无线胎儿监护仪的多通道实现

论文摘要

胎儿监护是保障产妇和胎儿安全、实现优生优育的重要手段,胎心率电子监护是目前在临床上使用最广泛的胎儿监护方法之一。传统胎儿监护仪都是通过有线电缆将监护探头连接到监护仪主机上,这些连接导线的缠绕给孕妇带来了很大的不便和不适,严重时甚至影响孕妇的心理和生理,也不适合孕妇长时间的监护以及水下分娩等特殊情况。而且目前的胎儿监护仪只能实现一对一的监护,使得医生和电子监护仪的工作效率都不能得到有效提高。因此,如何通过无线数据传输的方式实现孕妇与监护仪主机之间的有效连接,同时扩展为多通道,实现一台监护仪同时监护多个孕妇,提高监护效率,是本文主要的研究内容。本文研究比较了当前多种近距离无线通讯技术,根据低功耗和小型化的要求,本系统采用Nordic公司的nRF24E1芯片实现无线数据通信,该芯片具有集成度高,外围器件少的特点。本文先介绍了基于nRF24E1的单通道无线胎儿监护系统,并在其基础上设计了多通道监护系统,然后研究了无线胎儿监护系统各个模块的工作原理、多通道监护的实现以及相应的软件系统,具体包括:(1)以nRF24E1芯片作为多通道无线通信系统核心,解决了体积小、成本低和阻抗匹配等问题;(2)收发软件采用呼叫——应答机制,保证通信的可靠性;(3)以W77E58为下位机的主模块,利用它的两个全双工串口,一个串口连接上位机,另一串口通过四选一开关CD4052,来实现PC机与多个无线接收模块的数据的传输。并设计了它们之间的通信协议;(4)建立测试软件平台,对硬件设计进行测试,以保证系统的准确性和可靠性;(5)将传统监护仪主机转换为PC机的形式,可更好地实现胎儿生理信息的显示以及孕妇档案的存储、打印等多种功能。本无线胎儿监护系统已经通过了初步临床小样本测试阶段,但还需进一步的临床大样本的检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 胎心监护的发展历程
• 1.3 无线胎儿监护的发展和意义
• 1.4 本文的选题依据、意义及主要工作内容
• 第二章 单通道无线胎儿监护系统
• 2.1 当前几种近距离无线通信技术比较
• 2.2 无线通信方案和无线芯片的选择
• 2.3 基于nRF24E1的单通道无线胎儿监护系统
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 探头的设计
• 2.3.3 基座的设计
• 2.4 单通道无线胎儿监护系统与临床测试
• 2.4.1 无线胎儿监护系统的安装
• 2.4.2 无线胎儿监护系统的测试
• 2.4.3 无线胎儿监护探头系统的临床测试
• 2.5 本章小结
• 第三章 多通道无线胎儿监护仪系统
• 3.1 多通道无线胎儿监护系统的设计思路和整体方案
• 3.1.1 设计思路
• 3.1.2 整体方案
• 3.2 无线接收板
• 3.2.1 主要 IC简介
• 3.2.2 主要电路实现
• 3.3 接口转换板
• 3.3.1 主要IC简介
• 3.3.2 主要电路实现
• 3.4 硬件测试
• 3.5 本章小结
• 第四章 软件设计
• 4.1 无线接收板的软件设计
• 4.1.1 nRF24E1收发模块的工作方式
• 4.1.2 音频数据包的接收
• 4.2 接口转换板的软件设计
• 4.2.1 接口转换板的工作流程
• 4.2.2 通信协议
• 4.3 PC机软件设计
• 4.3.1 设计思路
• 4.3.2 软件系统主界面
• 4.3.3 参数设置模块
• 4.3.4 档案管理模块
• 4.3.5 分析系统相关参数指标
• 4.3.6 评分法分析
• 4.4 软件测试数据
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 问题及展望
• 参考文献
• 致谢