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NB-IOT医用智能输氧监测系统

随着物联网的发展与进步,以及电子、计算机等技术的发展,目前,医院普遍使用玻璃转子式气体流量计来控制和测量氧气流量。这种流量计装卸方便,可以随时插入病房床头设备带上的供氧终端接口,通过调节玻璃转子的位置,能够控制当前的 氧气流量。通常每个病区都配备若干玻璃转子式气体流量计,护士根据需要为不同病房的患者提供输氧服务。有些患者和家属也能够装卸和调整流量计。当需要输氧的患者较多时,护士往往无法精确掌握不同患者的输氧时间以及流量计的去向,影响输氧设备的管理和输氧计时的准确性。针对以上问题,本文设计了一套智能输氧监测系统,直接在输氧管上加装传感器,利用NB-IoT技术将传感器获取的流量数据通过无线网络传送到护士手机APP,以便护士及时掌握患者输氧情况和流量计的使用情况。

Bruceyuanhong Bruceyuanhong

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团队介绍

Bruceyuanhong Bruceyuanhong

团队成员

王志青 软件工程师

袁宏 队长

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项目简介
随着物联网的发展与进步,以及电子、计算机等技术的发展,目前,医院普遍使用玻璃转子式气体流量计来控制和测量氧气流量。这种流量计装卸方便,可以随时插入病房床头设备带上的供氧终端接口,通过调节玻璃转子的位置,能够控制当前的 氧气流量。通常每个病区都配备若干玻璃转子式气体流量计,护士根据需要为不同病房的患者提供输氧服务。有些患者和家属也能够装卸和调整流量计。当需要输氧的患者较多时,护士往往无法精确掌握不同患者的输氧时间以及流量计的去向,影响输氧设备的管理和输氧计时的准确性。针对以上问题,本文设计了一套智能输氧监测系统,直接在输氧管上加装传感器,利用NB-IoT技术将传感器获取的流量数据通过无线网络传送到护士手机APP,以便护士及时掌握患者输氧情况和流量计的使用情况。
硬件说明

1. 系统总体方案设计

1.1 概述

NB-IOT医用智能输氧监测系统基于意法半导体的 stm32l031 系列主控芯片,具有超低的运行及待机休眠功耗, ME3616NB-IoT 模块,以及中国电信物联网开放平台等。实现医院患者输氧时氧气流速以及是否正常的监测

 

7.png

 


 

2-1  总体框图

 

1.2 硬件总体设计

1.2.1 处理器

采用 ST 公司的 STM32 系列芯片做为主控。本次为了完成本次的任务要求, 我们所使用的是 STM32L031K6T6。由 ST 厂商推出的 STM32 系列单片机,行业的朋友都知道,这是一款性价比超高,运行待机及睡眠功耗超低的系列单片机功能及其强大。其基于专为要求低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的 ARM Cortex-M0+ 内核,同时具有一流的外设: 12  ADC, UART, SPI 等等,在功耗和集成度方面有不俗的表现,其简单的结构和易用的工具再配合其强大的功能在行业中赫赫有名。

 

1.2.2 ME3616 NB-IoT模块

ME3616 是一款支持NB-IoT通信标准的窄带蜂窝物联网通信模组。在NB-IoT制式下,该模块可以提供最大66 Kbps上行速率和34 Kbps下行速率。该模块为极小尺寸LCC紧凑型封装模块,适用于可穿戴设备等对于模块尺寸有严格要求的应用领域。

 

ME3612专为低速率、低功耗、远距离、海量连接的物联网应用而设计。该模块支持多种网络协议(CoAP、TCP/UDP、MQTT)和多种低功耗模式(PSM、eDRX)。这些协议和功能可以让它应用在智能表计、智能停车、资产追踪和可穿戴设备等多种物联网及M2M的应用场景中。

 

1.2.3 FS2012气流传感器

IDT质量流量传感器模块测量气体或液体流过传感表面采用热传递(量热)原理。流传感器采用一系列MEMS热电偶,性能优异信噪比。有源MEMS的固体热隔离

传感元件与碳化硅薄膜涂层提供了优异的性能耐磨,长期可靠。IDT提供一个未经校准的毫伏输出版本(FS1012),未经校准放大电路(FS102x)全校准线性化(FS2012)模块的气体或液体的典型精度下降到2%的读。这些质量流量传感器是理想的工业过程中使用,医疗保健和医疗市场。


软件说明

2.3 程序及通信方式设计

2.3.1 程序设计流程图

 

 

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2.3.2 单片机通信方式

单片机的通信协议与ME3616 NB-IoT模块采用 UART 协议。

UART 是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中,UART 用来主机与辅助设备通信,如汽车音响与外接 AP 之间的通信,与 PC 机通信包括与监控调试器和其它器件,如

EEPROM 通信。

UART 首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始,后面是 5~8 个数据位,一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。 收器发现开始位时它就知道数据准备发送,并尝试与发送器时钟频率同步。如果选择了奇偶,UART 就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验。

在接收过程中,UART 从消息帧中去掉起始位和结束位,对进来的字节进行奇偶校验,并将数据字节从串行转换成并行。UART 也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如,如果产生一个奇偶错误,UART 就置位奇偶标志。UART 作为异步串口通信协议的一种,工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。

 

QQ截图20190113180233.png 

 

2-3-1 单片机FS2012以及ME3616之间的通信示意图

 

 

2.3.3 云平台及安卓APP

 

 

 

2-3-2 云平台Profile截图

 

 

2-3-3 安卓APP截图


演示效果

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评论区(2 )
  • maikezhu: 我有个项目和这个类似,咱们可以交流一下,18110022375

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  • maikezhu: 您好,请问怎么才能联系到您?我的手机号18110022375

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