基于CAN總線和無線技術(shù)的輸液網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

　　據(jù)調(diào)查，目前在我國的大、中、小型醫(yī)院及下屬社區(qū)衛(wèi)生院、診所等醫(yī)療機(jī)構(gòu)的輸液速度和輸液量幾乎都是不精確的值，憑肉眼觀察來估計輸液速度。輸液速度是護(hù)士通過轉(zhuǎn)動輸液器上的手動滑輪來控制的，輸液量也是護(hù)士用只有兩個標(biāo)記的液體瓶傾倒后估計的。利用人工監(jiān)視輸液情況，給病人和醫(yī)務(wù)人員帶來許多不便。隨著無線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，為輸液采用無線、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控帶來了便利條件。目前已有一些相關(guān)輸液的研究成果，實現(xiàn)了輸液監(jiān)視、控制、報警等功能，但主要是單臺設(shè)備獨(dú)立使用，未能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。文獻(xiàn)設(shè)計了一種基于RS485總線的輸液網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)，但采用RS485總線和有線監(jiān)控在許多方面存在不足。由于CAN總線和無線技術(shù)在各個方面得到普遍應(yīng)用，為此，本文采用CAN總線和無線技術(shù)構(gòu)建一個新的網(wǎng)絡(luò)化、多功能輸液集中監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足醫(yī)院需要。

　　1 總體框架設(shè)計

　　根據(jù)設(shè)計要求。系統(tǒng)由1個主控機(jī)和N個CAN節(jié)點(diǎn)執(zhí)行機(jī)組成，它們都掛接在雙絞線上，組成一個CAN總線通信局部通信網(wǎng)絡(luò)，CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)中的主控機(jī)安裝無線數(shù)據(jù)收發(fā)器nRF2401。與另一個中心控制主機(jī)組成無線通信網(wǎng)絡(luò)，整個系統(tǒng)的關(guān)鍵任務(wù)是實現(xiàn)CAN總線內(nèi)部局域網(wǎng)通信以及無線通信網(wǎng)絡(luò)的通信。其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　2 CAN總線結(jié)構(gòu)

　　2.1 主控節(jié)點(diǎn)設(shè)計

　　CAN總線主控機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、CAN總線通信接口、人機(jī)接口、點(diǎn)滴速度傳感器和串口通信下載模塊及無線通信模塊組成。CAN總線通信接口通過雙絞線收發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與執(zhí)行機(jī)的連通。結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，主控機(jī)負(fù)責(zé)與無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時也是CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點(diǎn)，在整個系統(tǒng)中起著主導(dǎo)作用，無線通信模塊采用2.4 G的nRF2401通信芯片，而CAN總線通信模塊采用SJA1000和PCA82C 250，通過單片機(jī)控制，實現(xiàn)與其他節(jié)點(diǎn)通信。其他從節(jié)點(diǎn)除了沒有無線收發(fā)模塊以外，其他部分與主控機(jī)完全相同。

　　2.2 CAN通信模塊設(shè)計

　　CAN通信模塊是本設(shè)計的核心，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)中主控機(jī)和執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)通信。單個CAN總線節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、CAN總線控制器、高速光電耦合器及總線驅(qū)動器組成，可編程控制。故稱之為智能節(jié)點(diǎn)。設(shè)計中CAN通信模塊采用了獨(dú)立式的CAN控制器，數(shù)據(jù)通過對控制器編程寫入控制器芯片的發(fā)送緩沖區(qū)里發(fā)送出去，目的節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)接收到數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)里，再通過CAN總線接口和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)總線，傳遞給單片機(jī)進(jìn)行處理。設(shè)計方案如圖3所示。