiene las repuestas de X I y agrega NO
DIALTONE y BUSY
TABLA 1
REPUESTA
OK
SIGN I F ICADO
GRUPO
Exito al ejecutar
X0,Xl ,x2,x3,x4
un comando en el
MODEM
CONNECT
La conexión
X0,Xl , n 1 x 3 , x 4
sehahechocon
un MODEM remoto
El MODEM ha detectado X0,Xl ,X2,X3,X4
RING
un tono de llamada y
entonces podra responder
NO CARRIER
No se ha detectado
X0,Xl ,XZ,X3,X4
sena1 alguna dentro
del t ¡empo especificado
ERROR
El MODEM ha detectado
X0,Xl ,X2,X3,X4
un error en la línea de
comandos
CONNECT 1200 El MODEM hecho una
X I ,x2,x3,x4
conexión a 1200 bps
NO DIALTONE El MODEM proporciona esta X2,X4
respuesta cuando después de
un tiempo no se presenta un
tono de sintonización
BUSY
El MODEM ha detectado que X3,X4
la línea del número marcado
esta ocupada.
NO ANSWER Comando que se activa cuando X0,Xl ,X2,X3,X4
el usuario desea poner un
período para mantener
desconectado el MODEM
CONNECT 2400 El MODEM ha hecho una
eonexion a 2400 ~ p s
X I ,x2,x3,x4
SOFTWARE EMPLEADO PARA LA HABILITACIÓN DEL MODEM
Para mantener una conexión adecuada entre la PC y el MODEM. se
uso el programa de aplicación para comunicaciones TERMINAL que se
encuentra dentro del entorno de WINDOWS en la ventana de
ACCESORIOS Y opcionalmente el programa
PROCOM PLUS
COMUNICATIONS. Ambos permitieron un pleno manejo del MODEM
aunque TERMINAL es un programa más amigable en cuanto a la
transferencia de archivas (binarios o tipo texto).
FORMA DE COMUNICACIÓN EMPLEADA
VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN 2400bps, asincrónicamente
FORMATO DE DATOS
8 bits de datos, 1 bit de stop, no
paridad
TIPO DE TRANSMISIÓN
OPERACIÓN
TIPO DE COMUNICACIÓN
XMODEM
Dúplex
Por tonos
Para ver las especificaciones del MODEM vease el apéndice D
AF'ENDICE A
MONITOREO DE AISLAMIENTO
HOT
I
a
I
TRANSFOWOR
DE
AISIAMIENTO
I
ETECTOR
I
I
AMPLIFICADOR
4
I
APENDICE C
program Comienza;
uses Crt, Ud-WhCont2b;
begin {PRINCIPAL}
repeat
Inicializa;
Done := False;
Ch :=Readchar,
if (Ch <> CProm) anú (Ch <> CExit) then Ch := #O;
case Ch o f
#32..#255:Write(Ch);
CProm :
BEGIN
x := 20; y := 6; w := 60; h := 16;
t := ' Promedia ';
Crea-Wi@7Y,W,ht);
PROMEDIO;
cierra-win;
END;
CExit: Done := True;
else
Beep;
end;
until Done;
Window( 1,1,80,25);
textmode(3);
clrscr,
end. O
I
UNIT CONT2b;
INTERFACE
USES crt,piece2,ufilisa6,ejes4,graph;
PROCEDURE PROMEDIO;
IMPLEMENTATION
procedure PROMEDIO;
var
nom 1pom2,c: cadena;
NoProm,mues : integer;
cCl,cC2 : byte;
umbral,fiec : REAL,;
PROCEDURE Informa(VAR nom1,norn2: cadena);
VAñ
comprueba : BOOLEAN;
code,i,tm : INTEGER;
Archivo,archi2 : text,
BEGIN
GOTOXY(1,2);
Writein(' Nombre del primer archivo? 3;
readin(nom 1);
writein(' Nombre del segundo archvo? '>;
readlnínom2);
Write("'0pIima una tecla si esta listo "');
re&;
END; {INFORMA}
...................................................................
1
PROCEDURE Dtsp-Captura-Suma(Nom 1gom2: cadena; VAR preaimag: ARREGLO);
const BB = $03EC;
VAR
count: INTEGER;
archi, arch12 : text,
c: string[4];
TECLA : CHAR;
RESP : CHAR;
BEGIN
inicia;
repeat
captu2(nom 1,preal,mues,Oj;
g~afico(preal,2000,2,1>;
captu2(nom2,mag~ues,
1);
grafico(mag,2000,2,2);
RESP :=UPCASE(READKEY);
until RESP = 'X';
closegraph,
END,
BEGIN
INFORMA(nom 1,nom2);
Disp-Captura-Suma(Nom 1,nom2,preai,mag);
END;
end. O
UNIT UTiL-WIN;
INTERFACE
USES CRT,WIN;
PROCEDURE Inicializa;
FUNCTION Readchar Char;
PROCEDURE Beep;
PROCEDURE Crea-Win(x,y,w,h: BYTE; t: TITLESTR);
PROCEDURE Cierra-Win;
CONST CArch = "A;
Chom = "P;
C h a l = *N;
ccorr = Y;
CConv = "V;
CExit = *[;
TYPE TitleStrPtr = "TitleStr;
VAR
KY,WJi : BYTE;
state : Winstate;
title : TitieStrPtr;
t : TitleStr;
buffer : Pointer;
ch : Char;
done : Boolean;
IMPLEMENTATION
PROCEDURE Inicializa;
BEGIN
CheckBreak := false;
iF (LastMode C080j and (LastMode <1BW80) and
(LastMode <> Mono) THEN TextMode(C080);
TextAttr := black + cyan * 16;
Window( 1,2,80,24);
FdiWin(#l77,cyan + 1 * 16);
Window(1,1,80,25);
GotoXY(1,lj;
WriteC
Procesamiento Digital de Seades Biom,&cas');
ClrEol;
GotoXY(1,25);
write('
P-Gr fica Esc-Exit 7;
ClrEol;
END;
FüNCTION Readchar: Char;
VAR
Ch : Char;
BEGIN
Ch := Readkey;
IF ch= #O
THEN
Case Readkey OF
#30:Ch := CArch; {Alt-A}
#25: Ch := CProm; {Alt-P}
#49:Ch := C h a l ; {Alt-N}
#46:Ch := CCOT, {Alt-C)
#47: Ch := CConv; (Alt-V)
#45: Ch := CExit; {Alt-X}
END; {CASE}
ReadChar := Ch;
END;
PROCEDURE Beep;
BEGIN
Sound(1000); Delay(50); NoSomd,
END;
PROCEDURE Crea-Win(x,y,w,h:BYTE; t: TitieStr);
BEGIN
savewin(state); getmem(title,iength(t)+ 1);
title :=t,
W i n d O w k Y ,wJi);
getmem(buffer,winsize);
readwin(buffer/\);
textbackjpound(b1ack);
clrscr,
fktnewin(t,doubiefiame,14,9);
textcolor(w€ute);
gotoxy(1,l);
END;
PROCEDURE Cierra-Win;
BEGiN
uni?amewin;
writewin(buffd\);
freemem(buffer,winsize);
freemem(title,íength(t) + 1);
restoreWin(state);
END;
END.O
Apéndice D
ESPECIFICACIONES DEL MODEM
BAJA VELOCIDAD
FORMATO DE DATOS
Serial; binario, asíncrono:
7 u 8 bits de datos, 1 O 2 bits de stop, par
impar o no paridad
(0-300bps)
ALTA VELOCIDAD
FORMATO DE DATOS
Serial, binario, asincrono:
7 u 8 bits de datos, 1 O 2 bits de stop, par
o paridad fija
(1200 8 2400 bps)
8 bits de datos, 1 o 2 bits de stop , no paridad
FORMA DE MARCAR
CAPACIDAD
Por pulsos o por tonos
COMANDOS
40 carácteres
AUDIO MONITOR
Una bocina de 2 pulgadas
OPERACI~N
Dúplex o semidúplex
INTERFACE
RS-232-C
RAZÓN DE DATOS
Arriba de 300, 1200 O 24-00bps
INTELIGENCIA
MC-8039 con 8k-byte de control de
programa
COMPATIBILIDAD
Compatible con Sistemas Bell 103 O 300 bps y
con modems asincronos
Bell 212A 1200 bps asincronos/síncronos
CCITT Recomendación V.22 1200 BPS
modems asincronodsíncronos
SENSIBILIDAD DE
RECEPCI~N
-43 dBm
NIVEL DE
-
TRANSMISI~N
-12dBm
TAMAÑO
1.4' x 5.5"x 9.4'
SUMINISTRO DE
ENERGíA
1nput:lZV
MODOS DE
SINCRONIZACI~N
Modo sincrónico 1: Sinc/asinc.
Modo sincrónico 2: Guardar el número
marcado
Modo sincrónico 3: Marcar manualmente
DTMF símbolos de
tonos
1234567890#'ABCD
Apéndice E
Equipo necesario:
Denominación
cantidad
Osciloscopio
Fuente
Multimeíro
Computadoras
MODEMS
1
1
1
2
2
Material a utilizar
Denominación
cantidad
costo
1
1
$25.00
1.50
1
10
25.00
76.00
2
38.00
30.00
3.00
Microcontrolador
8031
Conector DB25
Cable para
periféricos
Bases p/ Wire-Wrap
Alambre p/ WireWrap
Tabla p/ Wire-Wrap
Latch 373
EPROM
RAM
Compuertas lógicas
Cristal de 8 MHz
Componentes pasivos
Dispositivos
analógicos
1
1
1
1
3
1
11
2
15.00
13.50
7.50
8.00
8.10
5.00
CONCLUSIONES
El objetivo general del proyecto se cumplió, la comunicación fue
exitosa y sin ningún problema. La transferencia de archivos se realizo sin
alteraciones apreciables en la comunicación por vía telefónica.
El número máximo de datos en un archivo fue de 5000 y pudo haber
sido más grande, no significa una limitante salvo por la cantidad del
espacio disponible en disco duro o en el disket, pero no lo consideramos
necesario pues con estos se puede apreciar la señal de interés lo
suficiente para poder hacer un análisis.
El amplificador de instrumentación construido tuvo como ventajas el de
funcionar con baterías de 1 . 5 ~ser
~ bastante estable y tener un bajo
consumo de potencia .
El filtrado soluciono satisfactoriamente el problema de ruido. Esto
consideramos que es una gran ventaja pues de no haber sido así
necesariamente se hubiera tenido que construir dos filtros analógicos,
uno para cada señal. Un aspecto que debe mejorar es el diseno de un
programa que permita al usuario tener más información de la señal como
ejemplo: hacer un acercamiento de algún segmento de la seaal, ver la
amplitud y frecuencia en cualquier momento, etc.
Por otro lado consideramos que se puede (y debe) aumentar la
velocidad de transmisión de la interface que conecta al amplificador de
instrumentación con la PC,
para así incrementar la velocidad
muestre0 y por lo tanto hacer un registro más confiable.
de
BIBLlOGRAFíA
AMPLlFlCAClON Y SEGURIDAD ELÉCTRICA
Webster John G., Medical instrumentation APPLICATION AND DESIGN, Hougton Miffin,
New Jersey, 1978
Geddes L.A.L.E. Baker, Principies of applied biomedical instrumentation, New York, 1975
COMUNICACIONES:
Manual de usuario, MODEM
Desktop Manager,PCTOOLS, Central Point Software, versión IBM
Manual de usario, Procomm Plus, Datastorm Technologies 1990
Manual de usuario para WINDOWS 3.1. Microsoft, 1993
INTERFACE SERIAL
Swam Tom, Mastering Turbo Asembler, Hayden Books, Indianapolis, lindiana USA, 1989
Semiconductors, NTE Electronics, 1992
PROGRAMACI~N:
Schildt Herbert, Programación en Turbo C , McGraw-Hill, México 'I 991
Schildt Herbert, Manual de referencia C/C++, McGraw-Hill, Espana, 1992
Leblanc G, Turbo C para IBM-PC y compatibles, Gustavo Gil; S.A., Barcelona, 1989
PROCESAMIENTO DIGITAL:
Oppenheim, A. V.Schafer, R.W. Discrete-time signal Processing. Prentice Hall, Alan
Oppenheim series editor. Englewood Cliffs, New Jersey 1989.
Antoniou, A. Digital Filters: Analysis and Desing. McGraw-Hill, New York 1979