用于植入式装置的遥测系统设计

在做植入式装置遥测实验时，通过ＭＣＵ控制电阻Ｒ８与发光二极管ＬＥＤ组成的指示电路，可以直观地了解通信状况。

本文研究植入式装置的数据遥测，综合考虑信息传输速率和平均功率消耗等因素，采用４－ＰＰＭ方式。即每两位二进制数据信号调制成一个４－ＰＰＭ（四进制）信号。数据的调制和解调，以及４－ＰＰＭ信号以帧格式发送和接收都由软件控制。

定义传输一个４－ＰＰＭ信号的基本时间单位为一帧（ｆｒａｍｅ），如图２所示，Ａ～Ｆ构成一帧。把一帧的持续时间平均分成８份，每一小份时间段代表一个时隙（ｓｌｏｔ），则一帧由ｓｌｏｔ０～ｓｌｏｔ７组成。每一帧里的８个时隙组成４个固定的时区，在每一个时区内包括一定的变化脉冲位置：

（１）第一个固定时区由时隙ｓｌｏｔ０和ｓｌｏｔ１组成，如图２中的Ａ、Ｂ。在每一帧里的预定脉冲位置产生一个帧同步信号，从而使接收端确定这是一帧的开始，使帧同步。帧同步信号位于每一帧的第一个固定时区内，而且是唯一的同步信号。如图２所示，帧起始由脉冲Ｐ１确定，它所在的时隙则定义为ｓｌｏｔ０，帧同步脉冲Ｐ２位于帧的第一个固定时区内的固定位置--时隙ｓｌｏｔ１。当接收端在接收到Ｐ１之后（设为ｓｌｏｔ０），若接着在ｓｌｏｔ１接收到Ｐ２，则可以确定正在接收一帧，即发送端和接收端之间实现帧同步。

（２）第二个固定时区由时隙ｓｌｏｔ２组成，如图２中Ｃ。这个时区是一个保护带，因为保护带的存在，使帧同步脉冲和数据脉冲在一起不会被当作新的帧同步脉冲，从而唯一地确定一帧，防止数据交迭。

（３）第三个固定时区由时隙ｓｌｏｔ３～ｓｌｏｔ６组成，图２中的Ｃ～Ｅ区间。在这个时区内的脉冲位置产生一个数据量值信号，表示被发送信息的数值，４个时隙唯一地表示两位二进制数据信息：ｓｌｏｔ３表示“００”，ｓｌｏｔ４表示“０１”，ｓｌｏｔ５表示“１０”，ｓｌｏｔ６表示“１１”。例如，图２中的数据脉冲Ｐ３，它位于时隙ｓｌｏｔ４，因此表示二进制数据是“０１”。

（４）第四个固定时区由时隙ｓｌｏｔ７组成? 如图２中的Ｆ。这个时区也是一个保护带。Ｓｌｏｔ７标志这一帧数据结束，从ｓｌｏｔ８（０）（即ｓｌｏｔ７之后的一个时隙）起，将开始另一帧数据信号，ｓｌｏｔ８也就是下一帧的时隙ｓｌｏｔ０。

本文介绍了一种采用低功耗脉冲位置调制方式的植入式装置遥测技术，设计了系统软、硬件。脉冲发射采用电感升压的原理，电路比较简单，且发送脉冲在时间上有尖锐的定位，能较好地抑制噪声干扰，提高了装置遥测可靠性。数据传送的帧格式能够方便地实现帧同步。适用于需要近距离低功耗遥测的系统，如各种遥测数据量不大的植入式装置。