測量多種生理參數(shù)的無線集散醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

　　該系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分構(gòu)成。硬件主要包括PC機和三種獨立的模塊，即心電模塊、血氧模塊和血壓模塊，這三種模塊都是由OEM模塊和控制顯示傳輸模塊組成。心電模塊主要用來測量心電、呼吸率、體溫等參數(shù)；血氧模塊主要用來測量血氧飽和脈率等參數(shù)；血氧模塊主要用來測量血氧飽和度和脈率等參數(shù)；血壓模塊用來測量血壓參數(shù)。軟件部分主要是上位機的中央監(jiān)護軟件，包括數(shù)據(jù)庫部分和用戶界面。圖1是無線集散醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

　　圖1中，各OEM模塊都和PC機通過無線傳輸模塊進行串口通訊來交換信息。各OEM模塊采集的數(shù)據(jù)在PC機上進行處理后被存儲。用戶可以在中央監(jiān)護軟件界面上選擇任意模塊查看實時采集來的數(shù)據(jù)或波形，軟件可對數(shù)據(jù)自動作出分析，發(fā)現(xiàn)異常及時發(fā)出報警信號。

　　2 各模塊功能與特點

　　2．1 控制顯示傳輸模塊

　　控制顯示傳輸模塊以Atmega161單片機為核心，外接WGM-12864圖形LCD模塊、按鍵和NRF903無線收發(fā)模塊。其電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　Atmega161 是Atmel公司生產(chǎn)的一款低功耗CMOS RISC的8位單片機，其具有1MIPS/MHz的性能，16K字節(jié)的FLASH，512字節(jié)的EEPROM，1K字節(jié)的存儲器，35個通用I/O口,32個通用工作寄存器，三個定時器，內(nèi)外中斷源，兩個可編程的UART、SPI口以及三種可以通過軟件選擇的節(jié)電模式。

　　WGM -12864B模塊是單色圖形點陣液晶顯示模塊，點陣數(shù)為64×128。其8位數(shù)據(jù)線與Atmega161的PA口相連，D/I表示數(shù)據(jù)總線上的信號是點陣數(shù)還是控制命令字，R/W表示當前操作是讀或?qū)懖僮?，E是使能控制端，RST是復位端，CS1、CS2是左右點陣區(qū)選端。PC1、PC2、PB1、 PB0為功能選擇鍵，可以和LCD一起形成菜單方式的人機交互界面，控制相應的OEM模塊。在工作模式下LCD可以顯示從OEM模塊獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

　　NRF903 模塊是無線收發(fā)模塊。NRF903是NORDIC公司推出的單片無線收/發(fā)一體芯片，它采用Bluetooth（藍牙）核心技術(shù)設計，在一個32腳的芯片中包括了三段高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、I/Q調(diào)制、I/Q解調(diào)、多頻道切換、異步通訊接口等，其編程接口CFG_CLK（配置寄存器時鐘）、 CFG_DATA（配置寄存器數(shù)據(jù)）、CS（配置寄存器片選）分別和Atmega161的SPI口PB7（SCK）、PB5（MOSI）、PB4（SS）相連，可對工作頻率、通道、輸出功率和輸出時鐘頻率等參數(shù)進行編程設置。設置CS為高電平，來自單片機的14位控制字，在每個CFG_CLK編程模式時鐘信號的上升沿，將CFG_DATA端上的邏輯值寫入組態(tài)寄存器，編程信息被裝入，參數(shù)設置完成。STBY、PWR_DWN分別和Atmega161的 PD6、PD5相連，可以設置為待機或掉電模式。數(shù)據(jù)接口DATA和Atmega161的一個UART1口相連，用來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。TXEN腳和PD7 相連，用來控制數(shù)據(jù)的收發(fā)。