基于家庭主站的遠程醫療監護系統
TMS320F2812型DSP通過相關傳感器和模擬電路采集用戶的各種生理信號,并將其傳送到社區健康監護中心。這里以心電信號檢測儀為例,介紹用戶生理信號的采集。心電信號檢測儀獲取用戶的心電信號,DSP采集這些數據信息并上傳至社區健康監護中心,顯示為心電圖信息。
采集心電信號的硬件主要由模擬電路和數字電路組成,其中,模擬電路是將心電信號從人體表面取得并將其調制成0~3.3 V范圍內的模擬信號,而數字電路則將模擬信號轉換為數字信號,并將采集的心電信號上傳到監護中心。
心電輸入電極得到心電信號后,將信號上傳至保護限流電路,獲得約1 mV心電信號再經前置放大電路。為了消除工頻、肌電等信號對心電信號的干擾,將心電信號送到0.05 Hz高通濾波器,再通過50 Hz陷波器,消除頻率為50 Hz的工頻信號。經陷波后的心電信號送到200 Hz低通濾波器,以消除肌電信號的干擾。心電信號通過上述放大濾波處理后經光電隔離得到0~3.3 V模擬信號。
這里著重介紹50 Hz陷波器的設計。有源雙T陷波電路的設計主要是雙T網絡R、C參數配置,由運算放大器輸入阻抗的限制提出要求。首先根據需要確定電容為0.033μF,則電阻R=100 kΩ,Q=2.5,K=0.9。這里采用LM324低功率運算放大器。該放大器可工作電源為低至3 V或者高至32 V。共模輸入范圍包括負電源,因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置電源的必要性。輸出電壓范圍包括負電壓。圖4為陷波器電路。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/152236.htm
TMS320F2812型DSP的A/D轉換器處理0~3.3 V模擬信號后,得到16位數字信號。DSP使用SPI總線讀取數字化心電信號。這里需要注意以下幾點:(1)為避免出現嚴重誤碼,SPI速率不應超過15 MB/s。(2)主模式和從模式的極性必須相同。本系統設置主模式為上升沿采樣,下降沿輸出。從模式也應設置相同,否則會出現采樣數據不準確。(3)為避免數據丟失.應注意SPI FIFO的用法。首先,判斷SPI TX FIFO中字的個數。如果FIFO已有16個字,此時應該停止發送新數據,而等待SPI總線上主機的時鐘將TXBUF里數據移出,FIFO數據自動裝載一個字到TXBUF里,這時才能發送新數據。圖5為系統實驗結果。
4 結論
將昂貴的、復雜的、只能應用于醫院的醫療監護系統簡化為成本低廉、操作簡單、可應用于家庭中的家庭主站,并將其嵌入便攜式控制器中,可實現多種復雜功能,如遠程控制等。這樣節約成本,方便使用。該系統還可擴展醫療監護系統的功能,比如利用Internet和GPS將用戶的信息傳遞給用戶親屬;或在經常活動的家庭區域安裝攝像頭,利用專家系統根據用戶的異常行為對其身體狀況進行診斷。
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