專利名稱：一種便攜式無線醫(yī)療檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及基于單片機(jī)的無線醫(yī)療檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)前社會(huì)老齡化的加劇，突發(fā)性和長(zhǎng)期慢性病的監(jiān)護(hù)成為一個(gè)重要的社會(huì)問題，在醫(yī)療監(jiān)護(hù)中，體溫、脈搏(心率)和呼吸頻率三項(xiàng)生理參數(shù)是人體最基本、最重要的生命特征。對(duì)病人實(shí)行多項(xiàng)生命特征的檢測(cè)有利于對(duì)其進(jìn)行及時(shí)有效的治療處理。便攜、高效的醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)一直是醫(yī)療界內(nèi)的研究熱點(diǎn)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(shí)時(shí)性和可靠性差，而且消耗大量的護(hù)理資源。有線監(jiān)視方式在被監(jiān)護(hù)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(dòng)，系統(tǒng)擴(kuò)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(cè)人工或有線監(jiān)視方式實(shí)時(shí)性、可靠性差等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種便攜式無線醫(yī)療檢測(cè)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種便攜式無線醫(yī)療檢測(cè)裝置，其特征在于，包括傳感器模塊、單片機(jī)控制模塊、無線接收模塊、監(jiān)視控制模塊和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，其中，傳感器模塊連接至單片機(jī)控制模塊的輸入端，無線接收模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(4)連接至單片機(jī)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(chǔ)模塊通訊。本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)是:所述的單片機(jī)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(shí)用新型的便攜式無線醫(yī)療檢測(cè)裝置，通過單片機(jī)控制模塊接收傳感器檢測(cè)的人體各項(xiàng)生命參數(shù)數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)單片機(jī)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(hào)發(fā)出，無線接收模塊接收信號(hào)后傳輸至監(jiān)視控制模塊，監(jiān)視控制模塊實(shí)時(shí)顯示病人生命體征參數(shù)數(shù)據(jù)，同時(shí)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(jī)終端上。單片機(jī)控制模塊將轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)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(duì)情況制定相應(yīng)的康復(fù)措施。避免了監(jiān)護(hù)設(shè)備與醫(yī)療傳感器之間的長(zhǎng)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(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2為單片機(jī)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(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)施例給出一種便攜式無線醫(yī)療檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意框圖，包括單片機(jī)控制模塊1、傳感器模塊2、無線接收模塊3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jī)控制模塊I的輸入端，無線接收模塊3和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4連接至單片機(jī)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(chǔ)模塊4通訊。本實(shí)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(cè)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(dòng)的位置，利用脈搏跳動(dòng)的壓力產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)。呼吸頻率傳感器安置于膈肌處，利用呼吸時(shí)膈肌的變化會(huì)對(duì)外部產(chǎn)生壓力檢測(cè)呼吸頻率。單片機(jī)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(gè)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(gè)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(gè)定時(shí)器、AES-128協(xié)同處理器、看門狗定時(shí)器(Watchdong-timer)、32KHz晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電路以及21個(gè)可編程I/O引腳。CC2430芯片將從傳感器模塊接收的模擬信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)控制模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(jī)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(duì)人體體征參數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、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(gè)外部存儲(chǔ)器接口，DRAM和FALSH/R0M，同時(shí)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(xiàng)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(xiàng)生命體征如體溫、心率和呼吸頻率等，當(dāng)某項(xiàng)生命體征出現(xiàn)異常時(shí)，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(jī)終端上，手機(jī)終端用戶也可以發(fā)送短信查詢無線監(jiān)控終端實(shí)時(shí)采集的病人數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊4，采用本地的SQLite3數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將儲(chǔ)存數(shù)據(jù)傳到監(jiān)控網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫中，實(shí)時(shí)的更新網(wǎng)站的數(shù)據(jù)。醫(yī)護(hù)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(jìn)行病人信息查詢，及時(shí)了解病人的情況。同時(shí)觀察數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊保存的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)病人的病情和康復(fù)情況做出合理的判斷，提高測(cè)量人體參數(shù)的可信度，增強(qiáng)治療效果。傳感器模塊2的功能是將檢測(cè)到的體溫、心率和呼吸頻率電壓信號(hào)傳輸至單片機(jī)控制|吳塊。無線接收模塊3的功能是接收單片機(jī)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(xiàng)生命特征參數(shù)后與程序中的設(shè)定的數(shù)值進(jìn)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(xiàng)參數(shù)出現(xiàn)異常，監(jiān)視控制模塊5中的微處理器ARM6410對(duì)短信GSM通信器發(fā)出信號(hào)，短信GSM通信器將異常生命參數(shù)數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送至主治醫(yī)生或病人家屬手機(jī)終端上。同時(shí)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(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(shí)用新型的便攜式無線醫(yī)療檢測(cè)裝置，具體工作過程是，開機(jī)后單片機(jī)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(diǎn)值。程序初始化完畢后，各模塊開始工作，傳感器模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)病人的各項(xiàng)生命參數(shù)數(shù)據(jù)，傳感器模塊將檢測(cè)到的電壓信號(hào)傳輸至單片機(jī)控制模塊CC2430芯片，CC2430芯片將接收的電壓信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，CC2430芯片進(jìn)一步對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(jī)控制模塊發(fā)送的射頻信號(hào)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(shí)時(shí)地顯示在IXD觸摸屏上，同時(shí)將接收的數(shù)據(jù)與程序中設(shè)定的人體各項(xiàng)特征的正常范圍數(shù)值進(jìn)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(hào)，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(jī)終端上。單片機(jī)控制模塊I將接收的傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)后，將這些數(shù)據(jù)儲(chǔ)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(jì)數(shù)據(jù)庫保存的歷史數(shù)據(jù)，這樣可對(duì)病人的病情和康復(fù)情況作出合理的判斷，針對(duì)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(cè)裝置，其特征在于，包括單片機(jī)控制模塊(I)、傳感器模塊(2)、無線接收模塊(3)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jī)控制模塊(I)的輸入端，無線接收模塊(3 )和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(4 )連接至單片機(jī)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(chǔ)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(cè)裝置，其特征在于，所述的單片機(jī)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(cè)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(cè)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(shí)用新型公開了一種便攜式無線醫(yī)療檢測(cè)裝置，包括單片機(jī)控制模塊、傳感器模塊、無線接收模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和監(jiān)視控制模塊。單片機(jī)控制模塊接收傳感器檢測(cè)的人體各項(xiàng)生命參數(shù)數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)單片機(jī)控制模塊集成無線射頻發(fā)送器將數(shù)字信號(hào)發(fā)出，無線接收模塊接收信號(hào)后傳輸至監(jiān)視控制模塊，監(jiān)視控制模塊實(shí)時(shí)顯示病人生命體征參數(shù)數(shù)據(jù)，同時(shí)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(jī)終端上。轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)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(duì)情況制定相應(yīng)的康復(fù)措施。避免了監(jiān)護(hù)設(shè)備與醫(yī)療傳感器之間的長(zhǎng)連線，解決了醫(yī)生全程監(jiān)控病人的缺陷。
文檔編號(hào)A61B5/0205GK202981976SQ20122061049
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)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(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)