Diseño e implementación de drivers de comunicación y georeferenciación para un dispositivo médico de monitorización vital

Abstract

La presente práctica se desarrolló en la Unidad Estratégica Empresarial Bioingeniería de la Fundación Cardiovascular de Colombia, la cual desarrolla productos de última tecnología para el bienestar de la comunidad enfocándose en productos del sector salud específicamente en los campos de instrumentación biomédica, electrofisiología, telediagnostico, automatización, procesamiento de señales y todas aquellas áreas orientadas a la mejora de la salud humana. El objetivo de la práctica empresarial consistió en diseñar e implementar drivers para dispositivos de comunicación inalámbrica enfocados a transmitir datos de monitorización vital y georeferenciación en un softcore embebido en una FPGA e integrarlos en un dispositivo médico el cual aun se encuentra en desarrollo. Teniendo en cuenta un estudio previo de las capas de comunicación de los diferentes métodos de gestión de la información en la red, se dio inicio al diseño de los drivers para los módulos de comunicación basándose en la documentación obtenida de las hojas de datos y notas de aplicación de estos módulos. Inicialmente para la comunicación entre el procesador en la FPGA y los módulos inalámbricos se diseña un modulo UART desde cero en descripción de hardware (I-IDL). Posteriormente se inicia con la tarea de diseño del driver el lenguaje ANSI C para un módulo Wi-Fi el cual fue configurado a partir de comandos enviados mediante protocolo serial y se implementó de forma satisfactoria en software dentro la FPGA . De la misma forma se diseño y se implemento el driver que controla el módulo de transmisión de datos por Red Celular y Georeferenciación dada las similitudes en sus modos de configuración mediante comandos y protocolo serial. Finalmente estos drivers son implementados en el sistema embebido del dispositivo medico de monitorización vital en desarrollo, el cual transmite datos a un servidor Web mediante protocolo Websocket. Todas las tareas fueron realizadas satisfactoriamente, bajo la supervisión del coordinador de la practica y el jefe de Diseño y Desarrollo, aportando un valioso recurso técnico en el desarrollo del sistema final del dispositivo medico de monitorización vital de desarrollo.

This practice was developed in the Bioengineering Strategic Business Unit in Cardiovascular Foundation of Colombia, which develops products of latest technology for the community welfare, focusing on healthcare products specifically in the fields of biomedical instrumentation, electrophysiology, remote diagnostics, automation, signal processing and all those areas designed to improve human health. The purpose of practice consisted of designing and implementing drivers for wireless communication devices to transmit data for vital monitoring and georeferencing embedded in an FPGA softcore and integrated into a medical device which is still in development. Considering a previous study of communication layers of different methods of information management in the network, began the driver design for communication modules based in the documentation obtained from the data sheets and implementation notes of these modules. Initially for communication between the processor in the FPGA and wireless modules, a UART module is designed in hardware description (HDL). Later starts with the design task for a driver in ANSI C language for a Wi-Fi module, which was configured from commands sent via serial protocol and successfully implemented in software within the FPGA. In the same way, a driver to control the module to sent data by Red Cell and Georeferencing transmission was designed and implemented, given the similarities in their modes of configuration using commands and serial protocol. Finally these drivers are implemented on the medical monitoring device embedded system; still under develop, which transmits data to a Web server using WebSocket protocol. All tasks were performed satisfactorily, under the supervision of the practice coordinator and the head of design and development, providing a valuable technical resource in the development of the final system monitoring medical device development life.