摘   要： 針對亟待解決的獨居老人監(jiān)護(hù)的社會問題,，設(shè)計了獨居老人無線家庭監(jiān)護(hù)系統(tǒng),。該系統(tǒng)通過醫(yī)用電極采集受監(jiān)護(hù)老人的生理信號,信號經(jīng)過微弱信號放大電路及單片機(jī)處理后，通過無線收發(fā)模塊將數(shù)據(jù)以無線的方式傳送到小區(qū)監(jiān)護(hù)中心,。小區(qū)監(jiān)護(hù)醫(yī)生對老人進(jìn)行每日的日常監(jiān)護(hù),，一旦發(fā)生異常，監(jiān)護(hù)系統(tǒng)立刻發(fā)生報警,，通知急救人員進(jìn)行救援。測試結(jié)果表明,，系統(tǒng)性能穩(wěn)定,，能夠?qū)ΡO(jiān)護(hù)對象的脈搏、血壓和心率進(jìn)行實時監(jiān)控,。
關(guān)鍵詞：無線監(jiān)護(hù); AGC; 微弱信號放大; AD623

    隨著信息科技的不斷發(fā)展,，醫(yī)療信息化成為國內(nèi)外廣泛關(guān)注的焦點，逐漸形成了電子醫(yī)療這一研究領(lǐng)域,。實時的醫(yī)療監(jiān)控會更好地引導(dǎo)人們養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣,，變治病為防病，因此無線遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)系統(tǒng)有很廣泛的應(yīng)用價值[1],。
    本文運用微弱信號實時檢測技術(shù)采集受監(jiān)護(hù)老人的脈搏,、血壓、心率信號,，通過無線收發(fā)模塊將監(jiān)控病人的生理參數(shù)傳送至小區(qū)的監(jiān)控中心,。當(dāng)老年人在家突發(fā)疾病導(dǎo)致生理信號出現(xiàn)異常時，監(jiān)控中心會在第一時間做出反應(yīng),，派出急救人員對患者進(jìn)行搶救和治療,。通過此裝置可有效降低錯失最佳救治時間而帶來的巨大風(fēng)險，大大提高了醫(yī)療救治的效率,。
1 監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
    心電傳感器采集的心電信號頻率主要集中在0.05~ 100 Hz,，幅度為10 μV~4 mV(典型值為1 mV),，是一種低頻率的微弱雙極性信號[2]。它淹沒在許多較強(qiáng)的干擾和噪聲之中,。因此,，要實現(xiàn)心電信號的精確測量，必須設(shè)計出性能優(yōu)良的前置級放大電路,。該電路由前置放大器和濾波器構(gòu)成,，經(jīng)放大后的信號送入單片機(jī)AD端口進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換處理,然后采用無線收發(fā)模塊將信號傳輸至小區(qū)監(jiān)控中心[3]。圖1為系統(tǒng)原理框圖,。

2 監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的組成
2.1 微弱信號放大器
    AD623是一種采用8腳工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝,、集成的單電源(3~12 V)儀表放大器。放大器的增益由一個外接電阻設(shè)置,，使用極為方便,。在不接增益電阻時,增益為1;外接電阻時，增益可達(dá)到1 000[4],。該芯片具有優(yōu)良的AC CMRR,，即便在增益不斷增加的情況下，仍能保持誤差最小,電源噪聲以及電源諧波都能得到很好的抑制,。AD623的輸人共模范圍很寬,能夠放大150 mV的共模信號,。圖2給出了微弱信號放大器的電路原理圖。微弱小信號放大器電路采用兩級放大,利用外接增益電阻方式控制放大倍數(shù), 本電路外接電阻為1.02 kΩ, 理論上放大信號2 000倍[5],。

2.3 無線傳輸模塊
    監(jiān)護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的無線傳輸由XL02-232AP1模塊實現(xiàn),。該模塊是UART接口的半雙工無線傳輸模塊，可以工作在433 MHz公用頻段,，符合歐洲ETSI（EN300-220-1 和EN301-439-3）標(biāo)準(zhǔn),，滿足無線管制要求，無需申請頻率使用許可證,。
    XL02-232AP1模塊使用+5 V直流電源供電,，最大工作電流不超過60 mA, 工作頻率為428.5~435.1 MHz，調(diào)制方式為FSK,。本設(shè)計中該模塊工作頻率設(shè)置為433.92 MHz,，發(fā)射功率為15 dBm，串口速率為9.6 kb/s[7],。
    接通電源,運行發(fā)射接收程序,在發(fā)射數(shù)據(jù)時XL02-232AP1模塊紅燈閃爍,接收到數(shù)據(jù)后XL02-232AP1模塊綠燈閃爍,。
2.4 AGC模塊
    由于電波傳播衰落等各種因素的影響，接收機(jī)所接收的信號強(qiáng)弱變化范圍很大,。AGC電路的主要功能是根據(jù)輸入信號電平的大小調(diào)整接收機(jī)的增益,，從而使輸出信號電平保持穩(wěn)定，確保接收系統(tǒng)的高靈敏度，避免漏報現(xiàn)象[8],。系統(tǒng)以壓控增益放大器VCA810為核心,，運放OPA620用作比較器，通過比較VCA810輸出電壓和設(shè)置的電壓,，實現(xiàn)增益可控放大器,，圖4給出了AGC電路原理圖[9]。當(dāng)VF1>V3時,，比較器輸出正電壓,，對電容進(jìn)行充電，從而使電容兩端的電壓增大（電壓為負(fù),，其絕對值減?。瑢?dǎo)致VCA810的控制電壓Vc增大,，從而使VCA810的增益減小,，實現(xiàn)了負(fù)反饋；當(dāng)VF1<V3時,，AGC電路的工作過程與上述相反[10],。

4 系統(tǒng)測試結(jié)果
    表1、表2分別給出了微弱信號放大電路,、AGC電路的測試結(jié)果,，圖6、圖7為實測波形,。測試結(jié)果表明,，微弱信號放大器的增益達(dá)到接近2 000,AGC電路可以穩(wěn)定0.33 V~20 V(p-p)的電壓,系統(tǒng)性能穩(wěn)定，滿足設(shè)計要求,。

    經(jīng)過實際測量，此系統(tǒng)工作性能良好,，無線傳輸距離可達(dá)到30 m,，接收端接收信號完整不失真，此系統(tǒng)具有良好的實際應(yīng)用價值,。                                   
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