[实用新型]基于智能手机的心电、血氧、脉搏、体温监护系统

摘要

本实用新型公开了一种基于智能手机的心电、血氧、脉搏、体温监护系统。本实用新型包括采集模块、传输模块、手机端与数据存储模块；采集模块包括MSP430处理器外围电路、信号采集处理电路、锂电池管理电路；信号采集处理电路包括H桥光源驱动单元、指夹式血氧探头、血氧信号处理单元、红外测温单元以及心电测量单元；手机端用于接收传输模块传送的信号数据；数据存储模块包括手机本地存储以及云端存储；手机本地存储指将接收的信号数据存储在本地手机；云端存储指将接收的信号数据存储在云端服务器。本实用新型解决了普通设备体积大、操作复杂、功耗高以及数据不能长期存储与查询的等缺陷与不足。

主权项

基于智能手机的心电、血氧、脉搏、体温监护系统，其特征在于包括采集模块、传输模块、手机端与数据存储模块；所述的采集模块用于采集心电、血氧、脉搏、体温信号；包括MSP430处理器外围电路、信号采集处理电路、锂电池管理电路；信号采集处理电路包括H桥光源驱动单元、指夹式血氧探头、血氧信号处理单元、红外测温单元以及心电测量单元；锂电池管理电路为H桥光源驱动单元、血氧信号处理单元、红外测温单元以及心电测量单元供电；所述的传输模块将采集模块采集的信号数据传输给数据存储模块；所述的手机端用于接收传输模块传送的信号数据；所述的数据存储模块用于存储手机端接收的信号数据，包括手机本地存储以及云端存储；手机本地存储指将接收的信号数据存储在本地手机；云端存储指将接收的信号数据存储在云端服务器；MSP430微控制器外围电路包括主控芯片U1，14针的接插件JTAG下载接口U2，11个瓷片电容C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12，1个电解电容C5，2个电阻R1、R2，2个晶振Y1、Y2，1个按键B1；主控芯片U1的16脚、38脚、64脚、87脚与所述锂电池管理电路的3.3V电压输出端连接，主控芯片U1的12脚、15脚、37脚、63脚、88脚接地；主控芯片U1的11脚与电解电容C5的正极、瓷片电容C6的一端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与锂电池管理电路的3.3V电压输出端连接，瓷片电容C6的另一端、电解电容C5的负极均接地；主控芯片U1的14脚与晶振Y2的一端、瓷片电容C10的一端连接，主控芯片U1的13脚与晶振Y2的另一端、瓷片电容C9的一端连接，主控芯片U1的16脚与瓷片电容C11的一端连接，瓷片电容C9、C10、C11的另一端接地；主控芯片U1的38脚与瓷片电容C12的一端连接，主控芯片U1的64脚与瓷片电容C7的一端连接，主控芯片U1的62脚与瓷片电容C8的一端连接，主控芯片U1的87脚与瓷片电容C2的一端连接，瓷片电容C2、C7、C8、C12的另一端接地；主控芯片U1的90脚与晶振Y1的一端和瓷片电容C3的一端连接，主控芯片U1的89脚与晶振Y1的另一端和瓷片电容C1的一端连接，瓷片电容C1、C3的另一端接地；主控芯片U1的92脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的1脚连接，主控芯片U1的93脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的3脚连接，主控芯片U1的94脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的5脚连接，主控芯片U1的95脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的7脚连接，主控芯片U1的91脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的8脚连接，主控芯片U1的96脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的11脚和电阻R1、瓷片电容C4、按键B1的一端连接，电阻R1的另一端、14针的接插件JTAG下载接口U2的2脚与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，按键B1、瓷片电容C4的另一端接地；H桥光源驱动单元包括2个PNP三极管Q1、Q2，2个NPN三极管Q3、Q4，6个电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，4个I/O端口I/O1、I/O2、I/O3、I/O4，一个双波长红外发射管D3；三极管Q1、Q2的发射极与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与所述的MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的51脚连接，三极管Q1的集电极与双波长红外发射管D3的一端连接；三极管Q2的基极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的52脚连接，三极管Q2的集电极与双波长红外发射管D3的另一端连接；三极管Q3的基极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的53脚连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q3的发射极与电阻R8的一端连接，三极管Q4的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的54脚连接，三极管Q4的集电极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q4的发射极与电阻R7的一端连接，电阻R7、R8的另一端与地连接；所述的指夹式血氧探头由双波长红外发射管D3和红外接收二极管D2构成，具体的将双波长红外发射管D3和红外接收二极管D2集成在一个相对封闭的空间；血氧信号处理单元包括运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D、U4A、U4B，1个红外接收二极管D2，15个电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23，8个瓷片电容C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20，1个与主控芯片U1的接口ADC1；电阻R10、瓷片电容C14的一端与所述锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，电阻R10的另一端与运算放大器U3A的同相输入端连接；运算放大器U3A的反相输入端与输出端、电阻R13的一端、R9的一端连接，运算放大器U3A的同相输入端与电阻R18的一端连接，电阻R18、瓷片电容C14的另一端与地连接；运算放大器U3C的同相输入端与电阻R13的另一端连接，运算放大器U3C的反相输入端与电阻R22、瓷片电容C19的一端连接，电阻R13、瓷片电容C19的另一端与运算放大器U3C的输出端连接，电阻R10、R18和运算放大器U3A构成电压偏置电路；红外接收二极管D2的正极与运算放大器U3C的反相输入端连接，红外接收二极管D2的负极与运算放大器U3A的反相输入端连接；运算放大器U3C的输出端与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与瓷片电容C20的一端连接，瓷片电容C20的另一端与电阻R16、R12的一端连接；运算放大器U3C和电阻R22、R21以及瓷片电容C19、C20构成一级跨阻放大电路，实现电流到电压的转换；运算放大器U3B的反相输入端与电阻R12、瓷片电容C13的一端连接，运算放大器U3B的正相输入端与电阻R9的另一端连接；运算放大器U3B的输出端与电阻R16的另一端、瓷片电容C13的另一端、电阻R11的一端连接，运算放大器U3B和瓷片电容C13以及电阻R16、R12、R11构成二级运算放大电路；运算放大器U4D的反相输入端与电阻R11的另一端、电阻R23的一端连接，运算放大器U4D的同相输入端与红外接收二极管D2的负极连接，差分放大器U3B的输出端与电阻R23的另一端、电阻R20的一端、瓷片电容C18的一端连接，运算放大器U4D和电阻R23构成三级差分放大电路；运算放大器U4B的反相输入端与瓷片电容C16、瓷片电容C17、电阻R17的一端连接，运算放大器U4B的同相输入端与电阻R14、R19的一端连接，运算放大器U4B的输出端与运算放大器U4B的反相输入端连接；瓷片电容C16、瓷片电容C17、电阻R20的另一端与电阻R15的一端连接；电阻R17的一端与瓷片电容C18的另一端、瓷片电容C15的一端连接；运算放大器U4A的反相输入端与运算放大器U4A的输出端、电阻R14的另一端连接，运算放大器U4A的同相输入端与电阻R15的另一端、瓷片电容C15的另一端连接，运算放大器 U3A、U3B、U3C、U3D、U4A、U4B的正电源端与锂电池管理电路的3.3V电压输出端连接，负电源端接地；红外测温单元包括1个红外温度计U5，2个电阻R24、R25，1个瓷片电容C21；红外温度计的1脚与电阻R24的一端连接，红外温度计的2脚与瓷片电容C21的一端、电阻R24的另一端、电阻R25的一端相连接，同时与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，红外温度计的3脚与电阻R25的另一端连接，红外温度计的4脚、瓷片电容C21的另一端接地，红外温度计的3脚与主控芯片U1的70脚连接，红外温度计的1脚与主控芯片U1的71脚连接；心电测量单元包括心电处理芯片U6，2个瓷片电容C22、C23；心电处理芯片U6的4脚与主控芯片U1的72脚连接，心电处理芯片U6的5脚与主控芯片U1的73脚连接，心电处理芯片U6的7脚与瓷片电容C22、C23的一端连接，心电处理芯片U6的8脚、瓷片电容C22的另一端、瓷片电容C23的另一端与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接；测量心电时心电处理芯片U6的2脚接测量电极的正极，心电处理芯片U6的3脚接测量电极的负极；锂电池管理电路包括Micro USB接口U7，稳压芯片U8，电源管理芯片U9，6个瓷片电容C24、C25、C26、C27、C28、C29，5个电阻R26、R27、R28、R29、R30，3个发光二极管D3、D4、D5，1个按键B2，锂电池组BT1；Micro USB接口U7的1脚、电阻R26的一端、瓷片电容C28的一端、电源管理芯片U9的4脚连接，电源管理芯片U9的2脚与电阻R30的一端连接，电源管理芯片U9的5脚与瓷片电容C29的一端、按键B2的一端、锂电池组BT1的正极连接，电源管理芯片U9的6脚与电阻R29的一端连接，电源管理芯片U9的7脚与电阻R28的一端连接，电源管理芯片U9的8脚与电阻R26的另一端、瓷片电容C24的一端、发光二极管D3、D4的正极连接，发光二极管D3的负极与电阻R28的另一端连接，发光二极管D4的负极与电阻R29的另一端连接，按键B2的另一端与瓷片电容C25的一端、稳压芯片U8的1脚、2脚连接，稳压芯片U8的4脚与瓷片电容C26的一端连接，稳压芯片U8的5脚与瓷片电容C27的一端连接、电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与发光二极管D5的正极连接，Micro USB接口U7的5脚、电阻R30的另一端、瓷片电容C28的另一端、电源管理芯片U9的3脚、瓷片电容C29的另一端、锂电池组BT1的负极、瓷片电容C25另一端、瓷片电容C26另一端、瓷片电容C27的另一端、发光二极管D5的负极、稳压芯片U8的3脚接地，稳压芯片U8的5脚为稳压芯片3.3V输出端；蓝牙模块电路包括蓝牙模组U10，2个电阻R31、R32,1个瓷片电容C30，1个发光二极管D1，蓝牙模组U10的2脚与瓷片电容C30的一端、电阻R31的一端、电阻R32的一端接锂电池管理电路3.3V电压输出端，蓝牙模组U10的23脚与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与电阻R32的另一端连接，蓝牙模组U10的1脚与瓷片电容C30的另一端接地，蓝牙模组U10的20脚与主控芯片U1的40脚链接，蓝牙模组U10的21脚与主控芯片U1的39脚链接。