[发明专利]基于WIFI通信的可穿戴生理参数采集设备

摘要

本发明公开了一种基于WIFI通信的可穿戴生理参数采集设备，包括电源管理模块、生理参数采集模块、WIFI通信模块和处理器模块；本发明设备体积和质量小，携带便捷，可移动性强，具有良好的舒适性；设备成本低，相对于传统生理参数采集设备，设备没有昂贵的显示屏而是借助智能移动终端显示参数信息，设备硬件部分成本低廉，且抗干扰性能强，网络连接稳定可靠，数据传输纠错能力强；借助无线局域网技术，使设备数据传输速度更快，设备使用方便，监测信息稳定可靠，使用范围广，不受时间地域限制。

主权项

基于WIFI通信的可穿戴生理参数采集设备，包括电源管理模块、生理参数采集模块、WIFI通信模块和处理器模块；其特征在于：所述参数采集模块包括血氧饱和度和脉搏参数采集单元、人体体温参数采集单元；其中，电源管理模块包括以AMS1117‑5.0为核心的5V电压转换电路和以AMS1117‑3.3为核心的3.3V电压转换电路；参数采集模块包括以TSIC506为核心的高精度数字式体温传感器和以CY8C5966LTI处理器为核心的血氧饱和度和脉搏参数采集模块，WIFI通信模块以HLK_RM04为核心单元，处理器模块包括以意法半导体推出的STM32F103RBT6为核心的处理器电路和JTAG调试接口；其中以AMS1117‑5.0为核心的5V电压转换电路为参数采集模块中的人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元、WIFI通信模块中VCC5.0供电端提供电源；以AMS1117‑3.3为核心的3.3V电压转换电路为处理器器模块、JTAG接口提供3.3V电压、WIFI通信模块中的VCC3.3V供电端提供电源，处理器STM32F103RBT6通过初始化人体体温采集单元TSIC506芯片、初始化处理器STM32F103RBT6的PC4端口和内部串口UART2，得到人体体温信号、人体血氧饱和度信号和人体脉搏参数信号，初始化处理器STM32F103RBT6内部串口UART1、初始化WIFI通信模块，将处理器处理好的数据包通过WIFI通信模块近距离传输到智能终端设备；电源管理模块包括：7.4V锂电池接口J1、自锁开关K1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电压转换芯片AMS1117‑5.0、第二电压转换芯片AMS1117‑3.3、第一电解电容C1、第一钽电容C2、第二钽电容C3、第二电解电容C4、第三电解电容C5、第三钽电容C6、第四钽电容C7、第四电解电容C8、第五钽电容C9、第五电解电容C10、第一电阻R1、第一电源指示灯DS1；所述的7.4V锂电池接口J1的负极接地，7.4V锂电池接口J1的正极连接自锁开关K1的1引脚，自锁开关K1的2引脚连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极作为VCC7.4V电压输出端；VCC7.4V电压输出端连接第一电解电容C1的正极、第一钽电容C2的一端、第一电压转换芯片AMS1117‑5.0的3引脚，第一电解电容C1的负极连接第一钽电容C2的另一端、第一电压转换芯片AMS1117‑5.0的1引脚、第二钽电容C3的一端、第二电解电容C4的负极、第二二极管D2的阳极、第三电解电容C5的负极、第三钽电容C6的一端到地；第一电压转换芯片AMS1117‑5.0的2引脚连接第二钽电容C3的另一端、第二电解电容C4的正极、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第三电解电容C5的正极、第三钽电容C6的另一端到VCC5.0V电压转换电路的输出端；VCC5.0V电压转换电路的输出端连接第二电压转换芯片AMS1117‑3.3的3引脚、第四钽电容C7的一端、第四电解电容C8的阳极，第四钽电容C7的另一端连接第四电解电容C8的阴极、第二电压转换芯片AMS1117‑3.3的1引脚、第五钽电容C9的一端、第五电解电容C10的阴极到地，第二电压转换芯片AMS1117‑3.3的2引脚连接第五钽电容C9的另一端、第五电解电容C10的阳极和第一电阻R1的一端到VCC3.3V的电压输出端，第一电阻R1的另一端连接第一电源指示灯DS1的阳极，第一电源指示灯DS1的阴极接地；所述生理参数采集模块包括人体体温采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元；人体体温采集单元采用TSIC506数字式高精度体温传感器和处理器模块的24引脚相连，数据读取采用Tsic ZAC总线通信协议，电源端和5.0V电压转换电路相连；血氧饱和度和脉搏采集单元YS2000和处理器模块的通用异步收发接口UART3相连，电源端和5.0V电压转换电路相连；所述的血氧饱和度和脉搏参数采集单元包括CY8C5566L高速处理器单元、电压转换电路和稳压滤波电路，输出的信号连接处理器STM32F103RBT6的UART3；血氧饱和度和脉搏参数采集单元电路包括：连接端子P1、连接端子P2，第六钽电容C11；连接端子P2的RX脚连接连接端子P1的一个RX脚，连接端子P2的2脚连接连接端子P1的一个TX脚，连接端子P2的TX脚连接GND，连接端子P2的电源脚连接VCC5.0V的电压输出端、第六钽电容C11的一端，第六钽电容C11的另一端连接GND，连接端子P1的另一个RX脚连接处理器STM32F103RBT6的PB10引脚，连接端子P1的另一个TX脚连接处理器STM32F103RBT6的PB11引脚；人体体温参数采集单元包括：连接端子P3、第二电阻R2，第七钽电容C12；人体体温参数采集单元的连接端子P3的电源引脚连接第二电阻R2的一端、第七钽电容C12的一端，第二电阻R2的另一端连接VCC5.0V的电压输出端，第七钽电容C12的另一端接地，连接端子P3的IO引脚连接处理器STM32F103RBT6的PC0引脚，连接端子P3的GND引脚接地，连接端子P3采用TSIC506；所述的WIFI通信模块包括WIFI核心单元HLK_RM04、第八胆电容C13、第九胆电容C14、第十胆电容C15、第十一胆电容C16、第十二胆电容C17、第十三胆电容C18、第十四胆电容C19、第十五胆电容C20、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第二按键K2、第三按键K3、第一网线接口RJ45_1、第二网线接口RJ45_2；WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的1引脚与第八胆电容C13的一端、第九胆电容C14的一端连接并接到VCC5.0V，第八胆电容C13的另一端连接第九胆电容C14的另一端、WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的2引脚到GND，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的4引脚连接第十胆电容C15的一端到VCC3.3V，第十胆电容C15的另一端接地，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的5引脚连接第一网线接口RJ45_1的10引脚、11引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的10引脚连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的一端、第二按键K2的一端，第四电阻的另一端连接VCC3.3V，第二按键K2的另一端接地，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的11引脚连接第一网线接口RJ45_1的1引脚、第九电阻R9的一端，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的12引脚连接第一网线接口RJ45_1的2引脚、第十电阻R10的一端，第九电阻R9的另一端连接第十电阻R10的另一端、第十三胆电容C18的一端，第十三胆电容C18的另一端接地，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的13引脚连接第二网线接口RJ45_2的3引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的14引脚连接第二网线接口RJ45_2的6引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的15引脚连接第一网线接口RJ45_1的6引脚、第十二电阻R12的一端，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的16引脚连接第一网线接口RJ45_1的3引脚、第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接第十二电阻R12的另一端、第十四胆电容C14的一端，第十四胆电容C14的另一端接地，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的17引脚连接第二网线接口RJ45_2的2引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的18引脚连接第二网线接口RJ45_2的1引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的20引脚连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接处理器STM32F103RBT6的PA9引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的21引脚连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端连接处理器STM32F103RBT6的PA10引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的23引脚连接第二网线接口RJ45_2的10引脚、11引脚，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的25引脚连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8的一端、第三按键K3的一端，第八电阻R8的另一端连接VCC3.3V、第三按键K3的另一端接地，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的27引脚连接第一网线接口RJ45_1的4引脚、5引脚、第十二钽电容C17、第二网线接口RJ45_2的4引脚、5引脚、第十五钽电容C20，第十二钽电容C17的另一端接地，第十五钽电容C20的另一端接地，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的28引脚与第十一钽电容C16的一端连接并接VCC3.3V，第十一钽电容C16的另一端接地，第一网线接口RJ45_1的9引脚连接第一网线接口RJ45_1的12引脚、第九电阻R13的一端，第九电阻R13的另一端连接VCC3.3V，第一网线接口RJ45_1的8引脚、13引脚、14引脚均接地，第二网线接口RJ45_2的9引脚连接第二网线接口RJ45_2的12引脚、第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接VCC3.3V，第二网线接口RJ45_2的8引脚、13引脚、14引脚均接地，第一网线接口RJ45_1的7引脚、第二网线接口RJ45_2的7引脚均架空，WIFI通信模块核心单元HLK_RM04的3、6、7、8、9、19、22、26引脚架空；所述的处理器模块包括由意法半导体公司生产的主处理器STM32F103RBT6芯片、第十六钽电容C21、第十七钽电容C22、第十八钽电容C23、第十九钽电容C24、第二十钽电容C25、第二十一钽电容C26、第二十二钽电容C27、第二十三钽电容C28、第二十四钽电容C29、第二十五钽电容C30、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第四按键K4、第三测试指示灯DS3；主处理器芯片STM32F103RBT6的NRST引脚连接第二十五钽电容C30的一端、第十五电阻R15的一端、第四按键K4的3脚，第二十五钽电容C30的另一端连接第四按键K4的1脚到地，第十五电阻R15的另一端连接第十六电阻R16的一端到VCC3.3V，第十六电阻R16的另一端连接第三测试指示灯DS3的阳极，第三测试指示灯DS3的阴极连接处理器STM32F103RBT6的PC12脚，处理器STM32F103RBT6的13脚连接第十六钽电容C21的一端，第十六钽电容C21的另一端连接处理器STM32F103RBT6的12脚到地；处理器STM32F103RBT6的19脚连接第十七钽电容C22的一端，第十七钽电容C22的另一端连接处理器STM32F103RBT6的18脚到地，处理器STM32F103RBT6的32脚连接第十八钽电容C23的一端，第十八钽电容C23的另一端连接处理器STM32F103RBT6的31脚到地，处理器STM32F103RBT6的48脚连接第十九钽电容C24的一端，第十九钽电容C24的另一端连接处理器STM32F103RBT6的47脚到地，处理器STM32F103RBT6的64脚连接第二十钽电容C25的一端，第二十钽电容C25的另一端连接处理器STM32F103RBT6的63脚到地，处理器STM32F103RBT6的13脚、19脚、32脚、48脚、64脚连接VCC3.3V，处理器STM32F103RBT6的5脚连接第一晶振Y1的一端、第二十一钽电容C26的一端，处理器STM32F103RBT6的6脚连接第一晶振Y1的另一端、第二十二钽电容C27的一端，第二十一钽电容C26的另一端连接第二十二钽电容C27的另一端到地；处理器STM32F103RBT6的3脚接第二晶振Y2的一端、第二十三钽电容C28的一端，处理器STM32F103RBT6的4脚接晶振Y2的另一端和第二十四钽电容C29的一端，第二十三钽电容C28的另一端连接第二十四钽电容C29的另一端到地；所述的JTAG接口电路包含：第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十六钽电容C31、JTAG_20接插件；JTAG接口电路中的接插件JTAG_20的3引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的56引脚、第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的5引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的50引脚、第十八电阻R18的一端，第十八电阻R18的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的7引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的46引脚、第十九电阻R19的一端，第十九电阻R19的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的9引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的49引脚、第二十一电阻R21的一端，第二十一电阻R21的另一端连接GND；接插件JTAG_20的13引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的55引脚、第二十电阻R20的一端，第二十电阻R20的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的1引脚、2引脚连接VCC3.3V电压输出端，接插件JTAG_20的2引脚连接第二十六钽电容C31的一端，第二十六钽电容C27的另一端连接接插件JTAG_20的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚到GND，接插件JTAG_20的其他引脚均架空。