基于物聯(lián)網(wǎng)技術的多頻率多協(xié)議數(shù)據(jù)通信盒的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通信的產(chǎn)品，特別是針對醫(yī)療領域的數(shù)據(jù)采集、處理、轉換及上傳的通信設備。
【背景技術】
[0002]目前，醫(yī)院里病房和護士站的空間有限，購買過多的電子醫(yī)療設備太占空間又浪費錢，同時不同設備之間采用的通信模式和通信協(xié)議不同，導致兼容性不強。因此，當新設備購入后，往往又要重新布線和采購相應的通信模塊，操作程序復雜，甚至破壞醫(yī)院的設計結構，增加了醫(yī)院工作和護理人員的負擔。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有的電子醫(yī)療設備之間通信的兼容性問題，降低操作復雜度，減輕醫(yī)護人員的負擔，降低醫(yī)療成本，本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)信息盒。
[0004]現(xiàn)有技術中的信息盒都是針對于我們生活當中，功能偏重生活和娛樂。本發(fā)明除了可以像一般信息盒一樣適用于我們生活當中外，其最重要的是適用于電子醫(yī)療設備。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是:設備全部采用模塊化設計，在主板內(nèi)部集成主控芯片，并采用雙或多單片機控制方案，主要用于數(shù)據(jù)處理和協(xié)議轉化，提高工作效率和穩(wěn)定性。主控芯片的數(shù)據(jù)通信接口通過電路板線路拓展并外置。主控芯片通過接口選擇電路和數(shù)據(jù)通信接口、無線模塊接口相連。主板上的數(shù)據(jù)接口具有極強的通用性，外部可接入市場上主流的無線通信芯片及無線模塊及其他數(shù)據(jù)接口。同時，主板上集成了電平轉換電路及電平轉換芯片MAX232、FT232、PL2303、CH340，可輸出市場上常見的電平信號。
[0005]主板可外接NRFXX、CCXX, SIXX等所有市場上常用的無線模塊和WIFI模塊、USB、RJ45、RJll等數(shù)據(jù)通信接口及VGA、DVI, HDMI等音視頻傳輸接口。無線模塊配有信號發(fā)射天線。VGA、DV1、HDMI等音視頻傳輸接口可以通過傳輸線外接音視頻播放設備，也可以直接將其嵌入在主板上方。當需要接入外部設備時，比如:輸液監(jiān)控器，可以由主控芯片通過模塊選擇電路打開與其匹配的無線模塊，無線模塊接收到數(shù)據(jù)，將其傳到主控芯片中，主控芯片收到數(shù)據(jù)，將其按照對應的協(xié)議和編碼分析出內(nèi)部數(shù)據(jù)信息，再通過模塊選擇電路，打開相應的無線模塊，并設定為發(fā)送模式。主控芯片再將分析出的有用信息按照相應的協(xié)議進行編碼，通過選定的無線模塊發(fā)送出去。數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送可以選定不同的無線模塊，甚至不同頻率、不同協(xié)議和編碼。同時，主控芯片可以通過WIFI模塊或RJ45網(wǎng)口連接互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，將數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡或局域網(wǎng)服務器，如:醫(yī)院的電子病歷系統(tǒng)。并且:主控芯片可以直接將音視頻信息通過音視頻傳輸接口傳到音視頻設備提示并顯示。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
[0007]1、解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)通信盒的功能單一性和頻域狹窄，將目前市場上物聯(lián)網(wǎng)過于繁雜的通信網(wǎng)絡整合到一點，覆蓋不同頻段的通信設備，并且能夠轉換不同協(xié)議。
[0008]2、尤其是針對醫(yī)療儀器領域，實現(xiàn)不同設備、不同頻率，甚至是不同廠家的具有不同協(xié)議的產(chǎn)品。彌補了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)領域在數(shù)據(jù)集中傳輸和處理環(huán)節(jié)的空白，可以嵌入和兼容醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的各類網(wǎng)絡平臺。輸液監(jiān)控管理系統(tǒng)、生命體征監(jiān)測系統(tǒng)、嬰兒安全管理系統(tǒng)等，對醫(yī)院的物聯(lián)網(wǎng)組建工作具有極大幫助。
[0009]3、主控芯片采用雙或多單片機(MCU)控制的設計方案，使得產(chǎn)品的性能和數(shù)據(jù)處理的效率都有了大幅提尚。
[0010]4、主控芯片可以通過WIFI模塊或RJ45網(wǎng)口連接互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，將數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡或局域網(wǎng)服務器，如:醫(yī)院的電子病歷系統(tǒng)。并且:主控芯片可以直接將音視頻信息通過音視頻傳輸接口傳到音視頻設備提示并顯示。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0012]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
[0013]圖1說明:SPI*N表示多個SPI數(shù)據(jù)通信接口，I2C*N表示多個I2C數(shù)據(jù)通信接口，“…”表示其他數(shù)據(jù)通信接口。
[0014]圖2是主板【具體實施方式】的結構示意圖。
[0015]圖2中:1、單片機(MCU)，2、外圍電路，3、電源接口，4、接口選擇電路，5、SPI通信接口，6、12C通信接口，7、電平轉換電路，8、USB接口，9、RS232串口，10、音頻接口，11、視頻接
□ O
【具體實施方式】
[0016]在圖1所示的系統(tǒng)框圖中，
[0017]主板內(nèi)部集成:主控芯片、數(shù)據(jù)通信接口、接口選擇電路、音頻接口、視頻接口、電平接口、電平轉換電路、外圍電路、電源接口。其中:外圍電路、接□選擇電路、電平轉換電路、音頻接口、視頻接口與主控芯片相連，接口選擇電路與數(shù)據(jù)通信接口相連，電平轉換電路與電平接口相連，外圍電路與電源接口相連。數(shù)據(jù)通信接口包括:SP1、I2C等市場上主流通信接口。
[0018]主板通過數(shù)據(jù)通信接口外接無線模塊和有線數(shù)據(jù)通信接口，無線模塊和有線數(shù)據(jù)通信接口再接入通訊系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、醫(yī)院服務器等。音響等聲音輸出設備與音頻接口相連，顯示屏、投影儀等影像輸出設備與視頻接口相連。另外，主板可以通過電平接口:RS232、USB等連接外部接口拓展，開發(fā)其他功能。
[0019]無線模塊為下列各項其中之一:NRF系列、CC系列、SI系列，WIFI模塊、藍牙模塊、ZigBee 模塊、GSM/GPRS/GPS 模塊。
[0020]有線數(shù)據(jù)通信接口為下列各項其中之一:RJ45、RJ11。
[0021]在圖2所示的主板結構示意圖中，
[0022]主控芯片采用雙或多單片機(MCU)⑴控制(本圖以3個做示例)，放置于主板中心位置，各個單片機(MCU) (I)之間通過總線相連來進行數(shù)據(jù)通信。電源接口(3)靠近主板外側放置，與單片機(MCU) (I)之間通過外圍電路(2)連接。并行分出的數(shù)個SPI通信接口(5)、I2C通信接口(6)都靠近主板外側放置，并通過各自的接口選擇電路(4)與單片機(MCU) (I)相連。USB接口(8)、RS232串口(9)靠近主板外側放置，并通過電平轉換電路(7)與單片機(MCU)(I)相連。主板配有音頻接口(10)、視頻接口(11)，并靠近外側放置，用于連接外設。
[0023]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明的要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，其適合于電子通信領域，特別是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)領域，主要包括控制主板、無線模塊、有線數(shù)據(jù)通信接口、數(shù)據(jù)提示:音響和顯示屏、投影儀等模塊，以及集成在主板上的主控芯片、數(shù)據(jù)通信接口、接口選擇電路、音頻接口、視頻接口、電平接口、電平轉換電路、外圍電路、電源接口，其特征在于主控芯片采用雙或多單片機(MCU)控制，單片機(MCU)之間通過通信總線相連、分工合作，用于提高數(shù)據(jù)采集、處理和轉化的效率和穩(wěn)定性；設備全部采用模塊化設計，同時數(shù)據(jù)通信接口外置，可兼容市場上全部主流的無線通信芯片和無線模塊及其他數(shù)據(jù)接口 ；單個數(shù)據(jù)通信接口并行分出數(shù)個相同的數(shù)據(jù)通信接口，并引至主板外側；各個相同的數(shù)據(jù)通信接口之間通過接口選擇電路相連，同時受主控芯片控制，用于數(shù)據(jù)通信接口的選擇；主板上配有常用電平轉換電路及電平轉換芯片，用于兼容當今市場上主流的電平信號。2.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，其特征是:作為主控芯片的多個單片機之間相互協(xié)作，分工明確，分別用于:數(shù)據(jù)通信、協(xié)議轉化、算法運算、I/O控制等功能。3.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，其特征是:主控芯片通過接口選擇電路和數(shù)據(jù)通信接口相連，主控芯片可通過接口選擇電路選通相應的數(shù)據(jù)通信接口，進而控制相應的無線模塊和有線數(shù)據(jù)接口的工作。4.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，其特征是:數(shù)據(jù)通信接口主要包括SP1、UART、USART、I2C、I2S、CAN等，他們集成在單片機上，通過線路板線路引至主板外側，可外接或拓展其他通信模塊。5.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，其特征是:主板上的數(shù)據(jù)通信接口具有極強的通用性，外部可接入市場上主流的無線通信芯片及無線模塊，如:NRF系列、CC系列、SI系列，WIFI模塊、藍牙模塊、ZigBee模塊、GSM/GPRS/GPS模塊，和有線數(shù)據(jù)通信接口:USB、RJ45、RJ11，外部接入和拓展的無線模塊可覆蓋當今常見的無線頻率:230MHz、315MHz，433MHz，2.4GHz等，WIFI模塊用于接入互聯(lián)網(wǎng)和組建局域網(wǎng)。6.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，其特征是:主板上的電平轉換芯片含蓋MAX232、FT232、PL2303、CH340等市場主流芯片，芯片通過電平轉換電路，將TTL電平轉換為RS-232、RS-485、USB等，同時將轉化后的電平引至主板外側，可接外部設備拓展，如:WIFI模塊、串口和USB接口等，從而拓展通信功能和組建多個網(wǎng)絡。7.根據(jù)權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，其特征是:設備可以通過音頻接口、視頻接口將音視頻等信息傳輸給外部設備:音響、顯示器、投影儀等，也可以將音視頻播放設備集成在機器內(nèi)部。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的數(shù)據(jù)通信盒，它主要包括控制主板、無線發(fā)射/接收模塊、有線數(shù)據(jù)通信接口、數(shù)據(jù)提示：界面顯示和語音提示等模塊、外部設備拓展部分。可以完成多種數(shù)據(jù)通信協(xié)議的轉換、有線和無線數(shù)據(jù)類型的接收和發(fā)送，并可接入互聯(lián)網(wǎng)和組建局域網(wǎng)，同時可以傳輸音視頻數(shù)據(jù)給外部設備。本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)通信類電子產(chǎn)品，主要運用于醫(yī)療行業(yè)。它有效解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)通信盒的功能單一性和頻域狹窄，并提高了數(shù)據(jù)采集和處理效率，彌補了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)領域在數(shù)據(jù)集中傳輸和處理環(huán)節(jié)的空白，可以嵌入和兼容各類醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)平臺：輸液監(jiān)控管理系統(tǒng)、生命體征監(jiān)測系統(tǒng)、嬰兒安全管理系統(tǒng)等，對醫(yī)院的物聯(lián)網(wǎng)組建工作具有極大幫助。
【IPC分類】H04L29/08, G08C17/02, H04L29/06
【公開號】CN105206024
【申請?zhí)枴緾N201510621217
【發(fā)明人】李勇軍
【申請人】杭州中道醫(yī)療設備有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月25日