当前位置:首页 > 单片机 > 单片机
[导读]据调查,目前在我国的大、中、小型医院及下属社区卫生院、诊所等医疗机构的输液速度和输液量几乎都是不精确的值,凭肉眼观察来估计输液速度。输液速度是护士通过转动输液器上的手动滑轮来控制的,输液量也是护士用只有两个标记的液体瓶倾倒后估计的。利用人工监视输液情况,给病人和医务人员带来许多不便。随着无线技术、网络技术和计算机技术的迅速发展,为输液采用无线、网络监控带来了便利条件。目前已有一些相关输液的研究成果,实现了输液监视、控制、报警等功能,但主要是单台设备独立使用,未能实现网络监控。文献设计了一种基于RS485总线的输液网络化监控系统,但采用RS485总线和有线监控在许多方面存在不足。由于CAN总线和无线技术在各个方面得到普遍应用,为此,本文采用CAN总线和无线技术构建一个新的网络化、多功能输液集中监控系统,以满足医院需要。

摘要:据调查,目前在我国的大、中、小型医院及下属社区卫生院、诊所等医疗机构的输液速度和输液量几乎都是不精确的值,凭肉眼观察来估计输液速度。输液速度是护士通过转动输液器上的手动滑轮来控制的,输液量也是护士用只有两个标记的液体瓶倾倒后估计的。利用人工监视输液情况,给病人和医务人员带来许多不便。随着无线技术、网络技术和计算机技术的迅速发展,为输液采用无线、网络监控带来了便利条件。目前已有一些相关输液的研究成果,实现了输液监视、控制、报警等功能,但主要是单台设备独立使用,未能实现网络监控。文献设计了一种基于RS485总线的输液网络化监控系统,但采用RS485总线和有线监控在许多方面存在不足。由于CAN总线和无线技术在各个方面得到普遍应用,为此,本文采用CAN总线和无线技术构建一个新的网络化、多功能输液集中监控系统,以满足医院需要。

1 总体框架设计

根据设计要求。系统由1个主控机和N个CAN节点执行机组成,它们都挂接在双绞线上,组成一个CAN总线通信局部通信网络,CAN总线通信网络中的主控机安装无线数据收发器nRF2401。与另一个中心控制主机组成无线通信网络,整个系统的关键任务是实现CAN总线内部局域网通信以及无线通信网络的通信。其系统总体结构框图如图1所示。

 

2 CAN总线结构

2.1 主控节点设计

CAN总线主控机系统由单片机最小系统、CAN总线通信接口、人机接口、点滴速度传感器和串口通信下载模块及无线通信模块组成。CAN总线通信接口通过双绞线收发数据,实现与执行机的连通。结构框图如图2所示,主控机负责与无线通信网络进行数据传输,同时也是CAN总线网络中的一个节点,在整个系统中起着主导作用,无线通信模块采用2.4 G的nRF2401通信芯片,而CAN总线通信模块采用SJA1000和PCA82C 250,通过单片机控制,实现与其他节点通信。其他从节点除了没有无线收发模块以外,其他部分与主控机完全相同。

 

2.2 CAN通信模块设计

CAN通信模块是本设计的核心,它负责系统中主控机和执行器之间的数据通信。单个CAN总线节点由单片机、CAN总线控制器、高速光电耦合器及总线驱动器组成,可编程控制。故称之为智能节点。设计中CAN通信模块采用了独立式的CAN控制器,数据通过对控制器编程写入控制器芯片的发送缓冲区里发送出去,目的节点则负责把数据接收到数据接收缓冲区里,再通过CAN总线接口和单片机之间的数据总线,传递给单片机进行处理。设计方案如图3所示。

 

3 无线收发模块

无线收发模块采用nRF2401芯片,该芯片具有内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器、功率放大器等功能模块,只需要很少的外围元件,使用非常方便。硬件电路连接实现单片机与nRF2401芯片的接口连接。发送端与接收端硬件连接几乎一样,具有通用性,可以实现半双工通信。单片机使用的是STC89C52,成本低,控制简单,容易扩展。硬件电路如图4所示。

 

需要注意的是,nRF2401的供电电压范围为1.9~3.6 V,但引脚可直接收单片机5 V的I/O口相联。为了使nRF2401更好地工作,最好进行分压处理。

4 系统软件总体设计

根据设计要求,系统实现功能及软件总体设计如图5所示。系统包含两大部分,无线服务终端和CAN总线通信系统。无线服务终端由nRF2 401和STC89C52组成,可以向CAN总线通信网络中的任一节点发送和读取数据。CAN总线通信系统,由3个节点组成,一个节点上接无线收发器nRF2401负责与无线终端系统通信,另外2个节点由图5所示的单片机CAN总线收发系统构成。

 

无线服务终端主要起中心控制主机的作用,通过无线模块将指令发送到CAN总线无线接收控制中心,并接收该控制中心检测数据,显示到服务终端液晶模块中。指令信号可通过按键进行设置,其主程序流程图如图6所示。

 

CAN总线无线接收控制中心的主要作用是将节点的数据由CAN总线通信上传到控制中心,再通过无线发送到服务终端,并接收服务终端的指令,通过CAN总线通信下传到相应节点,CAN总线中心控制软件流程如图7所示,CAN总线通信、无线通信、节点程序流程和其他子程序流程在此不详解。

 

完成所有软、硬件后,对CAN总线内部局域网通信、无线收发系统通信、CAN总线与无线收发系统相互通信3部分进行测试,测试内容主要有:CAN总线局域网内部各节点自发自收、相互收发、一对多发送和多对一发送;无线终端与CAN总线之间相互收发;单节点与中心控制主机的收发数据。以上每项测量发送10个字节,所有结果显示正确,各部分数据传输正确,报错率为0%。

5 结论

本论文根据中大型医院的需要,针对现有静脉输液监测技术,提出了一种CAN总线和无线技术的输液网络监控系统。设计并制作了CAN总线节点及通信模块、无线数据收发模块,并为系统开发了配套的软件。完成了CAN总线内部局域网通信、无线收发系统通信、CAN总线与无线收系统相互通信,试验表明,该系统数据传输与收发正常,错误率为0%。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

高集成度芯片支持多种无线技术和最新安全标准,充分满足市场对智能工业、医疗设备和消费电子的要求

关键字: 微控制器 消费电子 无线技术

蓝牙使用射频无线技术在2.4 GHz频段进行通信。它采用了频分复用(Frequency Hopping Spread Spectrum,FHSS)技术,通过在不同的频率上快速切换传输数据,以减少干扰和提高可靠性。

关键字: 蓝牙通信 射频 无线技术

CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。

关键字: can总线 通信 电子控制

无线技术正在迅速发展,并在人们的生活中发挥越来越大的作用。 而随着无线应用的增长,各种技术和设备也会越来越多,也越来越依赖于无线通信技术。

关键字: 物联网 通信 无线技术

为增进大家对监控系统的认识,本文将对监控系统的分类、监控系统的一些优势予以介绍。

关键字: 监控系统 指数 无线监控系统

为增进大家对监控系统的认识,本文将对监控系统的产生背景、监控系统对设备的要求予以介绍。

关键字: 监控系统 指数 红外摄像

为增进大家对监控设备的认识,本文将对监控设备以及忘记监控设备登录密码的解决方法予以介绍。

关键字: 监控设备 指数 监控系统

电动汽车充电站监控系统的设计是为了确保充电站的安全运行和高效管理。随着电动汽车的普及和充电桩网络的扩大,充电站的数量和规模不断增加,因此需要一种可靠的监控系统来实时监测充电设备的运行状态、充电桩的使用情况以及安全问题。下...

关键字: 电动汽车 充电站 监控系统

随着科技的发展,汽车已经成为人们日常出行的主要交通工具。然而,汽车盗窃案件屡见不鲜,给车主带来巨大的经济损失。为了提高汽车的安全性能,汽车防盗监控系统应运而生。本文将基于应用技术,探讨如何实现汽车防盗监控系统的设计。

关键字: 汽车 交通工具 监控系统

无线充电项目不仅是一款便捷实用的充电设备,更是一个创新的商业模式。它充分利用了互联网和移动支付技术,将传统的充电服务与智能科技相结合,为用户提供了一种全新的充电体验。

关键字: 无线技术 充电桩 充电体验
关闭
关闭