CN114129438A - 一种基于can通信的模块化多功能康复医疗设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，包括人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块，所述人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块均设置有CAN总线接口，且彼此之间通过总线相互通信和控制，所述人机交互模块包括内部串口模块和显示模块，所述超声模块包括PWM模块、超声换能器和红光驱动模块，声模块的驱动电路包括12V转24V电源切换电路，1M‑3M高频PWM信号发生电路，MOS管图腾驱动电路和PWM超声功率控制电路，无烟艾灸模块通过内部单片机控制陶瓷加热片工作，由温度传感器测量实时温度，本发明的有益效果：充分利用CAN通信接口结构简单，高速实时，协议简单等特点，对于行业技术推广具有参加价值。

Description

一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体是一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备。
背景技术
康复医疗是医学工程的一个重要分支，康复治疗设备在康复医疗过程中起着尤其关键的作用。医疗设备研发是各家医疗机构关注的重点，整体向着人性化，智能化，多样化的方向发展。现有医疗设备一般功能相对单一，某种设备一般就是针对某种疾病进行相应治疗，从而市场呈现多种不同类型、不同规格、不同用途的各式各样的设备，这使得医疗企业设计和制造每一款产品都要投入相当大的精力，各种产品之间的关联性较小，可重复利用率太低，浪费了企业发展所需的人力、财力以及产品的开发周期也没有得到有效控制。对于产品的使用机构而言，针对不同症状康复患者，需要采购不同类型治疗设备，不仅采购成本没法控制，设备的后期维护也异常麻烦，对维护人员也提出了更高的要求。
综合以上，模块化多功能康复医疗设备能够降低设备供应商的开发周期和开发成本，使得产品更加紧凑，功能也可以方便进行按需扩展。对于用户而言，可以更方便管理本机构的设备，不再为各式各样的设备维护困难而头疼。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，包括人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块，所述人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块均设置有CAN总线接口，且彼此之间通过总线相互通信和控制，所述人机交互模块包括内部串口模块和显示模块，所述超声模块包括PWM模块、超声换能器和红光驱动模块，所述声模块的驱动电路包括12V转24V电源切换电路，1M-3M高频PWM信号发生电路，MOS管图腾驱动电路和PWM超声功率控制电路，所述无烟艾灸模块通过内部单片机控制陶瓷加热片工作，由温度传感器测量实时温度，通过PID算法进行精准控温，所述中频电刺激模块通过内部的DA模块以DMA的方式输出基波为1-10K的正弦信号，经低频调制后通过音频功率放大器进行功率放大，所述中频电刺激模块还包括有升压隔离模块，所述升压隔离模块通过变压器对音频信号进行升压隔离并实现对患者的治疗。
作为本发明进一步的方案：所述无烟艾灸模块包括陶瓷加热片、温度传感器、温度控制模块和安全保护模块，所述安全保护模块具体保护保险丝安全。
作为本发明进一步的方案：所述人机交互模块通过主板与显示模块通信，通信硬件接口为UART串行接口，所述人机交互模块与超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块通过CAN总线通。
作为本发明进一步的方案：所述单片机具体型号为STM32系列单片机。
作为本发明进一步的方案：所述人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块之间相互独立并根据接入不同的功能模块可以实现各种功能界面的切换，所述超声模块可以通过高频超声波对药物的深层导入功能实现药物的导入。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、充分利用CAN通信接口结构简单，高速实时，协议简单等特点，对于行业技术推广具有参加价值；
2、每个模块之间通过CAN总线连接，CAN通信实现了分布式系统各节点之间实时、可靠的数据通信支持，模块数量不受限制，从而便于功能模块的扩展，用户可以根据需求选配各种模块。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统框架图；
图2为本发明人机交互模块框架图；
图3为本发明超声模块框架图；
图4为本发明无烟艾灸模块框架图；
图5为本发明中频电刺激模块框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例中，一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，包括人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块，所述人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块均设置有CAN总线接口，且彼此之间通过总线相互通信和控制，所述人机交互模块包括内部串口模块和显示模块，所述超声模块包括PWM模块、超声换能器和红光驱动模块，所述声模块的驱动电路包括12V转24V电源切换电路，1M-3M高频PWM信号发生电路，MOS管图腾驱动电路和PWM超声功率控制电路，所述无烟艾灸模块通过内部单片机控制陶瓷加热片工作，由温度传感器测量实时温度，通过PID算法进行精准控温，所述中频电刺激模块通过内部的DA模块以DMA的方式输出基波为1-10K的正弦信号，经低频调制后通过音频功率放大器进行功率放大，所述中频电刺激模块还包括有升压隔离模块，所述升压隔离模块通过变压器对音频信号进行升压隔离并实现对患者的治疗。
值得注意的是，所述无烟艾灸模块包括陶瓷加热片、温度传感器、温度控制模块和安全保护模块，所述安全保护模块具体保护保险丝安全。
值得注意的是，所述人机交互模块通过主板与显示模块通信，通信硬件接口为UART串行接口，所述人机交互模块与超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块通过CAN总线通。
值得注意的是，所述单片机具体型号为STM32系列单片机。
值得注意的是，所述人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块之间相互独立并根据接入不同的功能模块可以实现各种功能界面的切换，所述超声模块可以通过高频超声波对药物的深层导入功能实现药物的导入。
实施例：
如图1所示，整个系统主要包含四个模块，每个模块之间相互功能独立，各个模块之间通过CAN接口实现通信功能，从而实现设备整体控制，各个模块之间供电采用开关电源与12V直流电源集中供电，避免停电时无法正常使用；各个模块之间连接具有伸缩性，非常便于模块的接入和删除，各个模块之间单独工作便于软硬件涉及的简化从而提高了可靠性和开发难度；
实施例二：
如图3所示，所述超声模块由STM32系列单片机内部PWM模块产生1.2M高频信号，输出给超声换能器驱动电路，由于不同频率换能器具有不同的治疗效果，所以设备可能配备多种不同频率换能器，而本次设计采用软件修改频率，从而简化了硬件设计，并且频率切换非常方便，只需利用程序修改控制参数即可，所述超声模块同时设计有一路红光驱动电路，配合光子治疗，康复效果更为显著；
实施例三：
如图5所示，所述中频电刺激模块由STM32内部的DA模块通过DMA方式输出基波为1-10K的正弦信号，经低频调制后由音频功率放大器进行功率放大，所述音频功率放大器的具体型号为TPA3118，再通过输出变压器进行升压隔离后接触患者进行治疗，电路特点是利用数字功放效率高，结构简单等特点，整个电路不需要特殊散热处理，简单可靠，电流互感器用于检测输出电流，送给单片机内部AD模块进行实时计算，保证治疗过程中能量控制和安全保障，另外一路PWM信号通过功率开关控制气泵进行负压吸附控制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，包括人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块，其特征在于：所述人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块均设置有CAN总线接口，且彼此之间通过总线相互通信和控制，所述人机交互模块包括内部串口模块和显示模块，所述超声模块包括PWM模块、超声换能器和红光驱动模块，所述声模块的驱动电路包括12V转24V电源切换电路，1M-3M高频PWM信号发生电路，MOS管图腾驱动电路和PWM超声功率控制电路，所述无烟艾灸模块通过内部单片机控制陶瓷加热片工作，由温度传感器测量实时温度，通过PID算法进行精准控温，所述中频电刺激模块通过内部的DA模块以DMA的方式输出基波为1-10K的正弦信号，经低频调制后通过音频功率放大器进行功率放大，所述中频电刺激模块还包括有升压隔离模块，所述升压隔离模块通过变压器对音频信号进行升压隔离并实现对患者的治疗。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，其特征在于：所述无烟艾灸模块包括陶瓷加热片、温度传感器、温度控制模块和安全保护模块，所述安全保护模块具体保护保险丝安全。
3.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，其特征在于：所述人机交互模块通过主板与显示模块通信，通信硬件接口为UART串行接口，所述人机交互模块与超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块通过CAN总线通信。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，其特征在于：所述单片机具体型号为STM32系列单片机。
5.根据权利要求1所述的一种基于CAN通信的模块化多功能康复医疗设备，其特征在于：所述人机交互模块、超声模块、无烟艾灸模块和中频电刺激模块之间相互独立并根据接入不同的功能模块可以实现各种功能界面的切换，所述超声模块可以通过高频超声波对药物的深层导入功能实现药物的导入。
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