医疗领域中的通信技术综述

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1、医疗领域中的通信技术综述摘要：本文主要介绍常见的有线通讯技术和无线通讯技术以及网络技术在医疗仪器设计中的应用。主要介绍了串行通讯、并行通讯、USB接口以及蓝牙技术、HomeRF技术、无线网络通讯、GPRS技术等的原理和其在医学仪器设计的应用。关键词:串行通讯；并行通信；USB接口；红外技术；蓝牙技术；GPRS随着科学技术的不断发展，各种高端技术已经在医疗设备的研制上得到了广泛的应用，其中就包括了日新月异的通信技术。本文将从有线通信和无线通信两个方面介绍各种通信技术在医疗设备领域中的应用。1、有线通信模式1.1、串行通信

2、串行通讯是指数据一位一位顺序传送的一种通讯方式，其突出的优点就是可以节省传送线的条数，特别适合长距离通讯。现在许多医疗仪器都采用串行通讯。其第二个优点就是控制编程简单，适用于对数据传输速率要求不高的场合。传输速率为1200~12800bps。1.2、并行口通信在计算机的标准外设中，并行打印口是使用非常方便，且易于扩展的I/O口。标准的PC机打印口由一个25芯的D-Shell连接器提供TTL输入和输出信号。共占用PC机的3个I/O地址。打印口有12条输出线和5条输入线可以使用，它们决定了接口时的选址能力和读入数据的形式。

3、对8位或者更高位数据的读入，可以使用74LS157等数据选择器将其分成4位一组后分别读入。另外，为防止高频信号的不稳定性对数据传输的影响，可以采取以下措施：(1)在程序中插入适当的延迟。信号的高速变化可能会导致数据读取错误，插入适当的延迟后，可以使信号达到稳定。在使用较长的连接线时，这是非常需要的，如果使用只有几十厘米的连接线，可以不采用插入延迟的方法；(2)增加滤波电容。在打印口的I/O线与连接器之间加入滤波电容，可以提高传输的可靠性。1.3.USB接口通信USB是用于将适用USB的外围设备连接到主机的外部总线结构,

4、其主要是用在中速和低速的外设。USB是一种支持即插即用的新型串行接口,其数据传输率可达4～12MB/s。USB分为5个部分:控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、USB设备以及针对不同USB设备的驱动程序。USB的传输方式:针对设备对系统资源需求的不同,在USB规范中规定了4种不同的数据传输方式:等时传输方式、中断传输方式、控制传输方式和批传输方式。USB的优势:USB采用“级联”方式,即每个USB设备用一个USB插头连接到另一个外设的USB插座上,而其本身又提供一个USB插座供下一个USB外设连接用。通过这种类

5、似菊花链式的连接,一个USB控制器可以连接多达127个外设,而每个外设间距离(线缆长度)可达5m。USB能智能识别USB链上外围设备的插入或拆卸。它可使多个设备在一个端口上运行,速度也比现在的串行口或并行口快得多,而且其总的连线在理论上说可以无限延长。2、无限通信模式2.1射频技术射频技术经过长期的发展,其基本模式已经固定。从大的功能单元看,主要由接收、发射2个单元组成,包括:射频前端的信号处理网络、用于产生标准混频或时钟参考信号的本振、以VCO(或类似电路)为核心的射频信号发生网络、用于产生高质量且稳定可控的频率合成

6、器(PLL)网络。发射部分包括:信号调制或信号变换调制网络;接收部分包括:变频、鉴相或鉴频以及具有类似功能的混合型网络,其它部分则为基带信号的处理。随着数据变换器和DSP的进步,这本身又促使无线通信设备的结构发生重大变革,出现人们称之为的“软件无线电”。对RF级的数字化,是最具优点的,提高接收灵敏度、无寄生动态范围、提高抗干扰性能等方面指标,在RF链路的某一级进行数字化。2.2红外数据通信技术红外通讯技术是一种点对点的数据传输协议,是传统设备之间连接线缆的替代。它的通讯距离一般在0～1m之间,传输速率最快可达16Mbp

7、s,通讯介质是波长为900nm左右的近红外线。红外通讯技术的特点:它是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术,被众多的硬件和软件平台所支持;通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发。主要是用来取代点对点的线缆连接;新的通讯标准兼容早期的通讯标准;小角度(30°锥角以内),短距离,点对点直线数据传输,保密性强;传输速率较高。目前4M速率的FIR技术已被广泛使用,16M速率的VFIR技术已经发布。2.3蓝牙技术蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同

8、提出的近距离无线数据通讯技术标准。它能够在10m的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输,其数据传输带宽可达1Mbps。通讯介质为频率在2.402～2.480GHz之间的电磁波。蓝牙通讯技术的特点:蓝牙工作在全球开放的2.4GHzISM(即工业、科学、医学)频段;使用跳频频谱扩展技术,把频带分成若干个跳频信道(hopchan