放電電路實現蓄電池向心電檢測裝置中混合信號微控制器、藍牙模塊、液晶顯示器、指示燈的放電過程，太陽能充電控制器控制太陽能充電電路工作，太陽能放電控制器控制太陽能放電電路工作。太陽能電池置于本實施例中可穿戴裝置的腕帶或手環上。電源管理模塊采取太陽能充電模式時，由太陽能充電電路和太陽能充電控制器組成的太陽能充電模塊與由太陽能放電電路和太陽能放電控制器組成的太陽能放電模塊彼此獨立，充電和放電過程獨立進行，從而可以大幅度降低功耗，進一步延長待機、使用時間。電源管理模塊的太陽能充電模式中，采用高效能、高光電轉換效率的多晶硅薄膜型太陽能電池，這種多晶硅薄膜型太陽能電池在保持高光電轉換效率的同時，使得太陽能電池得以薄膜化，一方面減小了太陽能電池的體積，提供更舒適的可穿戴體驗，另一方面，降低了太陽能電池的生產成本，提高了本實施例的市場競爭力。
[0044]具體的，所述太陽能充電控制器的電路圖如圖5(a)所示，U2起電壓比較和震蕩作用，其中U2A是核心控制元件，VD3為紅綠雙色指示LED燈，用于指示充電工作狀態，由U2B驅動，根據充電電池的參數指標，通過精密電位器RVl設定浮充電壓，RTl為熱敏電阻，用于微調不同溫度時的浮充電壓值。當偶爾發生電池過充時，將開關SW2接通可設置更高的浮充電壓，起到補償均衡的作用。VT2為電源開關，VD4為肖特基二極管，防止蓄電池向太陽能電池方向放電，VD5起蓄電池保護反接作用(見圖5(b))，當極性接反時熔斷器熔絲燒斷，保護電路其余部分免遭損壞。當電池電壓低于設定的浮充電壓時，U2A輸出高電平，LED指示紅色，光耦導通使能開關管VT2，太陽能電池向蓄電池充電，當充電電壓達到設定浮充電壓值時進入浮充狀態，LED進入雙色閃爍指示狀態。
[0045]具體的，所述太陽能放電控制器的電路圖如圖6所示，將開關SI切換至開位置時，供電激活集成運放工作，此時，如果蓄電池電壓高于低電壓指令(Low VoltageDirective, LVD)電壓值，電壓比較器輸出低電壓，VT5截止，上半部分電路驅動VT3，蓄電池為負載正常供電，如果蓄電池電壓低于LVD電壓值，VT5導通使得通斷控制端輸出低電壓將VT3關斷，切斷負載電源，為避免負載在LVD電壓值附近反復地進行通斷操作，此時，將開關SI切換至關位置以自鎖，同時關斷放電控制系統以實現節能，發光二極管VD14用以提示電池電壓接近LVD電壓值，調節電位器RV2可調節LVD電壓值。
[0046]具體的，所述太陽能充電電路圖如圖7所示，由單相橋式整流電路D和電感L濾波電路組成濾波單元，D可使太陽能電池始終向蓄電池充電而蓄電池不會向太陽能電池供電，且太陽能電池在光線驟變時產生交流電流或與蓄電池反接時，只能向蓄電池充電，濾波電路濾波整流后輸出電壓的穩波，使充電電流更穩定。
[0047]具體的，所述太陽能放電電路圖如圖8所示，采取兩級電保護裝置，以防外界短路或其他情況造成的電流驟增而損壞蓄電池以及其他電子元件，第一級保護采集高精密電阻R兩段電壓，當滿足設定最大放電電流與高精密電阻阻值之積且持續20秒，確認短路，由混合信號微控制器控制Rll切斷放電回路。第二級保護為防止第一級電流過大且未持續20秒，將對電路造成損害，此時增加自恢復保險絲，當流經的電流達到額定值時，自恢復保險絲溫度上升，電阻迅速增大，電流迅速減小，當過流消失時，電子保險絲自動回復到初始狀
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[0048]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，包括心電采集器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、顯示裝置、電源管理模塊、太陽能電池、輸入裝置和指示燈，所述心電采集器包括第一心電傳感器和第二心電傳感器，第一心電傳感器設置于可穿戴裝置外殼的背面，與皮膚接觸，第二心電傳感器設置于可穿戴裝置外殼正面或邊框；心電采集器與集成模擬前端相連，集成模擬前端通過SPI與混合信號微控制器相連，藍牙模塊通過UART與混合信號微控制器相連，藍牙模塊與外部網絡連接；電源管理模塊與太陽能電池相連，二者用于為心電檢測裝置中混合信號微控制器、藍牙模塊、顯示裝置、指示燈供電；顯示裝置、輸入裝置、指示燈分別與混合信號微控制器相連，并由混合信號微控制器控制工作。
2.根據權利要求1所述的基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，所述電源管理模塊包括太陽能充電電路、太陽能放電電路、太陽能充電控制器、太陽能放電控制器、太陽能接口、蓄電池接口、負載接口和蓄電池，其中太陽能電池與太陽能接口連接，蓄電池接口與蓄電池連接，蓄電池還設有接口用于與外部充電電源連接；負載接口與所述混合信號微控制器連接；太陽能充電控制器控制太陽能充電電路工作，太陽能電池通過太陽能充電電路向蓄電池充電；太陽能放電控制器控制太陽能放電電路工作，蓄電池通過太陽能放電電路向心電檢測裝置中混合信號微控制器、藍牙模塊、顯示裝置、指示燈供電。
3.根據權利要求2所述的基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，由所述太陽能充電電路和所述太陽能充電控制器組成的太陽能充電模塊與由所述太陽能放電電路和所述太陽能放電控制器組成的太陽能放電模塊彼此獨立，充電和放電過程獨立進行。
4.根據權利要求1或3所述的基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，所述太陽能電池采用多晶硅薄膜型太陽能電池。
5.根據權利要求1所述的基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，所述藍牙模塊包括主控制模塊、射頻核心模塊、通用外圍設備接口模塊、傳感器接口模塊和天線，所述主控制模塊包括導線相連的主控制器、JTAG接口、ROM、閃存、SRAM ;所述射頻核心模塊包括導線相連的協控制器、數字鎖相環、DSP調制解調器、SRAM, ROM和放大器，放大器與天線相連接；所述天線用于將信號發送到外部移動終端，并接收移動終端反饋結果，并將反饋結果發送到顯示裝置顯示；通用外圍設備接口模塊由導線相連的I2C、UART和SPI組成；傳感器接口模塊包括導線相連的傳感器控制器、ADC和比較器；主控制模塊分別通過導線與射頻核心模塊、通用外圍設備接口模塊和傳感器接口模塊相連。
6.根據權利要求5所述的基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，所述藍牙模塊采用藍牙標準V4.0。
7.根據權利要求1所述的基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，所述集成模擬前端選用TI公司的ADS1293芯片。
8.根據權利要求1所述的基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，其特征在于，所述混合信號微控制器選用TI公司的MSP430FR5739微控制器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于可穿戴裝置的心電檢測裝置，包括心電采集器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、顯示裝置、電源管理模塊、太陽能電池、輸入裝置和指示燈，心電采集器包括第一心電傳感器和第二心電傳感器，第一心電傳感器設置于可穿戴裝置的背面，第二心電傳感器設置于可穿戴裝置正面或邊框；心電采集器與集成模擬前端相連，集成模擬前端與混合信號微控制器相連，藍牙模塊分別與混合信號微控制器、外部網絡連接；電源管理模塊與太陽能電池相連，二者用于為檢測裝置中相關部件供電。本實用新型體積小，結果準確，功耗極低，可利用太陽能充電，便于進行戶外運動或者心血管疾病的心電隨時隨地監測。
【IPC分類】H02J7-00, A61B5-0402, G08C17-02
【公開號】CN204428025
【申請號】CN201420769116
【發明人】吳凱, 杜欣, 陳秋蘭
【申請人】華南理工大學, 廣州雙悠生物科技有限責任公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年12月8日