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基于局域网和DSP的医疗护理监控系统的设计

作　者: 张丽丽
导　师: 王金海
学　校: 天津工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 医疗护理监控系统 H.263 TCP/IP DSP C8051F020
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

现在有的医院中已有监控系统和护理系统,但这二者之间相互独立缺少协作,彼此投入的设备成本很高,且存在功能单一、性能差等许多缺陷。就监控系统而言,大都是模拟视频监控系统,在使用中存在许多缺陷:适合小范围的区域监控、系统的可扩展和可更新能力差、系统监控点间的协作能力差等。现有护理系统大都是护士巡查病房的方式,已有的护理床也是功能单一、价格昂贵,而且控制方式比较落后,不仅很难满足病人的个性化控制需求,而且设备折旧也比较快,耗损率也比较高。本课题开发的医疗护理监控系统是数字化、网络化的监控系统,采用TI公司的TMS320C6711 DSP芯片实现甚低码率的H.263压缩算法,并利用SOC级单片机CYGNAL C8051F020嵌入TCP/IP协议,使图像数据通过医院内部的局域网传输到监控室,而且在监控系统的终端实现了多功能护理床的控制功能,病人可以使用手持式遥控器控制护理床各个部分的动作。系统根据设计原则,提出了设计方案;完成了多功能护理床和遥控器的硬件和软件设计;为了使该系统能可靠运行,在硬件和软件方面还采取了相应的抗干扰措施。本系统具有实时性高、监控画面清晰、功能多、升级简单等许多优点,大大的减少了医护人员与传染病人接触的机会,消除了交叉感染的几率,提供了病人自主康复的途径,减轻了家庭和医院的负担,值得推广和应用。

全文目录

第一章前言  11-14
  1.1 医疗护理监控系统的现状  11-12
  1.2 课题研究的目的与意义  12-13
  1.3 课题研究的主要内容  13-14
第二章系统的方案设计与系统组成  14-17
  2.1 系统的总体设计思想  14
  2.2 系统的网络拓扑结构与工作过程  14-15
  2.3 系统的功能概述与性能指标  15-17
第三章系统终端设备的硬件电路设计  17-38
  3.1 主控制板的硬件设计  17-18
  3.2 图像采集电路的设计  18-20
  3.3 逻辑转换电路的设计  20-22
    3.3.1 逻辑转换电路的功能描述  20-21
    3.3.2 SDRAM控制器的设计  21-22
  3.4 图像处理模块电路的设计  22-27
    3.4.1 DSP的选型  22-23
    3.4.2 DSP系统构成  23
    3.4.3 电源电路设计  23-24
    3.4.4 复位电路设计  24-25
    3.4.5 存储电路设计  25-27
  3.5 护理床控制电路设计  27-34
    3.5.1 护理床的功能需求  27-28
    3.5.2 单片机控制系统的组成及工作原理  28-29
    3.5.3 单片机的选型及控制部分详细设计  29-31
    3.5.4 单片机与DSP的通信电路设计  31-32
    3.5.5 网络接口电路设计  32-34
  3.6 手持式遥控器的硬件电路设计  34-38
    3.6.1 存储电路设计  35-36
    3.6.2 与液晶屏接口电路设计  36-38
第四章系统的传输协议  38-44
  4.1 以太网通信协议  38-41
    4.1.1 TCP传输控制协议  38-39
    4.1.2 UDP(用户数据报协议)  39
    4.1.3 IP协议介绍  39
    4.1.4 TCP和UDP协议比较  39-40
    4.1.5 ARP地址解析协议  40-41
    4.1.6 以太网帧协议  41
  4.2 遥控器与护理床控制系统的通信协议  41-42
  4.3 监控室主机与监控点的通信协议  42-44
第五章系统软件设计  44-59
  5.1 软件设计思想  44
  5.2 图像处理模块的软件设计  44-49
    5.2.1 H.263算法原理  44-47
    5.2.2 H.263算法的编码过程  47-48
    5.2.3 图像处理模块的软件设计  48-49
  5.3 多功能护理床控制部分的软件设计  49-56
    5.3.1 初始化程序设计  50-52
    5.3.2 串口中断程序设计  52-53
    5.3.3 主程序设计  53-56
  5.4 遥控器的软件设计  56-59
第六章系统抗干扰设计  59-65
  6.1 干扰的产生及干扰对系统的影响  59-60
    6.1.1 干扰源  59
    6.1.2 干扰对系统的影响  59-60
  6.2 抗干扰的硬件措施  60-63
    6.2.1 印刷电路板设计  60-61
    6.2.2 抑制干扰源  61-62
    6.2.3 切断干扰传播途径  62
    6.2.4 提高敏感器件的抗干扰性能  62
    6.2.5 其他抗干扰措施  62-63
  6.3 软件抗干扰措施  63-65
    6.3.1 指令冗余技术  63-64
    6.3.2 软件陷阱技术  64
    6.3.3 “看门狗”技术  64-65
第七章系统的调试与试验  65-68
  7.1 硬件电路的调试  65
  7.2 系统功能调试  65-68
第八章结束语  68-69
参考文献  69-71
致谢  71-72
附录一作者攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果  72-73
附录二控制板原理图  73-74
附录三单片机与以太网控制器的硬件连接图  74-75
附录四遥控器原理图  75-76
附录五控制板PCB图  76-77
附录六通信板PCB图  77-78
附录七遥控器PCB图  78-79
附录八多功能护理床控制部分软件程序(摘录)  79-93

基于局域网和DSP的医疗护理监控系统的设计

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