本實(shí)用新型涉及一種使用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)進(jìn)行呼吸機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，屬于智能醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，大部分呼吸機(jī)將患者的治療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于SD卡中。主治醫(yī)師或患者在需要了解治療數(shù)據(jù)時(shí)需要將SD卡從呼吸機(jī)中取出并使用電腦將治療數(shù)據(jù)從SD卡中讀出，主治醫(yī)師或患者通過查看這些數(shù)據(jù)了解使用情況，這些治療數(shù)據(jù)可作為調(diào)節(jié)治療參數(shù)的依據(jù)。傳統(tǒng)治療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于SD卡有以下不足之處：1、便利性差，當(dāng)主治醫(yī)師貨患者需要了使用情況時(shí)，需要患者將該SD卡取出并攜帶至醫(yī)院。2、實(shí)時(shí)性差，醫(yī)師需要每次從SD卡中讀取治療數(shù)據(jù)后才知道患者使用情況，這種方式在使用和查看治療數(shù)據(jù)之間存在很大時(shí)間延遲，導(dǎo)致慢病在進(jìn)展，治療參數(shù)卻沒改變。3、不能實(shí)現(xiàn)智能醫(yī)療。4、不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，傳統(tǒng)方式需要讀取SD卡中治療數(shù)據(jù)才能了解治療情況，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看。

GPRS技術(shù)是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加了一套分組交換系統(tǒng)，可以與Internet連接，向用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS按流量計(jì)費(fèi)，特別適用于數(shù)據(jù)量少，及時(shí)性要求高的應(yīng)用。GPRS通信還具有保密性高，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種呼吸機(jī)GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，解決現(xiàn)有呼吸機(jī)治療數(shù)據(jù)依賴SD卡存儲(chǔ),讀取數(shù)據(jù)時(shí)遇到的便利性差,實(shí)時(shí)性差,無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù),無法實(shí)現(xiàn)智能醫(yī)療等缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種呼吸機(jī)GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，包括天線模塊(1)、GPRS模塊(2)、處理器模塊(3)、電平轉(zhuǎn)換模塊(4)、電源模塊(5)、呼吸機(jī)接口模塊(6)；所述天線模塊(1)、GPRS模塊(2)、處理器模塊(3)、電平轉(zhuǎn)換模塊(4)、呼吸機(jī)接口模塊(6)依次連接，同時(shí)，所述電源模塊(5)分別與GPRS模塊(2)、處理器模塊(3)、電平轉(zhuǎn)換模塊(4)、呼吸機(jī)接口模塊(6)連接，其中：

天線模塊(1)，負(fù)責(zé)將GPRS模塊(2)產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為無線射頻信號(hào)接入到無線移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，從無線移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)接收無線射頻信號(hào)并轉(zhuǎn)為電信號(hào)向GPRS模塊(2)傳送；

GPRS模塊(2)，負(fù)責(zé)將從天線模塊(1)接受到的射頻信號(hào)處理之后得到的電信號(hào)通過串口方式將數(shù)據(jù)傳送至處理器模塊(3)；GPRS模塊(2)接收處理器模塊(3)編碼后的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)形成電信號(hào)傳送給天線模塊(1)；

處理器模塊(3)，所述處理器模塊(3)嵌入有通信協(xié)議模塊，處理器模塊(3)將從電平轉(zhuǎn)換模塊(4)接收到的呼吸機(jī)數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至GPRS模塊(2)；處理器模塊(3)接收GPRS模塊(2)傳送的數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將解碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送給電平轉(zhuǎn)換模塊(4)；

電平轉(zhuǎn)換模塊(4)，電平轉(zhuǎn)換模塊(4)將從呼吸機(jī)接收到的RS232電平轉(zhuǎn)換為TTL電平發(fā)送至處理器模塊(3)，并將處理器模塊(3)的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平發(fā)送至呼吸機(jī)；

電源模塊(5)，所述電源模塊(5)通過呼吸機(jī)接口模塊(6)從呼吸機(jī)處獲取直流電源，同時(shí)所述電源模塊(5)為GPRS模塊(2)、處理器模塊(3)、電平轉(zhuǎn)換模塊(4)提供工作電源；

呼吸機(jī)接口模塊(6)，負(fù)責(zé)電平轉(zhuǎn)換模塊(4)、電源模塊(5)與呼吸機(jī)之間電氣連接。

優(yōu)選的：所述天線模塊(1)采用四頻段天線，所述GPRS模塊(2)采用四頻GPRS模塊。

優(yōu)選的：所述處理器模塊(3)采用STM32系列微控制器，同時(shí)在STM32系列微控制器中運(yùn)行RTX嵌入式操作系統(tǒng)；所述電平轉(zhuǎn)換模塊(4)采用SP3222E/SP3232E系列電平轉(zhuǎn)換器。

優(yōu)選的：所述電源模塊(5)采用NCP5662電源芯片；所述電源模塊(5)從呼吸機(jī)取得的5V直流電源，并將該5V直流電源轉(zhuǎn)換為3.3V和4.1V直流電源；其中3.3V直流電源供處理器模塊(3)和電平轉(zhuǎn)換模塊(4)使用；4.1V直流電源供GPRS模塊(2)使用。

本實(shí)用新型提供的一種呼吸機(jī)GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

1.由于設(shè)置有天線模塊(1)、GPRS模塊(2)、處理器模塊(3)、電平轉(zhuǎn)換模塊(4)、電源模塊(5)、呼吸機(jī)接口模塊(6)，呼吸機(jī)的數(shù)據(jù)依次通過呼吸機(jī)接口模塊(6)、電源模塊(5)、電平轉(zhuǎn)換模塊(4)、處理器模塊(3)、GPRS模塊(2)、天線模塊(1)然后接入到Internet，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)。

2.本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)自動(dòng)分析健康狀況并將結(jié)果推送給用戶，從而實(shí)現(xiàn)智能醫(yī)護(hù)。

3.本實(shí)用新型將治療數(shù)據(jù)傳送至云平臺(tái)后可實(shí)現(xiàn)在任何可接入Internet設(shè)備上查看治療情況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程查看。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。

一種呼吸機(jī)GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，如圖1、2所示，包括天線模塊1、GPRS模塊2、處理器模塊3、電平轉(zhuǎn)換模塊4、電源模塊5、呼吸機(jī)接口模塊6；所述天線模塊1、GPRS模塊2、處理器模塊3、電平轉(zhuǎn)換模塊4、呼吸機(jī)接口模塊6依次連接，同時(shí)，所述電源模塊5分別與GPRS模塊2、處理器模塊3、電平轉(zhuǎn)換模塊4、呼吸機(jī)接口模塊6連接，其中：

天線模塊1，以電磁波的形式發(fā)射或者接收無線收射頻信號(hào)，負(fù)責(zé)將GPRS模塊2產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為無線射頻信號(hào)接入到無線移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，從無線移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)接收無線射頻信號(hào)并轉(zhuǎn)為電信號(hào)向GPRS模塊2傳送；天線1與GPRS模塊2相連，通常可以根據(jù)設(shè)備尺寸要求，選擇合適的天線，譬如：PCB天線，彈簧天線或者陶瓷天線等。天線的質(zhì)量直接影響無線射頻信號(hào)傳輸?shù)木嚯x和無線射頻信號(hào)的質(zhì)量。GPRS移動(dòng)通訊在全球范圍內(nèi)采用的頻段有四個(gè)：850MHz、900MHz、1800MHz和1900MHz，為了使GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒可以在全球有GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)使用，可以選擇四頻段天線。四頻段天線在上述四個(gè)通訊頻段都可以正常接收和發(fā)送無線射頻信號(hào)。

GPRS模塊2，負(fù)責(zé)將GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒接入電信運(yùn)營商的無線移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)；負(fù)責(zé)將從天線模塊1接受到的射頻信號(hào)處理之后得到的電信號(hào)通過串口方式將數(shù)據(jù)傳送至處理器模塊3；GPRS模塊2接收處理器模塊3處理后的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)形成電信號(hào)傳送給天線模塊1；GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒通過GPRS模塊接入無線通訊網(wǎng)絡(luò)后將與無線網(wǎng)絡(luò)基站進(jìn)行全雙工通訊，移動(dòng)基站將數(shù)據(jù)接入Internet。因網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性，GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒與云平臺(tái)之間需要制定健全的數(shù)據(jù)傳輸保證機(jī)制。GPRS模塊采用哪家網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的SIM卡，需要依據(jù)適用環(huán)境信號(hào)質(zhì)量來決定。GPRS模塊可選用由SIMCOM公司生產(chǎn)的GPRS模塊。國內(nèi)GSM通訊頻段為900/1800MHz，可以選取雙頻GPRS模塊SIM900A，SIM900A是為國內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的雙頻GPRS模塊。在國外使用時(shí)，因不同國家所采用的頻段不同，需要選取模塊SIM900，SIM900是為國際應(yīng)用設(shè)計(jì)的四頻GPRS模塊，可以工作在850/900/1800/1900MHz頻段。

處理器模塊3，處理器模塊是本實(shí)用新型的中央數(shù)據(jù)處理模塊，負(fù)責(zé)各個(gè)模塊的控制調(diào)度、數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換等運(yùn)算和控制任務(wù)，處理器模塊3嵌入有通信協(xié)議模塊。負(fù)責(zé)GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒全部業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)；處理器模塊3與GPRS模塊2之間使用TTL串口進(jìn)行通訊，GPRS模塊2將接受到的射頻信號(hào)處理之后通過串口方式將數(shù)據(jù)傳送至處理器模塊3。處理器模塊3將從電平轉(zhuǎn)換模塊4接收到的呼吸機(jī)數(shù)據(jù)按照通訊協(xié)議處理(編碼)，并將處理(編碼)后的數(shù)據(jù)發(fā)送至GPRS模塊2；處理器模塊3接收GPRS模塊2傳送的數(shù)據(jù)按照預(yù)定的協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、處理(解碼)，并將處理(解碼)后的數(shù)據(jù)發(fā)送給電平轉(zhuǎn)換模塊4；在內(nèi)部嵌入是程序的控制下完成與云平臺(tái)和呼吸機(jī)之間的全雙工通訊。為了能處理相對(duì)較大的數(shù)據(jù)量，提供相對(duì)較高的性能，采用STM32系列微控制器。STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核。STM32系列為控制器的特點(diǎn)為：1、可以選擇采用固件庫開發(fā)，不必接觸底層寄存器，大大縮短開發(fā)周期，降低上手難度；2、性價(jià)比高，32位的控制器有著接近于16位甚至高端8位控制器的價(jià)格。3、選型簡(jiǎn)單，從48到144引腳，101-107各系列，F(xiàn)1,F2,F4三代，從成本到功能均易于選擇。4、功能豐富，從工控，小嵌入式均能勝任。STM32處理器中運(yùn)行RTX嵌入式操作系統(tǒng)，以滿足GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒所需要完成的復(fù)雜邏輯處理需求。

電平轉(zhuǎn)換模塊4，電平轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)不同電壓值的邏輯信號(hào)電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。處理器模塊3與呼吸機(jī)之間因?yàn)殡娖讲患嫒轃o法直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。需要電平轉(zhuǎn)換模塊對(duì)電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。電平轉(zhuǎn)換模塊4負(fù)責(zé)對(duì)呼吸機(jī)RS232信號(hào)電平與處理器模塊TTL電平進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換；電平轉(zhuǎn)換模塊4將從呼吸機(jī)接收到的RS232電平轉(zhuǎn)換為TTL電平發(fā)送至處理器模塊3，并將處理器模塊3的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平發(fā)送至呼吸機(jī)；GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒可以采用SP3222E/SP3232E系列電平轉(zhuǎn)換器，該系列是為便攜式或掌上型應(yīng)用而準(zhǔn)備的一套R(shí)S-232收發(fā)器解決方案，如筆記本電腦，掌上電腦等。SP3222E/SP3232E系列有一個(gè)高效電荷泵充當(dāng)電源，在3.3V電壓下只需0.1μF的電容即可工作。該電荷泵允許SP3222E/SP3232E系列在+3.3V到+5.0V的電壓范圍內(nèi)發(fā)送符合RS-232協(xié)議的信號(hào)。

電源模塊5，電源模塊為GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒的各個(gè)組成模塊提供工作電源。負(fù)責(zé)為GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒的各個(gè)模塊提供工作電源；所述電源模塊5通過呼吸機(jī)接口模塊6從呼吸機(jī)處獲取直流電源，同時(shí)所述電源模塊5為GPRS模塊2、處理器模塊3、電平轉(zhuǎn)換模塊4提供工作電源；GPRS模塊瞬時(shí)電流消耗最大可以達(dá)到2A，這就需要4.1V穩(wěn)壓器可以提供很大瞬時(shí)電流，可以使用ON公司生產(chǎn)的NCP5662電源芯片，該芯片體積小，功率大可以滿足GPRS模塊功率需求。

呼吸機(jī)接口模塊6，呼吸機(jī)接口模塊6負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒與呼吸機(jī)之間的電氣連接。負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒(指呼吸機(jī)GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備)與呼吸機(jī)之間電氣連接；負(fù)責(zé)電平轉(zhuǎn)換模塊4、電源模塊5與呼吸機(jī)之間電氣連接。呼吸機(jī)接口模塊使用MINI_USB_B物理接口。MINI_USB_B接口包括5根線，GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒使用其中的4根分別作為電源線、地線、和RS232接口的RX和TX信號(hào)線。呼吸機(jī)接口模塊6所采用通訊電纜的為四芯軟硅膠線。使用軟硅膠線可以實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒位置靈活安裝和提高整個(gè)GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒美觀及耐用性。

根據(jù)附圖2說明本實(shí)用新型設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景：

GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒2與呼吸機(jī)1之間連接，GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒2通過GPRS方式與無線運(yùn)營商基站3之間進(jìn)行無線通訊，運(yùn)營商基站3將GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒2的數(shù)據(jù)接入Internet并發(fā)送至目標(biāo)云服務(wù)器4，同時(shí)目標(biāo)云服務(wù)器4的數(shù)據(jù)可以通過上述的鏈路發(fā)送至GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒，GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、處理后發(fā)送至呼吸機(jī)。因目標(biāo)云服務(wù)器4接入了Internet，故可以實(shí)現(xiàn)任何可接入Internet的設(shè)備都可以通過訪問目標(biāo)服務(wù)器4實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程治療情況查看，遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)等操作。

GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒將呼吸機(jī)治療數(shù)據(jù)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳送至云平臺(tái)，并接收云平臺(tái)下發(fā)的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)人員上網(wǎng)即可監(jiān)控治療情況。GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒與呼吸機(jī)之間可進(jìn)行全雙工通訊，實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)發(fā)送信息到呼吸機(jī)屏幕提醒患者。使用GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒可實(shí)現(xiàn)便捷、科學(xué)的服務(wù)管理，保證患者的長(zhǎng)期療效，顯著提升依從性。GPRS數(shù)據(jù)傳輸盒是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智能醫(yī)療中的一個(gè)實(shí)例。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。