一种生理监测的蓝牙智能服饰系统设计

2011-03-03 19:23:23来源: 互联网

  随着经济的发展和生活水平的提高,人们对健康的要求越来越高,迫切需要一种方便、快捷知晓自己各项生命体征指标的方法。然而常规的医疗检测设备存在操作不方便、携带性差且数据难以进一步分析的缺点。随着传感器技术、材料技术和无线通信技术的快速发展,采用将医用监测设备与服装相结合的方法可以较好地满足人们这一需求。

  文中提出一种穿戴式多参数监测智能服饰系统,它将传感器、织物电缆和柔性电路板有机结合到服装中,实现了在日常生活以及作业环境下对多生理参数的动态、协同监测,具有生理信号检测、信号特征提取功能,并利用蓝牙技术完成数据的备份,以便于进一步分析,也可以利用具有蓝牙功能的通信设备,实现远程医疗服务等功能。

1 系统硬件组成

  蓝牙智能服装系统原理,如图1所示。该系统由电池模块、传感器、柔性电路板、电子织物、中央处理器和蓝牙模块组成。CPU采用ADI公司基于ARM7TDMI内核的ADμC7024处理器,ADμC7024卓越的处理能力、集成众多片上外围器件和芯片低功耗的特点,完全胜任目前本系统的应用。本系统利用传感器无创采集人体的各项生命体征参数,处理器对采集到的信号进行软处理,可以计算出体温、心率、血压等信息。并通过蓝牙模块将信息备份到内置蓝牙的手机、电脑等设备上。在身体状况异常时本系统能够发出警报信号。本系统还可以通过转发来支持远程医疗服务。

  1.1 监测传感器

  传感器负责测量心率、体温等生命体征参数的采集。考虑到本系统可穿戴式的特点,在传感器的选型方面,尽量选用集成化,灵敏度和精度高的产品,这样既能减少系统电路的面积,便于穿戴,又能提高系统的稳定性和可靠性。

  血压采集模块采用Freescal公司生产的MPXV5050GP压电传感器,将其置于衣袖中部肘关节内侧,这样可以直接将动脉血液对血管壁的压力转换为输出电信号,具体电路如图2所示。该传感器采用离子注入工艺,内部集成了放大器,滤波器等信号处理单元电路,外部只需要很少的元件即可工作。在输出端输出经过放大和整形的电信号,这样就直接将传感器的输出端接入ADμC7024内部集成的12位ADC进行模数转换。再经过软件处理得到血压值。

  PVDF压电薄膜具有质量轻,质地柔软,耐用性好,压电响应动态范围大的特点,采用多层接触式压电薄膜传感器测量心率,可以减少干扰信号。心率采集模块采用HK-2000H型集成数字脉搏传感器,将其置于服饰的左胸口部,即可用于测量心率。HK-2000H集成了PVDF压电薄膜、高灵敏温度补偿元件、感温元件、程控放大电路、信号调理电路、滤波电路、A/D转换电路。集成化避免了采用分立元件设计电路占用较大面积的缺点。原理图如图3所示。HK-2000H型集成数字脉搏传感器采用USB端口输出,可以方便地对其输出进行软件上的处理。

  体温采集模块采用Maxim公司的模拟温度传感器MAX6612检测体表温度。MAX6612采用5 pin的SC70封装,最大工作电流仅为35μA,具有功耗低、精度高、体积小的特点,并对ADC做了电路上的优化,适合本系统的应用。具体的体温采集电路如图4所示。

  MAX6612输出幅值与所测温度的关系满足表达式
   
  测量到的输出电信号经过ADμC7024处理器上的1 2位逐次逼近型ADC进行模数转换,转换结果将存储在寄存器ADCDAT0中,通过ADC状态寄存器ADCSTA的最低位可以查看ADC转换是否完成,当ADC转换结束时,最低位被置位。通过读取寄存器ADCDAT0中的值,再利用软件,根据上述算法得到测量的体表温度。

  1.2 柔性电路板

  考虑到服装穿着的舒适度,同时又不能影响对生命体征数据的处理。主板的设计采用柔性电路板。该电路板采用聚酰亚胺或聚脂薄膜为基材,可以承受多次弯曲、折叠和卷绕,散热性能好,将其与电子织物结合便可方便地将传感器网络分布于全身各处,既对服装的舒适度影响较小,又利于各项生命体征数据的采集。

  1.3 电子织物

  为了在尽量不影响穿着舒适度的条件下便于获取传感器数据,本系统采用将金属导线编织到传统织物中制造电子织物的方法实现衣物中各模块之间的电连接。这样既可以保护金属导线,减少穿着者的不适,又便于将传感器采集到的数据传导到处理器进行处理。

  

[1] [2]

关键字:监测仪  蓝牙模块  ADμC7024  柔性电路板  采集模块

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2011/0303/article_1895.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
监测仪
蓝牙模块
ADμC7024
柔性电路板
采集模块

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 医学成像 家庭消费 监护/遥测 植入式器材 临床设备 通用技术/产品 其他技术 综合资讯

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved