基于AT89C2051和InRF401的無線監(jiān)測系統(tǒng)

基于單片機AT89C2051和InRF401的呼吸暫停無線監(jiān)測系統(tǒng)，實現了呼吸暫停監(jiān)測的無線化和可移動性，并且能對患者是否出現過呼吸暫停以及暫停次數進行方便、有效的監(jiān)測。該系統(tǒng)充分利用了nRF40l單片無線收發(fā)芯片和AT89C205l單片機內核，在體積、重量、操作簡單性等方面都取得了很大突破;另外采用了一種高效的呼吸信號新型采集方法，使信號處理更加簡單、準確。該系統(tǒng)能在基本不影響人們睡眠的狀況下進行有效的呼吸監(jiān)測，將監(jiān)測結果提供給醫(yī)生并作為醫(yī)療參考，以能夠給被測病人提供個性化治療方案。

　　引言

　　目前醫(yī)生在診斷睡眠呼吸暫停癥時常使用夜間睡眠呼吸多項生理監(jiān)測儀，記錄一整夜的睡眠周期，其中包括呼吸暫停以及呼吸變淺的次數、型態(tài)、缺氧指數、次數、心電圖的變化、口鼻腔氣流、胸腹部呼吸運動、耳垂血氧等信號的記錄、打鼾次數等情形。雖然這些儀器測量較準確，但需要在身上配戴多種儀器，也必須在特定的醫(yī)院中由專業(yè)人士操作才能進行測量，非常不方便，并且也容易影響患者的睡眠，所以不適合做長期的監(jiān)測。并且這樣的儀器價格昂貴，患者更不會買來在家庭使用。針對上述缺點，設計了本套無線監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)使用簡單、基本不影響睡眠、價格低廉;適合在居家睡眠環(huán)境下做長期自測和與醫(yī)生進行醫(yī)療遠程互動，以達到幫助醫(yī)生了解患者病情的目的。

　　1 系統(tǒng)設計概述

　　本系統(tǒng)采用433MHz的無線收發(fā)芯片。nRF401，外圍電路很少，并且不需要對數據進行曼徹斯特編碼，只需利用單片機來控制該收發(fā)芯片的工作過程。利用數字溫度傳感器DSl8820進行呼吸信號提取，然后利用由單片機控制的無線收發(fā)系統(tǒng)的發(fā)射部分將提取出的呼吸信號發(fā)射出去;經過接收模塊，將接收到的呼吸信號傳送到單片機中進行處理，從而將呼吸暫停出現的次數顯示出來。原理框圖如圖1所示。

基于AT89C2051和InRF401的無線監(jiān)測系統(tǒng)框圖

　　2 呼吸信號提取和無線收發(fā)

　　2.1 呼吸信號提取電路的選擇

　　首先想到的是采用壓力法，但由于口、鼻腔處的壓力變化很微弱，并且弱壓傳感器的靈敏度很高，容易受各種因素的影響，造成誤動作，故壓力法不宜采用。我們知道人的呼吸是通過鼻子或嘴，所以在鼻子和嘴巴附近可以放置多個溫度傳感器，通過溫度的變化將呼吸信號提取出來，而作為數字溫度傳感器的DSl8820就能滿足此要求。

　　DSl8B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式;溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A/D轉換精度，測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出;其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產生;多個DSl8820可以并聯到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DSl8820通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路，其應用電路如圖2所示。