心電數字無線遙測系統的研製
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乙個重要因素。從發展的角度來看，醫療監護產品的無線化、網路化是發展趨勢，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（遠端醫療）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，因此研製開發無線監護產品勢在必行。
在該系統中使用了ti公司的單片無線傳送晶元trf4400和接收晶元trf6900。該晶元功耗低，抗干擾能力強，且使用ism頻段，頻率無需申請．可廣泛應用於無線資料採集系統、無線監控系統、收費系統、智慧卡、裝置遙控等場合，應用前景十分廣泛。
1．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，遠端**站等組成(見圖1)。接收箱出為ttl 非同步序列資料，模組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組（圖2）。接收箱輸出為10 base-t介面，直接和遠端的**站產品介面，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頻寬限制。
首先通過攜帶在病人身上的發射器將病人的資訊採集處理後發射出去，接收箱完成資料接收，送給床邊監護儀顯示列印，最後通過10base網線送給**站實現遠端診療。
2．硬體電路設計
2.1. 發射器
發射器包括心電引數電路，用於基帶數字訊號處理的msp430微控器，以及trf4400的射頻傳送模組電路。其中無線射頻收發晶元trf4400是整個系統的核心，直接關係到整個系統的效能。電路如圖2所示
心電引數電路
人體微弱心電訊號經過保護電路，差模放大，濾波等電路後得到心電訊號ecg，導聯脫落fail_ra,fail_ll訊號，然後通過msp430自帶的12bit的ad轉換，引數電路可以通過shutdown即開關電源訊號受控於控制器。通過pace波撿出得到pace脈衝訊號，利用msp430的i/o口中斷功能捕獲。
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，有豐富的硬體資源。
系統還擴充套件了按鍵電路，如**呼叫等按鍵，電池電壓低，取樣導聯線脫落等發光二極體狀態指示和報警。
供電電路
發射器採用兩節5號鎳氫電池供電，容量為1300mah，可直接對微控制器和trf6900供電，用電源變換晶元變換為+/-5v為心電ecg引數電路供電，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，通過選用低功耗的晶元，這個目標是可以達到的。
2.2.rf無線鏈路
該部分是採用ti的無線收發模組trf4400來完成的，它可實現基帶數碼訊號的透明傳輸，trf6900採用dds和pll技術，該技術直接由基帶數碼訊號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的程式設計設定產生輸出某個頻率，而1則是在此基礎上根據調製係數的傳輸速率來程式設計產生偏移頻率
具有頻率範圍寬、頻率解析度高、可用軟體方便地控制輸出頻率等優點，但dds由於受參考頻率的限制，輸出頻率通常較低，為了滿足實際需要，所以dds輸出的中頻訊號要經過pll進行倍頻。倍頻倍數n可設定為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，均可設定為發射或接收，由standby選擇工作模式或者待機模式，頻率方案可通過程式設計四個專門工作暫存器a,b,c,d靈活設定。它專門有供程式設計用的序列介面，分別是序列時鐘線clock,資料線data,選通線strobe，在clock的每個上公升沿將data資料線上的一位資料寫入trf6900的24位的移位暫存器，順序由高到低，最前面2，3位是位址位，在strobe為高電平時寫入相應的工作暫存器，其中a,b分別是模式0和模式1的頻率設定暫存器，而頻偏可由d來設定。
由於trf6900不需要很多其它的外接電路，靈活程式設計的特點我們可根據要求靈活設定。本系統的發射和接收都採用fsk調製解調的方式，系統工作在430mhz的uhf頻段，採用分頻多重進接的方式，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，由於各種損耗的原因，實際上可以達到四五百公尺。trf4400射頻部分的電路如下圖3所示：
無線電 無線電頻譜和波段劃分
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