基于STM32的监护管理系统(共9页)

1、 长沙理工大学大学生研究性学习(xux)和创新性实验计划项 目 申 报 表项目名称 基于STM32的病房智能监护管理系统学院名称 城南学院学生姓名学 号专 业性 别联系电话陈勇201284250130电子信息工程川201284250119电子信息工程雅君201284250104电子信息工程芬201397250103工业电气自动化立勇201397250119 工业电气自动化导教师蔡灏职称高级实验师项目所属一级学科电子学生曾经参与科研的情况 参与本项目主要成员都是来自电

2、子信息工程2级的学生，因为共同的志趣走在了一起，组成的一个和谐团结、锐意进取、敢于拼搏的项目团队。项目组的成员对电子技术都有着浓厚的兴趣，非常热爱电子设计制作。积极参加各种电子设计大赛和各种电子技术培训，具有良好的科研精神和创新能力，平时我们勤于思考，敢于动手实践，遇到问题能够及时的请教导师学长，从大学到现在的学习中，我们团队已经具备了一定的项目实践能力，遇到问题在最短的时间内能够找出解决方案。目前，在老师的指导下已经进入长沙理工大学“周立功创新教育班”。获得过2014年湖南省大学生电子设计竞赛（TI杯）一等奖，2014年湖南省大学生“时代杯”智能汽车竞赛一等奖，长沙理工大学第八届“固捷杯“一

3、等奖。指导教师承担科研课题情况参与并完成湖南省教育厅基于FPGA和小波神经的电力系统暂态过程电气参数测量方法的研究、湖南省自然科学基金课题土工格栅阻止沥青混合料罩面层开裂的机理研究和湖南省科技厅基于视频图像的交通事件自动监测系统及50KVA离网型风力发电机控制系统等课题研究工作。 参加过多项湖南省和长沙理工大学教研教改项目和电工电子实验精品课程项目，是大学生全国电子设计竞赛学校指导小组的核心成员，十几年来，所指导的参赛学生多次荣获国家级一、二、三等奖和湖南省一、二、三等奖。项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题研究目的 1.传统的医疗监护方式大多使用固定的医疗监护仪，这种监护方式占用了紧

4、缺的医疗资源，同时监护设备的有线束缚给患者带来很大不便，采用硬线连接的有线医疗监护系统网络不仅在布线过程中非常繁琐，而且线路容易老化或遭到磨损、腐蚀等。2.现有的医疗监护仪都是将采集到的数据进行分析后发出报警，而不能智能处理情况。 针对上述问题，本系统数据采用无线（2.4G）传输，无线传输方式灵活，可避免复杂、重复的布线，网络的基础设施无须隐藏在墙里，同时无线网络还可以适应移动或变化的需求。数据传输到监管中心，监管中心将数据进行分析处理后向医护人员身上佩戴的智能腕表发送命令。医护人员接到命令后去处理情况，病人根据医护人员服务进行评分。基于STM32的病房智能监护管理系统能够实时无线监控，对发生

5、的情况智能处理。减少了安全隐患和提高了医护人员的办事效率。研究内容（1）数据采集设备的设计：设计一款数据采集设备，采集病房里的一些信息（病人生命体征参数、药量等等）。并将采集的数据发送出去。监控管理中心的设计：接收其它模块发送的数据，对接收的数据进行分析处理，发出对应的指令。智能腕表的设计：设计一款佩戴在医护人员身上的智能腕表，接收监护管理中心发出的命令。提醒医护人员执行命令。评分器的设计：设计一款评分器，让病人对医护人员的服务进行评价打分，并将评分数据发送到监控管理中心。具体研究方案 a.数据采集设备 数据采集设备的作用是将传感器采集数据通过单片机处理,通过无线传输模块发送到监护管理中心。单

6、片机我们选择STM32，STM32是一款低成本、低功耗、高性能的芯片，符合该系统的要求。根据病人的病情不同，我们需要测量不同的信息。因此，我们留了测量设备接口，用于各种测量设备相连接，所述测量设备接口可以使USB接口或者其他常用的接口类型。无线传输模块我们采用NRF24L01无线模块。NRF24L01无线模块具有极低的电流消耗（当工作在发发射功率为0dbm时电流消耗为11.3mA，接收模式时为12.3mA，掉电模式和待机模式下更低）、输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作。所以我们采用NRF24L01无线模块。 b.监护管理

7、中心 监控管理设备接收到采集设备发送的数据后，显示数据并对数据进行分析，以得出是否要发送命令，如果是再进行分析发送什么命令。确定好后将命令发送到对应的智能腕表上。有权限的医护人员可以看显示的数据做出判断，通过手动操作向对应的智能腕表发送命令。监控管理设备接收到评分器发送的数据后，保存下来。作为医护人员的业绩考核参数。该部分的主控芯片采用STM32，无线传输模块采用NRF24L01模块，显示部分采用上位机。 c.智能腕表智能腕表接收到命令，经过单片机处理，在LCD屏上显示并发出语音提醒。医护人员接到命令去病房处理情况。医护人员接到命令按下确认键，如果过了一定时间（根据情况设定）没有按下确认键，命

8、令将发送给另一个没有接到命令的智能腕表。如该医护人员有急事可按下请求键，该命令也会发给另一个没有接到命令的智能腕表。改部分的主控芯片采用采用STM32，无线传输模块采用NRF24L01模块，显示部分采用LCD显示屏。d.评分器病人根据医护人员的服务通过手动按键，为医护人员的服务进行评分，评分数据将通过无线传输到监护管理中心。因为该部分的功能比较简单，我们采用比STM32价格更低的STM8来做主控芯片，无线传输模块依然采用NRF24L01模块，采用数码管作为显示部分。 系统工作流程 数据采集设备采集病人的一些信息。将采集到的数据发送到监护管理中心。监护中心的接收到数据，进行显示并做分析处理，生成

9、命令并将命令发送到对应的智能腕表上。有权限的医护人员可以看显示的数据做出判断，通过手动操作向对应的智能腕表发送命令。医护人员接到命令去病房处理情况。医护人员接到命令按下确认键，如果过了一定时间（根据情况设定）没有按下确认键，命令将发送给另一个没有接到命令的智能腕表。如该医护人员有急事可按下请求键，该命令也会发给另一个没有接到命令的智能腕表。医护人员处理完，病人可以根据对医护人员满意度用评分器进行评分，并将评分数据发送到监护管理中心，监护管理中心将数据储存起来，作为医护人员业绩考核参数。系统工作流程图：国内外研究现状和发展动态 研究现状： 医疗监护技术经过半个多世纪的发展, 现已成为生命科学及医

10、疗技术中的一个重要分支。早期的监护仪只能监测和记录患者很少几个参数。随着电子技术、计算机技术的发展和智能化系统、专家系统的应用, 现代监护系统不仅在自动分析生理参数变化、预测发展趋势方面的功能越来越强, 而且在智能化(自学习、综合分析、逻辑推理、模糊诊断)和猝发性病变的预报方面也都取得了很大的进展。现代医疗监护技术主要包含三个方面的内容:医学信号测量(或提取)技术、医学信号处理技术、医学信号综合分析技术。基于目前的监护技术水平, 已研制出多种类型的监护设备。按其功能可分为三大类:危重病人监护系统。它是用于对危重病人的病情和生命状态进行监测的生命支持系统, 由于这类患者随时会有生命危险, 因而必

11、须对其重要的生理参数进行连续监护。属于这种类型的监护系统有加强监护病房(IC U -In tensiv e Ca r e U nit)用的监护设备和系统;冠心病病房(C C U -C or ona ry C ar e Unit)用的自动监护系统;新生儿或早产儿病房用的婴儿监护系统;手术室用的监护设备和系统。动态监护系统。这类监护系统是近30 年迅速发展起来的,主要用于功能性疾病的早期诊断或病情确诊。为了正确诊断病情或发现早期功能性病变, 常常需要对患者在正常生活和工作条件下的一些重要生理参数进行连续动态功能监测。例如室上性早博、二联律、三联律、消化液分泌紊乱、食道-胃反流、癫痫等, 往往需要进

12、行相应的连续动态监测才能捕捉到病变信息。目前应用最多、最有代表性的有心电Ho lte r 、脑电、血压、消化道生理参数的动态连续监测和分析系统等。远程监护系统及家庭健康监护系统。这类监护系统是上世纪90 年代发展起来的, 目前已获得广泛应用。随着远程医疗、家庭保健医疗、康复医学的发展, 包括家庭健康监护在内的远程监护技术已成为监护技术中最有生命力的一个分支。监护的参数和信息通过各种类型的通信网络传送到监护医疗中心, 以便对远端患者的治疗和救助提出正确、及时的方案。 趋势： 向多功能、多参数、复合型的监护设备发展。目前的监护仪几乎都只有监测的功能, 而缺乏反馈或控制的功能, 即需要解决“监”与“

13、护”的统一问题。向远程监护和家庭健康监护发展，远程监护和家庭健康监护不仅给患者带来了及时, 方便之利, 也减少了住院医疗费用的重负, 给予行动不便的老年病人、伤残人员、无法到医院就医的人员及边远地区的人们以舒适、便捷的服务, 而且也给他们保留有更多的社会和家庭温馨。随着网络通信、计算机、微电子技术的发展, 以及对高水平, 高质量医疗服务需求的不断增长和医疗改革的深入发展, 远程医疗事业将越来越受到重视, 远程监护和家庭健康监护技术一定会的到长足的提高。本项目学生有关的研究积累和已取得的成绩 陈勇：荣获2014年湖南省大学生电子设计竞赛（TI杯）一等奖 2014第九届全国大学生“飞思卡尔”杯智能

14、汽车竞赛华南赛区三等奖 2014年湖南省大学生“时代杯”智能汽车竞赛三等奖 长沙理工大学第八届“固捷杯”一等奖。 长沙理工大学第八届“固捷杯”二等奖。 长沙理工大学第八届“物电杯”二等奖。 长沙理工大学第八届“物电杯”三等奖。 第六届城南杯“电子设计大赛”一等奖。 第六届城南杯“电子设计大赛”最佳创意奖。赵川：荣获2014年湖南省大学生电子设计竞赛（TI杯）一等奖 2014年湖南省大学生“时代杯”智能汽车竞赛一等奖 长沙理工大学第八届“固捷杯”一等奖。 长沙理工大学第八届“固捷杯”二等奖。 长沙理工大学第八届“物电杯”二等奖。 长沙理工大学第八届“物电杯”三等奖。 第六届城南杯“电子设计大赛”

15、一等奖。 第六届城南杯“电子设计大赛”最佳创意奖。尹雅君：荣获2014年湖南省大学生电子设计竞赛（TI杯）一等奖 长沙理工大学第八届“固捷杯”一等奖。 长沙理工大学第八届“固捷杯”二等奖。 长沙理工大学第八届“物电杯”二等奖。 长沙理工大学第八届“物电杯”三等奖。 第六届城南杯“电子设计大赛”一等奖。 第六届城南杯“电子设计大赛”最佳创意奖。项目的创新点和特色 1.目前的监护仪几乎都只有监测功能，而缺乏反馈或控制的功能，不能解决监和护的统一问题，本系统不仅采集数据，而且能对数据进行分析，生成命令发送出去，实现了监和护的统一。2.充分利用了2.4G无线传输技术的特点，将其运用在医疗监护管理领域具

16、有开创性，探索性和有效性，并且该技术的应用极大的提高了医疗监护管理系统数据传输的效率。项目的技术路线及预期成果技术路线： 整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，pcb板的绘制，制板，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。预期成果：（1）项目总结报告，包括：基于STM32的病房智能监护管理系统的硬件设计技术报告及软件编写报告；（2）实物一件。年度目标和工作内容（分年度写）2015年7月-2015年8月，完成数据采集模块的调试与制作；2015年9月-2015年10月，完成数据处理模块的调试与制作；2015年11月-2016年1月，完成智能腕表和评分器的调试与制作；2016年2月-2016年4月，完成装置主要部件的具体选型。并做出实物模型。2016年4月-2016年5月，对此项目进行结题。指导教师意见该项目充分利用了2.4G无线传输技术的特点，能方便快