核磁共振設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的研制

楊曉

青島市第三人民醫(yī)院 器械科，山東青島 266041

核磁共振設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的研制

楊曉

青島市第三人民醫(yī)院 器械科，山東青島 266041

無人值守核磁共振設(shè)備若發(fā)生意外斷電，會(huì)對設(shè)備造成一定損害。本文針對以上問題研制了核磁共振運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用AVR單片機(jī)對市電進(jìn)行意外斷電監(jiān)測，通過GSM/GPRS模塊向接收終端如固話、手機(jī)發(fā)送語音及短消息。應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控核磁共振設(shè)備供電情況，為設(shè)備安全運(yùn)行發(fā)揮了重要作用，具有較高的使用價(jià)值。

核磁共振；AVR單片機(jī)；市電監(jiān)測；GSM/GPRS

超導(dǎo)核磁共振系統(tǒng)在日常運(yùn)行尤其是剛裝機(jī)調(diào)試期時(shí)，若無人值守期間意外斷電，不能及時(shí)恢復(fù)供電，會(huì)導(dǎo)致冷頭、水冷機(jī)、壓縮機(jī)工作異常（溫度升高、液氦揮發(fā)），嚴(yán)重時(shí)可造成失超，給醫(yī)院造成較大的損失。因此，針對核磁共振設(shè)備工作時(shí)的特殊性，對其電源供給進(jìn)行檢測，異常時(shí)通過電話語音、短信和GPRS發(fā)出告警信息是十分必要的[1-3]。針對以上問題，本文研制了核磁共振設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，具體報(bào)道如下。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

核磁共振設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)功能框架，見圖1。系統(tǒng)由主控制器、市電監(jiān)測、GSM/GPRS模塊、后備電源、人機(jī)交互單元等組成。

各單元功能如下：① 主控制器是系統(tǒng)核心，主要用于市電監(jiān)測及告警信息的發(fā)送；② 市電監(jiān)測單元由變壓器、整流濾波電路組成，產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓接入主控制器，指示市電正常；③ GSM/GPRS采用華為公司MG323模塊，市電異常時(shí)通過電話語音、短信和GPRS發(fā)送告警信息；④ 人機(jī)交互單元含鍵盤和液晶顯示屏，用于系統(tǒng)設(shè)置、告警信息輸入及狀態(tài)顯示等。

圖1 核磁共振設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)功能框架

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 主控制器

主控制器及掉電檢測電路，見圖2。主控制器采用Atmel公司AVR系列單片機(jī)Atmega8A，這是一款高性能、低功耗的8位微處理器[4]。

2.2 市電監(jiān)測單元

市電監(jiān)測單元由變壓器、整流濾波及分壓電路組成。市電監(jiān)測單元電路圖，見圖3。市電通過隔離型變壓器將220 V交流電轉(zhuǎn)換為7.5 V交流電，接入整流橋DB107并進(jìn)行電容濾波后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，此時(shí)電壓在10 V左右，經(jīng)過分壓電路降為3.3 V，接入主控制器進(jìn)行市電掉電檢測。經(jīng)過分壓電路后電壓降為3.3 V而不是5 V，是基于以下原因：市電電壓的允許變化范圍是±10%，因此在市電電壓浮動(dòng)上下限時(shí)，輸入主控制器的電壓變化范圍為3.0～3.6 V，可以判定為高電平（主控制器與GSM模塊統(tǒng)一3.8 V供電），同時(shí)也不會(huì)因?yàn)檩斎腚妷焊哂? V損壞輸入端口[5]。

圖2 主控制器及掉電檢測電路

圖3 市電監(jiān)測單元

2.3 異常告警單元

在檢測到市電斷電后，主控制器立即啟動(dòng)異常告警單元，通過電話語音、短信和GPRS發(fā)送告警信息。由于該系統(tǒng)為特殊用途，因此未配備專門的語音錄音，但保留語音撥號功能，接收終端（手機(jī)、固話）通過來電顯示號碼即可判定為系統(tǒng)故障告警并立即處置。告警單元采用華為MG323，這是一款成熟的四頻段GSM/GPRS模塊。GSM模塊外圍電路，見圖4。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件部分主要包括AVR單片機(jī)處理及GSM模塊的控制。當(dāng)單片機(jī)PC0端口檢測到低電平并持續(xù)3 s后，判斷為市電掉電，啟動(dòng)GSM發(fā)送功能。MG323模塊支持AT命令接口規(guī)范，短信和呼叫用AT指令進(jìn)行操作[6-8]。其中，一個(gè)完整的短信所包含的所有報(bào)頭信息被以二進(jìn)制字符串格式傳送[3]。語音呼叫與短消息主要的AT指令，見表1。

在本系統(tǒng)中，短消息文本內(nèi)容為：“核磁設(shè)備意外斷電，請立即處置！”。假定接收終端電話號碼為：14105320110，該短信編碼為：0031000B814101350211F00008A71E683878 C18BBE5907610F591665AD7535FF0C8BF77ACB53735904 7F6EFF01。

其中，“0031000B81”和“0008A7”可看作固定編碼，“4101350211F0”為電話號碼依次顛倒相鄰兩個(gè)編碼位置，“1E”為用戶數(shù)據(jù)長度，“1E”之后的編碼為用戶數(shù)據(jù)，即“核磁設(shè)備意外斷電，請立即處置！”所對應(yīng)的Unicode編碼。

4 結(jié)語

該系統(tǒng)成功安裝并應(yīng)用于核磁設(shè)備機(jī)房，經(jīng)歷過地址變遷，前后持續(xù)兩年多。期間因新院區(qū)建筑工程方施工意外斷電過兩次，該系統(tǒng)均實(shí)時(shí)進(jìn)行了語音呼叫及短消息告知，使工作人員及時(shí)處置了突發(fā)事件，為設(shè)備安全運(yùn)行發(fā)

圖4 GSM模塊外圍電路

揮了重要作用，具有較高的使用價(jià)值。

Development of an Operation Monitoring System for Nuclear Magnetic Resonance Equipment

YANG Xiao
Department of Equipment, No. 3 People’s Hospital of Qingdao, Qingdao Shandong 266041, China

Sudden power outage would cause great harm to the unattended nuclear magnetic resonance equipment. In view of this problem, an operation monitoring system for nuclear magnetic resonace was developed in this paper, which adopted AVR microcontroller to monitor the sudden power outage and sent SMS (Short Message Service) or voice information to terminals such as f xed and mobile phones via the GSM/GPRS module. According to the results, the system realized real-time monitoring of the power supply of the nuclear magnetic resonance equipment and had played an important role in safe operation of the equipment, which was of great signif cance in practice.

nuclear magnetic resonance; AVR microcontroller; electric power monitoring; GSM/ GPRS

R445.2

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.10.031

1674-1633(2016)10-0101-02

2016-02-29

2016-04-05

作者郵箱：yangxiao5518@126.com