基于RFID的生理參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的研究.pdf

1、RFID(Radio Frequency Identification,射頻識(shí)別)技術(shù)是一種先進(jìn)的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集技術(shù),無需接觸即可利用無線電波對(duì)被標(biāo)識(shí)的物體進(jìn)行高效率地自動(dòng)識(shí)別?，F(xiàn)在RFID技術(shù)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)制造、銷售流通、公共安全等領(lǐng)域,本課題將這種技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療行業(yè)中的生理參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。和其它無線測(cè)量技術(shù)相比,RFID技術(shù)具有讀取速度快、存儲(chǔ)空間大、穿透性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)和安全性高等眾多優(yōu)點(diǎn)。
　　 眾所周知,生理參數(shù)能反

2、映人體的基本健康狀況,自動(dòng)、及時(shí)、準(zhǔn)確地完成對(duì)人體生理參數(shù)的監(jiān)測(cè)是十分有意義的。目前對(duì)生理參數(shù)的測(cè)量主要有兩種方式:一種是有線測(cè)量,它是通過床旁多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀得到的,但是現(xiàn)在研發(fā)出來的床旁多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀存在體積大、操作復(fù)雜、不能移動(dòng)、價(jià)格高等缺點(diǎn)；另一種是無線測(cè)量,生理參數(shù)的無線傳輸方式主要有射頻電磁波、紅外光和聲波三種,其中最常用的是射頻電磁波。目前支持近距離生理參數(shù)無線傳輸?shù)某Ｓ眉夹g(shù)有藍(lán)牙、Wi-Fi、無線超寬帶(UWB)、RF射頻。對(duì)

3、患SARS等需隔離的重癥病人時(shí),監(jiān)測(cè)其生理參數(shù)就需要無線傳輸?shù)姆绞?這樣可以避免交叉感染；另外,對(duì)普通病人的生理參數(shù)不需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),只需要定時(shí)測(cè)量,這樣既可以有效利用醫(yī)療設(shè)備資源,又可以避免給病人帶來不便。針對(duì)上述問題,本課題設(shè)計(jì)了一套基于RFID的生理參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)來解決。
　　 本課題設(shè)計(jì)的生理參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)是在RFID的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)無線測(cè)量患者的生理參數(shù)。本文從硬件和軟件上設(shè)計(jì)了基于RFID的生理參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由兩大

4、部分構(gòu)成,分別是生理參數(shù)電子標(biāo)簽和RFID閱讀器。生理參數(shù)電子標(biāo)簽的特點(diǎn)是體積小、價(jià)格低、功耗小,符合便攜式醫(yī)療設(shè)備的要求。生理參數(shù)電子標(biāo)簽的主要結(jié)構(gòu)包括MSP430主控制單元、CC2500無線傳輸單元、生理參數(shù)傳感器電路、電源單元。從硬件設(shè)計(jì)上,選用TI公司生產(chǎn)的超低功耗16位MSP430F系列單片機(jī)作為主控制單元；同時(shí)采用TI公司生產(chǎn)的低功耗芯片CC2500作為無線傳輸單元；生理參數(shù)電子標(biāo)簽主要作用是測(cè)量人體的各種生理參數(shù)信息,因此

5、還需要測(cè)量各種生理參數(shù)的傳感器電路。本文設(shè)計(jì)的RFID閱讀器是便攜式的PDA,主要功能就是接收生理參數(shù)電子標(biāo)簽發(fā)送來的數(shù)據(jù),并在自帶的液晶屏幕上顯示,還可上傳給PC機(jī)；RFID閱讀器可存儲(chǔ)十進(jìn)制生理參數(shù)信息和波形信息。硬件結(jié)構(gòu)上,RFID閱讀器主要包括51單片機(jī)總控制單元、CC2500無線模塊、電源模塊、液晶顯示單元、鍵盤單元、USB接口。51單片機(jī)總控制單元實(shí)現(xiàn)鍵盤控制、無線發(fā)射接收、顯示等功能。當(dāng)RFID閱讀器將存儲(chǔ)到的生理參數(shù)信息

6、傳輸?shù)絇C機(jī)時(shí),本文設(shè)計(jì)了一個(gè)DICOM格式轉(zhuǎn)換軟件,可以使獲得的波形信息和十進(jìn)制生理參數(shù)轉(zhuǎn)換成DICOM格式,從而進(jìn)入PACS系統(tǒng),可以使醫(yī)生在工作站上能直接查看病人的相關(guān)生理參數(shù)信息,從而實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息的共享。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用C和C++語言,按照模塊化編程的思想編寫,有利于以后系統(tǒng)功能的改善和升級(jí)。
　　 本文重點(diǎn)介紹了三個(gè)方面。第一個(gè)方面是生理參數(shù)電子標(biāo)簽和RFID閱讀器的硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包括元器件的選型和硬件電路的設(shè)

7、計(jì)。硬件設(shè)計(jì)首先分析系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)生理參數(shù)電子標(biāo)簽和RFID閱讀器的硬件模塊,然后再具體對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。本文的硬件設(shè)計(jì)主要從低功耗、體積小、價(jià)格低等方面來考慮。尤其是生理參數(shù)電子標(biāo)簽,本課題將其設(shè)計(jì)成小巧型、便攜式的、方便患者攜帶的。
　　 第二個(gè)方面是生理參數(shù)電子標(biāo)簽和RFID閱讀器的軟件設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括①生理參數(shù)電子標(biāo)簽和RFID閱讀器之間的無線通信；②RFID閱讀器各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)；⑨生理參數(shù)