基于物联网技术的多频率多协议数据通信盒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据通信的产品，特别是针对医疗领域的数据采集、处理、转换及上传的通信设备。
【背景技术】
[0002]目前，医院里病房和护士站的空间有限，购买过多的电子医疗设备太占空间又浪费钱，同时不同设备之间采用的通信模式和通信协议不同，导致兼容性不强。因此，当新设备购入后，往往又要重新布线和采购相应的通信模块，操作程序复杂，甚至破坏医院的设计结构，增加了医院工作和护理人员的负担。
【发明内容】
[0003]为了解决现有的电子医疗设备之间通信的兼容性问题，降低操作复杂度，减轻医护人员的负担，降低医疗成本，本发明提供了一种物联网信息盒。
[0004]现有技术中的信息盒都是针对于我们生活当中，功能偏重生活和娱乐。本发明除了可以像一般信息盒一样适用于我们生活当中外，其最重要的是适用于电子医疗设备。为解决上述问题，本发明采用的技术方案是:设备全部采用模块化设计，在主板内部集成主控芯片，并采用双或多单片机控制方案，主要用于数据处理和协议转化，提高工作效率和稳定性。主控芯片的数据通信接口通过电路板线路拓展并外置。主控芯片通过接口选择电路和数据通信接口、无线模块接口相连。主板上的数据接口具有极强的通用性，外部可接入市场上主流的无线通信芯片及无线模块及其他数据接口。同时，主板上集成了电平转换电路及电平转换芯片MAX232、FT232、PL2303、CH340，可输出市场上常见的电平信号。
[0005]主板可外接NRFXX、CCXX, SIXX等所有市场上常用的无线模块和WIFI模块、USB、RJ45、RJll等数据通信接口及VGA、DVI, HDMI等音视频传输接口。无线模块配有信号发射天线。VGA、DV1、HDMI等音视频传输接口可以通过传输线外接音视频播放设备，也可以直接将其嵌入在主板上方。当需要接入外部设备时，比如:输液监控器，可以由主控芯片通过模块选择电路打开与其匹配的无线模块，无线模块接收到数据，将其传到主控芯片中，主控芯片收到数据，将其按照对应的协议和编码分析出内部数据信息，再通过模块选择电路，打开相应的无线模块，并设定为发送模式。主控芯片再将分析出的有用信息按照相应的协议进行编码，通过选定的无线模块发送出去。数据的接收和发送可以选定不同的无线模块，甚至不同频率、不同协议和编码。同时，主控芯片可以通过WIFI模块或RJ45网口连接互联网或局域网，将数据上传到网络或局域网服务器，如:医院的电子病历系统。并且:主控芯片可以直接将音视频信息通过音视频传输接口传到音视频设备提示并显示。
[0006]本发明的有益效果是:
[0007]1、解决了现有数据通信盒的功能单一性和频域狭窄，将目前市场上物联网过于繁杂的通信网络整合到一点，覆盖不同频段的通信设备，并且能够转换不同协议。
[0008]2、尤其是针对医疗仪器领域，实现不同设备、不同频率，甚至是不同厂家的具有不同协议的产品。弥补了医疗物联网领域在数据集中传输和处理环节的空白，可以嵌入和兼容医疗物联网的各类网络平台。输液监控管理系统、生命体征监测系统、婴儿安全管理系统等，对医院的物联网组建工作具有极大帮助。
[0009]3、主控芯片采用双或多单片机(MCU)控制的设计方案，使得产品的性能和数据处理的效率都有了大幅提尚。
[0010]4、主控芯片可以通过WIFI模块或RJ45网口连接互联网或局域网，将数据上传到网络或局域网服务器，如:医院的电子病历系统。并且:主控芯片可以直接将音视频信息通过音视频传输接口传到音视频设备提示并显示。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]图1是本发明的系统框图。
[0013]图1说明:SPI*N表示多个SPI数据通信接口，I2C*N表示多个I2C数据通信接口，“…”表示其他数据通信接口。
[0014]图2是主板【具体实施方式】的结构示意图。
[0015]图2中:1、单片机(MCU)，2、外围电路，3、电源接口，4、接口选择电路，5、SPI通信接口，6、12C通信接口，7、电平转换电路，8、USB接口，9、RS232串口，10、音频接口，11、视频接
□ O
【具体实施方式】
[0016]在图1所示的系统框图中，
[0017]主板内部集成:主控芯片、数据通信接口、接口选择电路、音频接口、视频接口、电平接口、电平转换电路、外围电路、电源接口。其中:外围电路、接□选择电路、电平转换电路、音频接口、视频接口与主控芯片相连，接口选择电路与数据通信接口相连，电平转换电路与电平接口相连，外围电路与电源接口相连。数据通信接口包括:SP1、I2C等市场上主流通信接口。
[0018]主板通过数据通信接口外接无线模块和有线数据通信接口，无线模块和有线数据通信接口再接入通讯系统、互联网、局域网、医院服务器等。音响等声音输出设备与音频接口相连，显示屏、投影仪等影像输出设备与视频接口相连。另外，主板可以通过电平接口:RS232、USB等连接外部接口拓展，开发其他功能。
[0019]无线模块为下列各项其中之一:NRF系列、CC系列、SI系列，WIFI模块、蓝牙模块、ZigBee 模块、GSM/GPRS/GPS 模块。
[0020]有线数据通信接口为下列各项其中之一:RJ45、RJ11。
[0021]在图2所示的主板结构示意图中，
[0022]主控芯片采用双或多单片机(MCU)⑴控制(本图以3个做示例)，放置于主板中心位置，各个单片机(MCU) (I)之间通过总线相连来进行数据通信。电源接口(3)靠近主板外侧放置，与单片机(MCU) (I)之间通过外围电路(2)连接。并行分出的数个SPI通信接口(5)、I2C通信接口(6)都靠近主板外侧放置，并通过各自的接口选择电路(4)与单片机(MCU) (I)相连。USB接口(8)、RS232串口(9)靠近主板外侧放置，并通过电平转换电路(7)与单片机(MCU)(I)相连。主板配有音频接口(10)、视频接口(11)，并靠近外侧放置，用于连接外设。
[0023]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种基于物联网技术的数据通信盒，其适合于电子通信领域，特别是医疗物联网领域，主要包括控制主板、无线模块、有线数据通信接口、数据提示:音响和显示屏、投影仪等模块，以及集成在主板上的主控芯片、数据通信接口、接口选择电路、音频接口、视频接口、电平接口、电平转换电路、外围电路、电源接口，其特征在于主控芯片采用双或多单片机(MCU)控制，单片机(MCU)之间通过通信总线相连、分工合作，用于提高数据采集、处理和转化的效率和稳定性；设备全部采用模块化设计，同时数据通信接口外置，可兼容市场上全部主流的无线通信芯片和无线模块及其他数据接口 ；单个数据通信接口并行分出数个相同的数据通信接口，并引至主板外侧；各个相同的数据通信接口之间通过接口选择电路相连，同时受主控芯片控制，用于数据通信接口的选择；主板上配有常用电平转换电路及电平转换芯片，用于兼容当今市场上主流的电平信号。2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数据通信盒，其特征是:作为主控芯片的多个单片机之间相互协作，分工明确，分别用于:数据通信、协议转化、算法运算、I/O控制等功能。3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数据通信盒，其特征是:主控芯片通过接口选择电路和数据通信接口相连，主控芯片可通过接口选择电路选通相应的数据通信接口，进而控制相应的无线模块和有线数据接口的工作。4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数据通信盒，其特征是:数据通信接口主要包括SP1、UART、USART、I2C、I2S、CAN等，他们集成在单片机上，通过线路板线路引至主板外侧，可外接或拓展其他通信模块。5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数据通信盒，其特征是:主板上的数据通信接口具有极强的通用性，外部可接入市场上主流的无线通信芯片及无线模块，如:NRF系列、CC系列、SI系列，WIFI模块、蓝牙模块、ZigBee模块、GSM/GPRS/GPS模块，和有线数据通信接口:USB、RJ45、RJ11，外部接入和拓展的无线模块可覆盖当今常见的无线频率:230MHz、315MHz，433MHz，2.4GHz等，WIFI模块用于接入互联网和组建局域网。6.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数据通信盒，其特征是:主板上的电平转换芯片含盖MAX232、FT232、PL2303、CH340等市场主流芯片，芯片通过电平转换电路，将TTL电平转换为RS-232、RS-485、USB等，同时将转化后的电平引至主板外侧，可接外部设备拓展，如:WIFI模块、串口和USB接口等，从而拓展通信功能和组建多个网络。7.根据权利要求1所述的基于物联网技术的数据通信盒，其特征是:设备可以通过音频接口、视频接口将音视频等信息传输给外部设备:音响、显示器、投影仪等，也可以将音视频播放设备集成在机器内部。
【专利摘要】本发明公开了一种基于物联网技术的数据通信盒，它主要包括控制主板、无线发射/接收模块、有线数据通信接口、数据提示：界面显示和语音提示等模块、外部设备拓展部分。可以完成多种数据通信协议的转换、有线和无线数据类型的接收和发送，并可接入互联网和组建局域网，同时可以传输音视频数据给外部设备。本发明属于数据通信类电子产品，主要运用于医疗行业。它有效解决了现有数据通信盒的功能单一性和频域狭窄，并提高了数据采集和处理效率，弥补了医疗物联网领域在数据集中传输和处理环节的空白，可以嵌入和兼容各类医疗物联网平台：输液监控管理系统、生命体征监测系统、婴儿安全管理系统等，对医院的物联网组建工作具有极大帮助。
【IPC分类】H04L29/08, G08C17/02, H04L29/06
【公开号】CN105206024
【申请号】CN201510621217
【发明人】李勇军
【申请人】杭州中道医疗设备有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月25日