基于CAN总线和无线技术的输液网络监控系统

摘要：为实现大中型医院静脉输液网络化与智能化，设计了一种利用CAN总线和无线技术的输液监控系统。该系统包括执行机节点、CAN总线网络、主节点、无线数据收发系统、控制主机等。无线通信模块采用2．4 G的nRF2401通信芯片，而CAN总线通信模块采用SJA1000和PCA82C25 0，通过单片机控制，实现与其他节点通信。试验表明所设计的CAN总线和无线通信系统均能正常工作，数据传输错误率为0％。
关键词：CAN总线；无线技术；输液监控；nRF2401；SJA1000

据调查，目前在我国的大、中、小型医院及下属社区卫生院、诊所等医疗机构的输液速度和输液量几乎都是不精确的值，凭肉眼观察来估计输液速度。输液速度是护士通过转动输液器上的手动滑轮来控制的，输液量也是护士用只有两个标记的液体瓶倾倒后估计的。利用人工监视输液情况，给病人和医务人员带来许多不便。随着无线技术、网络技术和计算机技术的迅速发展，为输液采用无线、网络监控带来了便利条件。目前已有一些相关输液的研究成果，实现了输液监视、控制、报警等功能，但主要是单台设备独立使用，未能实现网络监控。文献设计了一种基于RS485总线的输液网络化监控系统，但采用RS485总线和有线监控在许多方面存在不足。由于CAN总线和无线技术在各个方面得到普遍应用，为此，本文采用CAN总线和无线技术构建一个新的网络化、多功能输液集中监控系统，以满足医院需要。

1 总体框架设计
根据设计要求。系统由1个主控机和N个CAN节点执行机组成，它们都挂接在双绞线上，组成一个CAN总线通信局部通信网络，CAN总线通信网络中的主控机安装无线数据收发器nRF2401。与另一个中心控制主机组成无线通信网络，整个系统的关键任务是实现CAN总线内部局域网通信以及无线通信网络的通信。其系统总体结构框图如图1所示。

2 CAN总线结构
2．1 主控节点设计
CAN总线主控机系统由单片机最小系统、CAN总线通信接口、人机接口、点滴速度传感器和串口通信下载模块及无线通信模块组成。CAN总线通信接口通过双绞线收发数据，实现与执行机的连通。结构框图如图2所示，主控机负责与无线通信网络进行数据传输，同时也是CAN总线网络中的一个节点，在整个系统中起着主导作用，无线通信模块采用2．4 G的nRF2401通信芯片，而CAN总线通信模块采用SJA1000和PCA82C 250，通过单片机控制，实现与其他节点通信。其他从节点除了没有无线收发模块以外，其他部分与主控机完全相同。