基于PowerWise技术的“中医神指”蓝牙终端设计

2009-02-13 16:09:26来源: 电子产品世界 关键字:音乐疗法  按摩疗法  PowerWise技术  蓝牙技术

概述

  张景岳说:“十二律为神物,可以通于地而合神明。”神明由心神主宰,通过太极阴阳的旋转,需要音乐本身的阴阳升降来实现,才能发挥“乐达天地之和,与人气相接,而动荡血脉、流通精神”。中医乐疗内容取材于自然音乐,在宫商角征羽基础上形成的各种韵曲 (调),各种“调”的变化关系以阴阳升降为基本形式。中医音乐疗法帮助恢复人体阴阳平衡,以达到康复身心的目的。按摩疗法是一种非药物疗法,符合中医经络学原理,亦即中医三阴、三阳学说。通过对特定穴位的按摩能刺激调理脏腑,疏通经络,增强新陈代谢,调整人体生理机能,提高免疫系统功能, 达到防病、治病、保健、强身的目的。

  蓝牙(Bluetooth)技术,实际上是一种短距离、低成本的无线传输应用技术。从目前的应用来看,由于蓝牙体积小、功率低,其应用已不局限于计算机外设,几乎可以被集成到任何数字设备之中,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信。

“中医神指”及其蓝牙终端总体设计

  “中医神指”产品是将中医音乐疗法和按摩疗法结合起来,采用先进的微电子技术,通过蓝牙无线发送器将音乐疗法选定的音乐传送,蓝牙终端是基于PowerWise技术设计便携装置,具有高效节能的特色,通过有声有色的音频和安置在特定穴位的按摩电机同步作用,以达到疏通经络,康复身心的目的,“中医神指”产品有效将文化、健康、科技等时尚元素融合起来。

  “中医神指”产品主要由主控软件Magic finger ,蓝牙无线发送器,以及蓝牙终端三部分组成,其中主控软件Magic finger界面如图1所示,包括蓝牙连接、录制指导、按摩放松、播放指导等按钮。蓝牙连接控制蓝牙适配器和神指上的蓝牙模块进行连接和配对,录制指导用于录制医生的指导建议并保存成相应的音频文件,便于蓝牙传输。播放指导调用录制医生的指导建议对使用者进行相应医疗动作,按摩放松选择医生指定的轻松柔和的音乐,给予使用者音乐治疗。

 

  图1 Magic finger界面

  蓝牙无线发送器工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学(Industrial, Scientific and Medical, ISM)频段,插在USB插口,如图2所示。

 

  图2 蓝牙无线发送器

  “中医神指”蓝牙终端样机如图3所示,由控制模块、蓝牙模块、音频模块、指示灯模块、电机控制模块组成。控制模块是负责对其他各个模块进行配置、控制及背景音乐的播放;蓝牙模块主要完成音频数据的接收;音频模块对声音音频放大和进行播放;电机驱动模块控制电机;指示灯模块控制指示灯。

 

  图3 “中医神指”蓝牙终端样机

基于PowerWise技术的蓝牙终端功能单元

  能源效率是关系到系统设计成败的关键因素,根据系统架构,在性能、功能、体积和功耗4个重要指标中权衡所有因素作出取舍,确保每一单元的功耗都能发挥出最高的性能。因此,高效能的元器件尤其重要。美国国家半导体PowerWise系列产品目前共有大约300多款集成电路,全部都属于高能效的芯片,帮助提高系统能源效率,实现低耗电、强散热、小体积和更长电池寿命等特性。“中医神指”蓝牙终端是基于PowerWise技术设计便携装置,利用美国国家半导体的PowerWise系列LM49370,LM4570,LM4675及LP3952等器件,具有高效节能的特色,其结构框图如图4所示

 

  图4 “中医神指”蓝牙终端结构框图

  音频功率放大器采用PowerWise系列产品LM49370,属于Boomer 音频功率放大器系列的音频子系统,其特点是采用扩展频谱技术,因此电磁干扰极低,而且内置D类扬声器放大器、双模式立体声耳机放大器以及可支持蓝牙收发器的专用接口,其内部框图如图5所示

 

  图5 音频功率放大芯片LM49370内部框图

  立体扬声采用PowerWise系列产品LM4675,一款2.65W 单声道 D 类音频功率放大器,其特点是采用扩展频谱技术,因此电磁干扰极低,无需加设滤波器,其内部框图如图6所示

 

  图6 立体扬声芯片LM4675内部框图

  彩色 LED 驱动器采用PowerWise系列产品LP3952,设有声光同步功能的 6 通道彩色 LED 驱动芯片,全部LED 驱动最大电流是300mA,其内部框图如图7所示

 

  图7 LED 驱动芯片LP3952内部框图

  单端输入的马达驱动器采用PowerWise系列产品LM4570,2.4mS的启动时间,高效的驱动能力,其驱动电路如图8所示。

 

  图8 马达驱动芯片LM4570驱动电路

  对于便携式产品而言,系统功耗是制造商需要首先关注的问题之一,“中医神指”蓝牙终端是基于PowerWise技术设计,采用的PowerWise系列产品自适应电压调节(AVS)和阈值电压调节,将数字逻辑集成电路的工作和泄漏功耗自动降至最低,同时保持最小的系统开销。蓝牙终端根据各自独立的处理单元实际工作需要调节其供电量,以减低功耗

结论

  “中医神指”设计将中医音乐疗法和按摩疗法结合起来,“有声有色”的提供了疏通经络、康复身心等保健功能。其蓝牙终端由于使用了PowerWise器件,这些PowerWise器件都内置多个独立操作的处理单元,有时这些单元全部全速工作,但有时其中部分功能会处于空闲或关闭状态。由于可以独立管理各单元的电源供应,使系统功耗达到最优。

  参考文献:

  [1] 卢银兰,赖文.近20 年来音乐疗法的研究概况[J].上海中医药杂志,2002

  [2] 王鹰雷,王君,张燕.中医按摩治疗改善亚健康状[J].中日友好医院学报,2003

  [3] 朱刚,谈振辉,周贤伟.蓝牙技术原理与协议[M].北京:清华大学出版社,2001

  [4] 吴彦奇,朱刚.蓝牙与802.11b干扰问题的优化解决方案[J].无线通信技术,2006

  [5] 吴主祥.国半推出新串行接口技术便携式设备标准问题引起业界关注[J].电子产品世界, 2004

 

关键字:音乐疗法  按摩疗法  PowerWise技术  蓝牙技术

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2009/0213/article_576.html
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