智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)選用TI公司生產的帶24位A/D轉換器并具有較強的模擬性能和數字處理能力的MSC1210微處理器，該微處理器把輸入通道選擇、緩沖、放大、增益調整、A/D轉換和數字處理集成到單片電路上，僅用一片集成電路即可實現(xiàn)胎心率、宮縮壓力和胎動次數等監(jiān)護指標的數據采集和對語音器、聲振器的控制。智能胎兒監(jiān)控的控制依據是胎心率，如何精確及時得到胎心率是智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)的控制前提。針對胎心多普勒信號具有信噪比低、非平穩(wěn)的隨機性特點，計算胎心率時出現(xiàn)1/2、2/3和2倍心率，導致控制失誤，這里運用小波分析結合雙重閾值算法，準確、實時得到胎心率，確保了智能控制的有效進行。
智能電腦胎兒監(jiān)護系統(tǒng)結構
智能電腦胎兒監(jiān)護系統(tǒng)框圖如圖1所示。主要由超聲多普勒胎心探頭、宮縮探頭、胎動探頭，胎心信號調理電路(低通濾波、絕對值運算和包絡提取等)、宮縮壓力信號調理電路、語音控制、聲振器、MSC1210微處理器和計算機處理系統(tǒng)組成。以MSC1210和計算機處理系統(tǒng)為核心。
MSC1210控制監(jiān)護指標的采集和通信，接收電腦命令控制語音器和聲振器。計算機系統(tǒng)實現(xiàn)智能控制、通信控制、數據處理算法、監(jiān)控顯示等功能模塊。
信號調理電路
針對胎心率監(jiān)護指標的重要性和胎心多普勒信號的復雜性，這里重點介紹胎心多普勒信號的條理電路。電路主要對多普勒胎心音信號進行低通濾波、絕對值運算和包絡提取等預處理。低通濾波器采用截止頻率為250Hz的二階低通濾波器以濾除高頻信號和干擾。絕對值運算電路如圖2.信號的強度增強一倍，提高了檢測靈敏度。包絡提取電路如圖3所示，采用截止頻率為10HZ的П形濾波和T形濾波相結合的低通濾波器。并聯(lián)的二極管和電容對電路中的負信號進行限制，并對一定頻帶的高頻信號進行消振。
MSC1210微處理器
智能胎兒監(jiān)護采集系統(tǒng)采用美國德州儀器公司推出的功能很強的單片微機MSC1210作為處理器，MSC1210芯片集成了8051微控制器和FLASH存儲器的精密摸數轉換器，該芯片采用增強型8051單片機內核，縮短了指令執(zhí)行周期，使用低功耗設計，內部集成了一個24位分辨率的模數轉換器(ADC)，其轉換速度可達1000HZ,8通道多路開關，模擬輸入通道測試電流源，輸入緩沖器，可編程增益放大器(PGA)，內部基準電壓源，8位微控制器，程序/ 數據Flash存儲器和數據SRAM等。數字濾波器對輸出的數據進行濾波。數字濾波器有快速、sin2和sin3三種。增強型8051內核有兩個數據指針，其指令系統(tǒng)與標準8051的指令系統(tǒng)完全兼容，其執(zhí)行速度卻比8051快3倍，因此可工作在低頻，以降低功耗和噪聲。為了減小干擾，其模擬電源和數字電源分別供電。由于該芯片的集成度使智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)硬件電路變得簡單，電路設計更加簡潔，芯片的外圍元件非常少，從而使系統(tǒng)的可靠性得到了很大提高，而且大大縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。MSC1210接口電路原理如圖4.多普勒胎心信號和宮縮壓力信號經IN0和IN2輸入，經多路轉換器后送入緩沖器，可變增益放大器對輸入信號進行放大。胎動信號由MSC1210中斷處理。MSC1210經RS485總線接收電腦下達的控制命令，經P2口控制語音芯片完成語音提醒功能，通過P1.7控制聲振器完成自動胎兒喚醒功能。采用MSC1210作為微處理器更能精確、實時得到胎兒監(jiān)護指標，為智能控制提供保障。
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