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基于无线射频技术的无人值守病房监护系统设计方案

体温、心率和呼吸频率等三项生理参数是人体最重要、最基本的生命体征。对伤患者员进行多项生命体征的监测有利于对其进行及时有用的医治处理,但目前我国大部分监护体系都是人工床边监护和有线方法床边监护,前者糟蹋人力,牢靠性低;后者本钱高,布线困难。这就迫切需求一种既能够牢靠监护患者,又能节约人力物力的监护方法。本文介绍的无人值守病房监护体系正是为满意这样的需求而规划,该体系选用生物医学传感器对患者的体温、心率(脉息)、呼吸频率等生理参数进行实时检测,并将检测数据经过无线射频模块发送给监控中心,实时监测患者的身体状况,不光节约了人力物力,进步了医院医疗服务质量、医院管理水平,而且装置便利、本钱低、运用简略。

  1 体系组成及作业原理

  无人值守病房监护体系首要由数据收集器、无线射频模块SM50、监控核算机等部分组成,结构示意图如图1所示。

基于无线射频技术的无人值守病房监护系统设计方案

  佩戴在患者身上的数据收集器集心率传感器、呼吸频率传感器以及温度传感器等多种生物医学传感器于一体,它能够实时监测患者的心率、呼吸频率以及体温等生理体征参数,并经过铁电存储器记载数据的收集时刻,然后经过无线射频模块SM50实时发送到中心病房监控核算机。假如某个病房发送数据的某项目标出现异常,体系会报警提示监控人员对相关患者采纳及时地处理办法,然后比较及时的对患者医治,确保了患者的安全并进步了监控功率。当然,监控人员也可对监控核算机数据库进行数据索引,有针对性地对某些患者的生理体征参数进行剖析,及时更改医治手法或许提早对病症进行有用的防控,进而最大限度上确保了患者的权益。

  2 体系硬件规划

  2.1 数据收集器硬件规划

  数据收集器佩戴在患者身上,首要完成对患者生理体征参数的收集、处理和存储等功能,由传感器电路、微处理器以及铁电存储器等部分组成。传感器包括温度传感器DSl8820、HK-2000A型集成化脉息传感器、HXB-2型压电呼吸传感器以及其他待扩展传感器,微处理器选用了高速、低功耗、8位FLASH单片机LPC932,铁电存储器选用集成时钟电路的FM31256。数据收集器电气原理图所示。

  将衔接到数据收集器上的数字温度传感器DSl8B20、HK-2000A型集成化脉息传感器和HXB-2型压电呼吸传感器别离按要求装置到患者身体的相关部位,然后敞开数据收集器,开端收集患者的体征参数,连同数据收集的时刻一起存入铁电存储器FM31256,一起发动无线射频模块SM50,实时地将病床号、收集时刻以及监测数据发送出去,红指示灯D3闪耀标明数据传输成功。当供电电池电压缺乏,单片机LPC932会发作比较中止,这时黄指示灯D4会闪耀指示,提示作业人员替换电池,进步了数据收集器的作业牢靠性。
  
  2.2 无线射频模块SM50的运用

  SM50模块供给两个串口,COMl(CONl的Pin3、Pin4)固定为TLL电平的UART串行口;COM2(C0Nl的Pin6、Pin7)可经过跳线J2的D位来挑选接口方法,包括RS 485和RS 232两种。本规划中,数据收集器和SM50之间为TTL电平,而监控核算机与SM50间为RS 232。SM50模块供给1 200 b/s,2 400 b/s,4 800 b/s,9 600 b/s,19 200 b/s等接口波特率,波特率的设定可经过改动模块不和的J2跳线B,C的状况来断定。模块作业电压为+3.3~+5.5 V。为有用节约功耗,模块可设置为休眠状况。运用SM50最大的长处是微功耗(对人体特别是婴儿没有损伤)。

  3 通讯协议的规划
  
  无线通讯体系中,因为供电、空间噪声以及传输途径等要素的影响,数据传达进程中很简略遭到搅扰,形成通讯失利,因此需求规划一种传输协议,确保在这种不牢靠的物理链路上建立起牢靠的数据衔接。本体系中,数据收集器与监控核算机是一个简略的多点对一点通讯。
  
  3.1 波特率设置及通讯方法的挑选
  
  考虑到无线射频模块SM50本身的特色并兼顾到数据通讯的速度和稳定性,本规划选用9 600 b/s。因为通讯是多对一的联系,串口挑选作业方法3。
  
  3.2 数据校验方法的断定
  
  运用无线通讯技能传输数据时,很简略遇上搅扰,使传输数据发作改动,然后导致传输过错。考虑到体系的实践要求,本规划选用8位的CRC(循环冗余校验)校验方法。
CRC校验和的核算是一种循环核算。从数学视点看,CRC校验和是用生成多项式(算法规矩)去除一个多项式(由数据块表明),CRC校验为相除后所得的余项。CRC校验是对要传送的一个数据块附加一些校验位这些校验位(CRC校验位)由该数据块算出,并伴随数据块一起传送。在接纳端,对收到的数据块从头按规则的算法核算CRC校验和,然后能够判别数据传输进程是否犯错。
  
  本体系中的CRC校验子程序如下:

基于无线射频技术的无人值守病房监护系统设计方案

  3.3 通讯数据的编码

  为确保数据传输的牢靠性和准确性,本规划选用的数据帧格局如表1所示。其间,前两字节为开始同步信号,地址码占用一个字节(O~255),用它来标明不同床位号;待发数据包括:心率(1 B)、呼吸频率(1 B)、体温(2 B)和收集时刻(7 B);校验码为8位的CRC校验码。传输次序为:心率、呼吸频率、体温(高位在前,低位在后)、收集时刻(依次为:秒、分、小时、日、月、年);当发送应对指令时,待发数据为2 B的0xcc或许0xBB。

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  4 核算机软件体系规划
  
  在Windows操作平台上选用可视化程序规划语言Visual Basic:规划体系的Database Server,Visual Basic是面向对象的可视化快速使用开发工具,具有功能强大、界面友爱、简洁易用和代码履行速度快等长处。该体系具有数据索引、体系设置、报表等功能。依据患者病况的不同,医师能够制定不同的监测规范。是体系操作界面的截图(包括部分试验数据)。

  5 结语
  
  根据无线射频技能的无人值守病房监护体系省掉了杂乱的布线,装置便利、操作简略、作业牢靠、故障率低、易于保护,一旦进入实用阶段必将为医院节约运营本钱,进步医疗服务质量和管理水平,最终使患者及医务人员真实获益,这关于加速我国医院的智能化建造进程具有重要意义。
摘电子工程专集


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