基于数字无线通信技术的胎儿监护探头系统(附件)【字数：7324】
摘 要目前，检测胎儿宫内发育的主要方法是胎儿电子监护仪。本文以“基于数字无线通信技术的胎儿监护探头系统”作为研究课题，以nRF24E1芯片作为无线收发核心，实现了监护探头与监护仪的无线连接的功能。硬件部分主要由超声换能器，超声发射模块，超声解调模块，压力传感器和宫压信号处理电路等组成。经SystemView对PCM编码的仿真研究，证明其信号还原能力达到了预期的结果，且误码率较低，有很好的市场前景和应用价值。
目录
一、 引言 1
二、 近距离无线通信技术简介及芯片选择 1
三、 硬件设计 2
(一) 系统总框架 2
(二) 胎心探头设计 3
1、 超声发射电路 3
2、 超声解调电路 4
(三) 宫压探头设计 6
1、 宫压信号处理电路 6
2、 无线模块收发电路 6
(四) 基座设计 7
1、 显示及控制电路 7
2、 电源电路 8
四、 软件设计 9
(一) DS2430A 9
(二) 探头软件设计 9
(三) 基座软件设计 11
五、 仿真实验 12
(一) NRF24E1模块的无线收发机制 12
1、 SHOCKBURST???????? 12
2、 DUOCEIVER???????? 13
(二) NRF24E1音频数据包的处理 13
(三) NRF24E1 PCM编码和模拟数字转换 14
(四) 系统误码分析 15
总结 18
参考文献 19
致谢 20
引言
胎儿健康监护主要是为了有效保护胎儿在妊娠期的整个健康生长,排除可能影响胎儿的各种因素,直至足月安全分娩出身体健康、智力发育良好的婴儿。90年代以来,随着人口大幅度增长,我国开始实行计划生育的政策,国家和社会对于产前胎儿的发育和健康状况也越来越重视。所以对于孕妇定期实施精密的产前出生胎儿的监护,及时的了解产前胎儿的健康发育和生长情况,对于提高产后出生胎儿的健康发育水平和优生优育的能力有着非常重大的作用和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
意义。
胎心的听诊技术是最早的对胎儿心动电子监护的方法。在18世纪,产科医生就用了胎心电子听诊的技术和方法来深入了解胎儿在孕妇子宫内的发育情况。自此,胎心听诊逐渐发展成为了胎心监护的一种常规技术和方法。在使用电子胎心监护之前,胎心率异常和胎儿分娩时羊水和粪便的染色异常是产科医生诊断孕妇和胎儿穿孔的两个重要标准。1906年,克里默通过孕妇的腹壁心电图记录了孕妇和胎儿的心电图。50年后,超声多普勒成像技术和对胎儿分娩时心脏的电子监护听诊技术的广泛应用,以及20世纪末超声成像技术、生物技术和胎儿遗传学的迅速发展,使得对胎儿的监护技术方法越来越多。多种监护方法相互结合,形成了较为完整、立体的现代胎儿的监护技术胎儿的电子监护仪技术主要是通过先进的胎儿电子仪器对于胎儿心率进行一种基于物理上的健康监护,是目前关于胎儿电子监护的技术科学性及技术应用研究中重要的组成部分。一般的胎儿早期心理健康监护治疗技术主要是对于胎儿的心率和胎心率有宫缩的异常情况的胎儿进行心理监护。传统的无线胎儿心率监护仪主要是通过复杂的超声多普勒探头信号来接收孕妇检测胎心率的信号,宫缩时的压力通过传感器探头来显示和检测,标记胎动的按钮通过探头来显示和记录影响胎动的事件,而这些传感器探头都主要是由复杂的电线连接到了监护仪的主机,同时,各种传感器的连线在孕妇身上的交错缠绕,给孕妇的生活增加了许多的不便,造成严重的不适,甚至还有可能会直接影响孕妇生理和心理的状况。
基于上述缺点, 我们开始思考通过无线通信技术来实现各个监护探头与监护主机之间的无线连接的可能性，如果我们把先进的数字无线通信系统技术直接运用无线连接到孕妇和胎儿的心率监护探头设备中,达到各种传感器探头与监护仪主机之间的无线连接,不仅在技术上能有效解决各医院病房内线路多，导致的安全隐患,在管理上也有利于加强医护人员对胎儿和产妇的转移和监护工作因此,无线胎儿心率监护探头在医学市场上具有十分重要的临床应用技术价值和广阔的前景。
近距离无线通信技术简介及芯片选择
NFC是一个新兴的技术，是一种非接触式射频识别(RFID), 它可以通过相互靠近来交换数据再加上集成互联和交流技术的发展,通过在单个芯片上集成感应读卡器、感应卡和点对点通信功能,使用移动终端进行移动支付,门禁、安防等应用。它为我们日常生活中越来越受欢迎的各种电子产品提供了一种非常安全和快速的通信方式。
ZWave是基于射频的低成本、低功耗和高可靠的一种新兴的适于网络的短距离无线通信技术。其工作频带为868.42MHz(欧洲)~908.42MHz(美国),采用?FSK
的调制方式,数据传输速率为9.6?Kbps?,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带应用场合。与现有的各种无线通信技术相比，zwave技术将是功耗最低、成本最低的技术，可以有效地推广低速率的无线个人区域网。
DECT数字增强无绳通信?系统是增强型数字无绳电话标准，同时也是一个开放而不断发展的数位通讯标准，这个标准是由欧洲电信标准协会制定的。主要用于无绳电话系统。为高用户密度、小距离通信提供高质量的语音和数据服务。
芯片的选择是非常重要的，关系着产品能否投入市场可行性和在市场上的推广性。在本系统中我们选择了nRF24E1芯片，他的体积小，功耗小，所需外围原件少，成本低，便于开发和推广。虽然通信距离较短，但是能够满足一般医院病房对距离的要求，且它使用的是2.4G GHz ISM频段，国际内外都可使用。采用GFSK的调制方式，其信号的传输也相对稳定。
硬件设计
系统总框架
目录
一、 引言 1
二、 近距离无线通信技术简介及芯片选择 1
三、 硬件设计 2
(一) 系统总框架 2
(二) 胎心探头设计 3
1、 超声发射电路 3
2、 超声解调电路 4
(三) 宫压探头设计 6
1、 宫压信号处理电路 6
2、 无线模块收发电路 6
(四) 基座设计 7
1、 显示及控制电路 7
2、 电源电路 8
四、 软件设计 9
(一) DS2430A 9
(二) 探头软件设计 9
(三) 基座软件设计 11
五、 仿真实验 12
(一) NRF24E1模块的无线收发机制 12
1、 SHOCKBURST???????? 12
2、 DUOCEIVER???????? 13
(二) NRF24E1音频数据包的处理 13
(三) NRF24E1 PCM编码和模拟数字转换 14
(四) 系统误码分析 15
总结 18
参考文献 19
致谢 20
引言
胎儿健康监护主要是为了有效保护胎儿在妊娠期的整个健康生长,排除可能影响胎儿的各种因素,直至足月安全分娩出身体健康、智力发育良好的婴儿。90年代以来,随着人口大幅度增长,我国开始实行计划生育的政策,国家和社会对于产前胎儿的发育和健康状况也越来越重视。所以对于孕妇定期实施精密的产前出生胎儿的监护,及时的了解产前胎儿的健康发育和生长情况,对于提高产后出生胎儿的健康发育水平和优生优育的能力有着非常重大的作用和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
意义。
胎心的听诊技术是最早的对胎儿心动电子监护的方法。在18世纪,产科医生就用了胎心电子听诊的技术和方法来深入了解胎儿在孕妇子宫内的发育情况。自此,胎心听诊逐渐发展成为了胎心监护的一种常规技术和方法。在使用电子胎心监护之前,胎心率异常和胎儿分娩时羊水和粪便的染色异常是产科医生诊断孕妇和胎儿穿孔的两个重要标准。1906年,克里默通过孕妇的腹壁心电图记录了孕妇和胎儿的心电图。50年后,超声多普勒成像技术和对胎儿分娩时心脏的电子监护听诊技术的广泛应用,以及20世纪末超声成像技术、生物技术和胎儿遗传学的迅速发展,使得对胎儿的监护技术方法越来越多。多种监护方法相互结合,形成了较为完整、立体的现代胎儿的监护技术胎儿的电子监护仪技术主要是通过先进的胎儿电子仪器对于胎儿心率进行一种基于物理上的健康监护,是目前关于胎儿电子监护的技术科学性及技术应用研究中重要的组成部分。一般的胎儿早期心理健康监护治疗技术主要是对于胎儿的心率和胎心率有宫缩的异常情况的胎儿进行心理监护。传统的无线胎儿心率监护仪主要是通过复杂的超声多普勒探头信号来接收孕妇检测胎心率的信号,宫缩时的压力通过传感器探头来显示和检测,标记胎动的按钮通过探头来显示和记录影响胎动的事件,而这些传感器探头都主要是由复杂的电线连接到了监护仪的主机,同时,各种传感器的连线在孕妇身上的交错缠绕,给孕妇的生活增加了许多的不便,造成严重的不适,甚至还有可能会直接影响孕妇生理和心理的状况。
基于上述缺点, 我们开始思考通过无线通信技术来实现各个监护探头与监护主机之间的无线连接的可能性，如果我们把先进的数字无线通信系统技术直接运用无线连接到孕妇和胎儿的心率监护探头设备中,达到各种传感器探头与监护仪主机之间的无线连接,不仅在技术上能有效解决各医院病房内线路多，导致的安全隐患,在管理上也有利于加强医护人员对胎儿和产妇的转移和监护工作因此,无线胎儿心率监护探头在医学市场上具有十分重要的临床应用技术价值和广阔的前景。
近距离无线通信技术简介及芯片选择
NFC是一个新兴的技术，是一种非接触式射频识别(RFID), 它可以通过相互靠近来交换数据再加上集成互联和交流技术的发展,通过在单个芯片上集成感应读卡器、感应卡和点对点通信功能,使用移动终端进行移动支付,门禁、安防等应用。它为我们日常生活中越来越受欢迎的各种电子产品提供了一种非常安全和快速的通信方式。
ZWave是基于射频的低成本、低功耗和高可靠的一种新兴的适于网络的短距离无线通信技术。其工作频带为868.42MHz(欧洲)~908.42MHz(美国),采用?FSK
的调制方式,数据传输速率为9.6?Kbps?,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带应用场合。与现有的各种无线通信技术相比，zwave技术将是功耗最低、成本最低的技术，可以有效地推广低速率的无线个人区域网。
DECT数字增强无绳通信?系统是增强型数字无绳电话标准，同时也是一个开放而不断发展的数位通讯标准，这个标准是由欧洲电信标准协会制定的。主要用于无绳电话系统。为高用户密度、小距离通信提供高质量的语音和数据服务。
芯片的选择是非常重要的，关系着产品能否投入市场可行性和在市场上的推广性。在本系统中我们选择了nRF24E1芯片，他的体积小，功耗小，所需外围原件少，成本低，便于开发和推广。虽然通信距离较短，但是能够满足一般医院病房对距离的要求，且它使用的是2.4G GHz ISM频段，国际内外都可使用。采用GFSK的调制方式，其信号的传输也相对稳定。
硬件设计
系统总框架
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/182.html
