11.3 establecimiento de una comunicación entre un

11.3 establecimiento de una comunicación entre un

11.3 “ESTABLECIMIENTO DE UNA COMUNICACIÓN ENTRE UN
MICROCONTROLADOR Y UN GLUCÓMETRO CONVENCIONAL”.
Erwin Sosa López, José R. Atoche Enseñat, Freddy A. Ix Andrade, José A. Hernández
Benítez
Instituto Tecnológico De Mérida
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected]
RESUMEN.
En este artículo se describe como establecer una comunicación serial entre un
microcontrolador Microchip y un glucómetro OneTouch. Se presenta el hardware necesario
para la comunicación y la forma de solicitar información al glucómetro, así como el método
para interpretar las tramas recibidas.
Abstract-This article describes how to establish serial communication between a Microchip
microcontroller and OneTouch glucometer. Hardware necessary for communication, how to
request information from glucometer and method for decoding the frames are also
presented.
INTRODUCCIÓN.
[1]
De acuerdo a cifras en internet , hasta inicios del año 2014 383 millones de personas en el
mundo tenían diabetes y para el 2035, el número aumentará hasta 592 millones. Además, el 80 por
ciento de las personas con diabetes viven en países de ingresos medios y bajos.
Para evitar que el paciente esté acudiendo al médico de manera consecutiva (que en ocasiones es
un gasto que muchas personas no pueden costear) existen glucómetros de fácil uso que permiten
al paciente monitorear su salud desde su propia casa.
Casi todos los médicos que diagnostican diabetes, le indican a su paciente comprarse un medidor
[2]
de glucosa o le brinda uno de forma gratuita .
El interpretar los datos leídos del glucómetro puede causar confusión en el paciente ya que son
diversos rangos los que debe cuidar dependiendo de la situación en que se tomen las mediciones.
Para no dar lugar a malas interpretaciones se han desarrollado dispositivos que permiten detallar al
paciente los resultados de su medición y las medidas correctivas a tomar.
Entre los artículos existentes en el mercado que ayudan al paciente a interpretar las lecturas de
glucosa están los siguientes:

Telcare.- Este dispositivo mostrado en la figura 1, envía la medición vía wireless y permite
llevar un historial de las mediciones anteriores para dar mensajes de motivación al usuario
[3]
.
Fig. 1.- Dispositivo Telcare

iHealth.- Este dispositivo es desarrollado por iHealth Lab y se conecta a un iPhone o una
iPad por medio de Bluetooth. Como se nota en la figura 2 el dispositivo tiene una pantalla
que muestra el resultado de la medición y también funciona con una aplicación gratuita
compañera desarrollada por iHealth Lab que muestra las lecturas de glucosa en sangre en
7 días, 14 días, o promedios de 30 días. Los usuarios también pueden utilizar la aplicación
para recordarles que deben tomar sus lecturas, gestionar sus registros de medición,
programar recordatorios de medicamentos y resultados de pruebas de acciones con los
[4]
proveedores de atención .
Fig. 2.- iHealth y una muestra de la aplicación para iPhone

Gmate smart.- Este dispositivo también está diseñado para el iPhone por lo que requiere
que se descargue una aplicación para que funcione. Este glucómetro ha sido catalogado
como el glucómetro más pequeño del mundo. El medidor utiliza el dispositivo iOS a través
de la toma de auriculares, como interfaz para mostrar los resultados y monitorizar las
lecturas (ver figura 3). El mismo glucómetro también sería compatible con otros teléfonos
[5]
inteligentes, siempre y cuando se desarrolle una aplicación adecuada .
Fig. 3.- Dispositivo Gmate Smart conectado a un Iphone.
En este artículo se presenta la manera de establecer la comunicación entre un glucómetro
convencional OneTouch y un microcontrolador, para aplicarlos en proyectos para el monitoreo de
glucosa.
Hardware necesario.
Para una mayor comprensión del documento se describen los dos elementos que interactúan en la
comunicación descrita en este artículo: el microcontrolador y el glucómetro.

Glucómetro OneTouch UltraMini.- Es un glucómetro de bajo costo, moderno, fácil de usar
y portátil. Los resultados de una medición están listos en 5 segundos usando una gota
mínima de sangre. Cuenta con una pantalla fácil de leer (ver figura 4) y es capaz de
almacenar 500 mediciones con fecha y hora. Se eligió este glucómetro ya que es un
glucómetro común (se encuentra en la mayoría de las farmacias) y su uso es muy intuitivo,
además nos permite comunicarnos con él vía serial y el fabricante ofrece una
[6]
documentación especial para desarrolladores .
Fig. 4.- Glucómetro usado en éste artículo (One Touch UltraMini).

Microcontrolador PIC 18F66J50.- Este microcontrolador (mostrado en la figura 5) fue
elegido principalmente por 2 razones que lo distinguen de otros dispositivos: cuenta con 2
módulos de comparación internos que nos permiten adecuarnos a offsets en la
comunicación con dispositivos periféricos y tiene la capacidad de soportar USB dando la
ventaja de poder establecer una comunicación con la PC.
Entre otras características de este microcontrolador se pueden mencionar: módulos UART,
[7]
I2C, 5 timers, 8 canales ADC de 10 bits y una velocidad de CPU de hasta 12 MIPS .
Fig. 5.- El microcontrolador empleado fue un PIC 18F66J50.
Dado que el glucómetro OneTouch cuenta con batería interna, únicamente es necesario conectar
las líneas de transmisión con el microcontrolador y tener una referencia común. Es importante
aclarar que para que la comunicación funcione de manera correcta es necesario agregar una
resistencia de 4.7KΩ en cada línea de la comunicación RS-232 como se aprecia en la figura 6.
Fig. 6- Hardware para la comunicación serial.
El glucómetro emplea una comunicación con un offset de 1.6V aproximadamente por lo que es
necesario usar un módulo comparador de voltaje para que el microcontrolador lo pueda interpretar.
En nuestro caso el microcontrolador incluye un módulo de comparación interno, por lo que no fue
necesario hardware adicional.
Parámetros de la comunicación serial
La comunicación que ofrece el glucómetro como se había mencionado anteriormente es una
[8]
comunicación RS-232 y los parámetros de dicha comunicación son los siguientes :





Baud rate 9600 bps
Bits de parada 1
Control de flujo ninguno
Bits de datos 8
Paridad ninguna
Estos parámetros se configuran en el microcontrolador para que se pueda establecer de manera
correcta la comunicación.
Es decisión de quien implementa la comunicación serial si se realizará por software o por hardware
ya que el microcontrolador soporta ambas configuraciones.
En nuestro caso se implementó una comunicación serial por software ya que sabemos cuando el
glucómetro nos va a enviar información y no requerimos hacer uso de una interrupción para recibir
los datos. Otra ventaja de la comunicación por software es que no estamos restringidos a unos
pines para comunicarnos con el glucómetro ya que cualquier pin que sea I/O puede ser usado para
la comunicación serial.
Solicitud de datos al glucómetro
El microcontrolador será quien inicie la comunicación con el glucómetro, por lo que será su
responsabilidad especificar que datos quiere recibir. Existen varias tramas de acuerdo a lo que se
quiere que el glucómetro realice, por ejemplo borrar mensajes, obtener lecturas, leer el número de
serie del dispositivo, etc. Pero todas las tramas siguen la estructura mostrada en la tabla I.
Tabla I. Estructura de las tramas del glucómetro
Start of message
indicator
STX
Length Byte
Size of packet
Control Byte
Link control
information
Data portion
Application data
End of message
indicator
ETX
Check characters
CRClow CRChigh
[8]
.
Para fines demostrativos se solicitó la última lectura que está en el glucómetro haciendo uso de la
trama mostrada en la tabla II.
Tabla II. Trama para solicitar última lectura
STX
0x02
Len
0x0A
Link
0x03
CM1
0x05
CM2
0x1F
Record 1
0x00, 0x00
ETX
0x03
CRC low
0x4B
CRC high
0x5F
[8]
.
Interpretación de la respuesta del glucómetro
Cuando el glucómetro recibe la trama de solicitud, inmediatamente envía una trama de
acknowledge la cual se aprecia en la tabla III seguida de la trama con la última medición, mostrada
en la tabla IV.
Tabla III. Trama de acknowledge
STX
0x02
Len
0x06
Link
0x05
ETX
0x03
CRC low
0x9E
CRC high
0x14
[8]
Tabla IV. Trama con la última lectura
STX
0x02
Len
0x10
Link
0x01
.
[8]
.
RM1
0x05
RM2
0x06
DT1
0xAC
DT2
0x86
DT3
0x55
DT4
0x68
GR1
0x4C
GR2
0x00
GR3
0x00
GR4
0x00
ETX
0x03
CRC low
0x86
CRC high
0x0B
Para poder leer la trama enviada del glucómetro al microcontrolador primero se busca el inicio de
trama (0X02) y se almacenan los bytes recibidos en el puerto serial hasta encontrar el fin de
transmisión (0X03), después del fin de transmisión se reciben dos bytes más que corresponden al
CRC. Con la trama obtenida se puede extraer la última lectura y la fecha en que se realizó para
posteriormente aplicarlas en los proyectos que lo requieran.
La trama que nos responde el glucómetro con la última lectura se interpreta de la siguiente
manera:
1. DT4 a DT1 es la fecha en hexadecimal, en nuestra respuesta de la tabla 4 685586AC =
16:05 20 Junio 2025.
2. GR4 a GR1 es el valor de la glucosa medida también en hexadecimal. En el ejemplo el
valor fue 4C = 76 en decimal.
CONCLUSIONES.
En este artículo se describió como establecer una comunicación serial entre el glucómetro
OneTouch UltraMini y el microcontrolador PIC 18F66J50, también se presentó un hardware
funcional para ser implementado en un PCB y se analizó la trama que se envía así como la que se
recibe. Como resultado de los puntos presentados en este documento se estableció una
comunicación exitosa con el glucómetro y se pudo obtener la última lectura para ser procesada en
el microcontrolador. Los resultados presentados en este documento pueden ser utilizados para
implementarlos en dispositivos electrónicos que ayuden a las personas diabéticas en la
interpretación de sus lecturas tomadas y también pueden ser usados para llevar un control más
preciso de su historial de niveles de glucosa para presentarlos cuando requieran una valoración
médica.
REFERENCIAS.
1. Vive
con
diabetes
[En
línea]
<http://www.vivecondiabetes.com/basicos-dediabetes/estadisticas> [Consulta: 10 de abril de 2014]
2. Frequent Blood Sugar Testing is the Key to Active Management [En línea]
<http://www.ehow.com/way_5230667_many-diabetics-test-bloodsugar_.html#ixzz2ySaC0uIt>
[Consulta: 10 de abril de 2014]
3. Wireless Glucose Meter. How it Works [Enlínea] <http://www.telcare.com/how-it-works/>
[Consulta: 15 de abril de 2014]
4. WIRELESS
SMART
GLUCO-MONITORING
SYSTEM
[En
<http://www.ihealthlabs.com/wireless-smart-glucose-monitoring-system-bg5.htm>
[Consulta: 15 de abril de 2014]
línea]
5. GMate Blood Glucose Monitoring System [En línea] <http://www.gmate.com/default.asp>
[Consulta: 15 de abril de 2014]
6. LifeScan Inc. “OneTouch UltraMini. Blood Glucose Monitoring System. User Guide.” Julio
2009. Milpitas, CA USA 95035. Pág 1-5.
7. Microchip Technology Inc. “PIC18F87J50 Family Data Sheet”. USA 2009. 480 Páginas.
8. LifeScan a Johnson and Johnson Company. “OneTouch® UltraMini™ / UltraEasy™ Blood
Glucose Meter RS-232 Communication Protocol”. © LifeScan, Inc. 2007. 15 Pág.