1 引言

無線遙測產品的市場發展迅速，最近業界也掀起了一場無線應用的革命，無線遙測技術已經成為產品競爭力的一個重要因素。從發展的角度來看，醫療監護產品的無線化、網絡化是發展趨勢，移動型、具備無線聯網功能的監護產品將成為未來市場的主流，另外，TELEMEDICINE（遠程醫療）的發展也將使無線監護與無線互聯技術大有用武之地。無線應用的前景廣闊，因此研制開發無線監護產品勢在必行。

在該系統中使用了TI公司的單片無線發送芯片TRF4400和接收芯片TRF6900。該芯片功耗低，抗干擾能力強，且使用ISM頻段，頻率無需申請．可廣泛應用于無線數據采集系統、無線監控系統、收費系統、智能卡、設備遙控等場合，應用前景十分廣泛。

2．系統結構和功能概述

整個系統主要包括發射器，接收箱，PC終端顯示，遠程中央站等組成(見圖1)。接收箱出為TTL異步串行數據，模塊化的好處是可以非常地增減通道，方便地為床邊監護儀配置遙測接收模塊（圖2）。接收箱輸出為10BASE-T接口，直接和遠程的中央站產品接口，單接收箱的容量為8床。通過同時使用多個接收箱，可實現n*8的容量，容量的上限主要由可用頻率帶寬限制。

首先通過攜帶在病人身上的發射器將病人的信息采集處理后發射出去，接收箱完成數據接收，送給床邊監護儀顯示打印，最后通過10BASE網線送給中央站實現遠程診療。

3．硬件電路設計

3.1.發射器

發射器包括心電參數電路，用于基帶數字信號處理的MSP430微控器，以及TRF4400的射頻發送模塊電路。其中無線射頻收發芯片TRF4400是整個系統的核心，直接關系到整個系統的性能。電路如圖2所示

1) 心電參數電路

人體微弱心電信號經過保護電路，差模放大，濾波等電路后得到心電信號ECG，導聯脫落FAIL_RA,FAIL_LL信號，然后通過MSP430自帶的12BIT的AD轉換，參數電路可以通過SHUTDOWN即開關電源信號受控于控制器。通過PACE波撿出得到PACE脈沖信號，利用MSP430的I/O口中斷功能捕獲。

2) 微控制器

本系統中使用的微控制器是TI公司的MSP430。它具有功耗低、體積小等特點，有豐富的硬件資源。

系統還擴展了按鍵電路，如護士呼叫等按鍵，電池電壓低，采樣導聯線脫落等發光二極管狀態指示和報警。

3)供電電路

發射器采用兩節5號鎳氫電池供電，容量為1300mAh，可直接對微控制器和TRF6900供電，用電源變換芯片變換為+/-5V為心電ECG參數電路供電，為了達到20小時以上的工作時間，要求發射器的功耗在120mW以內，發射部分的平均功耗估計在80mW左右，這樣分配給其他部分的功耗為40mW，這對設計提出了較高要求。對ECG電路需要做針對低功耗的設計優化，通過選用低功耗的芯片，這個目標是可以達到的。

3.2.RF無線鏈路

該部分是采用TI的無線收發模塊TRF4400來完成的，它可實現基帶數字信號的透明傳輸，TRF6900采用DDS和PLL技術，該技術直接由基帶數字信號0，1產生相應兩種不同頻率的正弦波，具體是當傳輸0的時候是根據外接的參考頻率和DDS的編程設置產生輸出某個頻率，而1則是在此基礎上根據調制系數的傳輸速率來編程產生偏移頻率

具有頻率范圍寬、頻率分辨率高、可用軟件方便地控制輸出頻率等優點，但DDS由于受參考頻率的限制，輸出頻率通常較低，為了滿足實際需要，所以DDS輸出的中頻信號要經過PLL進行倍頻。倍頻倍數N可設置為256或512，工作模式有兩種選擇，分別為模式0和模式1，通過MODE線選擇，均可設置為發射或接收，由STANDBY選擇工作模式或者待機模式，頻率方案可通過編程四個專門工作寄存器A,B,C,D靈活設置。它專門有供編程用的串行接口，分別是串行時鐘線CLOCK,數據線DATA,選通線STROBE，在CLOCK的每個上升沿將DATA數據線上的一位數據寫入TRF6900的24位的移位寄存器，順序由高到低，最前面2，3位是地址位，在STROBE為高電平時寫入相應的工作寄存器，其中A,B分別是模式0和模式1的頻率設置寄存器，而頻偏可由D來設置。

由于TRF6900不需要很多其它的外接電路，靈活編程的特點我們可根據要求靈活設置。本系統的發射和接收都采用FSK調制解調的方式，系統工作在430MHz的UHF頻段，采用頻分多址的方式，發射器和接收器是一對一的，每個發射器加玫拇?硎?0KHz,傳輸速率為9600kbps,在發射器的功率符合無線法規以及接收器的靈敏度足夠大的情況下，理論上傳輸距離可以達到十幾公里，由于各種損耗的原因，實際上可以達到四五百米。TRF4400射頻部分的電路如下圖3所示：