人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，包括生命信息采集終端模塊、單片機主控模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊以及電源模塊，生命信息采集終端模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊以及GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊分別與所述的單片機主控模塊相連接，電源模塊為上述各模塊供電。本實用新型利用藍(lán)牙通信模塊將心率測量值通過無線方式近距離發(fā)送至使用者的手機以實現(xiàn)顯示和記錄，能夠在手機里自動建立使用者的健康檔案，當(dāng)獨居老年人一旦出現(xiàn)突發(fā)疾病、脈搏出現(xiàn)異常情況時能及時有效地向醫(yī)護人員或家庭成員發(fā)出短信報警，及時對老年人進行緊急救助，使得老人能夠獲得及時和有效的救治。
【專利說明】人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種人體脈搏測量儀，特別涉及一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界已進入老齡化社會，而且攜帶慢性病的老人也越來越多，然而隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，年輕人的工作壓力也越來越大，幾乎顧不上在家照顧老人，常常會讓老人獨自呆在家中?，F(xiàn)代社會，老年人對健康信息要求也越來越高，希望能夠得到及時和合理的社會醫(yī)療，但是這不僅會擠占傳統(tǒng)醫(yī)療的寶貴醫(yī)療資源，而且對行動不便的老人來說經(jīng)常去醫(yī)院檢查也不切實際。家庭常備醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備如脈搏測量儀、血壓計、血糖儀、體溫計等因為能幫助老人實現(xiàn)日常的健康監(jiān)測，因此在家庭生活中得到了廣泛地使用。
[0003]采用光電測量方法的脈搏測量儀由于體積小和方便攜帶，深受老年人的歡迎。它利用特定波長紅外線對血管末端血液微循環(huán)產(chǎn)生的血液容積的變化的敏感特性來檢測脈搏的跳動，并轉(zhuǎn)換為當(dāng)前的心率值，但是該儀器只能顯示當(dāng)前使用者的心率而不能記錄歷史心率測量值，因此無法查看近段時間使用者的檢查結(jié)果數(shù)據(jù)，而且當(dāng)老年人一旦出現(xiàn)突發(fā)疾病、脈搏出現(xiàn)異常情況時也不能及時通知醫(yī)護人員和家人進行緊急求助，因此大大延長了獨居老人突發(fā)疾病的發(fā)現(xiàn)時間，耽誤了最佳治療時間。設(shè)計一種人體脈搏采集與無線傳輸和報警系統(tǒng)就顯得非常必要，將脈搏測量儀每次采集到的心率數(shù)據(jù)記錄在手機，并自動建立使用者的健康檔案，當(dāng)測量數(shù)據(jù)異常時能及時有效地向醫(yī)護人員或家庭成員發(fā)出報警短信，能有效縮短獨居老人的突發(fā)疾病的發(fā)現(xiàn)時間，使得老人能夠獲得及時和有效的救治。
實用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述問題，本實用新型公開了一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，包括生命信息采集終端模塊、單片機主控模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊以及電源模塊，所述的生命信息采集終端模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊以及GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊分別與所述的單片機主控模塊相連接，所述的電源模塊為所述的上述各模塊供電。
[0006]作為本實用新型的一種改進，所述的GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊包括TC35模塊、IGT啟動電路、SYNC指示燈電路以及SIM卡電路。
[0007]作為本實用新型的一種改進，所述的單片機主控模塊采用的單片機的型號為STC89C52。
[0008]作為本實用新型的一種改進，所述的生命信息采集終端模塊采用指套式的透射型光電傳感器，所述的指套式的透射型光電傳感器主要由紅外發(fā)光二極管和紅外接收三極管組成。[0009]作為本實用新型的一種改進，所述的藍(lán)牙模塊采用的BLK-MD-BC04-B的藍(lán)牙模塊。
[0010]本實用新型的有益效果:
[0011]本實用新型提供了一種人體脈搏采集與無線傳輸和報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用藍(lán)牙通信模塊將心率測量值通過無線方式近距離發(fā)送至使用者的手機以實現(xiàn)顯示和記錄，因此能夠在手機里自動建立使用者的健康檔案，而且當(dāng)獨居老年人一旦出現(xiàn)突發(fā)疾病、脈搏出現(xiàn)異常情況時能及時有效地向醫(yī)護人員或家庭成員發(fā)出短信報警，及時對老年人進行緊急救助，有效縮短獨居老人突發(fā)疾病的發(fā)現(xiàn)時間，使得老人能夠獲得及時和有效的救治。該系統(tǒng)操作簡單以及實用，適合家庭成員特別是獨居老年人的生命健康指數(shù)的檢查和監(jiān)護。本實用新型的無線傳輸和報警模塊可以移植到其他家庭常備醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備如血壓計、血糖儀、體溫計，對家庭常備醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備的功能的擴展和完善方面具有一定參考價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2為本實用新型的電源電路圖；
[0014]圖3為本實用新型的生命信息采集終端電路圖；
[0015]圖4為本實用新型的單片機控制、顯示與報警電路圖；
[0016]圖5為本實用新型的藍(lán)牙的電路圖；
[0017]圖6為本實用新型的GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警電路圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將結(jié)合具體實施例對本實用新型提供的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明，應(yīng)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。
[0019]如圖1所示為本實用新型的一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，包括生命信息采集終端模塊、單片機主控模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊以及電源模塊，所述的生命信息采集終端模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊以及GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊分別與所述的單片機主控模塊相連接，所述的電源模塊為所述的上述各模塊供電。
[0020]如圖2所示，為本實用新型的電源電路圖，本系統(tǒng)中采用市面上最常見的12V電壓輸出的電源適配器供電，采用三端集成穩(wěn)壓器L7809cV、L7805cv和AMSl117-3.3構(gòu)成穩(wěn)壓電路，將Jl接收到電源適配器輸入的12V直流電轉(zhuǎn)換為9V、5V和3.3V的電壓分別對生命信息采集終端電路、單片機控制電路、藍(lán)牙傳輸模塊和GSM模塊進行供電。
[0021]圖3為本實用新型的生命信息采集終端電路圖，這部分電路采用目前最常見的采用光電技術(shù)獲取人體指尖脈搏跳動信號的電路。首先采用指套式的透射型光電傳感器利用光電法提取人體指尖脈搏光信息，它主要由紅外發(fā)光二極管和紅外接收三極管組成。然后，紅外接收三極管將接收到的人體脈搏跳動信號由耦合電容C3和C5加到線性放大輸入端進行濾波放大，并通過波形整形電路之后送到單片機的腳，在單片機里實現(xiàn)對脈搏的計數(shù)和顯示。采集信號的濾波、放大以及波形整形處理電路主要使用一塊四運放集成芯片LM324來實現(xiàn)，LM324芯片采用14腳雙列直插塑料封裝，其內(nèi)部包含四組形式完全相同的獨立的高增益頻率補償運算放大電路，除電源共用外，四組運放能夠相互獨立工作。
[0022]圖4為本實用新型的單片機控制、顯示與報警電路圖，單片機控制、顯示與報警電路主要有單片機STC89C52，數(shù)碼管顯示電路、蜂鳴報警電路、時鐘電路和復(fù)位電路等組成。家庭常備醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備必須具備速度快、可靠性高、功耗低、價格低等特點，所以選擇STC89C52單片機來設(shè)計主控模塊，該單片機具有在線編程可擦除技術(shù)，這樣在對電路進行調(diào)試時，不會對芯片造成損壞。當(dāng)生命信息采集終端電路輸出的脈沖電平輸入到單片機的外部中斷胃腳，在單片機內(nèi)部通過計數(shù)和定時方式獲得當(dāng)前使用者在一分鐘內(nèi)的心率值，并通過部分PO和P2 口把測量結(jié)果送到外接的LED數(shù)碼管進行顯示。數(shù)碼管顯示電路采用的是用三極管驅(qū)動的SM310561K三位共陽極八段數(shù)碼管，可以顯示三位數(shù)，其中P2.0-Ρ2.1對數(shù)碼管進行位選，而P0.0-Ρ0.6對數(shù)碼管進行段選。蜂鳴器報警電路主要由蜂鳴器、三極管以及電阻構(gòu)成，三極管起到放大電流的目的，從而能使電流達(dá)到蜂鳴器的工作要求，蜂鳴器報警電路與單片機的P2.7管腳相連。在本系統(tǒng)中若測量得到的心率值超出了預(yù)先設(shè)定好的正常范圍，單片機的P2.7 口輸出高電平使蜂鳴器發(fā)出警報提醒使用者注意身體的突發(fā)狀況。
[0023]圖5為本實用新型的藍(lán)牙的電路圖，經(jīng)單片機處理得到的心率測量值通過藍(lán)牙無線傳輸電路模塊發(fā)送至用戶智能手機終端，實現(xiàn)在手機上顯示和記錄當(dāng)前使用者的心率值，這需要在智能手機中加入一個通信應(yīng)用程序。本系統(tǒng)采用由深圳博陸科電子科技有限公司生產(chǎn)的型號為BLK-MD-BC04-B的藍(lán)牙模塊，它具有成本低、體積小、收發(fā)靈敏度高等優(yōu)點。STC89C52單片機可以通過串口和BLK-MD-BC04-B芯片進行通信，將單片機的RXD、TXD和藍(lán)牙模塊上的UART-Rx和UART-Tx引腳對應(yīng)連接，通過程序編寫能夠?qū)崿F(xiàn)將單片機中的心率測量值近距離無線傳輸?shù)接脩舻闹悄苁謾C終端。
[0024]圖6為本實用新型的GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警電路圖，這是本系統(tǒng)的一個特色。當(dāng)獨居老年人一旦出現(xiàn)突發(fā)疾病、脈搏出現(xiàn)異常情況時能利用該模塊及時有效地向醫(yī)護人員或家庭成員發(fā)出短信報警，及時對老年人進行緊急救助，有效縮短獨居老人突發(fā)疾病的發(fā)現(xiàn)時間，使得老人能夠獲得及時和有效的救治。
`[0025]該電路采用西門子生產(chǎn)的TC3X系列中的TC35模塊，TC35系列模塊的性價比很高，并且已經(jīng)擁有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證。GSM短信遠(yuǎn)程報警電路主要包括IGT啟動電路、SYNC指示燈電路、SM卡電路和與單片機進行通信的電路等組成。IGT引腳輸入信號對于TC35十分重要，只有正確的IGT輸入信號才能使TC35模塊進行正常的運行，為了正確啟動模塊，可以用過硬件定時延時電路和軟件定時延時兩種方法實現(xiàn)，考慮到軟件的靈活性，本系統(tǒng)采取軟件的方法實現(xiàn)TC35模塊的開機。
[0026]單片機的Pl.1引腳作為控制端，通過一個起開關(guān)作用的三極管與TC35的IGT腳相連。當(dāng)Pl.1腳輸出高電平時，三極管導(dǎo)通，使得IGT腳接地，輸入低電平；iPl.1低電平，三極管截止，則IGT輸入高電平，若此時輸入高電平持續(xù)時間大于100ms，即可啟動TC35模塊。TC35的SYNC引腳有兩種工作模式，可用AT命令A(yù)T+SYNC進行切換，一種是發(fā)射狀態(tài)時功率增長情況的指示，另一種是TC35工作狀態(tài)的指示，此處使用的是后一種模式，如圖7所示，當(dāng)發(fā)光二極管不亮則表明TC35處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)，當(dāng)發(fā)光二極管交替進行600ms亮和600ms滅時，這表明用戶沒有插入SM卡或者TC35正在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)登錄過程；當(dāng)發(fā)光二極管交替進行75ms亮和3s熄滅時，則表明TC35已經(jīng)成功登錄網(wǎng)絡(luò)，并處于待機狀態(tài)。
[0027]TC35集成了一個與ISO 7816-3 IC Card標(biāo)準(zhǔn)兼容的SM接口，并在TC35模塊內(nèi)的ZIF連接器上位于SM卡接口處預(yù)留了 6個引腳，可實現(xiàn)TC35與SM卡的連接，在SM卡內(nèi)可以進行用戶信息(包括手機號碼)的存儲、也可以進行執(zhí)行鑒權(quán)算法以及產(chǎn)生加密密鑰等工作。單片機STC89C52的串口 RXD、TXD通過OC門7407芯片完成電平轉(zhuǎn)換后和TC35模塊的RXDO，TXDO引腳相連接，能夠?qū)崿F(xiàn)對TC35的工作狀態(tài)初始化以及向SM卡中預(yù)設(shè)置的手機號碼發(fā)送報警短消息功能。由于藍(lán)牙模塊和GSM短信遠(yuǎn)程報警電路模塊都通過單片機STC89C52串口進行通信，因此在系統(tǒng)中應(yīng)該設(shè)計選擇開關(guān)根據(jù)不同用途(測量數(shù)據(jù)傳送還是報警)來區(qū)分單片機STC89C52的串口通信數(shù)據(jù)流向。
[0028]本實用新型的工作原理為:
[0029]生命信息采集終端模塊負(fù)責(zé)檢測和采集人體脈搏跳動信號，并送至單片機STC89C52進行處理；單片機主控模塊將采集到的人體脈搏跳動信號轉(zhuǎn)換為當(dāng)前使用者的心率值，并在外接的LED數(shù)碼管中進行顯示，同時利用藍(lán)牙通信模塊將心率測量值通過無線方式近距離發(fā)送至使用者的手機，實現(xiàn)在手機上顯示和記錄當(dāng)前使用者的心率值；如果當(dāng)心率測量值異常時即老年人有可能突發(fā)疾病時，單片機外接的蜂鳴器報警提醒老年人注意心率測量值異常，并通過GSM模塊自動向預(yù)設(shè)置的醫(yī)護人員或家人的手機號碼發(fā)送已設(shè)置好的報警短信。
[0030]本實用新型提供了一種人體脈搏采集與無線傳輸和報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用藍(lán)牙通信模塊將心率測量值通過無線方式近距離發(fā)送至使用者的手機以實現(xiàn)顯示和記錄，因此能夠在手機里自動建立使用者的健康檔案，而且當(dāng)獨居老年人一旦出現(xiàn)突發(fā)疾病、脈搏出現(xiàn)異常情況時能及時有效地向醫(yī)護人員或家庭成員發(fā)出短信報警，及時對老年人進行緊急救助，有效縮短獨居老人突發(fā)疾病的發(fā)現(xiàn)時間，使得老人能夠獲得及時和有效的救治。該系統(tǒng)操作簡單以及實用，適合家庭成員特別是獨居老年人的生命健康指數(shù)的檢查和監(jiān)護。本實用新型的無線傳輸和報警模塊可以移植到其他家庭常備醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備如血壓計、血糖儀、體溫計，對家庭常備醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備的功能的擴展和完善方面具有一定參考價值。
[0031]本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，其特征在于:包括生命信息采集終端模塊、單片機主控模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊以及電源模塊，所述的生命信息采集終端模塊、顯示和蜂鳴器報警電路、藍(lán)牙通信模塊以及GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊分別與所述的單片機主控模塊相連接，所述的電源模塊為所述的上述各模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程報警模塊包括TC35模塊、IGT啟動電路、SYNC指示燈電路以及SM卡電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機主控模塊采用的單片機的型號為STC89C52。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的生命信息采集終端模塊采用指套式的透射型光電傳感器，所述的指套式的透射型光電傳感器主要由紅外發(fā)光二極管和紅外接收三極管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體脈搏測量與無線傳輸和報警系統(tǒng)，其特征在于:所述的藍(lán)牙模塊采用的BLK-MD-BC04-B的藍(lán)牙模塊。
【文檔編號】G08C17/02GK203506709SQ201320567794
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】陳金立, 李家強, 張秀再, 劉健陽 申請人:南京信息工程大學(xué)