一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统技术方案

本实用新型专利技术涉及近场通讯设备技术领域，尤其是一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统，包含主机芯片，所述主机芯片的输入端与主控单片机相连，所述主机芯片1输出端与高速双MOSFET全桥臂驱动器模块相连，所述主机芯片还连接有小信号仪表放大器模块，所述高速双MOSFET全桥臂驱动器模块、小信号仪表放大器模块均与通讯模块相连。提升近场通讯主机系统的发送功率，提升通讯距离。并通过给从机端电容充电，降低近场通讯从机系统的通讯功耗，延长使用寿命；提升近场通讯主机系统的接收灵敏度，降低从机端的信号的应答功率需求，减小从机设备的体积，适合用于电池难以更换的场合；提升近场通讯系统的可靠性和通讯速率；提升近场通讯系统的通讯距离。

【技术实现步骤摘要】
一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统
本技术涉及近场通讯设备
，尤其是一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统。
技术介绍
现有技术中,通讯主机一般采用单片机控制单桥臂Mos管驱动绕制线圈，以125KHZ的载波信号通过PPM（脉冲位置调制）的方式将信号传输给从机。接收则通过比较器对绕制线圈上的载波信号幅值进行硬件比较形成方波信号，再通过单片机定时器、计数器对载波进行解码。从机以同样的方式通过PPM(脉冲位置调制)将信号应答给主机。因此,通讯主机发送驱动功率较小，导致载波的幅值峰值较低，通讯距离较短。现有技术中,通讯主机采用比较器对波形进行处理，接收灵敏度较低，无法接收小信号。导致从机端必须采用较大的应答功率，从机端系统通讯功耗较高，降低了从机端系统的待机寿命，且从机设备天线的体积较大。现有技术中,通讯主机大多采用分立元器件进行设计，缺失对信息的硬件滤波处理，通过主控单片机进行载波的捕获、解析，较为占用单片机资源，降低了整个系统的实时性与通讯速率，容易受到干扰，通讯可靠性一般。在体内植入式医用设备低速通讯的
，上述缺点制约了通讯系统的使用寿命、制约了通讯的距离和精度，影响了患者使用体验。
技术实现思路
为了克服现有的近场通讯主机的不足，本技术提供了一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统。该主机系统具有高灵敏度、高输出功率，适用于植入式医疗器械、IC卡通讯、工业通讯等需要使用近场通讯的领域。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统，包含主机芯片，所述主机芯片的输入端与主控单片机相连，所述主机芯片1输出端与高速双MOSFET全桥臂驱动器模块相连，所述主机芯片还连接有小信号仪表放大器模块，所述高速双MOSFET全桥臂驱动器模块、小信号仪表放大器模块均与通讯模块相连。根据本技术的另一个实施例，进一步包括，所述主机芯片集成有带通滤波器模块、限幅器模块、数字解调器模块、前级放大模块、载波控制驱动模块、分频器载波频率控制模块、逻辑控制模块和接口模块。根据本技术的另一个实施例，进一步包括，所述高速双MOSFET全桥臂驱动器模块还连接有DCDC升压模块。通过DCDC升压模块内的Boost升压电路进一步提高提供的电源电压。根据本技术的另一个实施例，进一步包括，所述高速双MOSFET全桥臂驱动器模块与通讯模块之间还连接有阻容滤波模块。根据本技术的另一个实施例，进一步包括，所述小信号仪表放大器模块通过负压产生模块供电。负压产生模块产生+-5v的供电电压为小信号仪表放大器模块供电。根据本技术的另一个实施例，进一步包括，所述通讯模块包含相连接的谐振电容和绕制线圈。通过谐振电容和绕制线圈实现信号的接收和发射。根据本技术的另一个实施例，进一步包括，所述主机芯片还连接有晶体振荡器。晶体振荡器为主机芯片提供时钟信号，从而实现主机芯片的逻辑时钟运转与载波信号生成。本技术的有益效果是：1.提升了近场通讯主机系统的发送功率，提升了通讯距离。并通过给从机端电容充电，降低了近场通讯从机系统的通讯功耗，延长了植入式医疗器械等功耗敏感设备的使用寿命。2.提升了近场通讯主机系统的接收灵敏度，降低了从机端的信号的应答功率需求，减小了从机设备的体积，适合用于电池难以更换的场合。3.提升了近场通讯系统的可靠性。4.提升了近场通讯系统的通讯速率。5.提升了近场通讯系统的通讯距离。6.适用于多种近场通讯主机系统的应用，包括体内植入式医用设备、IC卡通讯、工业通讯等。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术的结构示意图；图2是本技术与通讯从机通讯示意图。图中1、主机芯片，1-1、带通滤波器模块，1-2、限幅器模块，1-3、数字解调器模块，1-4、前级放大模块，1-5、载波控制驱动模块，1-6、分频器载波频率控制模块，1-7、逻辑控制模块，1-8、接口模块，2、主控单片机，3、高速双MOSFET全桥臂驱动器模块，4、小信号仪表放大器模块，5、通讯模块，5-1、谐振电容，5-2、绕制线圈，6、DCDC升压模块，7、阻容滤波模块，8、负压产生模块，9、晶体振荡器。具体实施方式如图1至2是本技术的结构示意图，一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统，包含主机芯片1，所述主机芯片1的输入端与主控单片机2相连，所述主机芯片1输出端与高速双MOSFET全桥臂驱动器模块3相连，所述主机芯片1还连接有小信号仪表放大器模块4，所述高速双MOSFET全桥臂驱动器模块3、小信号仪表放大器模块4均与通讯模块5相连。本申请通讯主机内置为一颗主机芯片1并配合高速双MOSFET全桥臂驱动器模块3及小信号仪表放大器模块4，对载波信号进行充分的滤波、放大、整形、解码处理。对于接收应答信号，主机芯片1将通讯从机NRZ编码（不归零码）应答数据传输给主控单片机2。主控单片机2发送PPM（脉冲位置调制）信号控制主机芯片1即可发送高幅值的载波信号。本申请在通讯协议栈中内嵌CRC校验（循环冗余码校验）以及完善的传输协议。显著降低主控单片机2的资源占用，提升了整个系统的实时性，提升了通讯速率并提升了近场通讯系统的可靠性。针对现有技术存在的通讯主机驱动功率较小的技术问题，本申请在主机芯片1输出端后增加了高速双MOSFET全桥臂驱动器模块3，该模块具有+-4A的电流驱动能力，最高供电电压可达15v。由于采用全桥Mos管进行驱动，在相同供电电压下，本申请的载波幅值峰值可达到现有方案的至少2倍。本申请的载波峰值电压公式为：Vpp=Vs*2*Q,Vpp为峰值电压,Vs为供电电压，Q为通讯线圈的134.2hz情况下的电感品质因数。以此可见，在常用电感Q值为25，Vs=12v的情况下，载波的峰值电压可达到600v，该幅值较大，可以稳定的为通讯从机提供通讯能量（可满足通讯过程中的储能需求），从而降低从机端的通讯功耗，线圈端较大的峰值电压使得载波更容易被从机捕获，从而有效地提升近场通讯的距离。针对现有技术存在的通讯系统接收灵敏度较低、无法接收小信号的技术问题，本申请在主机芯片1接收端前增加了小信号仪表放大器模块4，实现小信号的全波无失真放大。小信号仪表放大器模块4对接收到的微小载波信号进行50倍的全相放大，并将信号输送到主机芯片1中。主机芯片1对大于1mv的信号进行解析并进行预放大，之后进行信号的滤波处理，分离出有用的信号，然后将模拟正弦波信号转化为数字信号，从而便于将信号输出。因此，可以接收小信号，并具有接收灵敏度高的优点。根据本技术的另一个实施例，进一步包括，所述主机芯片1集成有带通滤波器模块1-1、限幅器模块1-2、数字解调器模块1-3、前级放大模块1-4、载波控制驱动模块1-5、分频器载波频率控制模块1-6、逻辑控制模块1-7和接口模块1-8。带通滤波器模块1-1负责信号的放大和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统，包含主机芯片（1），其特征是，所述主机芯片（1）的输入端与主控单片机（2）相连，所述主机芯片（1）输出端与高速双MOSFET全桥臂驱动器模块（3）相连，所述主机芯片（1）还连接有小信号仪表放大器模块（4），所述高速双MOSFET全桥臂驱动器模块（3）、小信号仪表放大器模块（4）均与通讯模块（5）相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统，包含主机芯片（1），其特征是，所述主机芯片（1）的输入端与主控单片机（2）相连，所述主机芯片（1）输出端与高速双MOSFET全桥臂驱动器模块（3）相连，所述主机芯片（1）还连接有小信号仪表放大器模块（4），所述高速双MOSFET全桥臂驱动器模块（3）、小信号仪表放大器模块（4）均与通讯模块（5）相连。


2.根据权利要求1所述的一种植入式医疗器械无线近场通讯主机系统，其特征是，所述主机芯片（1）集成有带通滤波器模块（1-1）、限幅器模块（1-2）、数字解调器模块（1-3）、前级放大模块（1-4）、载波控制驱动模块（1-5）、分频器载波频率控制模块（1-6）、逻辑控制模块（1-7）和接口模块（1-8）。


3.根据权利要求1所述的一种植入式医疗器械无线近场通讯...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹阳，
申请(专利权)人：常州瑞神安医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32