设计开发
便携式家庭健康监护仪的研究与设计
准明仁汤乃云
(上海电力学院上海200090)
数事共与或用
摘要：文涉及一种家庭健准监护仅仪的研究与设计。案用模块化的设计方法以PSoC4系列处理器芯片为检心，简单的外围检测电路为辅助完成对人体心电、脉搏血氧和血压三个重要生理参数采集及测量,并通过蓝牙模块实时传输测量数据至手机或PC端,可监测家庭中每个成员的身体状况。通过监护系统硬件电路和软件部分的设计完成监护仅的研发,并进行实验且测试结果表明该监护仪能长时间实时地监测到达三个生理参数。
关键词:PSoC4多参数健康监护
中图分类号：TM932
文献标识码:A
近年来我国人口老龄化程度越来越严重，心脏病、高血压等疾病的发病率呈逐年递增趋势-2,对医疗系统造成了前所未有的负担，其次随着现代生活节奏越变越快，很多不健康的生活方式悄然蔓延在青少年甚至中年人群中，导致各种慢性病患者数量增加。在技术的进步、通信基础设施的支择等因素影响下，监护市场也涌现出了大量的医疗健康监护设备，如分立式血氧仪、心率计，心电仪等。但目前集多种生理参数监护功能于一体，适合家用且长期实时生理监控的多参数监护仪还有所缺乏叫鉴于此，多参数家庭健康监
护系统的研究具有很大的现实意义且有广阔的市场前景。 1系统整体设计
基于PSoC4的多参数家庭健康监护仪选择采集心电，血氧、血压这三个生理参数，其系统结构椎如下图1所示，该系统利用贴片电极和低负荷传感器能够实现对人体这些重要的生理参数的采集，将采集到的生理参数经过放大、滤波等相应的预处理。进人
Ec染头气据血末油
心电处型视构(血正别监椎块
生理参效大，糖波
O
PSoC4 Pioneer Kit
CYsCKIT-$42 电调医事事# 6
图1家庭健康监护仪的系统结构框图
PWM PWM
cont start
Cloek-PWM JUN-
600Hz
ces
JBz ADC Ssmpk line
ded
interrp
Opm.
NIB_INe NIBR,1
op
o
EE工E 模
L.Co星s
ADC SAR Sej
PC
sidne SAR-a
ADC SAR SEQ
Three ADC Channels Sample
图2PSoC4内部资源配置的SARADC模块
收稿日期：201603-04
文章编号:1007-9416(2016)04-0134-02
CY8CKIT042 PSoC4 Pioneer Kit开发套件中的ARM Cortex-MO处理器内置的A/D进行采样，同时芯片对相应的预处理电路可以进行控制。最后，系统通过ARMCortex-Mo处理器对数据进行处理和分析，测量结果可以在LCD屏中显示出来或者采用蓝牙无线
通信发送到手机或PC端进行显示和存储。 2系统硬件设计
2.1心电参数测量电路
心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，其都比较微弱。常规的心电信号是mV级信号且主要能量成分集中在0.05-100Hz-%。在心电参数检测前置放大电路中选用AD8630ARUZ运算放大器，它有着超低失调，零漂移和偏置电流等特点，而且还具有低噪声，高共模抑制比优点。首先经过RC滤波滤掉高频干扰成分，后续为了使人体与导联电路高度隔离采用电压跟随器电路作为输人缓冲器，一方面可以提高放大器的输人阻抗，克服电极与皮肤接触电阻引起的信号衰减，增加采集心电信号时的共模抑制比和心电描记幅度，另一方面，较低的输出阻抗可确保有效地驱动后级导联电路工作。然后取出平均交流共模电压送人对共模信号具有很强抑制作用的右脏驱动电路反向放大，不仅能够降低工颠干扰且减小人体共模干扰的绝对值；当人与地之间出现高电压时，能使运算放大器饱和起到保护作用。
前置放大电路的输出水平没有满足放大要求，因此需加设二级
化配进入主菜单触换按通选择检测生理参数
国生理数据采集
果集完成中时 AD转换，字践战处型
清量结黑LCD、暑司N 置牙无线传输
x4 结果存
图3系统软件流程图
作者简介：准明仁(1989一),男汉族,湖北黄冈人,上海电力学院电子与信息工程学院电工理论与新技术专业2013级研究生,研究方向：智能
穿载、便携式医疗监护系统。
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