基于nRF4O1的呼吸暫停無線監測系統

2 呼吸信號提取和無線收發
2．1 呼吸信號提取電路的選擇
首先想到的是采用壓力法，但由于口、鼻腔處的壓力變化很微弱，并且弱壓傳感器的靈敏度很高，容易受各種因素的影響，造成誤動作，故壓力法不宜采用。我們知道人的呼吸是通過鼻子或嘴，所以在鼻子和嘴巴附近可以放置多個溫度傳感器，通過溫度的變化將呼吸信號提取出來，而作為數字溫度傳感器的DSl8820就能滿足此要求。
DSl8B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A／D轉換精度，測溫分辨率可達0．0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產生；多個DSl8820可以并聯到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DSl8820通信，占用微處理器的端口較少，可節省大量的引線和邏輯電路，其應用電路如圖2所示。

2．2 呼吸信號的的發射部分
采用的nRF401是一個433MHZ ISM頻段設計的真正單片UHF無線收發芯片，它采用FSK調制解調技術，nRF401最高工作頻率可以達到20k，發射功率可以調整，最大發射功率為+10dBm。利用單片機對發射部分進行設置，通過發射模塊將承載呼吸信號的數字信號發射出去，其原理框圖如圖3所示。

2．3 接收部分和單片機的處理
無線接收模塊收到發射機發來的信號后，將其傳送到另一單片機上進行信號的處理，對呼吸暫停持續時間進行定時測定，當呼吸暫停超過10s時計數，將結果利用數碼管進行動態顯示，從而實現監測呼吸暫停次數的目的。如圖4所示。

2．4 對于單片機的軟件設計
本系統的工作主要是利用單片機來進行控制，包括呼吸信號的提取，無線收發模塊的傳輸協議和收發方式的設置，以及顯示和報警部分，都是利用單片機來進行的，其總體的程序設計流程圖如圖5所示。