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便携式血液分析仪的实现,关键部分竟然是它!

2017年07月17日 15:54 次阅读

血液分析仪,临床又称血细胞分析仪、血球分析仪、血液细胞分析仪、血球计数仪。

这是一种不仅在国外,而且在我国各级医院也得到普及运用的检测仪器。不说你可能不知道,最早的时候,进行简单的血液分析靠的是显微镜,通过人工来进行测算。带来的是计数参数少、人为误差多、劳动强度大等种种弊端。而如今,去过医院的人都知道,现在的血液分析都是使用一台台的机器进行的。现今的血液分析仪不但提高了实验结果的准确性,还提供了许多实验指标,对疾病的诊断和鉴别诊断起了重要的作用。

随着技术的进步,各种仪器都朝着便携化和智能化的方向发展。而你可能不知道的是,在为你提供服务的便携式智能化的血液分析仪中,进行各种数据处理运用的核心部分,可能使用的就是来自深圳市英蓓特科技有限公司提供的Mini8600B。

Mini8600B是英蓓特基于TI Cortex-A8 AM3358处理器推出的一款ARM核心板,兼容AM335x系列处理器。核心板体积小巧,板载512MByte DDR3 SDRAM、512MByte NandFlash,通过两个2*40pin板对板连接器将AM335x处理器内部接口几乎全部引出,方便客户更加快速设计产品功能底板或接口板。主要面向便携式导航系统、数字视频机顶盒、便携式教育/游戏设备、工业自动化、楼宇自动化、人机界面、教学/医疗设备等领域。

基于Mini8600B特性,Mini8600B非常适合用于医疗器械或者人机交互的设备当中。事实证明,非常多的Mini8600B的客户就使用此核心板用于自家的高端医疗仪器中。本文即提出一种基于Mini8600B的便携式血液分析仪的实现。

在本设计方案中,因为涉及到的外设比较多,并且是整机的方案,所以采用外设+Mini8600B底板+核心板Mini8600B的形式实现。

方案实现可简略使用下图表示:

由上图可以看出,便携仪血液分析仪的方案主要是通过以下几个方面来实现:

1. 数据采集与检测:模块化的传感器接口设计,可满足多种检测需要。

便携仪血液分析仪作为医疗仪器家族的一员,其核心控制集成模块Mini8600B的独特传感器接口设计可以说是其与普通机器最重要的区别。便携仪式血液分析仪的打印机与传感器部分设计成为单独模块的方式接入电路。采用RS485与主机通讯,传感器电路单独成模块主要是为后期项目的通用性设计考虑。对于医疗设备来说,专业性很强,一台机器往往只能实现单一的检测功能。现在Mini8600B采用了模块化外设电路之后,针对不同功能的机器,只需要有针对性地设计不同的传感器模块,然后设计不同固件,就能大大减少设计开发周期。在大规模量产时,这种直接使用Mini8600B+底板+功能集成模块的方式也将有助于减少生产成本和缩短生产周期,使得厂家对供应链和生产成本的控制力加强。

2. 数据转存:通过通用USB接口实现。

在便携式血液分析仪完成数据采集之后,就需要用到数据转存功能,而这个工作将由USB接口来完成。作为一个通用的接口功能,USB接口是如今大部分设备的标配。为此,Mini8600B的底板集成一个SMSC 的USB HUB芯片,该HUB芯片集成电源管理功能,可以为Mini8600B底板的USB外设增加功能。USB接口主要用于数据转存功能,当然后期也可以通过模块的方式为设备加入新的功能特性。

3. 人机交互:通过引出Mini8600B上的LCD驱动引脚功能接口实现与外部触摸显示屏相连实现。

除了用USB作为输入输出接口外,因为医疗仪器的人机交互功能要求比较高,所以此方案采用引出了Mini8600B所有的LCD驱动引脚功能,可以在显示屏上显示测试数据,用户通过触摸屏或者鼠标等人机交互工具进行操作。

4. 音频输入输出:智能化语音播报系统,

第三个重要的功能便是语音的输入输出功能了。该底板保留一个Audio功能,主要负责音频的输入输出工作。音频的输出功能比较单一,主要是通过一个运放做简单的声音放大后播放普通的提示音使用。保留扩展性强的是音频的输入功能,就目前来说,各家的语音助手功能已经很完善,而且前不久亚马逊刚刚公布alexa语音助手开源计划,加上之前谷歌,苹果等各家的语音助手。保留的音频输入功能给人机交互带来更多更便捷的操作。

5. 网络传输:互联互通,可与医务系统对接也可与厂商后期技术支持连线。

除了上面所提到的一些接口与外设,对于物联网风头正盛的今年,联网是一个必不可少的功能。所以对于网络功能方面,Mini8600底板采用了有线千兆+WiFi无线网络+3G物联网多功能组合形式。网络联网的功能使得本仪器的使用范围和使用场景得到最大化。对于厂家来说,通过联网功能,可以从后台推送固件更新,或者从后台上传调试信息。特别是对于出口到国外的机器,后台更新和上传调试信息可以让厂家远程对机器进行更新,远程指导进行故障恢复,对于厂家的后期技术支持来说意义重大。对于使用者来说,网络功能的加入,可以让机器连入医院的内网,把打印机、医生电脑等设备都连到一个局域网内,将测试结果实时传到医生的电脑上,甚至可以把数据上传到云端,实现医院间的数据共享,患者自主查询结果。免去患者排队的时间,缩短就医时长。不管对于患者的就医体验,或者医院的管理来说,都有重大的意义。

6. 高能效:科学的电源管理设计,省电节能。

本方案引入一个单片机进行电源管理控制和电源自切换功能。电池的自切换功能可在电池和DC供电之间自动切换。当没有外部DC供电时,由电池供电;当插入DC电源时,自动切换到DC供电,节省电池损耗,同时可由单片机检测是电池供电还是DC供电。单片机采用低功耗的STM8L151C8T6TR,负责产品在关机状态下的电源管理和电源检测功能。同时STM8L151C8T6TR整个底板和核心板的电源和复位上电时序管理,各个电平的监控功能,把各个状态通过通讯总线上传到CPU。

至此,方案完成了一个便携式医疗设备的设计。

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