體溫,、心率和呼吸頻率等三項(xiàng)生理參數(shù)是人體最重要、最基本的生命體征,。對(duì)傷病人員進(jìn)行多項(xiàng)生命體征的監(jiān)測(cè)有利于對(duì)其進(jìn)行及時(shí)有效的治療處理,，但目前我國(guó)大部分監(jiān)護(hù)系統(tǒng)都是人工床邊監(jiān)護(hù)和有線方式床邊監(jiān)護(hù),，前者浪費(fèi)人力，可靠性低;后者成本高,，布線困難,。這就迫切需要一種既能夠可靠監(jiān)護(hù)病人，又能節(jié)約人力物力的監(jiān)護(hù)方式,。本文介紹的無人值守病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)正是為滿足這樣的需要而設(shè)計(jì),，該系統(tǒng)采用生物醫(yī)學(xué)傳感器對(duì)病人的體溫、心率(脈搏),、呼吸頻率等生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過無線射頻模塊發(fā)送給監(jiān)控中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人的身體情況,，不但節(jié)省了人力物力,，提高了醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量、醫(yī)院管理水平,，并且安裝方便,、成本低、使用簡(jiǎn)單,。

　　1 系統(tǒng)組成及工作原理

　　無人值守病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集器,、無線射頻模塊SRWF-106、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等部分組成,，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,。

　　佩戴在病人身上的數(shù)據(jù)采集器集心率傳感器、呼吸頻率傳感器以及溫度傳感器等多種生物醫(yī)學(xué)傳感器于一體,，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人的心率,、呼吸頻率以及體溫等生理體征參數(shù)，并通過鐵電存儲(chǔ)器記錄數(shù)據(jù)的采集時(shí)間,，然后通過無線射頻模塊SRWF-106實(shí)時(shí)發(fā)送到中心病房監(jiān)控計(jì)算機(jī),。如果某個(gè)病房發(fā)送數(shù)據(jù)的某項(xiàng)指標(biāo)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警提醒監(jiān)控人員對(duì)相關(guān)病人采取及時(shí)地處理措施,，從而比較及時(shí)的對(duì)病人治療,，保證了病人的安全并提高了監(jiān)控效率,。當(dāng)然，監(jiān)控人員也可對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)索引,，有針對(duì)性地對(duì)某些病人的生理體征參數(shù)進(jìn)行分析,，及時(shí)更改治療手段或者提前對(duì)病癥進(jìn)行有效的防控，進(jìn)而最大限度上保證了病人的權(quán)益,。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 數(shù)據(jù)采集器硬件設(shè)計(jì)

　　數(shù)據(jù)采集器佩戴在病人身上,，主要完成對(duì)病人生理體征參數(shù)的采集、處理和存儲(chǔ)等功能,，由傳感器電路,、微處理器以及鐵電存儲(chǔ)器等部分組成。傳感器包括溫度傳感器DSl8820,、HK-2000A型集成化脈搏傳感器,、HXB-2型壓電呼吸傳感器以及其他待擴(kuò)展傳感器，微處理器選用了PLILIPS公司的高速,、低功耗,、8位FLASH單片機(jī)LPC932，鐵電存儲(chǔ)器選用RAMTRON公司集成時(shí)鐘電路的FM31256,。數(shù)據(jù)采集器電氣原理圖如圖2所示,。

　　將連接到數(shù)據(jù)采集器上的數(shù)字溫度傳感器DSl8B20、HK-2000A型集成化脈搏傳感器和HXB-2型壓電呼吸傳感器分別按要求安裝到病人身體的相關(guān)部位,，然后開啟數(shù)據(jù)采集器，開始采集病人的體征參數(shù),，連同數(shù)據(jù)采集的時(shí)間一并存入鐵電存儲(chǔ)器FM31256,，同時(shí)啟動(dòng)無線射頻模塊SRWF-106，實(shí)時(shí)地將病床號(hào),、采集時(shí)間以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送出去,，紅指示燈D3閃爍標(biāo)示數(shù)據(jù)傳輸成功。當(dāng)供電電池電壓不足,，單片機(jī)LPC932會(huì)發(fā)生比較中斷,，這時(shí)黃指示燈D4會(huì)閃爍指示，提醒工作人員更換電池,，提高了數(shù)據(jù)采集器的工作可靠性,。

　　2.2 無線射頻模塊SRWF-106的使用

　　SRWF-106模塊提供兩個(gè)串口，COMl(CONl的Pin3,、Pin4)固定為TLL電平的UART串行口;COM2(C0Nl的Pin6,、Pin7)可通過跳線J1的D位來選擇接口方式，包括RS 485和RS 232兩種,。本設(shè)計(jì)中,，數(shù)據(jù)采集器和SRWF-106之間為TTL電平,，而監(jiān)控計(jì)算機(jī)與SRWF-106間為RS 232。SRWF-106模塊提供1 200 b/s,，2 400 b/s,，4 800 b/s，9 600 b/s,，14 400 b/s,，19 200 b/s等接口波特率，波特率的設(shè)定可通過改變模塊反面的焊盤跳線(J2～J4)的狀態(tài)來確定,。模塊工作電壓為+4.5～+5.5 V,。為有效節(jié)約功耗，模塊可設(shè)置為休眠狀態(tài),。

　　3 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)

　　無線通信系統(tǒng)中,，由于供電、空間噪聲以及傳輸路徑等因素的影響,，數(shù)據(jù)傳播過程中很容易受到干擾,，造成通信失敗，因而需要設(shè)計(jì)一種傳輸協(xié)議,，保證在這種不可靠的物理鏈路上建立起可靠的數(shù)據(jù)連接,。本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集器與監(jiān)控計(jì)算機(jī)是一個(gè)簡(jiǎn)單的多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)通信,。

　　3.1 波特率設(shè)置及通信方式的選擇

　　考慮到無線射頻模塊SRWF-106自身的特點(diǎn)并兼顧到數(shù)據(jù)通信的速度和穩(wěn)定性,，本設(shè)計(jì)采用9 600 b/s。由于通信是多對(duì)一的關(guān)系,，串口選擇工作方式3,。

　　3.2 數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式的確定

　　使用無線通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，很容易遇上干擾,，使傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生改變,，從而導(dǎo)致傳輸錯(cuò)誤?？紤]到系統(tǒng)的實(shí)際要求,，本設(shè)計(jì)采用8位的CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))校驗(yàn)方式。

　　CRC校驗(yàn)和的計(jì)算是一種循環(huán)計(jì)算,。從數(shù)學(xué)角度看,，CRC校驗(yàn)和是用生成多項(xiàng)式(算法規(guī)則)去除一個(gè)多項(xiàng)式(由數(shù)據(jù)塊表示)，CRC校驗(yàn)為相除后所得的余項(xiàng),。CRC校驗(yàn)是對(duì)要傳送的一個(gè)數(shù)據(jù)塊附加一些校驗(yàn)位這些校驗(yàn)位(CRC校驗(yàn)位)由該數(shù)據(jù)塊算出,，并隨同數(shù)據(jù)塊一并傳送。在接收端，對(duì)收到的數(shù)據(jù)塊重新按規(guī)定的算法計(jì)算CRC校驗(yàn)和,，從而可以判別數(shù)據(jù)傳輸過程是否出錯(cuò),。

　　本系統(tǒng)中的CRC校驗(yàn)子程序如下：

　　3.3 通信數(shù)據(jù)的編碼

　　為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性，本設(shè)計(jì)采用的數(shù)據(jù)幀格式如表1所示,。其中,，前兩字節(jié)為起始同步信號(hào)，地址碼占用一個(gè)字節(jié)(O～255),，用它來標(biāo)示不同床位號(hào);待發(fā)數(shù)據(jù)包括：心率(1 B),、呼吸頻率(1 B)、體溫(2 B)和采集時(shí)間(7 B);校驗(yàn)碼為8位的CRC校驗(yàn)碼,。傳輸順序?yàn)椋盒穆?、呼吸頻率、體溫(高位在前,，低位在后),、采集時(shí)間(依次為：秒、分,、小時(shí),、日、月,、年);當(dāng)發(fā)送應(yīng)答命令時(shí),，待發(fā)數(shù)據(jù)為2 B的0xcc或者0xBB。

　　4 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　在Windows操作平臺(tái)上采用可視化程序設(shè)計(jì)語言Visual Basic：設(shè)計(jì)系統(tǒng)的Database Server,，Visual Basic是面向?qū)ο蟮目梢暬焖賾?yīng)用開發(fā)工具,，具有功能強(qiáng)大、界面友好,、簡(jiǎn)便易用和代碼執(zhí)行速度快等優(yōu)點(diǎn),。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)索引、系統(tǒng)設(shè)置,、報(bào)表等功能。根據(jù)病人病情的不同,，醫(yī)生可以制訂不同的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn),。圖3是系統(tǒng)操作界面的截圖(包含部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))。

　　5 結(jié)語

　　基于無線射頻技術(shù)的無人值守病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)省略了復(fù)雜的布線,，安裝方便,、操作簡(jiǎn)單、工作可靠,、故障率低,、易于維護(hù)，一旦進(jìn)入實(shí)用階段必將為醫(yī)院節(jié)省經(jīng)營(yíng)成本,，提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和管理水平,，最終使患者及醫(yī)務(wù)人員真正受益,，這對(duì)于加快我國(guó)醫(yī)院的智能化建設(shè)進(jìn)程具有重要意義。