專利名稱：基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種脈搏信號控制領域，特別是一種基于脈搏信號控制的藍牙手機遠程 監護裝置。
背景技術：
目前，市場上簡單的脈搏檢測計已經有了廣泛的應用，也有一些人有提出了有線的基于 PC機的脈搏分析系統的方案，甚至還有一些人提出了采用無線方式進行傳輸數據的方案。但 是這些脈搏檢測、分析系統功能簡單，要么只是進行簡單的脈搏測量，通過人工進行分析， 要么需要通過掃描或圖形輸出儀器等將采集到的脈搏波信號進行傳輸，通過有線方式獲取， 監測儀器笨重復雜、不便攜帶，使用十分不便，而且不能對有需要的病人進行遠程實時監護 ;通過無線方式需要申報法定的特定頻段，大大提高了成本。
發明內容
為了克服上述技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基于脈搏信號控制的手機遠程 監護裝置，其實現醫生或病人家屬對病人的遠程脈搏監控。
本實用新型是這樣實現的， 一種基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝置，包括帶藍牙功 能的手機及脈搏檢測器，其特征在于所述的脈搏檢測器包括壓力傳感器、放大整形電路、 A/D轉換器、單片機及藍牙模塊；所述的壓力傳感器輸出端與放大整形電路的輸入端相連， 所述的放大整形電路輸出端與A/D轉換器輸入端相連接，所述的A/D轉換器與單片機相連接， 所述的單片機的輸出端連接藍牙模塊；所述帶藍牙功能的手機與藍牙模塊取得通信。
本實用新型不但攜帶方便，功能齊全；利用藍牙技術，降低成本，還能夠在病人感覺不 舒服時實現遠程求救，在病人監護中具有廣泛的應用前景，并在醫學上具有重要的意義。
圖1是本實用新型實施例原理框圖。 圖2是本實用新型實施例放大整形電路圖。 圖3是本實用新型藍牙通信示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步描述。
本實用新型提供一種基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝置，包括帶藍牙功能的手機及 脈搏檢測器，其特征在于所述的脈搏檢測器包括壓力傳感器、放大整形電路、A/D轉換器 、單片機及藍牙模塊；所述的壓力傳感器輸出端與放大整形電路的輸入端相連，所述的放大 整形電路輸出端與A/D轉換器輸入端相連接，所述的A/D轉換器與單片機相連接，所述的單片 機的輸出端連接藍牙模塊；所述帶藍牙功能的手機與藍牙模塊取得通信。
在本實用新型較佳的實施例子中，如圖1所示，整個系統的工作原理為首先，傳感器 將從人體獲得的脈搏信號轉換為微弱的電信號，然后將此電信號放大并濾波，得到的信號經 過AD模數轉換、單片機處理后，送入藍牙模塊與手機中的藍牙模塊通信，利用嵌入式 labview軟件平臺在手機中實現對脈搏波信號的頻譜分析、脈率顯示、異常情況警示等功能 。手機再通過GSM/GFRS把警示數據傳送到遠處的控制中心，以便與護理人員或親屬交換信息
〈1〉脈搏檢測器主要由壓力傳感器、放大和整形電路、帶AD轉換的單片機、藍牙等幾個 模塊構成。
1) 所述壓力傳感器完成將脈搏跳動信號轉換為與此對應的電脈沖信號。 傳感器采用集成化脈搏專用傳感器HK-2000B，無需電隔離，內置微弱信號的前置處理，
對手腕的脈搏信號檢測，其特點為靈敏度高、抗干擾性能強、過載能力大、 一致性好、性能 穩定可靠、使用壽命長。主要技術指標為電源電壓5 6VDC，壓力量程-6.67 +40. 00kPa(-50 +300mmHg)，靈敏度15037. 59 W^/^Pa (2000 "r/raiHs)。靈敏度溫度系數 lxl0^/'C;精度0.5%，過載100倍。
2) 所述放大整形電路完成將傳感器的微弱信號放大，整形除去雜散信號。 放大整形電路功能是將由脈搏信號轉換為電信號后加以放大濾波。傳感器HK-2000B輸出
信號的動態達(10 300) mV，只需要增加一級10 20倍的信號放大電路即可。放大后的信號 是不規則的脈沖信號，因此必須加以濾波整形。
放大整形電路由兩級放大電路、低通濾波器等部分組成。電路分兩級， 一級為跟隨電路 ，二級為放大電路，單電源5V供電。電路如圖2所示。
低通濾波器采用二階低通濾波器，它主要用來消除50Hz工頻干擾及其他高頻干擾。根據人體脈搏的頻譜成分同，設計其上限頻率40Hz，設計其增益為2，按有源濾波器的一般設計 方法進行電路參數的設計計算和選取。整個電路除了有關電阻電容外，選取2片高性能的集 成運放LM353即可實現。電路具有很高的輸入阻抗(大于l M9 )，較高的增益(1000以上)，極 高的共模抑制比(80dB以上)，輸出的脈搏信號電壓幅度可達5V左右。
3) 所述A/D轉換完成將模擬信號轉化為數字信號。
本實施例中采用自帶12位AD轉化功能的低價位單片機MSP430F14x來實現，目的是既能實 現模數轉換，又能作為與藍牙模塊通信的主機。降低了產品成本，且可簡化電路設計。它具 有處理能力強、運行速度快、功耗低等優點。MSP430F14x系列單片機片內集成有高速通用的 12位A/D，其主要特點(1)最大采樣速率為200ksps。
(2)轉換精度為12位，l位差分非 線性(DNL) ，1位積分非線性(INL)。
(3)內裝采樣/保持電路。(4) 8個可配置的外部信 號采樣通道。(5)具有單通道單次、單通道重復、序列通道單次、序列通道重復等轉換模 式。(6) 16個保存轉換結果的12位寄存器，可獨立用軟件訪問、配置通道及參考電平。實 踐證明，基于MSP430F14x系列單片機的三相干式變壓器溫度監控裝置具有自動化程度高、操 作簡單、抗干擾能力強等特點。
4) 所述脈搏信號的藍牙傳輸采用基于HCI層的單片機對藍牙模塊的控制方式。 藍牙主機控制器接口(HCI)是主機(控制藍牙模塊的單片機)與藍牙模塊間的軟硬件接
口。當主機和藍牙模塊通信時。HCI層以上協議在主機上運行。而HCI層以下的協議由藍牙模 塊內部嵌人式的微處理器(主機控制器)硬件來完成。它們通過HCI傳輸層進行通信。傳輸 框圖如附圖3所示。
主機和主機控制器之間通過HCI收發"封包"(packet)方式進行信息交換。在HCI傳輸 層中一般傳送3種類型的封包:指令封包、事件封包和數據封包，數據封包又分為ACL數據封 包(主要用于對時間要求不敏感的數據通信)和SCO數據封包(主要用于對時間要求很高的數據 通信，如語音等)。指令封包只從主機發往主機控制器，事件封包只從主機控制器發往主機 ，數據封包在主機和主機控制器之間雙向傳輸。主機和主機控制器通過指令應答的方式實現 控制，主機向主機控制器發出一個指令封包后，主機控制器就會返回事件封包，說明指令的 執行情況。如果指令執行出錯，返回的指令狀態事件封包就指示出相應的錯誤代碼。
HCI傳輸層引用了三個已有的串行協議:UART協議、RS232協議和USB協議。此外，還有第 四個傳愉層協議PC卡傳輸層協議。針對不同的應用要求，可以選擇UART、 USB、 12C甚至PC卡傳輸接口方式，但無疑UART方式是最容易實現、最有代表性的。對于UART接口來說，所 有的數據收發都是分別經過RX和TX2條線，無法區分接受到的HCI封包是哪一種封包，所以通 過UART (包括RS232)接口傳送的封包必須加上標志來區分封包的類型，它附加在每一種對 應的HCI封包代碼的最前面0X01，指令封包；0X02， ACL數據封包；0X03， SC0數據封包； 0X04，事件封包。
〈2〉將labview嵌入式軟件平臺嵌入帶藍牙模塊的手機，以實現脈搏波形的頻譜分析 、脈率顯示、異常情況警示等功能。然后手機再將異常警示情況通過GSM/GFRS把數據傳送到 遠處的求救中心，以便向護理人員或親屬及時發送求救信息。
1) 所述手機里的藍牙模塊接收到前端的脈搏波信號后，再次通過單片機MSP430F14x實 現與labview的串行通信。用labview編寫的程序要能夠實現和MSP430F14x的串行通信，將接 收到的數據進行數據處理分析。
2) 所述嵌入式labview虛擬儀器軟件是在手機上搭建的虛擬測試系統，其編寫的程序稱 為虛擬儀器程序(簡稱VI)，主要包括前面板(即人機界面)和框圖程序兩部分。前面板用于模 擬真實儀器的面板操作，可設置輸入數值、觀察輸出值及實現圖表、波形、文本等顯示。框 圖程序應用圖形編程語言編寫，相當于傳統程序的源代碼。用于傳送前面板輸入的命令參數 到儀器以執行相應的操作。
該測試系統就是借助LabVIEW，仿照真實儀器面板設計前面板.并通過LabVIEW中有關功 能模塊，編寫框圖程序。測試系統主要功能為脈搏信號的采集及數據存儲和對采集存儲的信 號進行回放分析。根據此要求，在hbVIEW前面板窗口中，選取有關控件及波形顯示器件，并 借助LabVIEW的工具模版，設計、架構測試儀前面板；在對應的框圖程序窗，通過Write LabVIEW Measurement模塊實現對信號的保存.它將信號波形以數據點的形式存放于文件中 。整個采集、顯示過程由循環結構控制，選擇Append to file就可以將每個循環采集到的數 據連接成為長達40 s的完整過程記錄。同放部分是通過Read from spreadsheet file模塊讀 取文件路徑框中給出的存放數據文件來實現波形的回放，并通過離散傅立葉變換的公式模塊 實現頻譜分析，以采樣頻率128 Hz、采樣長度40 s為設定值。借助有關運算模塊.進行脈率 的測算。從而在測試儀前面板上實現脈搏波形的采集、數據存儲、波形回放、頻譜分析、脈 率顯示、異常情況警示等功能。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。
權利要求1.一種基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝置，包括帶藍牙功能的手機及脈搏檢測器，其特征在于所述的脈搏檢測器包括壓力傳感器、放大整形電路、A/D轉換器、單片機及藍牙模塊；所述的壓力傳感器輸出端與放大整形電路的輸入端相連，所述的放大整形電路輸出端與A/D轉換器輸入端相連接，所述的A/D轉換器與單片機相連接，所述的單片機的輸出端連接藍牙模塊；所述帶藍牙功能的手機與藍牙模塊取得通信。
2 根據權利要求l所述的基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝置，其 特征在于所述的A/D轉換器集成于單片機內。
3 根據權利要求1或2所述的基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝置 ，其特征在于所述的壓力傳感器的型號是集成化脈搏專用傳感器HK-2000B。
4 根據權利要求l、 2或3所述的基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝 置，其特征在于所述的單片機是MSP430F14x系列單片機。
專利摘要本實用新型涉及一種基于脈搏信號控制的手機遠程監護裝置，包括帶藍牙功能的手機及脈搏檢測器，其特征在于所述的脈搏檢測器包括壓力傳感器、放大整形電路、A/D轉換器、單片機及藍牙模塊；所述的壓力傳感器輸出端與放大整形電路的輸入端相連，所述的放大整形電路輸出端與A/D轉換器輸入端相連接，所述的A/D轉換器與單片機相連接，所述的單片機的輸出端連接藍牙模塊；所述帶藍牙功能的手機與藍牙模塊取得通信。本實用新型不但攜帶方便，功能齊全；利用藍牙技術，降低成本，還能夠在病人感覺不舒服時實現遠程求救，在病人監護中具有廣泛的應用前景。
文檔編號H04B5/00GK201422874SQ20092030555
公開日2010年3月17日 申請日期2009年7月2日 優先權日2009年7月2日
發明者林晨曦, 林碧蘭, 鄭智民 申請人:鄭智民