專利名稱：一種便攜式無線醫(yī)療檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及醫(yī)療檢測領(lǐng)域，尤其涉及基于單片機的無線醫(yī)療檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)前社會老齡化的加劇，突發(fā)性和長期慢性病的監(jiān)護成為一個重要的社會問題，在醫(yī)療監(jiān)護中，體溫、脈搏(心率)和呼吸頻率三項生理參數(shù)是人體最基本、最重要的生命特征。對病人實行多項生命特征的檢測有利于對其進行及時有效的治療處理。便攜、高效的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)一直是醫(yī)療界內(nèi)的研究熱點和前沿問題。傳統(tǒng)的解決方案是采用人工監(jiān)視方式或是有線監(jiān)視方式。人工監(jiān)視方式實時性和可靠性差，而且消耗大量的護理資源。有線監(jiān)視方式在被監(jiān)護者身上安裝傳感設(shè)備，往往設(shè)備體積、功耗大，病人難以自由靈活的移動，系統(tǒng)擴展性差，而且布線難，成本高
發(fā)明內(nèi)容為了解決傳統(tǒng)醫(yī)療檢測人工或有線監(jiān)視方式實時性、可靠性差等缺點，本實用新型的目的在于，提供一種便攜式無線醫(yī)療檢測裝置。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，其特征在于，包括傳感器模塊、單片機控制模塊、無線接收模塊、監(jiān)視控制模塊和數(shù)據(jù)儲存模塊，其中，傳感器模塊連接至單片機控制模塊的輸入端，無線接收模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊(4)連接至單片機控制模塊的輸出端，無線接收模塊連接監(jiān)視控制模塊，監(jiān)視控制模塊與數(shù)據(jù)存儲模塊通訊。本實用新型的其他特點是:所述的單片機控制模塊采用CC2430低功耗微控制器。所述的傳感器模塊包括體溫傳感器、心率傳感器和呼吸頻率傳感器，其中，體溫傳感器采用高精度的鉬金電阻式溫度傳感器，心率傳感器和呼吸頻率傳感器采用壓力傳感器。所述的無線接收模塊采用RS232串口，所述的監(jiān)視控制模塊包括ARM6410微處理器、IXD觸摸屏和短信GSM通信器。本實用新型的便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，通過單片機控制模塊接收傳感器檢測的人體各項生命參數(shù)數(shù)據(jù)的模擬信號，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后，經(jīng)單片機控制模塊的CC2430芯片的集成無線射頻發(fā)送器將數(shù)字信號發(fā)出，無線接收模塊接收信號后傳輸至監(jiān)視控制模塊，監(jiān)視控制模塊實時顯示病人生命體征參數(shù)數(shù)據(jù)，同時將異常數(shù)據(jù)通過GSM通信模塊發(fā)送至主治醫(yī)生或病人家屬手機終端上。單片機控制模塊將轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號實時地存入數(shù)據(jù)庫，主治醫(yī)生或病人家屬可通過登錄監(jiān)控網(wǎng)站查詢病人歷史數(shù)據(jù)，針對情況制定相應(yīng)的康復(fù)措施。避免了監(jiān)護設(shè)備與醫(yī)療傳感器之間的長連線，解決了醫(yī)生全程監(jiān)控病人的缺陷。
圖1為一種便攜式無線醫(yī)療檢測裝置結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2為單片機控制模塊工作原理圖。圖3為CC2430芯片典型應(yīng)用電路圖。圖4為監(jiān)視控制模塊工作原理圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例給出一種便攜式無線醫(yī)療檢測裝置結(jié)構(gòu)示意框圖，包括單片機控制模塊1、傳感器模塊2、無線接收模塊3、數(shù)據(jù)存儲模塊4和監(jiān)視控制模塊5。其中，傳感器模塊2連接至單片機控制模塊I的輸入端，無線接收模塊3和數(shù)據(jù)存儲模塊4連接至單片機控制模塊I的輸出端，無線接收模塊3連接監(jiān)視控制模塊5，監(jiān)視控制模塊5與數(shù)據(jù)存儲模塊4通訊。本實施例中，傳感器模塊2包括體溫傳感器、心率傳感器和呼吸頻率傳感器。體溫傳感器采用高精度的鉬金電阻式溫度傳感器，用橡皮筋套住放到腋下，通過測量傳感器阻值確定人體的溫度。心率傳感器和呼吸頻率傳感器采用壓力傳感器，心率傳感器安置于手腕有脈搏跳動的位置，利用脈搏跳動的壓力產(chǎn)生測量信號。呼吸頻率傳感器安置于膈肌處，利用呼吸時膈肌的變化會對外部產(chǎn)生壓力檢測呼吸頻率。單片機控制模塊I采用CC2430低功耗微控制器(MCU)作為核心，CC2430芯片沿用了 CC2420芯片的構(gòu)架，在單個芯片上整合了 ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器，它使用了 I個8位MCU (8051)，具有128K可編程閃存和8KB的RAM，它還包含模擬數(shù)字裝換器(ADC)、幾個定時器、AES-128協(xié)同處理器、看門狗定時器(Watchdong-timer)、32KHz晶振的休眠模式定時器、上電復(fù)位電路、掉電檢測電路以及21個可編程I/O引腳。CC2430芯片將從傳感器模塊接收的模擬信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，單片機控制模塊對數(shù)字信號進行處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字所代表的單位量，然后通過CC2430芯片上整合的無線射頻模塊將數(shù)據(jù)以
2.4G的頻率發(fā)送出去。單片機控制裝置的工作原理圖如圖2所示。圖3為CC2430芯片典型應(yīng)用電路圖。無線接收模塊3主要包括RS232串口設(shè)備，采用基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。CC2430芯片射頻發(fā)射和無線接收采用ZigBee協(xié)議棧通信。在對人體體征參數(shù)數(shù)據(jù)實時、高效采集和傳輸過程中采用樹形無線傳感網(wǎng)絡(luò)。無線接收器通過RS232串口將接收的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)視控制模塊的ARM6410處理器。所述監(jiān)視控制模塊5，包括ARM6410微處理器、IXD觸摸屏和短信GSM通信器，ARM6410是采用內(nèi)含ARMll內(nèi)核的32位的嵌入式微處理器。ARM6410處理器的最高頻率為667MHZ，內(nèi)部采用64/32位的總線結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部總線分為AXI，AHB和APH三部分。ARM6410擁有兩個外部存儲器接口，DRAM和FALSH/R0M，同時ARM6410具有許多外設(shè)，支持16位的真彩640*480的IXD觸摸屏，具有VGA接口，另外具有4通道的UART接口等；IXD觸摸屏用于顯示當(dāng)前被監(jiān)視病人的各項生命體征包括體溫、心率和呼吸頻率等。ARM6410微處理器接收無線傳輸模塊傳來的被監(jiān)控病人各項生命體征如體溫、心率和呼吸頻率等，當(dāng)某項生命體征出現(xiàn)異常時，短信GSM通信器將異常信息發(fā)送到主治醫(yī)生和病人家屬的手機終端上，手機終端用戶也可以發(fā)送短信查詢無線監(jiān)控終端實時采集的病人數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)儲存模塊4，采用本地的SQLite3數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將儲存數(shù)據(jù)傳到監(jiān)控網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫中，實時的更新網(wǎng)站的數(shù)據(jù)。醫(yī)護人員或病人家屬可以通過登錄監(jiān)控網(wǎng)站或者發(fā)送短信進行病人信息查詢，及時了解病人的情況。同時觀察數(shù)據(jù)存儲模塊保存的歷史數(shù)據(jù)，對病人的病情和康復(fù)情況做出合理的判斷，提高測量人體參數(shù)的可信度，增強治療效果。傳感器模塊2的功能是將檢測到的體溫、心率和呼吸頻率電壓信號傳輸至單片機控制|吳塊。無線接收模塊3的功能是接收單片機模塊CC2430芯片無線射頻發(fā)送的數(shù)據(jù)后傳送至監(jiān)視控制模塊的ARM6410微處理器。ARM6410接收人體各項生命特征參數(shù)后與程序中的設(shè)定的數(shù)值進行比較，如人體腋下溫度正常范圍為36°C _37°C，脈搏為每分鐘60-120次，若發(fā)現(xiàn)某項參數(shù)出現(xiàn)異常，監(jiān)視控制模塊5中的微處理器ARM6410對短信GSM通信器發(fā)出信號，短信GSM通信器將異常生命參數(shù)數(shù)據(jù)自動發(fā)送至主治醫(yī)生或病人家屬手機終端上。同時ARM6410接收到無線接收模塊傳輸?shù)娜梭w生命參數(shù)數(shù)據(jù)后，將各項數(shù)據(jù)實時地顯示在IXD觸摸屏上，通過IXD觸摸屏，主治醫(yī)生或病人家屬也可以查詢病人的歷史情況。如圖4所示為監(jiān)視控制模塊工作原理圖。本實用新型的便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，具體工作過程是，開機后單片機控制模塊I程序初始化，設(shè)置傳感器模塊的體溫、心率和呼吸傳感器的零點值。程序初始化完畢后，各模塊開始工作，傳感器模塊實時檢測病人的各項生命參數(shù)數(shù)據(jù)，傳感器模塊將檢測到的電壓信號傳輸至單片機控制模塊CC2430芯片，CC2430芯片將接收的電壓信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，CC2430芯片進一步對數(shù)字信號進行處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字所代表的單位量，CC2430芯片上整合的無線射頻模塊將單位量數(shù)據(jù)以2.4G的頻率發(fā)送出去。無線接收模塊RS232接收單片機控制模塊發(fā)送的射頻信號后將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)視控制模塊的ARM6410處理器。ARM6410微處理器將接收的人體生命參數(shù)數(shù)據(jù)實時地顯示在IXD觸摸屏上，同時將接收的數(shù)據(jù)與程序中設(shè)定的人體各項特征的正常范圍數(shù)值進行比較，若出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，ARM6410微處理器向短信GSM通信器發(fā)出信號，短信GSM通信器將病人異常數(shù)據(jù)發(fā)送至主治醫(yī)生或病人家屬手機終端上。單片機控制模塊I將接收的傳感器信號轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號后，將這些數(shù)據(jù)儲存于本地的SQLite3數(shù)據(jù)庫中，主治醫(yī)生或病人家屬可以通過網(wǎng)絡(luò)登錄監(jiān)控網(wǎng)站或者通過發(fā)送短信查看統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫保存的歷史數(shù)據(jù)，這樣可對病人的病情和康復(fù)情況作出合理的判斷，針對情況采取相應(yīng)的治療措施，提高治療效果。
權(quán)利要求1.一種便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，其特征在于，包括單片機控制模塊(I)、傳感器模塊(2)、無線接收模塊(3)、數(shù)據(jù)存儲模塊(4)和監(jiān)視控制模塊(5)，其中，傳感器模塊(2)連接至單片機控制模塊(I)的輸入端，無線接收模塊(3 )和數(shù)據(jù)存儲模塊(4 )連接至單片機控制模塊(I)的輸出端，無線接收模塊(3)連接監(jiān)視控制模塊(5)，監(jiān)視控制模塊(5)與數(shù)據(jù)存儲模塊(4)通訊。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，其特征在于，所述的單片機控制模塊(I)采用CC2430低功耗微控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，其特征在于，所述的傳感器模塊(2)包括體溫傳感器、心率傳感器和呼吸頻率傳感器，其中，體溫傳感器采用高精度的鉬金電阻式溫度傳感器，心率傳感器和呼吸頻率傳感器采用壓力傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，其特征在于，所述的監(jiān)視控制模塊(4)包括ARM6410微處理器、IXD觸摸屏和短信GSM通信器。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式無線醫(yī)療檢測裝置，包括單片機控制模塊、傳感器模塊、無線接收模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和監(jiān)視控制模塊。單片機控制模塊接收傳感器檢測的人體各項生命參數(shù)數(shù)據(jù)的模擬信號，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后，經(jīng)單片機控制模塊集成無線射頻發(fā)送器將數(shù)字信號發(fā)出，無線接收模塊接收信號后傳輸至監(jiān)視控制模塊，監(jiān)視控制模塊實時顯示病人生命體征參數(shù)數(shù)據(jù)，同時將異常數(shù)據(jù)通過GSM通信模塊發(fā)送至主治醫(yī)生或病人家屬手機終端上。轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號實時地存入數(shù)據(jù)庫，主治醫(yī)生或病人家屬可通過登錄監(jiān)控網(wǎng)站查詢病人歷史數(shù)據(jù)，針對情況制定相應(yīng)的康復(fù)措施。避免了監(jiān)護設(shè)備與醫(yī)療傳感器之間的長連線，解決了醫(yī)生全程監(jiān)控病人的缺陷。
文檔編號A61B5/0205GK202981976SQ20122061049
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者李龍輝, 白苡琨, 喬潔, 姚丁茂, 梅迎 申請人:長安大學(xué)