本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的無線血氧飽和度采集系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：血液中的氧氣稱為血氧,而血液里面的血紅蛋白與氧結(jié)合的飽和程度稱為血氧飽和度,對于正常人,血氧飽和度為90%左右。人體血氧飽和度并不是越高越好,如果血氧飽和度太高,其結(jié)果是機體新陳代謝加快,細(xì)胞加速了老化。但是,如果血氧飽和度過低,則機體供氧又會不足,所以,在臨床上,血氧飽和度是人體健康護理的一個重要參數(shù)。目前,市面上主流的血氧采集儀一般采用有線或者藍(lán)牙無線連接方式。對于有線連接方式,必須要求護士與病人面對面,這樣不僅費力,同時加大了醫(yī)護人員感染病癥的風(fēng)險。對于藍(lán)牙這種無線連接方式,雖然有效的隔離的醫(yī)護人員和病人,但是,由于藍(lán)牙協(xié)議點對點傳輸機制,導(dǎo)致基于藍(lán)牙無線連接的血氧采集儀在大面積的數(shù)據(jù)采集的情況下,還是顯得費時費力。針對于傳統(tǒng)的血氧采集儀的不足,本文致力于將ZigBee技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療器械行業(yè),ZigBee技術(shù)有別于來藍(lán)牙和WiFi技術(shù),其強大的局域無線網(wǎng)絡(luò)管理能力讓其在眾多無線技術(shù)中脫穎而出,使其能夠在低速率、低功耗的場合被大量應(yīng)用。本文所提的血氧采集技術(shù)正是通過ZigBee技術(shù)實現(xiàn)血氧信息的大面積采集、匯總,極大的減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作量,從而提高了醫(yī)務(wù)人員的工作效率。本系統(tǒng)由軟、硬兩部分組成,硬件部分分為模擬采集前端、數(shù)據(jù)接收處理部分、ZigBee無線通信部分、有線通信部分和后臺顯示部分。模擬采集前端以美國TI(德州儀器)公司的模擬前端AFE4490芯片為核心,搭載指夾式血氧采集傳感器,并通過SPI總線與后端通信。數(shù)據(jù)處理部分是以ST公司的STM32F103C8T6為處理器的系統(tǒng),該系統(tǒng)通過將模擬前端采集到的數(shù)據(jù)進行處理,然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成血氧飽和度值,并通過串口將數(shù)據(jù)傳輸給無線通信部分。無線通信部分以TI公司的CC2530為核心。在該無線通信系統(tǒng)中,由協(xié)調(diào)器將多個終端節(jié)點的數(shù)據(jù)集中,然后統(tǒng)一通過RS485總線傳輸給后臺。軟件部分,ZigBee采用采用美國德州儀器公司的免費開源協(xié)議棧Z-Stack,應(yīng)用程序編寫,通過IAR集成開發(fā)工具完成。數(shù)據(jù)處理部分為了提高系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性,通過在STM32F103C8T6芯片上移植免費開源的uCOS II來對系統(tǒng)任務(wù)進行管理,應(yīng)用程序開發(fā)通過Keil Vesion5軟件完成。為了方便后臺查看管理,協(xié)調(diào)器通過ModBus協(xié)議與后臺進行通信,上傳數(shù)據(jù)。后臺顯示部分的應(yīng)用軟件由ModMus-Poll工具暫為代替。本文詳細(xì)描述了ZigBee協(xié)議棧的框架結(jié)構(gòu),比較了ZigBee技術(shù)較當(dāng)前其他流行的無線技術(shù)的優(yōu)劣勢。同時,本文對系統(tǒng)的關(guān)鍵傳感器AFE4490做了詳細(xì)說明。文章闡述了整個系統(tǒng)的工作原理,對系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過一定的算法處理,并對結(jié)構(gòu)進行分析。最后,文章描述了本系統(tǒng)的應(yīng)用前景。如果能將本系統(tǒng)應(yīng)用與實際醫(yī)院病房血氧采集過程中,將極大的減少醫(yī)生護士的工作量,并減少醫(yī)護人員對某些疾病二次感染的風(fēng)險。本系統(tǒng)能夠保證數(shù)據(jù)的實時性及真實性,系統(tǒng)誤差小。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee STM32 血氧飽和度 AFE4490
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92;R472
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 血氧飽和度監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 ZigBee發(fā)展歷程及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要結(jié)構(gòu)13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-16
• 第二章 關(guān)鍵原理及技術(shù)16-26
• 2.1 血氧飽和度采集原理16-17
• 2.2 ZigBee技術(shù)概述17-22
• 2.2.1 ZigBee技術(shù)簡介17-18
• 2.2.2 ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.3 ZigBee的設(shè)備類型及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>19-22
• 2.3 幾種無線通信技術(shù)比較22-24
• 2.3.1 ZigBee與Wi-Fi技術(shù)的對比22
• 2.3.2 ZigBee與藍(lán)牙技術(shù)對比22-23
• 2.3.3 ZigBee與UWB技術(shù)比較23
• 2.3.4 ZigBee與GPRS技術(shù)對比23-24
• 2.4 ZigBee在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用研究24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計26-42
• 3.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)原理26
• 3.2 模擬前端硬件設(shè)計26-33
• 3.2.1 芯片簡介26-28
• 3.2.2 AFE4490部分重要寄存器介紹28-32
• 3.2.3 AFE4490典型應(yīng)用電路32-33
• 3.3 數(shù)據(jù)處理部分硬件設(shè)計33-38
• 3.3.1 芯片簡介33-35
• 3.3.2 SPI協(xié)議簡介35-36
• 3.3.3 STM32電路原理圖36-38
• 3.4 ZigBee部分硬件設(shè)計38-41
• 3.4.1 CC2530簡介38-39
• 3.4.2 終端節(jié)點電路原理圖39-40
• 3.4.3 協(xié)調(diào)器電路原理圖40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計42-58
• 4.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺42
• 4.2 數(shù)據(jù)采集部分軟件設(shè)計42-44
• 4.3 ZigBee無線傳輸部分軟件設(shè)計44-53
• 4.3.1 Z-Stack架構(gòu)44-47
• 4.3.2 Z-Stack的執(zhí)行流程47-50
• 4.3.3 Z-Stack的預(yù)編譯及配置50-53
• 4.4 終端節(jié)點部分軟件設(shè)計53-54
• 4.5 協(xié)調(diào)器部分軟件設(shè)計54-55
• 4.6 系統(tǒng)軟件結(jié)果測試55-56
• 4.7 本章小結(jié)56-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 總結(jié)58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻60-64
• 致謝64-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄66-67

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4 柯子力,姚國興,林礪宗;血氧飽和度檢測介紹[J];中國醫(yī)療器械信息;2004年02期

5 郭軍航;高玲莉;劉紅星;;小兒經(jīng)皮血氧飽和度夾使用新方法[J];現(xiàn)代護理;2006年27期

6 王旭萍;;高原血氧飽和度初步調(diào)查及運動前后比較[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;2010年01期

7 裴蕾,王旭萍;高原紅細(xì)胞增多癥患者的血氧飽和度的觀察[J];高原醫(yī)學(xué)雜志;2000年03期

8 韓傳寶;高梅;劉華;;低血氧飽和度患者麻醉處理一例[J];臨床麻醉學(xué)雜志;2007年06期

9 封蘇平;;自制布套在持續(xù)血氧飽和度監(jiān)測中的應(yīng)用[J];護理與康復(fù);2007年01期

10 何靜;禹文全;倪健;胡玉蘭;周彩萍;;手術(shù)前后脈搏-血氧飽和度的監(jiān)測[J];立體定向和功能性神經(jīng)外科雜志;1993年03期

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1 譚小丹;陳亞明;鄧親愷;;無損傷血氧飽和度測量的研究[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會醫(yī)學(xué)物理分會第十次學(xué)術(shù)年會、中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第一次醫(yī)療設(shè)備科學(xué)管理研討會論文集[C];1998年

2 胡安居;尚茜;蔣秋煥;;脈膊血氧飽和度監(jiān)測在神經(jīng)內(nèi)科檢測中的應(yīng)用體會[A];全國第七屆老年護理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會議論文匯編[C];2004年

3 郭軍航;肖敏;李友珍;;經(jīng)皮測血氧飽和度探頭使用方法的改進[A];全國重癥監(jiān)護護理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會議論文匯編[C];2004年

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6 谷萬里;史載祥;余云旭;西原辰一;吳玉為;;可視光分光法檢測健康成人舌、面部微循環(huán)血氧飽和度的臨床研究[A];中國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會微循環(huán)2008學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2008年

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2 韓帥;血氧飽和度監(jiān)測儀的設(shè)計與應(yīng)用研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

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9 王芳;基于ZigBee的三波長血氧飽和度檢測模塊研究[D];華南理工大學(xué);2010年

10 于巍;反射式血氧飽和度無創(chuàng)檢測的實驗研究[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2006年

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本文編號：696724