CC BY
41
Модуль сопряжения включает в себя набор приемопередатчиков, устройство согласования, контроллер сети.
Набор приемопередатчиков обеспечивает согласованный обмен данными между БС и МС. На каждый БС отводится по одному приемопередатчику МС. Устройство согласования (УС) предназначено для управления приемопередатчиками и формирования данных в вид удобный для передачи контроллеру сети. Контроллер сети синхронизирует обмен данными УС с LAN. В качестве контроллера сети используется Ethernet-контроллер, трансформирующий входные данные в формат пакетов сети Ethernet.
Структурная схема реализации МС. согласующаяся со схемой БС, изображенной на рис.3, приведена на рис.5.
Рис. 5. Структурная схема реализации МС
Решение проблемы автоматического ввода данных с комплекса приборов в систему АИС позволяет предположить возможность нового витка развития информационной системы медучреждений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кравченко А.П., Картавенко В.А., Волков А.И. Ъсобенность архитектуры автоматизированной информационной системы медицинского учреждения, содержащей подсистемы ввода данных с медицинского оборудования. Материалы конференции «Вологдинские чтения. Радиоэлектроника информатика и электротехника», Владивосток: ДВГТУ, 2007
А.П.Кравченко , Ю.В. Борисов , В.А. Картавенко , А.И. Волков
ПРОГРАММИРОВАНИЕ МОДУЛЕЙ ВВОДА ДАННЫХ С МЕДОШРУДОВАНИЯ В АИС
МЕДУЧРЕЖДЕНИЙ
В настоящее время получили большое распространение микроконтроллеры (МК), микроконтроллерные модули, которые предназначены для использования в различных автономных устройствах и выполнения самых разных задач, в частности - управления, а также служить промежуточным звеном между исследуемым объектом и устройством верхнего уровня. Еще совсем недавно они обладали невысокой производительностью, небольшим набором периферии и имели высокую цену. Сейчас, в связи с бурным развитием электроники, дешевизне технологий изготовления и миниатюризации электронных компонентов, микроконтроллеры стали доступными и распространенными. Они внедряются практически всюду и успешно справляются с поставленными им задачами.
Не обошли МК стороной и медицинскую технику Сейчас они используются практически во всех современных медицинских приборах. Применение микроконтроллеров очень эффективно
решает задачу уменьшения числа элементов схемы устройства - все устройство может быгь собрано на нескольких микросхемах, а это в свою очередь ведет к уменьшению габаритов прибора
Но с применением микроконтроллеров возникает вопрос: программирование последних, для выполнений необходимых функций.
Программирование для микроконтроллеров, как и лрограммирование для универсальных компьютеров, прошло большой путь развития от программирования в машинных кодах до применения современных интегрированных систем написания программ, отладки и программирования микроконтроллеров. В настоящее время исходный текст программы пишется на одном из языков программирования
Трансляторы
Компиляторы
iTv
1
Языка 'низкого' уроаня
Интерпрет кг оры
- Языки "высокого" уровня
Рисунок I. Классификация программ-трансляторов языков программирования.
Сами языки программирования в свою очередь делятся на две группы
1. языки программирования "высокого" уровня
2. языки программирования "низкого" уровня. * J * " -,
¡г !
К языкам программирования "низкого" уровня относятся языки программирования, в которых каждому оператору соответствует не более одной машинной команды. Набор машинных команд каждого конкретного процессора обязательно входит в состав такого языка программирования Сейчас языки программирования низкого уровня называются ассемблерами (старое название автокоды). Для каждого процессора существует своя группа ассемблеров.
Языки программирования "высокого" уровня позволяют заменять один оператор несколькими машинными командами. Это позволяет увеличивать производительность труда программистов. Кроме того, языки "высокого" уровня позволяют писать программы, которые могут выполняться на различных микропроцессорах. (Естественно, что при этом необходимо использовать программы -трансляторы для соответствующего процессора.)
В настоящее время для программирования микроконтроллеров используется какой-либо из языков, в основном СИ и ассемблер. Но для того чтобы программировать, используя эти языки, необходимо знать помимо самих СИ и ассемблера, еще и, особенно в случае использования ассемблера, полностью архитектуру и внутреннее устройство программируемого микроконтроллера А это не под силу обычному пользователю. Задача же стоит: максимально упростить программирование МК, чтобы оно стало доступно большему кругу людей, нежели только специалистам в этой области. Особенно это актуально для АЙС и автономны* медицинских приборов диагностики и слежения за пациентом, где необходима подстройка устройства под конкретного пациента.
Уже, помимо классических языков программирования, появляется программное обеспечение, которое все больше адаптировано под привычное восприятие человека. Пример: Algorithm Builder -эта программа включает все средства для работы с микроконтроллерами Atmel AVR: компилятор, отладчик и монитор работы с кристаллом. Программа не пишется, а практически строится в виде графических блоков, как описываются обычно алгоритмы
aHt № -
'v ■» T- 1
Рисунок 2 Среда разработки программного кода Algorithm Builder
В отличие от классического ассемблера программа вводится в виде алгоритма с древовидными ветвлениями и отображается на плоскости, в двух измерениях Сеть условных и безусловных переходов отображается графически, в удобной векторной форме Это к том}' же освобождает программу от бесчисленных имен меток, которые в классическом ассемблере являются неизбежным балластом Вся логическая структура программы становится наглядной. ■ 1 Графические технологии раскрывают новые возможное гй для программистов. Визуальность логической структуры уменьшает вероятность ошибок и сокращает сроки разработки.
По оценке пользователей, по сравнению с классическим ассемблером, время на разработку программного обеспечения сокращается в 3-5 раз
Для настройки периферийных устройств (таймеры, UART, ADC. SP1 и т.д.) предусмотрен специальный элемент алгоритма - "настройщик" с раскрывающимся оконным интерфейсом. В нем достаточно выбрать необходимые параметры работы устройства, а набор инструкций, обеспечивающих эти параметры, сформирует компилятор (в правой части окна).
а б
Рисунок 3. Настройка периферийных устройств (а) и внутрисхемный программатор (б).
ПО
Среда объединяет в себе графический редактор, компилятор алгоритма, симулятор микроконтроллера, внутрисхемный программатор.
При использовании внутрисхемного программатора микроконтроллер подключается к СОМ порту компьютера через несложный адаптер (три диода и несколько резисторов) Программатор ведет подсчет числа перепрограммирований кристалла, сохраняя счетчик непосредственно в кристалле.
Algorithm Builder обеспечивает мониторную отладку на кристалле (On Chip debug) которая позволяет наблюдать содержимое реального кристалла в заданной точке останова. При этом, для связи микроконтроллера с компьютером используется только один вывод, причем по выбору пользователя. Мониторная отладка может быть применена к любому типу кристалла, имеющего 8КАМ(статическое ОЗУ).
В настоящее время многие современные микроконтроллеры допускают внутрисхемное программирование, то есть прошивка в собранном готовом устройстве, что позволяет значительно упростить программирование прибора, состоящего из нескольких микроконтроллеров.
Компьютер Гере^ючатель Модуль сопряжения
г/икротонтрогперов
Рисунок 4.Схема программирования микроконтроллерного устройства^ состоящего из нескольких микроконтроллеров.
На рисунке 4 приведена блок-схема: компьютер, с установленным соответствующим программным обеспечением, через переключатель микроконтроллеров, программирует все входящие в устройства микросхемы посредством одного разъёма, в том порядке, какой выбирает пользователь переключателем.
Используя подобное программное обеспечение, доработав его, приведя к диалоговому режиму, возможно создание такого программно-аппаратного комплекса, который избавит от недостатков программирования микроконтроллеров на языке низкого уровня (ассемблер), а также упростит программирование на языках высокого уровня (в основном СИ). И решит проблему быстрого не сложного вн\т рисхемного перепрограммирования устройств, в том числе и медицинских приборов.
Такое совершенствование программного обеспечения для прошивки и перепрошивки микроконтроллеров очень перспективно. Это приведет к уменьшению числа несчастных случаев из-за отсутствия автономного контроля за больными, вследствие отсутствия небольших портативных мед. приборов, построенных на современных миниатюрных электронных компонентов и микроконтроллерах, а также поможет при создании и внедрении автоматизированной информационной среды в медучреждения.
ЛИТЕРАТУРА:
1 • Ьйр://ЬотеДиЗа.пет/а]дуот/г^51ап Ьпп! 2. ИПр'^уу&уу .а1тае1.ги'
4. Кравченко А.П.. Волков А.И.. Титоренко И.А., Федоренко Д.К., Автоматизация ввода данных с медоборудования в АИС медучреждения. Материалы конференции
«Вологдинские чтения. Радиоэлектроника информатика электротехника», Владивосток: ДВГТУ, 2008.
Кравченко А.П., Картавенко В.А., Волков А.И., Аппаратный модуль сопряжения аппаратуры с АИС медучреждений. Материалы конференции «Вологдинские чтения. Радиоэлектроника информатика электротехника», Владивосток: ДВГТУ, 2008. ■ 3 -
А.П.Кравченко , А.И. Волков , В.А. Картавенко , Д.К. Федоренко , И.А. Титоренко АВТОМАТИЗАЦИЯ ВВОДА ДАННЫХ С МЕДОБОРУДОВАНИЯ В АИС МЕДУЧРЕЖДЕНИЯ
На текущий момент в медицинских учреждениях региона сложилась кризисная ситуация. В условиях глобальной информатизации и автоматизации, всеобщим внедрением систем организации производства и объединении вычислительных машин и систем сбора информации в глобальные сети с целью аккумулирования, систематизации и анализа данных для последующего доступа к ней из любой точки мира, медицина замерла на уровне XIX века. Ситуация обостряется тем, что новейшая техника, поддерживающая включение в локальную сеть автоматизированной информационной системы медучреждения АИСМ, внедряется недостаточно быстро (одну из решающих ролей здесь играет высокая стоимость), а старая (не имеющая порой средств вывода на локальный компьютер), будет использоваться пока не выработает свой ресурс, что тормозит всеобщее развитие информационных систем.
Наш подход состоит в создании подсистемы ввода данных, устройства невысокой стоимости, позволяющего снимать сигналы и данные с локализованных медицинских аппаратов и передающего их в локальную сеть АИСМ для последующего приема на терминалах врача, пультах дежурной медсестры или серверах распределенной вычислительной системы.
Сопрягаемые приборы исторически можно разбить на две категории:
- аппараты, имеющие возможность вывода информации на расположенную неподалеку ЭВМ посредством различных общепринятых цифровых протоколов (LPT, RS232, USB и др.);
- аппараты, с которых необходимую информацию следует снимать в аналоговом виде путем подключения модуля сопряжения к средствам съема/отображения сигналов медаппаратов, из-за отсутствия в них унифицированных портов вывода. Отсюда вытекает первичное функциональное разделение модулей.
