一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，電阻測量儀、光信號發(fā)射器、光信號接收器、電磁閥均連接到單片機，氣泵連接到電磁閥，A/D轉換器的一端連接到單片機，A/D轉換器的另一端連接到濾波器，放大器連接到濾波器，震動傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器均連接到放大器，通訊IC、GPS定位電路、低電壓檢測電路、顯示屏、按鍵、數據存儲器、蜂鳴器、檢測電路均連接到單片機，導電觸點連接到檢測電路。本實用新不僅可以監(jiān)測人體的各項生理機能，還可以將監(jiān)測的數據形成數據庫，便于對監(jiān)測人群的整體分析，同時還可以有效監(jiān)測人體運動的路線和距離，防拆防盜，給人們的生活帶來了便利。
【專利說明】—種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種對人體生理機能的監(jiān)測裝置，特別是一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，人們越來越關注運動、保健等以保證身體的健康，同時也會通過多種便攜式測量儀器監(jiān)測自身的生理機能。尤其是老年人的身體機能逐漸老化，更加需要經常對心率、血流量、血氧含量等進行檢測。傳統(tǒng)的血氧飽和度測量是先從人體中抽取血液再利用分析儀器分析血液得到血氧飽和度數值，此檢測方法的有點是檢測結果精度高，數據較準確，但是容易對被檢測者造成傷口，不僅增加了檢測的傷痛感，而且容易由于血液的接觸容易感染各類病毒、病菌，存在安全隱患。
[0003]單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CRJ隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發(fā)展到現在的300M的高速單片機?，F代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電子產品中都含有單片機?，F有的單片機應用到身體檢測的設備也很多，如通常使用的血壓計、血糖儀等。
[0004]在醫(yī)院、療養(yǎng)院、老人院、訓練營等等集中場所，通常需要對整體人群的生理機能進行監(jiān)測，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法需要醫(yī)護人員的人工定時檢查，需要大量的人力物力的投入。而且現有的監(jiān)測儀器通常功能單一，通常只具有脈搏監(jiān)測或簡單的呼叫系統(tǒng)，而對于醫(yī)院、老人院等，還需要防止病患如新生兒的丟失、被盜，老年癡呆癥患者的走失等，如果單純依靠人工進行防范，不僅成本過高，而且容易造成監(jiān)測疏漏。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述問題，本實用新型公開了一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，不僅可以監(jiān)測人體的各項生理機能，還可以將監(jiān)測的數據形成數據庫，便于對監(jiān)測人群的整體分析。
[0006]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，包括單片機、電源、電源管理器、充電電路、USB電路、USB接口、電阻測量儀、光信號發(fā)射器、光信號接收器、電磁閥、氣栗、A/D轉換器、濾波器、放大器、震動傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器、通訊1C、GPS定位電路、低電壓檢測電路、顯示屏、按鍵、數據存儲器、蜂鳴器、檢測電路和導電觸點，所述的電源的一端連接到單片機，電源的另一端連接到電源管理器，所述的充電電路連接到電源管理器，所述的USB電路連接到充電電路，所述的USB接口連接到USB電路，所述的電阻測量儀、光信號發(fā)射器、光信號接收器、電磁閥均連接到單片機，所述的氣栗連接到電磁閥，所述的A/D轉換器的一端連接到單片機，A/D轉換器的另一端連接到濾波器，所述的放大器連接到濾波器，所述的震動傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器均連接到放大器，所述的通訊1C、GPS定位電路、低電壓檢測電路、顯示屏、按鍵、數據存儲器、蜂鳴器、檢測電路均連接到單片機，所述的導電觸點連接到檢測電路。本實用新型通過設置的電源管理器可以保證電源的有效運行，運行時間長；通過設置的充電電路，可以通過USB接口為電源進行充電；通過設置的USB接口，可以將本裝置與上位機連接對數據進行傳輸；通過設置的電阻測量儀可以通過對人體電阻的測量而監(jiān)測人體的出汗狀況；通過設置的光信號發(fā)射器和光信號接收器，可以監(jiān)測人體的血液流動情況，通過設置的震動傳感器，可以對人體摔倒、暈倒等情況產生的震動進行監(jiān)測，從而有效進行警示和救護；通過設置的溫度傳感器，可以對人體的體表溫度進行實時監(jiān)測，既可以積累運動情況下的數據，也可以對日常體溫進行數據累積，有效監(jiān)控疾病或病變的發(fā)生；通過設置的壓電傳感器，可以有效監(jiān)測人體的脈搏跳動，從而計算心率，既可監(jiān)控運動情況下的心跳數，也可監(jiān)測心臟病等患者的身體機能，做到發(fā)病或異常預警；通過設置的壓力傳感器、電磁閥和氣栗，可以對人體測量脈搏時產生壓力，并通過壓力傳感器的數據控制電磁閥從而控制氣栗的充氣、放氣；通過設置的放大器，可以將各類傳感器采集的的信號進行放大，防止信號過弱而造成的監(jiān)測結果偏差；通過設置的濾波器可以對監(jiān)測信號進行有效過濾；通過設置的A/D轉換器，可以有效將個采集數據的模擬信號轉化為數字信號，便于單片機的處理和分析；通過設置的通訊1C，可以有效連接指定的設備，如手機、電腦等，方便對監(jiān)測數據的監(jiān)控和觀察；通過設置的GPS定位電路，可以對人體的運行路線、距離、地點等進行定位監(jiān)測，不僅可以測距，還可以進行定位；通過設置的低電壓檢測電路，可以檢測電源的電力情況，在電量不足時進行警示；通過設置的顯示屏和按鍵，可以對本裝置操作和對監(jiān)測結果進行觀測，通過設置的數據存儲器可以儲存各類監(jiān)測數據，還可以存儲各類設定閾值；通過設置的蜂鳴器，可以對低電量或超出預設閾值進行警示；通過設置的檢測電路和導電觸點，可以在佩戴本裝置后，通過導電觸點形成回路，一旦自行取下或強行拆除，即會發(fā)出警示。
[0007]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置的一種改進，所述的單片機為MSP430型單片機。本改進可以在超低電壓下工作，而且超低功耗，運算速度快，處理能力強，片內資源豐富，而且具有方便高效的開發(fā)調試環(huán)境。
[0008]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置的一種改進，所述的電源為可充電鋰離子電池。本改進具有能量密度大，平均輸出電壓高，自放電小，沒有記憶效應。工作溫度范圍寬為_20°C?60°C，循環(huán)性能優(yōu)越，可快速充放電，充電效率高達100%，而且輸出功率大，使用壽命長，不含有毒有害物質等優(yōu)點。
[0009]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置的一種改進，所述的濾波器為低通濾波器。本改進減弱了高頻率下的頻率響應，并且避免了放大器內部的震蕩。
[0010]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置的一種改進，所述的電阻測量儀為表面電阻測量儀。本改進通過測量人體表面的電阻，根據電阻的變化從而判斷人體的出汗狀況，有效監(jiān)測人體運動時或發(fā)病時的出汗量。
[0011]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置的一種改進，所述的溫度傳感器為貼片式溫度傳感器。本改進可以減少傳感器的占用空間，并且貼合體表測量，測量數據更加準確。[0012]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置的又一種改進，所述的顯示屏為觸摸型LED顯示屏。本改進可以減少外掛鍵盤的設置，大大減少了裝置的的體積，而且操作更加方便。
[0013]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，不僅可以監(jiān)測人體的各項生理機能，還可以將監(jiān)測的數據形成數據庫，便于對監(jiān)測人群的整體分析，同時還可以有效監(jiān)測人體運動的路線和距離，防拆防盜，給人們的生活帶來了便利。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1、本實用新型的結構框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】，進一步闡明本實用新型，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。
[0016]如圖1所示，本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，包括單片機、電源、電源管理器、充電電路、USB電路、USB接口、電阻測量儀、光信號發(fā)射器、光信號接收器、電磁閥、氣栗、A/D轉換器、濾波器、放大器、震動傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器、通訊1C、GPS定位電路、低電壓檢測電路、顯示屏、按鍵、數據存儲器、蜂鳴器、檢測電路和導電觸點，所述的電源的一端連接到單片機，電源的另一端連接到電源管理器，所述的充電電路連接到電源管理器，所述的USB電路連接到充電電路，所述的USB接口連接到USB電路，所述的電阻測量儀、光信號發(fā)射器、光信號接收器、電磁閥均連接到單片機，所述的氣栗連接到電磁閥，所述的A/D轉換器的一端連接到單片機，A/D轉換器的另一端連接到濾波器，所述的放大器連接到濾波器，所述的震動傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器均連接到放大器，所述的通訊1C、GPS定位電路、低電壓檢測電路、顯示屏、按鍵、數據存儲器、蜂鳴器、檢測電路均連接到單片機，所述的導電觸點連接到檢測電路。本實用新型通過設置的電源管理器可以保證電源的有效運行，運行時間長；通過設置的充電電路，可以通過USB接口為電源進行充電；通過設置的USB接口，可以將本裝置與上位機連接對數據進行傳輸；通過設置的電阻測量儀可以通過對人體電阻的測量而監(jiān)測人體的出汗狀況；通過設置的光信號發(fā)射器和光信號接收器，可以監(jiān)測人體的血液流動情況，通過設置的震動傳感器，可以對人體摔倒、暈倒等情況產生的震動進行監(jiān)測，從而有效進行警示和救護；通過設置的溫度傳感器，可以對人體的體表溫度進行實時監(jiān)測，既可以積累運動情況下的數據，也可以對日常體溫進行數據累積，有效監(jiān)控疾病或病變的發(fā)生；通過設置的壓電傳感器，可以有效監(jiān)測人體的脈搏跳動，從而計算心率，既可監(jiān)控運動情況下的心跳數，也可監(jiān)測心臟病等患者的身體機能，做到發(fā)病或異常預警；通過設置的壓力傳感器、電磁閥和氣栗，可以對人體測量脈搏時產生壓力，并通過壓力傳感器的數據控制電磁閥從而控制氣栗的充氣、放氣；通過設置的放大器，可以將各類傳感器采集的的信號進行放大，防止信號過弱而造成的監(jiān)測結果偏差；通過設置的濾波器可以對監(jiān)測信號進行有效過濾；通過設置的A/D轉換器，可以有效將個采集數據的模擬信號轉化為數字信號，便于單片機的處理和分析；通過設置的通訊1C，可以有效連接指定的設備，如手機、電腦等，方便對監(jiān)測數據的監(jiān)控和觀察；通過設置的GPS定位電路，可以對人體的運行路線、距離、地點等進行定位監(jiān)測，不僅可以測距，還可以進行定位；通過設置的低電壓檢測電路，可以檢測電源的電力情況，在電量不足時進行警示；通過設置的顯示屏和按鍵，可以對本裝置操作和對監(jiān)測結果進行觀測，通過設置的數據存儲器可以儲存各類監(jiān)測數據，還可以存儲各類設定閾值；通過設置的蜂鳴器，可以對低電量或超出預設閾值進行警示；通過設置的檢測電路和導電觸點，可以在佩戴本裝置后，通過導電觸點形成回路，一旦自行取下或強行拆除，即會發(fā)出警示。
[0017]作為一種優(yōu)選，所述的單片機為MSP430型單片機。本實用新型可以在超低電壓下工作，而且超低功耗，運算速度快，處理能力強，片內資源豐富，而且具有方便高效的開發(fā)調試環(huán)境。
[0018]作為一種優(yōu)選，所述的電源為可充電鋰離子電池。本實用新型具有能量密度大，平均輸出電壓高，自放電小，沒有記憶效應。工作溫度范圍寬為_20°C?60°C，循環(huán)性能優(yōu)越，可快速充放電，充電效率高達100%，而且輸出功率大，使用壽命長，不含有毒有害物質等優(yōu)點。
[0019]作為一種優(yōu)選，所述的濾波器為低通濾波器。本實用新型減弱了高頻率下的頻率響應，并且避免了放大器內部的震蕩。
[0020]作為一種優(yōu)選，所述的電阻測量儀為表面電阻測量儀。本實用新型通過測量人體表面的電阻，根據電阻的變化從而判斷人體的出汗狀況，有效監(jiān)測人體運動時或發(fā)病時的
出汗量。
[0021]作為一種優(yōu)選，所述的溫度傳感器為貼片式溫度傳感器。本實用新型可以減少傳感器的占用空間，并且貼合體表測量，測量數據更加準確。
[0022]作為一種優(yōu)選，所述的顯示屏為觸摸型LED顯示屏。本實用新型可以減少外掛鍵盤的設置，大大減少了裝置的的體積，而且操作更加方便。
[0023]實施例
[0024]將本實用新型佩戴于手腕部，令導電觸點相互接觸形成閉合電路，一旦檢測電路檢測到電路斷開，即發(fā)出警示，并通過通訊IC向指定設備發(fā)送警示信息，可以有效防止自行取下或強行拆除。
[0025](I)表面電阻測量儀可以實時監(jiān)測人體表面的電阻，一般在干燥環(huán)境中，人體電阻大約在2千歐?20兆歐范圍內；皮膚出汗時，約為I千歐左右；皮膚有傷口時，約為800歐左右；通過不同的電阻值，可以有效監(jiān)測人體的出汗狀況，也可以監(jiān)測由于意外造成的傷口。
[0026](2)光信號發(fā)射器可以發(fā)射紅外光或紅光，通過光信號接收器接受皮下血流的光源反射信號后，即可通過單片機計算分析出血液含氧量，免除了醫(yī)療抽血檢驗的痛苦，還避免了傷口的感染和病毒、病菌的侵入，有效避免了由于抽血引起的安全隱患。
[0027](3)通過氣栗充氣，壓電傳感器可以緊貼皮膚測量脈搏的跳動數從而計算出心率，同時可以通過壓力傳感器采集的壓力指數從而通過電磁閥控制氣栗的充氣、放氣，防止充氣過多造成的壓力過大或壓力不足而造成的壓電傳感器采集的信號過弱影響監(jiān)測結果的準確性。
[0028](4)貼片式溫度傳感器，可以有效監(jiān)測人體的體表溫度，并且可以緊貼人體表面，保證了采集數據的準確，還減少了溫度傳感器的占用空間。
[0029](5)震動傳感器，可以監(jiān)測震動數據，根據設定的閾值，可以監(jiān)測運動時的運動情況，也可以用于監(jiān)測病患的摔跤、暈倒等狀況。
[0030](6)GPS定位電路，可以對佩戴者進行定位，還可以對佩戴者的行進路線進行記錄，既可以用于日常的身體鍛煉，也可以用于醫(yī)院、老人院的病患防走失。
[0031]本實用新型公開的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，不僅可以監(jiān)測人體的各項生理機能，還可以將監(jiān)測的數據形成數據庫，便于對監(jiān)測人群的整體分析，同時還可以有效監(jiān)測人體運動的路線和距離，防拆防盜，給人們的生活帶來了便利。
[0032]本實用新型方案所公開的技術手段不僅限于上述技術手段所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。以上所述是本實用新型的【具體實施方式】，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，其特征在于:包括單片機、電源、電源管理器、充電電路、USB電路、USB接口、電阻測量儀、光信號發(fā)射器、光信號接收器、電磁閥、氣栗、A/D轉換器、濾波器、放大器、震動傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器、通訊1C、GPS定位電路、低電壓檢測電路、顯示屏、按鍵、數據存儲器、蜂鳴器、檢測電路和導電觸點，所述的電源的一端連接到單片機，電源的另一端連接到電源管理器，所述的充電電路連接到電源管理器，所述的USB電路連接到充電電路，所述的USB接口連接到USB電路，所述的電阻測量儀、光信號發(fā)射器、光信號接收器、電磁閥均連接到單片機，所述的氣栗連接到電磁閥，所述的A/D轉換器的一端連接到單片機，A/D轉換器的另一端連接到濾波器，所述的放大器連接到濾波器，所述的震動傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器均連接到放大器，所述的通訊1C、GPS定位電路、低電壓檢測電路、顯示屏、按鍵、數據存儲器、蜂鳴器、檢測電路均連接到單片機，所述的導電觸點連接到檢測電路。
2.根據權利要求1所述的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的單片機為MSP430型單片機。
3.根據權利要求1所述的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的電源為可充電鋰離子電池。
4.根據權利要求1所述的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的濾波器為低通濾波器。
5.根據權利要求1所述的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的電阻測量儀為表面電阻測量儀。
6.根據權利要求1所述的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器為貼片式溫度傳感器。
7.根據權利要求1所述的一種基于單片機的生理機能監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的顯示屏為觸摸型LED顯示屏。
【文檔編號】A61B5/01GK203597948SQ201320782392
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】顧思思 申請人:湖南科技學院