基于nRF4O1的呼吸暫停無線監(jiān)測系統(tǒng)

2 呼吸信號提取和無線收發(fā)
2．1 呼吸信號提取電路的選擇
首先想到的是采用壓力法，但由于口、鼻腔處的壓力變化很微弱，并且弱壓傳感器的靈敏度很高，容易受各種因素的影響，造成誤動作，故壓力法不宜采用。我們知道人的呼吸是通過鼻子或嘴，所以在鼻子和嘴巴附近可以放置多個溫度傳感器，通過溫度的變化將呼吸信號提取出來，而作為數(shù)字溫度傳感器的DSl8820就能滿足此要求。
DSl8B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A／D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0．0625℃，被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個DSl8820可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DSl8820通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路，其應(yīng)用電路如圖2所示。

2．2 呼吸信號的的發(fā)射部分
采用的nRF401是一個433MHZ ISM頻段設(shè)計的真正單片UHF無線收發(fā)芯片，它采用FSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)，nRF401最高工作頻率可以達(dá)到20k，發(fā)射功率可以調(diào)整，最大發(fā)射功率為+10dBm。利用單片機(jī)對發(fā)射部分進(jìn)行設(shè)置，通過發(fā)射模塊將承載呼吸信號的數(shù)字信號發(fā)射出去，其原理框圖如圖3所示。

2．3 接收部分和單片機(jī)的處理
無線接收模塊收到發(fā)射機(jī)發(fā)來的信號后，將其傳送到另一單片機(jī)上進(jìn)行信號的處理，對呼吸暫停持續(xù)時間進(jìn)行定時測定，當(dāng)呼吸暫停超過10s時計數(shù)，將結(jié)果利用數(shù)碼管進(jìn)行動態(tài)顯示，從而實現(xiàn)監(jiān)測呼吸暫停次數(shù)的目的。如圖4所示。

2．4 對于單片機(jī)的軟件設(shè)計
本系統(tǒng)的工作主要是利用單片機(jī)來進(jìn)行控制，包括呼吸信號的提取，無線收發(fā)模塊的傳輸協(xié)議和收發(fā)方式的設(shè)置，以及顯示和報警部分，都是利用單片機(jī)來進(jìn)行的，其總體的程序設(shè)計流程圖如圖5所示。