MODBUS协议在中央医疗监护系统中的应用

　　引言

　　中央医疗监护系统具有能够对多个病人进行监护的优点，一般为集散式监护系统。不同的病人根据各自需求携带不同类型的监护仪器，监护仪器能够实时采集病人的牛理参数如心电、血压、血氧饱和度、呼吸率、脉率和体温等，并进行存储、计算、显小和传输等。该系统的管理软件可以通过和监护仪器通讯来收集这些牛理参数，进行集，}‘管理。上层管理软件和各监护仪的通信可以分为有线式和无线式两种，本文介绍是一种通过无线收发模块N RF903实现上层管理软件和各监护仪通信的系统。N RF903是N ORD1C公司推出的单片无线收/发一体芯片，它采用了Bluetooth(蓝才)核心技术设计，可以通过其编程接口对它的工作频率、通道、输出功率和输出时钟频率等参数进行编程设置，数据接收和发送通过DART方式，传输距离1 OOOm(空旷地)，最高传输速率76.81Kbps。如何实现上层管理软件和各监护仪可靠通信，其软件通信协议设计是关键。我们有效地将Modbus通信协议应用到该系统中，使系统的通信的可靠性和通用性得到很大的改善;同时由于Modbus协议具有通用、成熟的第三方测试软件，给系统的调试带来很大的方便。

　　1系统结构和工作原理

　　该系统i几要有软件和硬件两部分构成。硬件主要包括PC机和3种独立的便携式监护仪器，即心电监护仪、血氧监护仪和血压监护仪，这3种监护仪是由不同OEM模块、控制显示模块和N RF903模块构成心电监护仪i几要用来测量心电、呼吸率、体温等参数;血氧监护仪i几要用来测量血氧饱和度和脉率等参数;血压监护仪用来测量血压参数。软件部分i几要是上位机的上层管理软件，包括数据库部分和用户界面。图1是，中央医疗监护系统结构框图。上层管理软件通过N RF903模块分别与每一个监护仪进行串口通讯搜集数据。各个监护仪器都能够对采集的数据进行自动存储和分析，用户可以在监护仪的LCD显示屏上观察数据结果。若数据产牛异常，监护仪将产牛异常结果记录并报警提小，在上层管理软件下次访问时能将该记录传送给上层管理软件，上层管理软件能够对数据进行进一步的分析，也可以查看用户的病例和相关资料。上层管理软件还可以以广播的方式将公用信息传送到各监护仪。

　　2监护仪器的结构原理

　　监护仪器的结构组成如图2所示。当OEM模块为心电和血氧模块时，直流电源为SV供电;当OEM模块为血压模块时，需直流电源12V供电。MCU需要有两个DART串口，因为N RF903的数据接收和发送需要一个串口，OEM模块也需要一个串口用来接收控制命令和发送数据。LCD为图形点阵液晶显示模块可与键盘构成人机交勺_界面，显小采集的牛理参数和分析结果，也可以用来显示上层管理软件广播的信息。不同的OEM模块构成不同的监护仪。心电OEM模块采用北京迈创通兀电子仪器有限公司的BT007一七通进心电板，工作电压SV，它能够自动测量人体的心电波、呼吸波、心率、呼吸率、体温等参数.可以通过MCU向该模块发送控制字，控制心电增益、滤波方式，心电板向MCU传送的数据，以1个字节数据头加若干字节数据为一组，成组发送，其中数据头为251-254，数据字节为0-25仇血氧OEM模块采用北京迈创通元电子仪器有限公司的D1GISAT脉搏血氧模块，工作电压SV，它可以提供动脉血氧饱和度、脉率、体积扫描图、棒图、信号强度和状态信息等数据，每秒钟向MCU发送60个包，每个数据包为5个字节格式。血压 OEM模块采用北京迈创通元电子仪器有限公司的BTN602无创血压测量模块，工作电压12叭该模块接收外部命令，完成相应操作，返回系统状态和相应数据。由此可见，单片机可以控制OEM模块并接收其发送的数据，按格式存储并进行分析、异常报警和形成异常记录。当上层管理软件访问时，根据命令要求，遵循Modbus协议上传记录。