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一種新型智能胎兒監護系統設計

智能胎兒監護系統選用TI公司生產的帶24位A/D轉換器并具有較強的模擬性能和數字處理能力的MSC1210微處理器，該微處理器把輸入通道選擇、緩沖、放大、增益調整、A/D轉換和數字處理集成到單片電路上，僅用一片集成電路即可實現胎心率、宮縮壓力和胎動次數等監護指標的數據采集和對語音器、聲振器的控制。智能胎兒監控的控制依據是胎心率，如何精確及時得到胎心率是智能胎兒監護系統的控制前提。針對胎心多普勒信號具有信噪比低、非平穩的隨機性特點，計算胎心率時出現1/2、2/3和2倍心率，導致控制失誤，這里運用小波分析結合雙重閾值算法，準確、實時得到胎心率，確保了智能控制的有效進行。

智能電腦胎兒監護系統結構

智能電腦胎兒監護系統框圖如圖1所示。主要由超聲多普勒胎心探頭、宮縮探頭、胎動探頭，胎心信號調理電路(低通濾波、絕對值運算和包絡提取等)、宮縮壓力信號調理電路、語音控制、聲振器、MSC1210微處理器和計算機處理系統組成。以MSC1210和計算機處理系統為核心。

MSC1210控制監護指標的采集和通信，接收電腦命令控制語音器和聲振器。計算機系統實現智能控制、通信控制、數據處理算法、監控顯示等功能模塊。

信號調理電路

針對胎心率監護指標的重要性和胎心多普勒信號的復雜性，這里重點介紹胎心多普勒信號的條理電路。電路主要對多普勒胎心音信號進行低通濾波、絕對值運算和包絡提取等預處理。低通濾波器采用截止頻率為250Hz的二階低通濾波器以濾除高頻信號和干擾。絕對值運算電路如圖2.信號的強度增強一倍，提高了檢測靈敏度。包絡提取電路如圖3所示，采用截止頻率為10HZ的П形濾波和T形濾波相結合的低通濾波器。并聯的二極管和電容對電路中的負信號進行限制，并對一定頻帶的高頻信號進行消振。

MSC1210微處理器

智能胎兒監護采集系統采用美國德州儀器公司推出的功能很強的單片微機MSC1210作為處理器，MSC1210芯片集成了8051微控制器和FLASH存儲器的精密摸數轉換器，該芯片采用增強型8051單片機內核，縮短了指令執行周期，使用低功耗設計，內部集成了一個24位分辨率的模數轉換器(ADC)，其轉換速度可達1000HZ,8通道多路開關，模擬輸入通道測試電流源，輸入緩沖器，可編程增益放大器(PGA)，內部基準電壓源，8位微控制器，程序/ 數據Flash存儲器和數據SRAM等。數字濾波器對輸出的數據進行濾波。數字濾波器有快速、sin2和sin3三種。增強型8051內核有兩個數據指針，其指令系統與標準8051的指令系統完全兼容，其執行速度卻比8051快3倍，因此可工作在低頻，以降低功耗和噪聲。為了減小干擾，其模擬電源和數字電源分別供電。由于該芯片的集成度使智能胎兒監護系統硬件電路變得簡單，電路設計更加簡潔，芯片的外圍元件非常少，從而使系統的可靠性得到了很大提高，而且大大縮短了開發周期，降低了開發成本。MSC1210接口電路原理如圖4.多普勒胎心信號和宮縮壓力信號經IN0和IN2輸入，經多路轉換器后送入緩沖器，可變增益放大器對輸入信號進行放大。胎動信號由MSC1210中斷處理。MSC1210經RS485總線接收電腦下達的控制命令，經P2口控制語音芯片完成語音提醒功能，通過P1.7控制聲振器完成自動胎兒喚醒功能。采用MSC1210作為微處理器更能精確、實時得到胎兒監護指標，為智能控制提供保障。

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