CN203355131U - 基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，包括有上位机、下位机和二个电极贴片，上位机包括WEINVIEWTK6070ih型号触摸屏，下位机包括有单片机、脉冲发生电路、升压电路、脉冲输出电路，触摸屏与单片机之间为串口通信，单片机的信号输出端与光耦隔离电路的信号输入端相连接，光耦隔离电路的信号输出端与脉冲输出电路的一个信号输入端相连接，升压电路的信号输出端与脉冲输出电路的另一个信号输入端相连接，脉冲输出电路的信号输出端分别与二个电极贴片相连接。本实用新型操作简单，使用方便，精度高，稳定可靠，抗干扰能力强，安全性强，可以实现七种模式的PWM波输出，实现了多种组合波形及多强度调制的对称脉冲，有着良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗镇痛仪器领域，具体是一种基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪。
背景技术
各种顽固性疼痛是人类常见的症状，疼痛治疗一向是医学临床深感棘手的问题之一，各国的疼痛研究专家研究了各种治疗手段和方法，力图在最大限度解除病人的痛苦的同时，尽可能减少药物剂量和治疗的负作用。
近年来随着中西医的结合镇痛的发展，尤其是中医的针灸镇痛这一古老的治疗方法日益被人们所重视，并不断的应用于现代医学的诊段和治疗中。在疼痛治疗领域，穴位刺激镇痛一直是研究领域所推崇的，即通过对穴位施加低频的脉冲波实现对神经系统的刺激释放阿片肽，实现减轻疼痛的目的。
在电子技术日益发展的今天，不断涌现的新技术向医学以及其他的领域扩展，电子技术用于疾病的诊疗愈加的成熟。利用穴位阵痛的仪器，例如韩式仪，已经在国内外市场上出现，虽对于镇痛带来了一定的方便，但是其性能、作用效果不甚理想。利用新技术革新产品，研发新型镇痛仪势在必行。
传统的开关、按钮、仪表简单不形象、布线复杂不美观、占用PLC的 I/O点数，工控机CRT显示器组态软件成本高开发过程复杂、周期长体积大、不适合小型系统，专业触摸屏HMI表达形象直观、布线简洁、体积紧凑开发简单、周期短、稳定可靠、性价比好等优点，随着电子技术和自动控制技术的发展，人机交互的要求也越来越高，因此专业触摸屏HMI将逐渐取代传统的交互式界面设计，为工业控制和和操作带来极大地便利。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，根据当前电子系统的发展和穴位神经电刺激使中枢释放内源性镇痛物质的医学理论，同时结合人体对低电频生理反映的特征，采用WEINVIEW TK6070ih 型号触摸屏和性能稳定突出的型号为Atmega128的单片机作为主要硬件，使其具有精度高、稳定可靠、抗干扰能力强、功耗低、性价比高、可扩展性强、款式新颖的特点。
本实用新型的技术方案如下：
一种基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，包括有上位机、下位机和二个电极贴片，其特征在于：所述的上位机包括有触摸屏，所述的下位机包括有单片机、光耦隔离电路、升压电路、脉冲输出电路，所述的触摸屏与单片机之间为串口通信，使用是Modbus通信协议，选用Modbus的RTU传输模式，在消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符，在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据，所述单片机的信号输出端与光耦隔离电路的信号输入端相连接，所述光耦隔离电路的信号输出端与脉冲输出电路的一个信号输入端相连接，所述升压电路的信号输出端与脉冲输出电路的另一个信号输入端相连接，所述脉冲输出电路的信号输出端分别与二个电极贴片相连接。
所述的基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，其特征在于：所述的触摸屏采用WEINVIEW TK6070ih 型号触摸屏，用来实现下位机的操作控制、命令和参数输入，使用WEINVIEW HMI组态软件EasyBuilder8000实现上位机的界面编程和系统功能应用的功能，通过触控触摸屏，选择模式、强度、开关系统，并且可以报警提示、管理员员身份验证、外设管理、存储调度、音频播放，还可以显示下位机返回的参数，生成治疗情况的记录报表，并提供打印功能，并可以达到治疗效果评估。
所述的基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，其特征在于：所述的单片机采用型号为Atmega128的单片机，主要实现接收上位机控制命令，来实现脉冲发生和对升压电路的控制，编程输出可变频可变占空比的PWM刺激脉冲，通过对单片机的编程可以输出由2Hz方波、100Hz方波、15Hz方波组合形成的七种脉冲信号以达到七种不同治疗模式，由单片机控制波形模式和波形强度，单片机与脉冲输出电路之间使用光耦进行电气隔离，确保脉冲输出电路不会对单片机产生干扰和影响。
所述的基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，其特征在于：所述的升压电路包括有型号为MAX1771 的DC/DC转换器控制芯片和型号为AD5241的数字电位器，可达到在安全范围内设定电压12V-100V之间的十五个强度等级，用户可根据情况控制不同模式下的刺激强度以达到最佳治疗效果。
本实用新型的有益效果：
（1）、本实用新型上位机采用WEINVIEW TK6070ih 型号触摸屏，编写界面友好，操作简单，使用方便；
（2）、本实用新型的下位机采用型号为Atmega128的单片机来控制脉冲发生电路，可以实现高质量的七种模式的PWM波输出，并结合升压电路，实现了多种组合波形及多强度调制的对称脉冲；
（3）、本实用新型具有精度高、稳定可靠、抗干扰能力强、安全性强的特点，在医疗器械应用领域有着良好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型功能实现的流程图。
图3为本实用新型升压电路图。
图4为本实用新型脉冲输出电路图。
具体实施方式
参见图1，一种基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，包括有上位机、下位机和二个电极贴片6、7，上位机包括有触摸屏1，下位机包括有单片机2、光耦隔离电路3、升压电路4、脉冲输出电路5，触摸屏1与单片机2之间为串口通信，单片机2的信号输出端与光耦隔离电路3的信号输入端相连接，光耦隔离电路3的信号输出端与脉冲输出电路5的一个信号输入端相连接，升压电路4的信号输出端与脉冲输出电路5的另一个信号输入端相连接，脉冲输出电路5的信号输出端A、B分别与二个电极贴片6、7相连接。
本实用新型中，触摸屏1采用WEINVIEW TK6070ih 型号触摸屏；单片机2采用型号为Atmega128的单片机；升压电路4包括有型号为MAX1771 的DC/DC转换器和型号为AD5241的数字电位器。
触摸屏1的主界面包括：用户信息区域，治疗患者的信息可以在该区域显示；控制区域，可在此区域选择镇痛模式以及镇痛强度；音频区域，可在此区域点击播放音乐。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：
参见图2，通过上位机发送命令给下位机，使下位机ATmega128产生相应PWM脉冲，再通过升压电路共同工作，达到脉冲的波形和强度的调节，最后通过脉冲输出电路实现脉冲的精确输出。
单片机初始化并且等待上位机发送命令，接收到上位机发送波形的命令，单片机发生相应的PWM波，同时升压电路根据需要波形强度需要通过TWI转化为数字电位器的电阻值，最终得到的脉冲波形可通过数据采集打包上传给上位机，在上位机上进行实时显示。
参见图3，升压电路包括有型号为MAX1771 的DC/DC转换器控制芯片和型号为AD5241的数字电位器，实现了精确稳定宽范围(12~100 V)可调的多级升压电路的设计，DC/DC转换器采用过流保护的PFM控制方式，能够实现30 mA~2 A的驱动电流，其控制电路也相对简单，在低输入电压的情形下能够达到高达90%的效率，本实用新型通过单片机编程可调数字电位器的电阻值，调制升压电路实现多级可调输出升压，根据DC/DC转换器的使用要求，通过改变R1和R2的比值可达到升压的要求。输出电压的计算公式为：V2=V1（1+R2/R1），式中，V2为输出电压，V1是参考电压，R2是数字电位器的输出阻值。
参见图4，Q1、Q2、Q3、Q4为选择三极管2N3904，Q5、Q6为选择三极管2N3906，当控制脉冲输出高电平脉冲时，Q1、Q2、Q3饱和，脉冲输出电路的信号输出端A被拉至地而为低，脉冲输出电路的信号输出端B被接到高压电路的充电电容C1、C2上而输出高电平，最后在脉冲输出电路的信号输出端输出A端低、B端高的脉冲；当控制脉冲输出高电平脉冲时，Q4、Q5、Q6饱和，在脉冲输出电路的信号输出端输出A端高、B端低的脉冲，最终通过二个电极贴片输出，从而完成分别在二个电极贴片上输出极性完全对称的正负脉冲波。同时本实用新型采用光耦控制开关放电的方法来保障最终输出稳定的波形，进而保障输出的安全，光耦采用TLP系列的线性光耦TLP521-1，其输入端受单片机的控制，其输出端和电阻R3串联接在三极管的集电极，在电路输入信号为低电平的时候处于放电状态，给电路中的三极管放电，当输入信号为高电平的时候，光耦不工作，处于一种高阻态，进而保护电路的正常工作。
Claims (4)
1.一种基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，包括有上位机、下位机和二个电极贴片，其特征在于：所述的上位机包括触摸屏，所述的下位机包括有单片机、光耦隔离电路、升压电路、脉冲输出电路，所述的触摸屏与单片机之间为串口通信，所述单片机的信号输出端与光耦隔离电路的信号输入端相连接，所述光耦隔离电路的信号输出端与脉冲输出电路的一个信号输入端相连接，所述升压电路的信号输出端与脉冲输出电路的另一个信号输入端相连接，所述脉冲输出电路的信号输出端分别与二个电极贴片相连接。
2.根据权利要求1所述的基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，其特征在于：所述的触摸屏采用WEINVIEW型号为TK6070ih的触摸屏。
3.根据权利要求1所述的基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，其特征在于：所述的单片机采用型号为Atmega128的单片机。
4.根据权利要求1所述的基于WEINVIEW和Atmega128单片机的医疗镇痛仪，其特征在于：所述的升压电路包括有型号为MAX1771 的DC/DC转换器控制芯片和型号为AD5241的数字电位器。
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| CN107551395A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 四川艾力特电子科技有限公司 | 一种镇痛棒 |
| CN109731230A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-10 | 重庆悠悦智能科技有限公司 | 一种专用于量子波镇痛仪的电路 |
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