核磁共振设备运行监控系统的研制

杨晓

青岛市第三人民医院 器械科，山东青岛 266041

核磁共振设备运行监控系统的研制

杨晓

青岛市第三人民医院 器械科，山东青岛 266041

无人值守核磁共振设备若发生意外断电，会对设备造成一定损害。本文针对以上问题研制了核磁共振运行监控系统，系统采用AVR单片机对市电进行意外断电监测，通过GSM/GPRS模块向接收终端如固话、手机发送语音及短消息。应用结果表明，该系统能实时监控核磁共振设备供电情况，为设备安全运行发挥了重要作用，具有较高的使用价值。

核磁共振；AVR单片机；市电监测；GSM/GPRS

超导核磁共振系统在日常运行尤其是刚装机调试期时，若无人值守期间意外断电，不能及时恢复供电，会导致冷头、水冷机、压缩机工作异常（温度升高、液氦挥发），严重时可造成失超，给医院造成较大的损失。因此，针对核磁共振设备工作时的特殊性，对其电源供给进行检测，异常时通过电话语音、短信和GPRS发出告警信息是十分必要的[1-3]。针对以上问题，本文研制了核磁共振设备运行监控系统，具体报道如下。

1 系统架构

核磁共振设备运行监控系统功能框架，见图1。系统由主控制器、市电监测、GSM/GPRS模块、后备电源、人机交互单元等组成。

各单元功能如下：① 主控制器是系统核心，主要用于市电监测及告警信息的发送；② 市电监测单元由变压器、整流滤波电路组成，产生稳定的电压接入主控制器，指示市电正常；③ GSM/GPRS采用华为公司MG323模块，市电异常时通过电话语音、短信和GPRS发送告警信息；④ 人机交互单元含键盘和液晶显示屏，用于系统设置、告警信息输入及状态显示等。

图1 核磁共振设备运行监控系统功能框架

2 硬件设计

2.1 主控制器

主控制器及掉电检测电路，见图2。主控制器采用Atmel公司AVR系列单片机Atmega8A，这是一款高性能、低功耗的8位微处理器[4]。

2.2 市电监测单元

市电监测单元由变压器、整流滤波及分压电路组成。市电监测单元电路图，见图3。市电通过隔离型变压器将220 V交流电转换为7.5 V交流电，接入整流桥DB107并进行电容滤波后转变为直流电，此时电压在10 V左右，经过分压电路降为3.3 V，接入主控制器进行市电掉电检测。经过分压电路后电压降为3.3 V而不是5 V，是基于以下原因：市电电压的允许变化范围是±10%，因此在市电电压浮动上下限时，输入主控制器的电压变化范围为3.0～3.6 V，可以判定为高电平（主控制器与GSM模块统一3.8 V供电），同时也不会因为输入电压高于5 V损坏输入端口[5]。

图2 主控制器及掉电检测电路

图3 市电监测单元

2.3 异常告警单元

在检测到市电断电后，主控制器立即启动异常告警单元，通过电话语音、短信和GPRS发送告警信息。由于该系统为特殊用途，因此未配备专门的语音录音，但保留语音拨号功能，接收终端（手机、固话）通过来电显示号码即可判定为系统故障告警并立即处置。告警单元采用华为MG323，这是一款成熟的四频段GSM/GPRS模块。GSM模块外围电路，见图4。

3 软件设计

软件部分主要包括AVR单片机处理及GSM模块的控制。当单片机PC0端口检测到低电平并持续3 s后，判断为市电掉电，启动GSM发送功能。MG323模块支持AT命令接口规范，短信和呼叫用AT指令进行操作[6-8]。其中，一个完整的短信所包含的所有报头信息被以二进制字符串格式传送[3]。语音呼叫与短消息主要的AT指令，见表1。

在本系统中，短消息文本内容为：“核磁设备意外断电，请立即处置！”。假定接收终端电话号码为：14105320110，该短信编码为：0031000B814101350211F00008A71E683878 C18BBE5907610F591665AD7535FF0C8BF77ACB53735904 7F6EFF01。

其中，“0031000B81”和“0008A7”可看作固定编码，“4101350211F0”为电话号码依次颠倒相邻两个编码位置，“1E”为用户数据长度，“1E”之后的编码为用户数据，即“核磁设备意外断电，请立即处置！”所对应的Unicode编码。

4 结语

该系统成功安装并应用于核磁设备机房，经历过地址变迁，前后持续两年多。期间因新院区建筑工程方施工意外断电过两次，该系统均实时进行了语音呼叫及短消息告知，使工作人员及时处置了突发事件，为设备安全运行发

图4 GSM模块外围电路

挥了重要作用，具有较高的使用价值。

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

作者邮箱：yangxiao5518@126.com