1.1主节点硬件设计
主控节点结构如图2所示。它通过串口与PC主机交互数据，通过无线模块与舱内子节点通信，同时管理和协调舱内各节点的工作时序和同步。其中，微处理器用TI公司超低功耗的MSP430F149，无线通信模块选用Chipcon公司的2.4GHz频段射频低功耗接口芯片CC2420，电源模块采用DC/DC电源变换模式。MSP430微控制器在16bitRISC核的基础上集成了RAM和闪存，同时集成了8路A/D转换模块、传输速度可编程的串口模块和一个灵活的时钟子系统，支持多种低功耗操作模式。CC2420芯片与IEEE802.15.4协议兼容，最大数据数率250Kbit/s，可编程控制输出功率，并支持错误校正和加密。MSP430可通过SPI接口和中断数字I/O线对CC2420进行控制，如图3所示。
1.2子节点硬件设计
传感器子节点的组成框图如图4所示，包含电源模块、心电与呼吸监测模块、血压监测模块、血氧饱和度与脉搏监测模块、体温监测模块、无线传输节点、微处理器模块、输入与LCD显示模块等8个子模块，主要执行生命体征参数的采集、放大、滤波和无线传输，无线传输前，子节点也进行实时分析、特征提取等信号预处理。
心电检测采用三电极胸部检测方法，选用具有高输入阻抗、低噪声、低漂移精密运算放大器AD620作为第一级放大器，并与呼吸检测电路共用。心电信号经过放大、滤波等处理后，一路进行A/D转换，用于心电波形显示;另一路信号送人一个中心频率为9～18Hz的低Q值带通滤波器，提取R波并抑制部分干扰，经波形变换后可获取心率信号。
呼吸检测选用阻抗法，为了降低电极接触阻抗对检测结果所产生的干扰，通常选择双电极阻抗法，用控制器MSP430集成的PWM产生两路相差半个周期的62.5kHz方波对呼吸信号进行调制，对调制信号进行放大、解调和滤波后可获取呼吸信号。
血压检测采用无创袖套间接方式，可同时检测收缩压(SP)、平均压(MP)、舒张压(DP)3个血压指标，其测量范围为0～250mmHg(0～33.33kPa)。
血氧饱和度检测采用指端脉搏光电检测法。根据朗伯一比尔定律(Lambert-BeerSlaw)，单色光透过均匀溶液后的透射光强与溶液参数有关。还原血红蛋白与氧结合后，对某一波长色光的吸光系数将发生很大变化。因此，在入射光强度不变的情况下，透射光强度的变化反映了血氧饱和度的变化。在设计时，我们利用MSP430的时钟控制端口产生逻辑时序控制红光和红外光二极管工作，通过检测透射光强度实现对血氧饱和度的测量。体温测量采用美国DALLAS公司生产的高精度集成温度传感器DS1624，它具有分辨率高(可达0.03℃)、外围电路简单、输出直接为数字信号等特点。
两个微处理器模块选用两个MSP43OF149芯片，一个用于实现对各参数采集模块和LCD显示的控制;另一个用于无线通信模块的控制，并与芯片CC2420组成一个无线通信节点。
另外，为了减少设备的体积和功耗，舱内终端机采用单色超低工作电压LCD屏，实时显示心电、脉搏等生理参数波形。终端设计采用锂电池供电，工作电压为+3.3V。
