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心电数字无线遥测体系的规划

无线遥测产品的市场发展迅速,最近业界也掀起了一场无线应用的革命,无线遥测技术已经成为产品竞争力的一个重要因素。从发展的角度来看,医疗监护产品的无线化、网络化是发展趋势,移动型、具备无线。

1 导言

无线遥测产品的商场开展迅速,最近业界也掀起了一场无线运用的革新,无线遥测技能已经成为产品竞争力的一个重要因素。从开展的视点来看,医疗监护产品的无线化、网络化是开展趋势,移动型、具有无线联网功用的监护产品将成为未来商场的干流,别的,TELEMEDICINE(长途医疗)的开展也将使无线监护与无线互联技能大有用武之地。无线运用的远景宽广,因而研制开发无线监护产品势在必行。

在该体系中运用了TI公司的单片无线发送芯片TRF4400和接纳芯片TRF6900。该芯片功耗低,抗干扰能力强,且运用ISM频段,频率无需请求.可广泛运用于无线数据收集体系、无线监控体系、收费体系、智能卡、设备遥控等场合,运用远景十分广泛。

2.体系结构和功用概述

整个体系首要包含发射器,接纳箱,PC终端显现,长途中心站等组成(见图1)。接纳箱出为TTL异步串行数据,模块化的长处是能够十分地增减通道,方便地为床边监护仪装备遥测接纳模块(图2)。接纳箱输出为10BASE-T接口,直接和长途的中心站产品接口,单接纳箱的容量为8床。经过一起运用多个接纳箱,可完结n*8的容量,容量的上限首要由可用频率带宽约束。

首要经过携带在患者身上的发射器将患者的信息收集处理后发射出去,接纳箱完结数据接纳,送给床边监护仪显现打印,最终经过10BASE网线送给中心站完结长途治疗。

3.硬件电路规划

3.1.发射器

发射器包含心电参数电路,用于基带数字信号处理的MSP430微控器,以及TRF4400的射频发送模块电路。其间无线射频收发芯片TRF4400是整个体系的中心,直接关系到整个体系的功用。电路如图2所示

1) 心电参数电路

人体弱小心电信号经过维护电路,差模扩大,滤波等电路后得到心电信号ECG,导联掉落FAIL_RA,FAIL_LL信号,然后经过MSP430自带的12BIT的AD转化,参数电路能够经过SHUTDOWN即开关电源信号受控于操控器。经过PACE波捡出得到PACE脉冲信号,运用MSP430的I/O口中止功用捕获。

2) 微操控器

本体系中运用的微操控器是TI公司的MSP430。它具有功耗低、体积小等特色,有丰厚的硬件资源。

体系还扩展了按键电路,如护理呼叫等按键,电池电压低,采样导联线掉落等发光二极管状况指示和报警。

3)供电电路

发射器选用两节5号镍氢电池供电,容量为1300mAh,可直接对微操控器和TRF6900供电,用电源改换芯片改换为+/-5V为心电ECG参数电路供电,为了到达20小时以上的作业时间,要求发射器的功耗在120mW以内,发射部分的均匀功耗估量在80mW左右,这样分配给其他部分的功耗为40mW,这对规划提出了较高要求。对ECG电路需要做针对低功耗的规划优化,经过选用低功耗的芯片,这个方针是能够到达的。

3.2.RF无线链路

该部分是选用TI的无线收发模块TRF4400来完结的,它可完结基带数字信号的通明传输,TRF6900选用DDS和PLL技能,该技能直接由基带数字信号0,1发生相应两种不同频率的正弦波,详细是当传输0的时分是依据外接的参阅频率和DDS的编程设置发生输出某个频率,而1则是在此基础上依据调制系数的传输速率来编程发生偏移频率

具有频率规模宽、频率分辨率高、可用软件方便地操控输出频率等长处,但DDS因为受参阅频率的约束,输出频率一般较低,为了满意实际需要,所以DDS输出的中频信号要经过PLL进行倍频。倍频倍数N可设置为256或512,作业形式有两种挑选,分别为形式0和形式1,经过MODE线挑选,均可设置为发射或接纳,由STANDBY挑选作业形式或许待机形式,频率计划可经过编程四个专门作业寄存器A,B,C,D灵敏设置。它专门有供编程用的串行接口,分别是串行时钟线CLOCK,数据线DATA,选通线STROBE,在CLOCK的每个上升沿将DATA数据线上的一位数据写入TRF6900的24位的移位寄存器,次序由高到低,最前面2,3位是地址位,在STROBE为高电平时写入相应的作业寄存器,其间A,B分别是形式0和形式1的频率设置寄存器,而频偏可由D来设置。

因为TRF6900不需要许多其它的外接电路,灵敏编程的特色咱们可依据要求灵敏设置。本体系的发射和接纳都选用FSK调制解调的方法,体系作业在430MHz的UHF频段,选用频分多址的方法,发射器和接纳器是1对1的,每个发射器加玫拇?硎?0KHz,传输速率为9600kbps,在发射器的功率契合无线法规以及接纳器的灵敏度足够大的情况下,理论上传输间隔能够到达十几公里,因为各种损耗的原因,实际上能够到达四五百米。TRF4400射频部分的电路如下图3所示:

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