一種用于臨床監(jiān)護(hù)的無(wú)線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、    一種用于臨床監(jiān)護(hù)的無(wú)線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)        呂士龍 馬春排 蔡琳華 時(shí)間:2008年10月14日     字 體: 大 中 小        關(guān)鍵詞:        ? 摘? 要: 介紹了一種基于無(wú)線收發(fā)模塊和單片機(jī)的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),闡述了系統(tǒng)的基本原理及硬件的實(shí)現(xiàn)。

2、? 關(guān)鍵詞:? 心電和體溫是臨床上對(duì)病人監(jiān)測(cè)比較頻繁的項(xiàng)目。傳統(tǒng)的有線監(jiān)護(hù)和床頭監(jiān)護(hù)大大限制了康復(fù)期病人的活動(dòng)范圍,而且醫(yī)護(hù)人員工作強(qiáng)度也很大,為此設(shè)計(jì)了一種臨床無(wú)線監(jiān)護(hù)系統(tǒng),對(duì)病人進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)護(hù)。本系統(tǒng)前端部分采用單片機(jī)進(jìn)行生理信息的采集和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理,而后將數(shù)據(jù)傳給PC機(jī),利用PC機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的目的。?1 系統(tǒng)硬件總體框圖? 系統(tǒng)硬件總體框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:主控單片機(jī)及其外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展部分;體溫及心電檢測(cè)部分;PTR2000無(wú)線收發(fā)部分;接口轉(zhuǎn)換、報(bào)警輸出及PC機(jī)處理部分。?2 PTR2000無(wú)線收發(fā)模塊及功能?2.1 PT

3、R2000產(chǎn)品特性? 該模塊是傳統(tǒng)的無(wú)線模塊的換代產(chǎn)品,它將發(fā)送和接收集成在一起,大大減小了系統(tǒng)的體積。其工作頻率為國(guó)際通用的數(shù)傳頻段433MHz、FSK調(diào)制,抗干擾能力強(qiáng);采用DDS+PLL頻率合成技術(shù),頻率穩(wěn)定性極好,工作速率最高可達(dá)20kbit/s;可以直接和微處器串口相接,也可以接計(jì)算機(jī)的RS232接口,軟件編程很方便;由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計(jì),故使用時(shí)無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證。?2.2 PTR2000電氣特性? PTR2000電氣特性如表1所示。?2.3 PTR2000內(nèi)部原理圖及引腳圖? PTR2000的核心部件是Nordic公司的nrf401模塊,其內(nèi)部原理圖如圖2所示,引

4、腳如圖3所示。? Pin1:Vcc? ? 正電源,接2.75.25V? Pin2:CS? ? 頻道選擇,0:選擇433.92MHz,1:選擇?434.33MHz? Pin3:DO? ? 數(shù)據(jù)輸出? Pin4:DI? ?數(shù)據(jù)輸入? Pin5:GND? ? 電源地? Pin6:PWR? ? 節(jié)能控制。1:正常工作狀態(tài),0:待機(jī)微功耗狀態(tài)? Pin7:TXEN? 收發(fā)控制。1:處于發(fā)射狀態(tài),0:處于接收狀態(tài)?2.4 PTR2000使用注意事項(xiàng)? ;PTR發(fā)送子程序? PWR? EQU? P1.5? ? TXEN? EQU? P1.4? SendCounter? EQU? R2? MOV? R1, #

5、30H? ;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)首址? MOV? R0, #30H? ;計(jì)數(shù)控制變量? CALL PTR2000? ? ;調(diào)用PTR2000初始化程序? SETB? PWR? ;置PTR為工作方式? SETB? TXEN? ;使PTR處于發(fā)射方式? ;串口設(shè)置及初始化? MOV? TMOD, #20H? ?;波特率設(shè)置為4800? MOV? TH1,? #0F3H? MOV? TL1,? #0F3H? SETB? TR1? MOV SCON,? #50H? MOV PCON, #80H? ? ;置SMOD為1? MOV SendCounter,#0AAH? ;置報(bào)頭數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)? MOV? A,? #0FF

6、H? ? ;報(bào)頭內(nèi)容?SEND:? ?MOV? SBUF, A?WAIT:? JBC? TI,? NEXT? ? ;等待發(fā)送結(jié)束? SJMP? WAIT?NEXT:? DJNZ SendCounter, SEND? ? ? MOV? A, #00H? ? ;發(fā)送0作為接收方有效數(shù)據(jù)的起始標(biāo)志? MOV SBUF,? A?WAIT1:? JBC? TI, NEXT1? ? ?SJMP? WAIT1? ;開(kāi)始發(fā)送有效數(shù)據(jù)?NEXT1: ?MOV? A,? R1? ;開(kāi)始發(fā)送? ? MOV? SBUF, A ?WAIT2:? JBC TI,? NEXT2? SJMP? WAIT2?NEXT2:? I

7、NC? R1? ? ;數(shù)據(jù)區(qū)地址加1? DJNZ R0,? NEXT1? ? ;未發(fā)完則繼續(xù)? SJMP? RETURN?;PTR初始化?PTR2000:CLR? PWR? ? ;PTR處于休眠狀態(tài)?CLR? TXEN? ? ;PTR處于接收方式? ? RET? ? ;返回調(diào)用程序?RETURN:RET? ;返回調(diào)用主程序?3 系統(tǒng)擴(kuò)展? 由于51系列單片機(jī)本身的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)空間都極其有限,所以為了適應(yīng)數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)的要求,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展,主要包括數(shù)據(jù)區(qū)的擴(kuò)展和程序區(qū)的擴(kuò)展。本系統(tǒng)采用6264外擴(kuò)了8KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6264為8K×8位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器,它采用CMOS工藝制造,

8、單一+5V供電,額定功耗為200mW,典型的存取時(shí)間為200為s。考慮到將來(lái)的程序擴(kuò)展,所以選用了8KB和27c64作為程序存儲(chǔ)器。其功耗在Standby狀態(tài)下的典型值為5W,在Active狀態(tài)下為40mW/MHz,可以滿足系統(tǒng)對(duì)功耗的要求。系統(tǒng)中將80c51單片機(jī)的P0口用作數(shù)據(jù)/低位字節(jié)地址分時(shí)使用,利用ALE信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)/地址分離,將低位地址鎖存在74LS373中,并配合P2口提供的高位字節(jié)地址尋址外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。P3口是雙功能口,該口的每一位均可獨(dú)立地定義為第一功能或是第二功能。?4 心電信號(hào)的監(jiān)測(cè)?5 體溫檢測(cè)、系統(tǒng)開(kāi)關(guān)和報(bào)警部分?6 微機(jī)接口部分? 為了與PTR2000輸出的電平取得一致,微機(jī)的串口部分需要進(jìn)行電平的變換,由RS232電平變?yōu)門(mén)TL電平。?7 系統(tǒng)軟件部分? 微機(jī)的軟件采用現(xiàn)在廣為使用的VB語(yǔ)言編寫(xiě)。由于VB自帶通信控件,對(duì)于編寫(xiě)通信程序很方便。前端單片機(jī)軟件用MCS-51系列匯編語(yǔ)言編寫(xiě),這對(duì)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理速度的提高很有用處。由于篇幅所限,具體編寫(xiě)過(guò)程省略。?參考文獻(xiàn)?1 李 華. MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù). 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000?2 王建校.51系列單片機(jī)及C 51程序設(shè)計(jì).西