基于nRF2401的医疗信号无线采集系统设计与实现

本文主要探讨的是计算机近距离无线数据采集系统的详细设计，该系统特别针对医疗装置中的人体生理信号采集和传输需求。系统的核心技术是基于2.4GHz ISM频段的射频收发芯片nRF2401，这款芯片由Nordic公司生产，以其高效和低功耗特性见长。 系统架构主要包括三个主要部分：PC作为系统控制中心，C8051F021单片机为核心的无线数据采集和发送模块，以及无线数据接收模块。单片机通过其内部的12位ADC对现场的模拟信号进行高精度采集，并将数据发送至nRF2401芯片进行无线传输。接收模块同样采用C8051F021单片机处理，配合MAX5591进行12位D/A转换，确保了数据的准确接收。接收模块通过RS-485总线与PC相连，负责数据的实时处理和转发，同时支持模拟信号的显示，例如通过示波器。 系统设计时特别关注了信号的精度要求，考虑到人体生理信号的幅度范围（-1.0V至+1.0V）和频率（300Hz），使用MAX4194信号转换电路将信号调整到适合单片机ADC输入的范围，即0V至3V。此外，选择了MAX6013提供稳定的3.3V参考电压。 nRF2401芯片的选择考虑到了无线数据传输的特性，它在2.4GHz至2.5GHz的ISM频段工作，具有可靠的数据传输能力。整个系统设计充分考虑了数据采集的准确性、实时性以及与PC的交互功能，包括数据存储、打印、历史数据回放以及远程控制等。 总结来说，本文详细阐述了一个计算机近距离无线数据采集系统的设计，结合了硬件选型（如单片机和射频芯片）和软件实现（如LabVIEW的人机界面），旨在实现高效、精确的生理信号采集和传输，为医疗领域的实时监控提供了技术支持。