超声数据传送系统 刘利子
医院超声信息系统技术方案

目录超声信息系统技术方案 (1)1 系统概述 (4)2 系统特点 (4)3 工作流程 (4)4 系统架构 (6)5 系统功能 (8)5.1 预约登记 (8)5.2 工作列表(申请单列表) (9)5.3 采集图象和视频录相 (9)5.3.1视频源和采集方式 (9)5.3.2 图象 (10)5.3.3录相 (10)5.3.4流程 (10)5.4 报告 (11)5.4.1 写报告 (11)5.4.2诊断模板 (11)5.4.3诊断术语和特殊字符 (12)5.4.4测量和计算 (12)5.4.5报告中的图象 (12)5.4.6 打印 (13)5.4.7 历史数据和修改记录 (13)5.4.8流程 (13)5.4.9 临床查看报告 (13)5.4.10DICOM 结构化报告145.5 妇产科超声 (14)5.6 心动超声 (14)5.7 血管超声 (14)5.8 病案 (15)5.9 统计 (15)5.10 系统管理 (15)5.11 应急模式 (16)5.12 其它 (16)6 系统安全 (16)7 系统集成 (17)7.1 HIS 集成 (17)7.2 PACS/RIS 集成 (17)超声信息系统(下称“系统”)是一套从预约、登记、排队叫号,到检查、诊断、报告,再到病案管理、查询统计全流程化、电子化、自动化的超声影像信息管理系统。
合用于使用各类超声医疗设备进行诊疗活动的医院、科室。
➢支持多种部署模式(单机、科室、全院)➢支持各种接口的标清、高清视频设备,以及支持 DICOM 标准设备的接入➢所见所得图文报告➢自定义的报告打印模板➢任意多级报告诊断模板➢测量数据自定义和自动计算(超声心动图、产科、血管等)➢双视频源➢接收 DICOM 影像和 DICOM 结构化报告➢支持异步图象采集➢完整的 ICD-10 疾病分类数据,便于归档➢应急模式➢灵便的配置,适应不同医院的不同需求➢丰富的统计功能➢患者如果需要预约检查,先到预约工作站进行预约,打印预约单。
超声波数据传输系统

超声波数据传输系统简介超声波数据传输系统是一种基于声学技术的数据传输方式。
它利用超声波在空气中传播的特性,将数字信号通过超声波的形式传输给接收端,实现数据传输的目的。
超声波数据传输系统具有不易受干扰、传输距离远、传输速度快等优点,在现代通信中得到广泛应用。
例如,在无线短距离通信中,超声波传输系统可用于实现用户之间的数据传输。
另外,它还能够用于无线充电技术、智能家居等领域。
工作原理超声波数据传输系统主要由发射端和接收端组成。
发射端将数字信号进行调制并转换成超声波信号,然后将信号以声波的形式传输出去。
接收端接收到超声波信号后,将信号解调为数字信号,从而完成数据传输。
具体来说,发射端将数字信号转换为频率在20kHz以上的信号。
然后利用压电陶瓷等材料将信号转换为由一组高频电压驱动的机械振动,产生超声波信号。
这些超声波信号在空气中传播,到达接收端后,被接收器转换为电信号。
接着,电路将这些信号按照特定的解调方式还原为原始的数字信号。
优点超声波数据传输系统有如下优点:1.不易受到电磁辐射、干扰等影响,传输稳定性高;2.传输距离远,可达100米以上;3.传输速度快,可达1Mbps以上,甚至可达10Mbps以上。
除此之外,超声波数据传输系统还有较低的功耗和占用宽带,因此可被广泛应用于各种场合。
缺点超声波数据传输系统也存在一些缺点:1.受到空气传播的限制,不能穿透较厚的水、铁、混凝土等材料;2.对传输环境有一定的要求,需要避免噪声、声场混杂等干扰因素。
应用超声波数据传输系统有广泛的应用场景,一些典型的应用场景包括:1.无线短距离传输:超声波数据传输系统可用于实现无线局域网、蓝牙等短距离通信。
2.智能家居:通过超声波,可实现家电、家居设备的无线控制。
3.无线充电:利用超声波传输能量,可实现对移动设备的无线充电。
发展前景随着智能手机、智能家居、物联网等技术的快速发展,超声波数据传输系统在未来的应用前景广阔,有望得到更广泛的应用。
超声数据采集与处理技术

超声数据采集与处理技术一、前言超声技术具有无创、高分辨率、实时性等优点,被广泛应用于医学影像、工业检测等领域。
有效的超声数据采集和处理技术对于保证超声成像质量、提高诊断精度具有重要作用。
本文将介绍超声数据采集和处理的相关技术和方法。
二、超声数据采集技术超声成像仪通过探头发射超声波,将超声波反射回来的信号转化为电信号,再经过处理形成超声图像。
数据采集是获得电信号的过程,主要包括两部分:探头和数据采集系统。
1.探头探头是超声成像仪用于传输超声波和接收反射信号的设备。
根据探头的结构形式,超声探头可分为线性探头、凸面探头、阵列探头、心脏探头等多种类型。
其中,阵列探头因其可控制的聚焦和波束方向、超声图像构建能力强而广泛应用。
2.数据采集系统超声数据采集系统主要由放大器、模拟/数字转换电路和控制逻辑构成。
放大器主要用于放大探头发出的超声信号;模拟/数字转换电路将模拟信号转化为数字信号;控制逻辑用于控制超声数据采集的开始和结束,以及参数控制等。
三、超声数据处理技术超声数据处理是根据采集到的原始数据,对信号进行滤波、增强、特征提取、图像构建等操作,得到清晰的超声图像,提高诊断精度。
超声数据处理技术主要包括以下几方面:1.滤波超声信号受到多种因素的影响,包括噪声、衰减、散射等。
为了提高信噪比和图像质量,需要对信号进行滤波处理。
常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波、中值滤波、自适应滤波等。
2.增强增强技术可以使得信号的边缘清晰、细节丰富,有利于分割和特征提取。
常用的增强方法包括直方图均衡化、小波变换、差分分析、拉普拉斯增强等。
3.特征提取超声图像中的特征包括回声强度、回声分布、回声形态等。
特征提取技术可以从图像中提取到目标物体的重要特征,有利于图像分割、分类、诊断等。
常用的特征提取方法包括灰度共生矩阵法、灰度直方图法、小波变换等。
4.图像构建图像构建是将信号转化为可视化的超声图像的过程。
常用的构建方法包括B超成像、M型超声成像、彩色多普勒超声成像等。
超声数据传输系统_18_何明资料

超声数据传输系统组号:101-18组员:孙恒青刘昱何明指导老师:黄根春摘要:本系统基于传感器技术和信号处理技术,以MSP430单片机为核心设计并实现了一种超声数据传输系统。
本系统由三个相同的通信节点组成,每个节点均包括MSP430单片机最小系统、调制发射部分和接收解调部分。
单片机产生的40KHzPWM载波和串口数据在外部实现ASK调制,调制信号经功率放大后由超声换能器发射出去,接收端将超声换能器接收到的信号经前置放大后再经过包络检波和整形,然后把数据送入单片机串行口解码并在LCD上显示。
本系统传输的数据包括节点环境内采集到的环境温度和节点供电的电池电压值,也可以手动编辑短信进行传输。
本系统可实现任意节点间的点到点直播和点到多点组播或广播的数据传送,并具有通信距离远、数据传输效率高、误码率低、性价比高、功耗低等优点。
关键词:超声波数据传输超声换能器调制解调一、方案论证与选择题目分析:题目要求设计并制作一个能实现节点间数据传输的超声数据传输系统。
系统需要3个节点利用超声波实现相互间高速、低误码率、远距离数据传输。
传输的数据包括采集到的节点温度、节点供电电池电压以及手动编辑的短信。
经分析,本系统要首先确定合理的编码和调制模式,要保证数据的高速和低误码率。
而系统难点部分在于信号功率放大、超声换能器的匹配、接收端小信号放大处理部分。
同时,系统要注重功耗和性价比。
1.数据编、解码方案方案一:采用专用的数据编、解码芯片PT2262/PT2272。
PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片,传输稳定,误码率低。
PT2262利用一次发送4帧相同数据来保证高正确识别率,但同时降低了传输速度。
方案二:采用单片机编、解码。
单片机编码方式灵活,数据传输可使用标准UART串行通信协议。
UART串口协议的奇偶校验功能能够提高系统的检错能力。
方案论证:经过计算,PT2262发送30个字符的时间需要3.6s左右,达不到题目1s的要求。
智慧超声信息系统设计设计方案

智慧超声信息系统设计设计方案智慧超声信息系统设计方案一、方案背景随着智能医疗技术的发展,超声医学的应用范围越来越广泛。
在超声医学检查中,通过对人体内部的超声信号进行采集、处理和分析,可以实现对病理组织和器官的检测和诊断。
然而,传统的超声医学检查存在一些问题,例如操作复杂、依赖医生经验、结果难以复现等。
因此,设计一个智慧超声信息系统,能够实现对超声信号的自动化处理和分析,具有重要的临床应用价值。
二、系统架构智慧超声信息系统主要由数据采集模块、信号处理模块、数据分析模块和结果展示模块四个部分组成。
1.数据采集模块数据采集模块主要负责实时采集患者超声信号。
可以通过超声探头将超声信号传递到采集设备中,在设备中通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号,并进行采样和量化操作。
同时,该模块还需要进行信号增强、降噪等预处理操作,以提高信号质量。
2.信号处理模块信号处理模块主要负责对采集到的超声信号进行处理。
首先,该模块需要进行滤波操作,去除信号中的噪声。
其次,可以使用数字信号处理技术对信号进行降维、特征提取、图像重建等操作,以提取关键信息。
最后,可以使用解调和调制技术对信号进行解码和编码,以实现更精准的分析和识别。
3.数据分析模块数据分析模块主要负责对处理后的信号进行分析。
可以使用机器学习算法对信号进行分类和识别,以判断是否存在异常。
同时,还可以通过对大量数据的统计和分析,建立有效的模型,辅助医生进行临床诊断。
此外,还可以对不同患者的数据进行比对和匹配,以辅助疾病治疗和预防。
4.结果展示模块结果展示模块主要负责将分析结果以可视化的方式展示出来。
可以使用图形界面或者移动应用程序,将分析结果以图像、表格等形式呈现给医生或患者。
同时,还可以将分析结果与标准数据库进行比对,以提供更精准的诊断和判断。
三、关键技术1.信号处理技术:主要包括滤波、特征提取和图像重建等操作,以提取有效信息并去除噪音干扰。
2.机器学习算法:可以使用监督学习或无监督学习算法对信号进行分类和识别,以提高诊断准确率。
单工无线呼叫系统 刘利子概述

单工无线呼叫系统方阁谭潇雄刘利子摘要:本系统基于FSK和FM调制解调原理,以89C51单片机和FPGA(EP1C6Q240C8)构成的最小系统及超低功耗单片机MSP430F449为控制核心,设计制作了一个单工无线呼叫系统,实现了一个主站到八个从站的单工语音及短信数据传输业务。
主站发射部分对短信数据进行串行编码后,先经过数字FSK调制,再与A/D采样得到的语音信号量化值叠加后进行FM调制,通过控制AD9851来完成,从而实现语音和短信的同时传输,其载波频率为30MHz。
从站接收部分以超大规模AM/FM 立体声收音集成芯片CXA1691组成的FM解调电路解调,再经过窄带滤波器分离出语音信号和短信数据。
系统发射功率≤20mW时,语音传输距离为40米,短信传输距离不小于15米。
系统功能齐全,功耗低,操作简单,界面友好。
关键词:AT89C51;MSP430F449;二进制频率调制;频率调制;异步串口通信一、方案论证与选择1、题目任务要求与相关指标分析设计任务要求制作一个主站至从站的单工语音及英文短信传输系统,当发射峰值功率不大于20mW时,主、从站室内通信距离不小于5米,并尽可能的加大通信距离,另外,当传送信号为300-3400Hz正弦信号时,接收端波形无明显失真,使得本题的难点在于发射效率和接收灵敏度的提高,及系统输出信号失真度的减小。
此外,本系统既有中频信号,又有高频信号;既有模拟信号,又有数字信号,它们相互交调会形成频谱很窄的内部干扰信号,不仅影响音频信号的传输质量,还会影响主站的呼叫和英文短信的传输质量,因此抗干扰措施必须做好,以保证音频信号的高质量传输和短信的无误传送。
2、方案论证与比较(1)载波产生方式的比较与选择方案一:采用晶体振荡器产生基准频率,再用选频网络与放大器选出它的谐波实现倍频,具体方框图如图1.1所示。
该方案产生的载波信号稳定度高,但满足要求的晶体谐振器难以获得,选频网络调节复杂。
超声检查报告语音录入系统

【 关 键 词 】 语 音 录 入 ;超 声检 查 报 告 ;超 声 诊 断 病 例 描 述
1 引言
数 字 化 医 院 已 经 成 为 世 界 上 先 进 医 院 的 重要组成部分“ ’ , 是 信 息 技 术 迅 速 发 展 对 医 院 医 疗 和 管 理 工 作 全 方 位 渗 透 而 提 出 的 新 概 念 。 以现 有 信 息 技 术 为 基 础 ,提 高 医 疗 信 息 的 高 度 共 享 , 实 现 全 方 位 的 人 机 交 互 , 提 高 医 疗 效 率 、 医疗 质 量 和 管 理 水 平 是 当今 医疗 技 术 的 前进方向之一。 语 音 作 为 人 类 最 重 要 、 最 有 效 、最 常 用 和 最 方 便 的 交换 信 息 的 形 式 ,让 计 算 机 能 够 听 懂 人 类 的语 言 , 是 人 类 自计 算 机 诞 生 以来 梦 寐 以 求 的想 法 。语 音 识 别 技 术 作 为 该 系 统 实 现 的核 心 技 术 , 贯 穿 于 整 个 系 统 的操 作 过 程 , 选 用 语 音 增 强 技 术 、端 点 检 测 技 术 作 为 语 音识 别 的 前 端 处 理 技 术 ,基 于 数 据 驱 动 的特 征 提 取 技 术 和 基于子空 间的建模方法,实现其孤 立词识别 , 其识别 率高达 9 5 % , 在 汉 语 普 通 话 孤 立 词 识 别 上为国际领先水平。 由于 国 内还 没 有 相 关产 品 , 医 院 采 用 一 台 超 声 诊 断 仪 配 一 名 录 入 员 人 工 输 入 超 声 检 查 报 告 的 方 法 ,存 储 超 声 图像 ,运 用 电 子病 历 管 理 病人检查结果 。该设计结合超声诊 断学知识、 多 媒 体 技 术 、 数 据 库 知 识 、计 算 机 技 术 、 语 音 识 别 技 术 等 多 ; 学 科 跨 领 域 实 现 超 声检 查 报 告 的 语 音 录 入 , 无 需 配 备 录 入 员 。通 过 多 位 有 经 验 的 超 声 检 查 医 师对 超 声 检 查 的 超 声 描 述 及 超 声 结 论 等 信 息 整 理 总 结 并 参 考 相 关 书 籍 J , 经 过 一 定 的 积 累 设 计 出 一 套 适 用 于 大 多数 疾 病 描 述 情况的模板 。本模 板灵活度高 ,集 多位 权威 医 生 的经 验积 累 ,规 范度 高 ,涵 盖 范 围广 ,提 高 了 超 声 检 查 报 告 的 质 量 。 考 虑 超 声 检 查 医 生 的 工 作 方 式及 检 查 流 程 ,选 用 分 布 式 的 系 统 架 构 提 供 了 高 效 的 执 行 效 率 和 简 便 易 用 的 操 作 方 法 。 实 现 同 数 字 医 院 应 用 系 统 的 整 合 工 作 , 使 智 能 语 音 处 理 技 术 适 配 于 目前 的H I S ( H o s p i t a l l n f o r m a t i o n S y s t e m ,医 院 信 息 系
超声图像存档与传输

在超声图文工作站中接收并浏览图像
模拟图像的缺点: (1) 模拟图像文件本身并不含有病人的相关信息; (2) 模拟图像的图像质量受到仪器图像输出端子类型
的影响,图像质量低于DICOM图像。 (3) 由于超声仪器输出视频模拟信号的限制,模拟图
像的分辨率较低;Dicom图像的分辨率可以达到更 高的分辨率。
教学目标
1. 掌握超声图像存档与传输的方法及内容 2. 熟悉超声工作站内容及临床应用价值 3.了解医院PACS和HIS系统基本概念
概述
医院信息系统的最终目的就是要全面实现医 院各类信息(文字、图像、语音)的现代化 管理,满足各类医务人员的需要。在医院种 类繁多的信息中,医学图像信息最为庞大, 约占整个医院信息的80%以上。该类信息的 数字化管理和通讯是关键所在,也是医院现 代化操作运行的重要标志。医院信息系统主 要包括PACS和HIS系统。
5. 资源与预约系统 Resource & Scheduling。
6. 放射信息系统 RIS。
7. 实验室信息系统 LIS。
8. 账单结算系统 Billing System。
9. 危重监护系统 Critical /Intensive Care Unit。
10. 图像存档与传输系统 PACS。
11.病人转诊系统 Patient Referral。
实现医院信息化带来的好处
1. 引入新思想、新观念。 2. 对病人服务更加周到,医患关系更加密切。 3. 及时准确全面地为临床医生提供病人信息。 4. 加强了医院质量管理,增强医疗质量意识。 5. 更有效地管理和利用资源。 6. 信息资源发掘将给医院带来不可估量的财富。 7. 为临床循证管理决策提供科学数据。
超声图文工作站功能介绍
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超声数据传送系统方阁谭潇雄刘利子摘要:本系统基于ASK(二进制振幅键控)调制解调原理,以超低功耗单片机MSP430F449为控制核心,设计制作了一个节点间数据传输的超声数据传送系统,实现了任意节点间的点到点直播和点到多点组播或广播的数据传送。
节点由发射端和接收端组成,发射端由功率放大部分构成ASK调制核心,接收端由前级放大和包络检波部分构成ASK解调核心,以UART异步通信方式实现信源的编解码。
节点间通信距离可达11米,可传送环境温度值和供电电池电压值,任意编辑数字短信,传输时间小于1秒,误码率小于0.1%。
另外,节点以电池供电,接收状态功耗不超过0.3W,发射状态功耗不超过0.5W。
整个系统性价比高,功耗小,操作简单,功能齐全。
关键词:MSP430F449;二进制振幅键控;UART异步通信;包络检波一、方案论证与选择1、方案比较(1)信源编解码方案的比较与选择方案一:采用UART异步通信方式实现信源的编解码。
MSP430系列单片机具有片内硬件USART模块,可以实现标准的串行编码,编码解码非常灵活,并且可以自动从任何一种低功耗模式开始工作。
方案二:采用编解码芯片PT2262与PT2272对信源进行编解码,PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片,可以较好的完成二进制数据的编解码,误码率低,但可转换的数据位数有限,且增大了系统的复杂度。
利用UART异步通信方式的误码率大于利用专门编解码芯片时的误码率,从而较小了通信距离,但是其具有很大的灵活性,且在一定程度上降低了系统功耗,因此设计时选用方案一完成信源的编码解码。
(2)调制方式的比较与选择方案一:采用ASK调制体系,即利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
此调制方式可由模拟调制法和键控法实现,调制解调电路简单,但抗干扰性较差。
方案二:采用FSK调制体系,即利用载波的频率变化来传递数字信息。
此调制方式抗噪声和抗衰减性较好,但解调电路较复杂。
虽然ASK调制方式抗干扰性差,但采用适当的解调方式能减小误码率,且从系统的整体设计考虑,FSK调制解调方式增大了系统的复杂度。
因此在设计中,数据的传送采用ASK调制体系。
(3)载波信号产生方式的选择与比较方案一:利用外接晶振制作多谐振荡器,产生载波信号。
此方案产生的信号频率稳定度高,但不易起振。
方案二:利用MSP430F449内部定时器A输出的脉宽调制(PWM)信号作为载波信号。
设计时利用捕获/比较寄存器控制PWM波形的周期,频率稳定,无需外加芯片,容易实现。
从简化系统外围,减小系统复杂度的角度考虑,在设计中采用方案二产生载波信号。
二、 系统整体框图整个系统由三个节点组成,节点间数据传送方式以环形拓扑结构实现,结构图如下:图2.1 节点网络拓扑结构图各个节点包括发射端和接收端,发射端将节点温度、电压及短信编码后作为数据基带序列控制输出驱动器的通断来实现ASK 调制,调制信号经后级匹配后由超声发射器发送;接收端超声接收器对接收到的信号先进行前级放大处理,再由检波模块解调得到原始数据序列。
节点框图如下:图2.2 系统框图三、 理论分析1. 超声换能器的匹配与相关分析空气中传播的超声波强度随距离的变化成比例地减弱,超声波的频率越高,衰减率越高,传播距离也越短。
本系统中使用的压电陶瓷换能器TR40-16工作频率为40KHz ,为保证超声频电能有效地传输给压电超声换能器 ,提高超声通信距离,超声频电发生器与换能器之间的电端匹配非常重要。
压电换能器在共振频率附近的等效电路如(a)所示,图中0C 为静态电容, m L 、m C 和m R 分别为换能器的动态电感、动态电容和动态电阻。
当换能器处于机械谐振状态时,动态支路中仅剩下电阻分量,此时换能器等效为静态电容和机械电阻的并联,对外呈现电容性状态,阻抗可化简为200222222000011m m i i i m m R R W C Z R jX j R WC R W C =+=-++ 等效电路如图(b)所示:图3.1(a)换能器非共振时的等效电路图图3.1(b)换能器机械共振时的等效电路图利用变压器变阻来实现匹配的原理图如下, L 为匹配电感,0W 为机械谐振RmLmRm时的角频率,理想匹配条件为210222200()1m m R n R n R W C =*+ 2000222001m m R W C W L R W C =+,改变变压器初次级匝数及匹配电感的值,就可以实现理想匹配。
Rm图3.2 变压器匹配电路图2.ASK 调制原理分析二进制振幅键控(ASK )方式是载波幅度按基带脉冲序列改变的一种数字调制方式,可以表示成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的相乘,即有:0()[()]cos n s c ne t a g t nT t ω=-∑上式中,()g t 是持续时间为s T 的矩形脉冲,而n a 的取值服从下述关系0,1,n P a ⎧=⎨⎩概率为概率为(1-P )其波形图如右所示: 图3.3 ASK 调制信号框图二进制ASK 的信道带宽2*S B F =,为提高信道利用率,应尽量提高码元传输速率,但码元传输速率过大易产生码间串扰。
考虑到超声转换器的带宽为±5KHz ,波特率应满足5S F KHz ≤,另外,为了减小超声换能器“余振”现象带来的影响,波特率设为1000bps 。
四、 主要功能模块1.功率放大及ASK 调制模块图4.1 功率放大及ASK 调制电路由于整个系统的功率≤1W ,为提高发射效率,发射部分的功率放大部分前级采用低功耗比较器TLC372整形放大,后级采用高速MOS 驱动器UCC37322,以保证发射功率。
UCC37322在10nF 的负载上具有20ns 的开关速度,输出电流峰值可达9A ,外围电路简单。
在设计中利用基带序列控制其通断来实现ASK 调制。
(a)基带序列(b)ASK 调制信号波形超声换能器用LCR测试仪测得的静态电容为2.65nH,等效电阻为7000Ω,调试中设计变压器初次级匝数比为1:8,改变匹配电感的值,以实现最佳匹配。
具体电路如图4.1所示。
2.ASK解调模块当通信距离远时,接收端收到的的信号非常微弱,为提高接收电路的灵敏度,增大节点间的通信距离,对其先进行前级放大处理,采用单电源低噪声轨对轨运放OPA355实现。
对放大后的信号采用包络检波法解调,电路由二极管电路和电容电阻组成,图中二极管D2用于钳位,以抬升输出电压值。
具体电路图如下:图4.2 ASK解调电路3.温度传感器模块在温度数据的采集上,使用线性数字温度传感器DSl8820实现,其测温分辨率为O.0625℃,采用单总线方式,控制简单。
具体电路图见附录图4.3所示。
4.电源设计模块系统中功率放大模块采用+12V单电源供电,在设计中采用低功耗、高效DC/DC 开关电源稳压器芯片TPS61085进行电压转换,其利用电感L2储存能量。
为了减小输出开关噪声,选择650KHz工作频率。
具体电路图见附录图4.4所示。
五、系统软件设计本系统软件设计部分基于MSP430单片机平台,以异步串口通信方式实现多个节点间的通信,主要完成按键处理、液晶显示、数据处理、地址选择及设定通信协议功能。
(1)数据传输形式数据以UART异步串行方式传输,以帧作为数据传输的基本单位。
帧长度为10-Bit,其中包括起始、终止位与8-Bit字符。
多个帧组成一个数据块,每个数据块加入起始、终止帧。
其中,起始帧包括发射节点ID、接收节点ID以及数据类型;终止帧为‘z’ASCLL码。
接收节点以在空闲状态下接收的第一个帧作为起始帧,随后依次接收帧数据,直到接收到终止帧,完成一次数据块的接收,并进入空闲状态,准备接受新的数据块。
(2)通信协议的设定节点间通信时,其中一个节点先在信道中发送一个数据块,其他节点收到数据块后,将自己的ID与数据块中的ID比较,若相同则显示相关数据,否则舍弃。
点到多点组播或广播时,则设置数据块中的ID为公共ID号。
(3)差错控制编码为了提高通信的可靠性,减小误码率,采用编码效率较高的汉明码对传输数据进行差错控制编码,选择码长为7,信息位数为4,可纠正一个错码或检测两个错码。
主要程序流程图如下:图5.1 软件流程图六、数据测试与分析1.主要测试仪器MT4080A LRC测试仪、60MHz (1Gs/s )Tektronix TDS1002型数字示波器、FLUKE17B多用数字万用表、FLUKE 45型双显示电表、秒表、卷尺2.供电电压与功耗测试测试仪器:FLUKE 45型双显示电表测试方法:分别使节点工作在接收、发射状态,用双显示电表测量电池电压计算功耗,重复测量5次。
P U IU,再将其串入电路中测量电流I,根据公式*测量结果如附录表6.1所示。
测试结果分析:测试数据表明,系统工作时,接收状态功耗≤0.2W,发射时状态功耗≤0.5W,整个系统功耗小。
3.短信传送功能测试测试仪器:秒表测试方法:发射节点预置并发送30位短信内容时,用秒表测量接收节点收到短信内容的时间,记录误码个数并计算误码率,重复测量5次。
测量结果如附录表6.2所示。
测试结果分析:测试数据表明,短信传送时间≤1s,无误码。
4.功能测试(1)当节点接收状态功耗不超过0.5W,发射状态功耗不超过1W时,在无建筑物遮挡的室外测量节点间最大通信距离以接收到的误码率≤0.1%,接收时间≤3s为准,测得通信距离最大为10米。
(2)实际制作3个节点,可实现任意节点间的点到点直播和点到多点组播或广播,发射方显示目的节点地址,接收方显示源节点地址。
(3)节点具有掉电存储并回放显示数据的功能。
七、总结根据测试结果可得,系统基本实现了基本部分和发挥部分,并将通信距离扩展为11 米,接收时间≤1s,接收状态功耗≤0.3W,发射时状态功耗≤0.5W,可发送英文数字短信,长度为30字符时,无误码。
系统功耗小,性价比高。
附录:一、温度传感器模块图4.3 温度传感器电路图二、电源设计模块图4.4电源设计电路图三、测试数据表6.1 电池电压与功耗测量数据表6.2短信传送测试数据。