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基于单片机和FPGA的远程医疗监控系统

2013-04-04 00:18
蓝林笑生
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  一、设计目的

  随着电子信息的飞速发展,近年来,远程医疗监控技术也渐渐成为医疗界的一个热点。重要生命参数的远程监控给年老体弱者带来了方便,也给现代医疗界的发展做出了很大的贡献。

  远程医疗监控系统,它是一种集成信息科学、计算机技术和通信应用技术于医疗卫生领域的高科技产业品。系统主要组成部分为:基于微控制器和传感器节点组成体征采集模块,基于GPRS/GSM的无线收发模块,基于FPGA的上位机监控模块。体征采集模块利用各类专用传感器采集人体体征,并由微控制器进行处理打包,经由GPRS/GSM通信网络上传至上位机监控中心,远程医生/监护人可定时/实时监控病患。该系统测量准确,实用创新性强,性价比高,具有很好的推广价值。

  二、设计要求

  设计一个远程医疗监控系统。要求:

  1.通过各传感器节点准确采集各项体征信号并交于89c51单片机进行处理,计算出各项体征信息(包括体温、血压、脉搏、心率),组成体征采集子模块,完成各项体征信息采集,并上传到GPRS/GSM无线模块。

  2.GPRS/GSM无线模块将接收到体征信息,并准确地送往上位监控机。

  3.基于FPGA的上位监控机接收到下位机信息,并进行分析处理及控制。

  三、设计器材

  1.各类体征传感器(ASDX100压力传感器、HK-2000B脉搏传感器、DS18B20温度传感器);

  2.微控制器、GPRS/GSM模块、FPGA开发箱;

  3.镊子、钳子、电阻电容电位器导线等若干、焊锡若干。

  四、设计原理及设计方案

  1. 设计原理

  远程监控系统可以定义为通过无线通信技术将远端的体征生理信息和医学信号传送到上位机监控中心进行分析并给出诊断意见的一种技术手段。

  (1) 医疗监测原理

  重要生命参数的远程监护是年老体弱者口常监护的一个重要内容,检测的生理信息主要包括:体温、脉搏、血压、心率、心电图、呼吸、血气(氧分压和二氧化碳分压)、血氧饱和度、血糖等。这类生理参数在远程监控系统中一般要求无创或微创检测。本文以温度、脉搏、血压及心率信号为采集对象,选择了简单方便的传感器和无创测量的方法。

  (2)无线通信技术

  随着信息技术的不断发展和社会需求的口益增长,无线通信已经进入规模化发展的阶段,快速发展的无线通信已成为信息产业中最为耀眼的“亮点”,为各种潜在的工程技术提供了新的方法和手段,并成为推动社会发展的强劲动力。无线通信以其不需辐设明线、使用便捷等特点,展示出广阔的市场前景。无线通信技术正以较快的速度进入许多产品,它与有线相比主要具有成本低、携带方便和省去布线的烦恼等优点,特别适用于遥控、遥测、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能片、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器控制、信息家电、无线232、无线422/485数据通信等领域。

  利用GPRS/GSM技术进行无线通信,使传统的串口通讯扩展为GPRS/GSM无线网络通讯,可以实时的把采集到的数据发送到上位机,实现数据的及时交换及串口设备的快速无线联网。

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