基于WPAN的脉搏血氧饱和度检测仪设计方案

检测仪移动采集终端的功能:检测人体的血氧饱和度、脉搏和脉搏强度,并通过WPAN通信模块将数据传送给检测系统主站。检测仪移动采集终端分为检测探头、血氧饱和度监测模块、电源和WPAN通信模块等部分。检 测探头和血氧饱和度检测模块为外购的OEM模块,是美国BCI公司的产品,它利用光电法和比尔定理,从而实现无创检测。检测仪移动采集终端还支持一种独立工作方式,这种工作方式适合于连续非实时工作的情况。 

 

检测仪主站的功能:通过WPAN接口接收并存储检测仪移动采集终端发出的信息;按操作者的指令在显示屏上显示移动终端传来的实时信息或历史数据;当检测参数超出门限值时发出报警信号;可根据需要通过快速以太网接口与后台的支持管理系统通信,以完成更复杂的管理功能。一个检测仪主站可连接多个检测仪移动采集终端,不仅增加了使用的方便性,而且提高了主站的利用率并降低了系统的使用成本。除检测探头和血氧饱和度检测模块外,系统其余部分全部为自行设计,下面分别予以介绍。 

 

 

检测仪移动采集终端WPAN通信模块的功能:经WPAN通信模块接收检测仪主站的命令,对命令解析后通过RS2232接口向血氧饱和度检测模块发出控制命令;接收血氧饱和度监测模块的采集数据和反馈控制信息,经预处理和打包后经WPAN通信模块发送给检测仪主站。 

 

2.1 检测仪移动采集终端通信模块硬件设计 

 

检测仪移动采集终端WPAN通信模块的硬件组成如图2所示。 

 

 

(1)CPU部分的功能和实现 

 

CPU部分完成主站各组成部分的控制、协调和数据的加工。具体功能:通过系统总线与存储器相连,完成相关数据的加工、处理和存储;通过LCD接口与彩色液晶显示器相连,实现信息的显示,以实现人机交互;通过触摸屏接口与触摸屏相连,实现控制命令的输入;通过总线接口与以太网控制器相连,可将检测仪接入后台支持网络,实现系统信息的集中化管理和与后台管理系统的融合;通过SPI接口和状态指示接口实现对RF收发器的配置和检测,并完成发射和接收的数据交换,实现与检测仪移动终 端的通信;通过电源和外围电路,实现对系统的供电。 

 

(2)检测仪主站存储器的功能和实现  

 

存储器的功能是存储系统程序和应用程序,存储移动采集终端采集的历史数据并提供程序运行的存储器空间。 

(3)快速以太网接口的功能和实现 

 

为实现与后台管理系统的协作,检测仪主站提供一个快速以太网接口。通过该接口,可方便主站与医院的病历管理系统、计费系统、或其他应用单位的后台业务支持系统的连接。 

 

(4)人机交互界面的设计 

 

一些专家指出:对于用户,人机界面就是系统本身。因此人机界面在系统中占有重要地位。本系统中,人机界面的硬件部分由彩屏LCD显示器和触摸屏组成,触摸屏用于输入各种控制/查询命令和各种初始数据,LCD显示器用于返回各种命令的操作结果和显示各种监测数据或监测曲线。显示器采用SHARP公司的LQ035Q7DB02[10]实现,该屏为具有配套触摸屏的彩色LCD。 

 

(5)WPAN接口 

 

WPAN接口实现检测仪移动终端与检测仪主站的通信,与检测仪移动终端的RF收发器部分基本相同。 

 

3.2 检测仪主站的软件实现 

 

检测仪主站的软件是基于ARMLinux开发的。自20世纪80年代末以来,陆续出现了一些嵌入式操作系统,但其高昂的价格令人望而却步,且源代码的封闭性也大大限制了开发者的积极性。因此,结合国内外具体情况,选择了ARMLinux操作系统作为开发平台。检测仪主站的软件结构如图5所示。