硬件設(shè)計 - 醫(yī)院病房全開放分布式監(jiān)護系統(tǒng)設(shè)計

　　1.中央監(jiān)控PC機

　　硬件基本構(gòu)成：PC機+CAN總線通信接口適配卡

　　CAN總線通信

　　接口適配卡在PC機內(nèi)的數(shù)據(jù)和控制參數(shù)迅速傳送給指定的CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，同時，將各CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的采集的數(shù)據(jù)傳送給PC機做進一步分析處理。CAN總線通信接口適配卡結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。

　　主要功能：接收、處理并保存來自各個值班室以及床位的監(jiān)護信息。具體功能特點如下：

　　a） 大屏幕可同時顯示現(xiàn)場多點采集到的不同監(jiān)測參數(shù)的數(shù)據(jù)圖線圖表；

　　b） 大容量磁盤記錄監(jiān)護信息；

　　c） 具有監(jiān)護聲光報警功能；

　　d） 全中文軟件界面；

　　e） 計算機輔助分析診斷功能；

　　f） 具有和醫(yī)院其他子系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通信功能；

　　2. 護士智能監(jiān)護節(jié)點

　　護士智能監(jiān)護節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。由圖可見，它由兩部分組成：帶在片CAN的微控制器PAC87C591（一種功能很強的8位微控制器，在芯片內(nèi)部集成可CAN控制器，可為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與PC機連網(wǎng)提供硬件支持，并且內(nèi)部還帶有A/D轉(zhuǎn)換電路等其它功能）、人機交互接口構(gòu)成。

　　節(jié)點主要功能：

　　a） 接受并執(zhí)行中央監(jiān)控PC機傳來的病員醫(yī)囑信息；

　　b） 實時接收所監(jiān)護病員遠程監(jiān)護請求信號

　　c） 記錄并將所監(jiān)護病員的監(jiān)護日志上傳中央監(jiān)控PC機；

　　3. 病床現(xiàn)場測控節(jié)點

　　病床現(xiàn)場測控節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示。它主要包括MCU89C52、CAN控制器SJA1000芯片和現(xiàn)場傳感器接口三部分。

　　節(jié)點主要功能：

　　a） 采集并上傳病員實時監(jiān)測參數(shù)（包括病人體溫、血壓、心律、呼吸等等）；

　　b） 發(fā)送病員監(jiān)護請求信號；

　　c） 響應(yīng)上位監(jiān)護站發(fā)來的控制信號，自動執(zhí)行單元進行相應(yīng)操作；

　　二 軟件設(shè)計

　　軟件設(shè)計采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方案，具有良好的模塊性，可修改性及可移植性。整個系統(tǒng)軟件設(shè)計分三大部分，即：

　　1.中央監(jiān)控PC機接口適配卡軟件設(shè)計

　　采用基于Windows 98平臺的VC++6.0面向?qū)ο蟮目梢暬呒壵Z言編寫，具有系統(tǒng)

　　參數(shù)（如波特率、輸出控制、報文標(biāo)識與屏蔽等）設(shè)置、監(jiān)視狀態(tài)設(shè)置、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收、本機狀態(tài)查詢、節(jié)點狀態(tài)查詢、實時報警及中斷接收數(shù)據(jù)管理等功能模塊。軟件功能模塊如圖8所示。上位機首先對CAN總線適配卡及自身進行初始化，然后發(fā)送命令通知特定節(jié)點向CAN總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，通過CAN總線適配卡轉(zhuǎn)換后，再由中央監(jiān)控PC根據(jù)實際情況進行相應(yīng)處理。采用定時輪循方式向各節(jié)點發(fā)命令，而采用中斷方式接受數(shù)據(jù)。

　　其次是對PCL-841 CAN卡的驅(qū)動，生產(chǎn)商為PCL-841卡提供了一個完備的DLL驅(qū)動函數(shù)庫，使用VC++6.0開發(fā)時，先要將該DLL庫連入開發(fā)環(huán)境，然后就可以調(diào)用庫中的函數(shù)。庫函數(shù)調(diào)用需要遵循一定的流程，具體見圖9所示：

　　2.智能監(jiān)護節(jié)點軟件設(shè)計

　　智能監(jiān)護節(jié)點軟件由初始化、發(fā)送數(shù)據(jù)和中斷處理三部分組成，主要完成兩項任務(wù)：一是接收現(xiàn)場監(jiān)測節(jié)點監(jiān)護請求信號與控制算法；二是當(dāng)中央監(jiān)控PC機請求數(shù)據(jù)時，將節(jié)點狀態(tài)、數(shù)據(jù)信息傳送給上位機。節(jié)點主程序流程圖如圖10所示：

　　3.現(xiàn)場測控節(jié)點軟件設(shè)計

　　現(xiàn)場測控節(jié)點軟件的主要功能是完成現(xiàn)場病人生理參數(shù)傳感采集與數(shù)據(jù)融合以及現(xiàn)場醫(yī)療設(shè)備自動控制，同時實現(xiàn)與中央監(jiān)控PC機和其它智能監(jiān)護節(jié)點之間的數(shù)字通信。

　　4.結(jié)論

　　現(xiàn)場總線以其領(lǐng)先的優(yōu)點、成熟的技術(shù)和良好的性價比，越來越被更多的領(lǐng)域所接受。作者認(rèn)為，現(xiàn)場總線應(yīng)用于醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)，構(gòu)成全開放分布式的系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)，必將為面向21世紀(jì)“數(shù)字化醫(yī)院”的新構(gòu)想奠定基礎(chǔ)。