一種可穿戴生理參數採集設備的製作方法
2023-05-28 12:19:46
一種可穿戴生理參數採集設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可穿戴生理參數採集設備，本實用新型包括電源管理模塊、生理參數採集模塊、藍牙無線傳輸模塊和處理器模塊；其中電源管理模塊包括5V電壓轉換電路和3.3V電壓轉換電路，生理參數採集模塊包括人體體溫採集單元、血氧飽和度和脈搏參數採集單元；本實用新型設備體積和質量小，攜帶便捷，可移動性強，具有良好的舒適性；抗網絡幹擾性強，網絡連接穩定可靠，數據傳輸糾錯能力強；藉助無線區域網技術，使設備在組網上更加靈活，使用方便，監測信息穩定可靠，使用範圍廣，不受時間地域限制；實時採集多種人體生理參數，通過藍牙技術近距離傳輸到宿主進行交互。
【專利說明】一種可穿戴生理參數採集設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於無線傳感器網絡、藍牙技術、智慧醫療、可穿戴設備、嵌入式系統【技術領域】，具體涉及一種可用於遠程醫療監護中的可穿戴生理參數採集設備。
【背景技術】
[0002]為了緩解目前醫療資源短缺，老百姓就醫難，生理參數檢測重複度高，醫護工作人員工作壓力大等諸多醫療健康領域的問題，隨著移動網際網路、雲計算、大數據技術的興起，極大地推動了可應用於智慧醫療的可穿戴設備產業的發展。
[0003]可穿戴生理參數採集設備可實時在線檢測人體生理參數，如血氧飽和度(Sa02)、體溫和脈搏等信息，設備抗幹擾能力強、可移動性強、數據傳輸安全可靠。
[0004]目前我國可穿戴設備市場仍處於起步階段，市場上可實用的可穿戴設備少，傳統的醫療檢測設備價格昂貴，硬體設備穩定性差，產品體積龐大，質量重，可移動性弱，實際應用操作繁瑣、採集的數據精度不高，數據只能顯示，無法和雲端互聯，達不到數據的長期存儲和數據的處理反饋功能。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供一種可穿戴生理參數採集設備。
[0006]為解決以上問題，本實用新型採用了以下技術手段:一種可穿戴生理參數採集設備，包括電源管理模塊、生理參數採集模塊、藍牙無線傳輸模塊和處理器模塊；
[0007]所述參數採集模塊包括血氧飽和度和脈搏參數採集單元、人體體溫參數採集單元；其中，電源管理模塊包括以AMS1117-5.0為核心的5V電壓轉換電路和以AMSl117-3.3為核心的3.3V電壓轉換電路；生理參數採集模塊包括以TSIC506為核心的高精度數字式體溫傳感器和以CY8C5966LTI處理器為核心的血氧飽和度和脈搏參數採集模塊，藍牙無線傳輸模塊主要包括以HC-05為核心的藍牙無線傳輸單元；處理器模塊包括以意法半導體推出的STM32F103RBT6為核心的處理器電路和JTAG調試接口；其中以AMS1117-5.0為核心的5V電壓轉換電路為參數採集模塊中的人體體溫參數採集單元、血氧飽和度和脈搏參數採集單元、藍牙無線傳輸模塊中的電壓轉換電路、3.3V電壓轉換電路提供電源；以AMS1117-3.3為核心的3.3V電壓轉換電路為處理器器模塊、JTAG接口提供3.3V電壓；藍牙無線傳輸模塊中的電壓轉換電路以RT9193-33為核心的3.3V電壓轉換電路為藍牙無線傳輸模塊的主晶片HC-05提供3.3V電源；處理器STM32F103RBT6通過初始化人體體溫採集單元TSIC506晶片、初始化處理器STM32F103RBT6內部串口 UART2、內部串口 UART3，得到人體體溫信號、人體血氧飽和度信號和人體脈搏參數信號，通過初始化藍牙無線傳輸模塊，選擇與之配對的藍牙宿主設備，將處理器處理好的數據包通過藍牙無線傳輸模塊近距離傳輸到宿主設備中，如果沒有找到與之配對的藍牙宿主設備，處理器將會不斷更新上次採集到的數據包信肩、O
[0008]電源管理模塊包括:7.4V鋰電池接口 J1、自鎖開關K1、第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0、第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3、第一電解電容Cl、第一鉭電容C2、第二鉭電容C3、第二電解電容C4、第三電解電容C5、第三鉭電容C6、第四鉭電容C7、第四電解電容CS、第五鉭電容C9、第五電解電容C10、第一電阻R1、第一電源指示燈DSl ；
[0009]所述的7.4V鋰電池接口 Jl的負極接地，7.4V鋰電池接口 Jl的正極連接自鎖開關Kl的I引腳，自鎖開關Kl的2引腳連接第一二極體Dl的陽極，第一二極體Dl的陰極作為VCC7.4V電壓輸出端；
[0010]VCC7.4V電壓輸出端連接第一電解電容Cl的正極、第一鉭電容C2的一端、第一電壓轉換晶片AMSl117-5.0的3引腳，第一電解電容Cl的負極連接第一鉭電容C2的另一端、第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0的I引腳、第二鉭電容C3的一端、第二電解電容C4的負極、第二二極體D2的陽極、第三電解電容C5的負極、第三鉭電容C6的一端到地；第一電壓轉換晶片AMSl 117-5.0的2引腳連接第二鉭電容C3的另一端、第二電解電容C4的正極、第二二極體D2的陰極、第三二極體D3的陽極，第三二極體D3的陰極連接第三電解電容C5的正極、第三鉭電容C6的另一端到VCC5.0V電壓轉換電路的輸出端；
[0011]VCC5.0V電壓轉換電路的輸出端連接第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3的3引腳、第四鉭電容C7的一端、第四電解電容CS的陽極，第四鉭電容C7的另一端連接第四電解電容C8的陰極、第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3的I引腳、第五鉭電容C9的一端、第五電解電容ClO的陰極到地，第二電壓轉換晶片AMSl 117-3.3的2引腳連接第五鉭電容C9的另一端、第五電解電容ClO的陽極和第一電阻Rl的一端到VCC3.3V的電壓輸出端,第一電阻Rl的另一端連接第一電源指示燈DSl的陽極，第一電源指示燈DSl的陰極接地；
[0012]所述生理參數採集模塊包括人體體溫採集單元、血氧飽和度和脈搏參數採集單元；人體體溫採集單元採用TSIC506數字式高精度體溫傳感器和處理器模塊的24引腳相連，數據讀取採用Tsic ZAC總線通信協議，電源端和5.0V電壓轉換電路相連。血氧飽和度和脈搏米集單兀YS2000和處理器模塊的通用異步收發(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)接口 UART3相連，電源端和5.0V電壓轉換電路相連。所述的血氧飽和度和脈搏參數採集單元包括CY8C5566L高速處理器單元、電壓轉換電路和穩壓濾波電路，輸出的信號連接處理器STM32F103RBT6的UART3 ；
[0013]血氧飽和度和脈搏參數採集單元電路包括:連接端子P1、連接端子P2，第六鉭電容 Cll ；
[0014]連接端子P2的TX腳連接連接端子Pl的一個RX腳，連接端子P2的RX腳連接連接端子Pl的TX腳，連接端子P2的GND腳接地，連接端子P2的電源腳連接VCC5.0V的電壓輸出端、第六鉭電容Cll的一端，第六鉭電容Cll的另一端連接GND，連接端子Pl的另一個RX腳連接處理器STM32F103RBT6的PBlO引腳，連接端子Pl的另一個TX腳連接處理器STM32F103RBT6 的 PBll 引腳;
[0015]人體體溫參數採集單元包括:連接端子P3、第二電阻R2，第七鉭電容C12 ;人體體溫參數採集單元的連接端子P3的I引腳連接第二電阻R2的一端、第七鉭電容C12的一端，第七鉭電容Cl2的另一端連接GND，第二電阻R2的另一端連接VCC5.0V的電壓輸出端，連接端子P3的2引腳連接處理器STM32F103RBT6的PC4引腳，連接端子P3的3引腳連接GND ；連接端子P3採用TSIC506 ；
[0016]所述的藍牙無線傳輸模塊採用正點原子公司研發的藍牙核心模塊，包括:藍牙核心模塊HC-05、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第四二極體D4、第五二極體D5、連接端子P4、連接端子P5、第二發光二極體DS2、第八鉭電容C13、第九鉭電容C14、第六電解電容C15、第十鉭電容C16，低壓轉換晶片RT9193-33 ；
[0017]藍牙核心模塊HC-05的I腳連接第七電阻R7的一端、第四二極體D4的陰極，藍牙核心模塊HC-05的2腳連接第八電阻R8的一端、第五二極體D5的陽極，第七電阻R7的另一端連接第八電阻R8的另一端到VCC3V3，第四二極體D4的陽極和連接端子P4的一個TX引腳、連接端子P5的TX引腳相連，第五二極體D5的陰極和連接端子P4的一個RX引腳、連端子P5的RX引腳相連，藍牙核心模塊HC-05的12腳連接VCC3V3，藍牙核心模塊HC-05的13腳連接GND，藍牙核心模塊HC-05的21腳連接藍牙核心模塊HC-05的22腳到GND，藍牙核心模塊HC-05的31腳連接第六電阻R6的一端,第六電阻R6的另一端連接第二發光二極體DS2的陽極，第二發光二極體DS2的陰極連接到GND，藍牙核心模塊HC-05的32腳連接第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端和連接端子P5的LED引腳相連，藍牙核心模塊HC-05的34腳連接第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端，第三電阻R3的另一端和連接端子P5的KEY引腳相連，第四電阻R4的另一端連接GND ；
[0018]連接端子P4的另一個TX腳連接處理器STM32F103RBT6的PAlO引腳，連接端子P4的另一個RX腳連接處理器STM32F103RBT6的PA9引腳，連接端子P5的GND腳連接第八鉭電容C13的一端、低壓轉換晶片RT9193-33的2腳到地，連接端子P5的電源腳接第八鉭電容C13的另一端、低壓轉換晶片RT9193-33的I腳、低壓轉換晶片RT9193-33的3腳到VCC5.0V，低壓轉換晶片RT9193-33的4腳連接第九鉭電容C14的一端，第九鉭電容C14的另一端連接第六電解電容C15的陰極、第十鉭電容C16的一端到GND，晶片RT9193-33的5腳連接第六電解電容C15的正極、第十鉭電容C16的另一端到VCC3V3 ；
[0019]所述的處理器模塊包括由意法半導體公司生產的主處理器STM32F103RBT6晶片、接插件JTAG_20、第i^一鉭電容C17、第十二鉭電容C18、第十三鉭電容C19、第十四鉭電容C20、第十五鉭電容C21、第十六鉭電容C22、第十七鉭電容C23、第十八鉭電容C24、第十九鉭電容C25、第二十鉭電容C26、第二i^一鉭電容C27、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第二按鍵K2、第三測試指示燈DS3 ；
[0020]處理器模塊中主處理器晶片STM32F103RBT6的NRST引腳連接第二十鉭電容C26的一端、第十電阻RlO的一端、第二按鍵K2的電源腳，第二十鉭電容C26的另一端連接按鍵Kl的GND腳到地，第十電阻RlO的另一端連接第九電阻R9的一端到VCC3.3V,第九電阻R9的另一端連接第三測試指示燈DS3的陽極，第三測試指示燈DS3的陰極連接處理器STM32F103RBT6的PC12腳，處理器STM32F103RBT6的13腳連接第i^一鉭電容C17的一端，第i^一鉭電容C17的另一端連接處理器STM32F103RBT6的12腳到地；處理器STM32F103RBT6的19腳連接第十二鉭電容C18的一端，第十二鉭電容C18的另一端連接處理器STM32F103RBT6的18腳到地，處理器STM32F103RBT6的32腳連接第十三鉭電容C19的一端，第十三鉭電容C19的另一端連接處理器STM32F103RBT6的31腳到地，處理器STM32F103RBT6的48腳連接第十四鉭電容C20的一端，第十四鉭電容C20的另一端連接處理器STM32F103RBT6的47腳到地，處理器STM32F103RBT6的64腳連接第十五鉭電容C21的一端，第十五鉭電容C21的另一端連接處理器STM32F103RBT6的63腳到地；處理器STM32F103RBT6的5腳連接第一晶振Yl的一端、第十六鉭電容C22的一端，處理器STM32F103RBT6的6腳連接第一晶振Yl的另一端、第十七鉭電容C23的一端，第十七鉭電容C23的另一端連接第十六鉭電容C22的另一端到地；處理器STM32F103RBT6的3腳連接第二晶振Y2的一端、第十八鉭電容C24的一端，處理器STM32F103RBT6的4腳連接晶振Y2的另一端和第十九鉭電容C25的一端，第十八鉭電容C24的另一端連接第十九鉭電容C25的另一端到地；
[0021]JTAG接口電路中的接插件JTAG_20的3引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的56引腳、第^ 電阻Rll的一端,第^ 電阻Rll的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的5引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的50引腳、第十二電阻R12的一端，第十二電阻R12的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的7引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的46引腳、第十三電阻R13的一端，第十三電阻R13的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的9引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的49引腳、第十五電阻R15的一端，第十五電阻R15的另一端連接GND ;接插件JTAG_20的13引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的55引腳、第十四電阻R14的一端，第十四電阻R14的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的I引腳、2引腳連接VCC3.3V電壓輸出端，接插件JTAG_20的2引腳連接第二i^一鉭電容C27的一端，第二i^一鉭電容C27的另一端連接接插件JTAG_20的4引腳、6引腳、8引腳、10引腳、12引腳、14引腳、16引腳、18引腳、20引腳到GND ;接插件JTAG_20的其他引腳均架空。
[0022]所述第一晶振Yl和第二晶振Y2兩端可分別並聯一個電阻。
[0023]本實用新型的優點在於:
[0024]I設備體積和質量小，攜帶便捷，可移動性強，具有良好的舒適性；
[0025]2設備成本低，相對於傳統生理參數採集設備，設備沒有昂貴的顯示屏而是藉助智能移動終端顯示參數信息，設備硬體部分成本低廉；
[0026]2抗網絡幹擾性強，網絡連接穩定可靠，數據傳輸糾錯能力強；
[0027]3藉助無線區域網技術，使設備在組網上更加靈活，使用方便，監測信息穩定可靠，使用範圍廣，不受時間地域限制；
[0028]4實時採集多種人體生理參數，通過藍牙技術近距離傳輸到宿主進行交互；
[0029]5運行功耗低，軟硬體系統都採用低功耗設計，可長時間工作，電池續航能力強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1 (a)為本實用新型的電源管理模塊的5.0V電壓轉換電路原理圖；
[0031]圖1 (b)為本實用新型的電源管理模塊3.3V電壓轉換電路原理圖；
[0032]圖2為本實用新型的血氧飽和度和脈搏採集單元電路原理圖；
[0033]圖3為本實用新型的人體體溫採集單元電路原理圖；
[0034]圖4為本實用新型的藍牙無線傳輸模塊電路原理圖；
[0035]圖5(a)為本實用新型的處理器模塊主晶片電路原理圖；
[0036]圖5 (b)為本實用新型的處理器模塊JTAG接口電路原理圖。
【具體實施方式】
[0037]—種可穿戴生理參數採集設備，包括電源管理模塊、參數採集模塊、藍牙無線傳輸模塊和處理器模塊，所述參數採集模塊包括血氧飽和度和脈搏參數採集單元、人體體溫參數採集單元。
[0038]下面結合附圖對本實用新型中各個模塊做具體的說明:
[0039]如圖1(a)所示，電源管理模塊是5.0V電壓轉換電路，為人體體溫採集單元、血氧飽和度和脈搏參數採集單元、藍牙無線傳輸模塊的3.3V電源轉換電路提供電源，5.0V電壓轉換電路包含:7.4V鋰電池、5.0V電壓轉換電路、7.4V鋰電池接口 J1、自鎖開關K1、第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第一電解電容Cl、第一鉭電容C2、第二鉭電容C3、第二電解電容C4、第三電解電容C5、第三鉭電容C6、第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0 ；
[0040]如圖1 (a)所示:VCC5.0V電壓轉換電路圖包括7.4V鋰電池接口 Jl的負極接地，
7.4V鋰電池接口 Jl的正極連接自鎖開關Kl的第一引腳，自鎖開關Kl的2引腳和第一二極體Dl的陽極相連，第一二極體Dl的陰極連接VCC7.4V電壓輸出端；
[0041]如圖1(a)所示:VCC7.4V電壓輸出端連接第一電解電容Cl的正極、第一鉭電容C2的一端、第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0的3引腳，第一電解電容Cl的負極連接第一鉭電容C2的另一端、第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0的I引腳、第二鉭電容C3的一端、第二電解電容C4的負極、第二二極體D2的陽極、第三電解電容C5的負極、第三鉭電容C6的一端到地，第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0的2引腳連接第二鉭電容C3的另一端、第二電解電容C4的正極、第二二極體D2的陰極、第三二極體D3的陽極，第三二極體D3的陰極連接第三電解電容C5的正極、第三鉭電容C6的另一端到VCC5.0V電壓轉換電路的輸出端；
[0042]如圖1(b)所示:3.3V電壓轉換電路圖包括第四鉭電容C7、第四電解電容C8、第五鉭電容C9、第五電解電容C10、第一電阻R1、第一電源指不燈DS1、第二電壓轉換晶片AMSl117-3.3。
[0043]如圖1(b)所示:VCC5.0V電壓轉換電路的輸出端連接第二電壓轉換晶片AMSl117-3.3的3引腳、第四鉭電容C7的一端、第四電解電容C8的陽極，第四鉭電容C7的另一端連接第四電解電容C8的陰極、第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3的I引腳、第五鉭電容C9的一端、第五電解電容ClO的陰極到地，第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3的2引腳連接第五鉭電容C9的另一端、第五電解電容ClO的陽極和第一電阻Rl的一端到VCC3.3V的電壓輸出端，第一電阻Rl的另一端連接第一電源指示燈DSl的陽極，第一電源指示燈DSl的陰極接地；
[0044]如圖2所示，所述血氧飽和度和脈搏參數採集單元主要通過模塊的主晶片CY8C596LTI處理器採用指套式光電傳感器，利用手指作為盛裝血紅蛋白的透明容器，使用波長660 nm的紅光和940 nm的近紅外光作為射入光源，測定通過組織床的光傳導強度，來計算血紅蛋白濃度及血氧飽和度；
[0045]血氧飽和度和脈搏參數採集單元電路包括:連接端子P1、連接端子P2，第六鉭電容 Cll ；
[0046]連接端子P2的I腳連接連接端子Pl的3腳，連接端子P2的2腳連接連接端子Pl的I腳，連接端子P2的3腳連接GND，連接端子P2的4腳連接VCC5.0V的電壓輸出端、第六鉭電容Cll的一端，第六鉭電容Cll的另一端連接GND，連接端子Pl的4腳連接處理器STM32F103RBT6的PBlO引腳，連接端子Pl的2腳連接處理器STM32F103RBT6的PBll引腳；
[0047]如圖3所示，人體體溫採集單元包括由德國ZMD公司推出的高精度數字式體溫傳感器TSIC506、第二電阻R2、第七鉭電容C12 ；
[0048]如圖3所示的人體體溫採集單元電路包括:連接端子P3，第二電阻R2，第七鉭電容C12 ;連接端子P3的I引腳連接第二電阻R2的一端、第七鉭電容C12的一端，第二電阻R2的另一端連接VCC5.0V的電壓輸出端，連接端子P3的2引腳連接處理器STM32F103RBT6的PC4引腳，連接端子P3的3引腳連接GND ；
[0049]如圖4所示，藍牙無線傳輸模塊由正點原子公司研發，包括:第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第四二極體D4、第五二極體D5、連接端子P4、連接端子P5、第二發光二極體DS2、第八鉭電容C13、第九鉭電容C14、第六電解電容C15、第十鉭電容C16，低壓轉換晶片RT9193-33 ；
[0050]藍牙核心模塊HC-05的I腳連接第七電阻R7的一端、第四二極體D4的陰極，藍牙核心模塊HC-05的2腳連接第八電阻R8的一端、第五二極體D5的陽極，第七電阻R7的另一端連接第八電阻R8的另一端到VCC3V3，第四二極體D4的陽極和連接端子P4的2引腳、連接端子P5的4引腳相連，第五二極體D5的陰極和連接端子P4的4引腳、連端子P5的3引腳相連，藍牙核心模塊HC-05的12腳連接VCC3V3，藍牙核心模塊HC-05的13腳連接GND，藍牙核心模塊HC-05的21腳連接藍牙核心模塊HC-05的22腳到GND，藍牙核心模塊HC-05的31腳連接第六電阻R6的一端，第六電阻R6的另一端連接第二發光二極體DS2的陽極，發光二極體DS2的陰極連接到GND，藍牙核心模塊HC-05的32腳連接第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端和連接端子P5的I引腳相連，藍牙核心模塊HC-05的34腳連接第三電阻R3的一端、第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端和連接端子P5的2引腳相連，第四電阻R4的另一端連接GND ；
[0051]連接端子P4的I腳連接處理器STM32F103RBT6的PAlO引腳，連接端子P4的3腳連接處理器STM32F103RBT6的PA9引腳，連接端子P5的5腳連接第八鉭電容C13的一端、低壓轉換晶片RT9193-33的2腳到地，連接端子P5的6腳接第八鉭電容C13的另一端、低壓轉換晶片RT9193-33的I腳、晶片RT9193-33的3腳到VCC5.0V，低壓轉換晶片RT9193-33的4腳連接第九鉭電容C14的一端，第九鉭電容C14的另一端連接第六電解電容C15的陰極、第十鉭電容C16的一端到GND，低壓轉換晶片RT9193-33的5腳連接第六電解電容C15的正極、第十鉭電容C16的另一端到VCC3V3 ；
[0052]如圖5(a)所示，處理器模塊包括由意法半導體公司生產的主處理器STM32F103RBT6晶片、接插件JTAG_20、第^^一鉭電容C17、第十二鉭電容C18、第十三鉭電容C19、第十四鉭電容C20、第十五鉭電容C21、第十六鉭電容C22、第十七鉭電容C23、第十八鉭電容C24、第十九鉭電容C25、第二十鉭電容C26、第九電阻R9、第十電阻R10、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第二按鍵K2、第三測試指示燈DS3 ；
[0053]主處理器晶片STM32F103RBT6的NRST引腳連接第二十鉭電容C26的一端、第十電阻RlO的一端、第二按鍵K2的3腳，第二十鉭電容C26的另一端連接按鍵Kl的I腳到地，第十電阻RlO的另一端連接第九電阻R9的一端到VCC3.3V，第九電阻R9的另一端連接第三測試指示燈DS3的陽極，第三測試指示燈DS3的陰極連接處理器STM32F103RBT6的PC12腳，處理器STM32F103RBT6的13腳連接第i^一鉭電容C17的一端，第i^一鉭電容C17的另一端連接處理器STM32F103RBT6的12腳到地；處理器STM32F103RBT6的19腳連接第十二鉭電容C18的一端，第十二鉭電容C18的另一端連接處理器STM32F103RBT6的18腳到地，處理器STM32F103RBT6的32腳連接第十三鉭電容C19的一端，第十三鉭電容C19的另一端連接處理器STM32F103RBT6的31腳到地，處理器STM32F103RBT6的48腳連接第十四鉭電容C20的一端，第十四鉭電容C20的另一端連接處理器STM32F103RBT6的47腳到地，處理器STM32F103RBT6的64腳連接第十五鉭電容C21的一端，第十五鉭電容C21的另一端連接處理器STM32F103RBT6的63腳到地；處理器STM32F103RBT6的5腳連接第一晶振Yl的一端、第十六鉭電容C22的一端，處理器STM32F103RBT6的6腳連接第一晶振Yl的另一端、第十七鉭電容C23的一端，第十七鉭電容C23的另一端連接第十六鉭電容C22的另一端到地；處理器STM32F103RBT6的3腳接第二晶振Y2的一端、第十八鉭電容C24的一端，處理器STM32F103RBT6的4腳接晶振Y2的另一端和第十九鉭電容C25的一端，第十八鉭電容C24的另一端連接第十九鉭電容C25的另一端到地；
[0054]所述第一晶振Yl和第二晶振Y2兩端可分別並聯一個電阻。
[0055]如圖5(b)所示，JTAG接口電路圖包含第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第二i^一鉭電容C27、JTAG_20接插件；
[0056]JTAG接口電路中的接插件JTAG_20的3引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的56引腳、第^ 電阻Rll的一端,第^ 電阻Rll的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的5引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的50引腳、第十二電阻R12的一端，第十二電阻R12的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的7引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的46引腳、第十三電阻R13的一端，第十三電阻R13的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的9引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的49引腳、第十五電阻R15的一端，第十五電阻R15的另一端連接GND ;接插件JTAG_20的13引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的55引腳、第十四電阻R14的一端，第十四電阻R14的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的I引腳、2引腳連接VCC3.3V電壓輸出端，接插件JTAG_20的2引腳連接第二i^一鉭電容C27的一端，第二i^一鉭電容C27的另一端連接接插件JTAG_20的4引腳、6引腳、8引腳、10引腳、12引腳、14引腳、16引腳、18引腳、20引腳到GND，接插件JTAG_20的其他引腳均架空；
[0057]可穿戴生理參數採集設備的工作過程如下:處理器模塊通過初始化參數採集模塊中的人體體溫採集單元TSIC506、血氧飽和度和脈搏參數採集單元，實時採集用戶人員的生理參數信息，經處理器處理成數據包後，處理器將啟動藍牙無線傳輸模塊，用戶找到與之配對的藍牙宿主設備並上傳生理參數信息，智能設備通過安裝特定軟體可以提取內部藍牙無線傳輸設備接收到的信息，並存儲在智能移動宿主設備中，智能行動裝置會自動調用已存儲的用戶上傳的生理參數信息，按照特定的格式顯示供用戶參閱；同時，用戶可以選擇將上傳的生理參數信息藉助智能終端設備上傳至更遠的醫療監護中心，供醫護人員參閱。
【權利要求】
1.一種可穿戴生理參數採集設備，包括電源管理模塊、生理參數採集模塊、藍牙無線傳輸模塊和處理器模塊； 其特徵在於:所述生理參數採集模塊包括血氧飽和度和脈搏參數採集單元、人體體溫參數採集單元；其中，電源管理模塊包括以AMS1117-5.0為核心的5V電壓轉換電路和以AMSl117-3.3為核心的3.3V電壓轉換電路；參數採集模塊包括以TSIC506為核心的高精度數字式體溫傳感器和以CY8C5966LTI處理器為核心的血氧飽和度和脈搏參數採集模塊，藍牙無線傳輸模塊主要包括以HC-05為核心的藍牙無線傳輸單元；處理器模塊包括以意法半導體推出的STM32F103RBT6為核心的處理器電路和JTAG調試接口 ；其中以AMSl117-5.0為核心的5V電壓轉換電路為參數採集模塊中的人體體溫參數採集單元、血氧飽和度和脈搏參數採集單元、藍牙無線傳輸模塊中的電壓轉換電路、3.3V電壓轉換電路提供電源；以AMSl117-3.3為核心的3.3V電壓轉換電路為處理器器模塊、JTAG接口提供3.3V電壓；藍牙無線傳輸模塊中的電壓轉換電路以RT9193-33為核心的3.3V電壓轉換電路為藍牙無線傳輸模塊的主晶片HC-05提供3.3V電源；處理器STM32F103RBT6通過初始化人體體溫採集單元TSIC506晶片、初始化處理器STM32F103RBT6內部串口 UART2、內部串口 UART3，得到人體體溫信號、人體血氧飽和度信號和人體脈搏參數信號，通過初始化藍牙無線傳輸模塊，選擇與之配對的藍牙宿主設備，將處理器處理好的數據包通過藍牙無線傳輸模塊近距離傳輸到宿主設備中，如果沒有找到與之配對的藍牙宿主設備，處理器將會不斷更新上次採集到的數據包信息； 所述的電源管理模塊包括7.4V鋰電池接口 J1、自鎖開關K1、第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0、第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3、第一電解電容Cl、第一鉭電容C2、第二鉭電容C3、第二電解電容C4、第三電解電容C5、第三鉭電容C6、第四鉭電容C7、第四電解電容C8、第五鉭電容C9、第五電解電容C1、第一電阻R1、第一電源指示燈DSl ； 所述的7.4V鋰電池接口 Jl的負極接地，7.4V鋰電池接口 Jl的正極連接自鎖開關Kl的I引腳，自鎖開關Kl的2引腳連接第一二極體Dl的陽極，第一二極體Dl的陰極作為VCC7.4V電壓輸出端； VCC7.4V電壓輸出端連接第一電解電容Cl的正極、第一鉭電容C2的一端、第一電壓轉換晶片AMS1117-5.0的3引腳，第一電解電容Cl的負極連接第一鉭電容C2的另一端、第一電壓轉換晶片AMSl117-5.0的I引腳、第二鉭電容C3的一端、第二電解電容C4的負極、第二二極體D2的陽極、第三電解電容C5的負極、第三鉭電容C6的一端到地；第一電壓轉換晶片AMSl 117-5.0的2引腳連接第二鉭電容C3的另一端、第二電解電容C4的正極、第二二極體D2的陰極、第三二極體D3的陽極，第三二極體D3的陰極連接第三電解電容C5的正極、第三鉭電容C6的另一端到VCC5.0V電壓轉換電路的輸出端； VCC5.0V電壓轉換電路的輸出端連接第二電壓轉換晶片AMSl117-3.3的3引腳、第四鉭電容C7的一端、第四電解電容C8的陽極，第四鉭電容C7的另一端連接第四電解電容C8的陰極、第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3的I引腳、第五鉭電容C9的一端、第五電解電容ClO的陰極到地，第二電壓轉換晶片AMS1117-3.3的2引腳連接第五鉭電容C9的另一端、第五電解電容ClO的陽極和第一電阻Rl的一端到VCC3.3V的電壓輸出端，第一電阻Rl的另一端連接第一電源指示燈DSl的陽極，第一電源指示燈DSl的陰極接地； 所述生理參數採集模塊包括人體體溫採集單元、血氧飽和度和脈搏參數採集單元；人體體溫採集單元採用TSIC506數字式高精度體溫傳感器和處理器模塊的24引腳相連，數據讀取採用Tsic ZAC總線通信協議，電源端和5.0V電壓轉換電路相連；血氧飽和度和脈搏採集單元YS2000和處理器模塊的通用異步收發接口 UART3相連，電源端和5.0V電壓轉換電路相連；所述的血氧飽和度和脈搏參數採集單元包括CY8C5566L高速處理器單元、電壓轉換電路和穩壓濾波電路，輸出的信號連接處理器STM32F103RBT6的UART3 ； 血氧飽和度和脈搏參數採集單元電路包括:連接端子PU連接端子P2，第六鉭電容Cll ； 連接端子P2的TX腳連接連接端子Pl的一個RX腳，連接端子P2的RX腳連接連接端子Pl的TX腳，連接端子P2的GND腳接地，連接端子P2的電源腳連接VCC5.0V的電壓輸出端、第六鉭電容Cl I的一端，第六鉭電容Cl I的另一端連接GND，連接端子Pl的另一個RX腳連接處理器STM32F103RBT6的PBlO引腳，連接端子Pl的另一個TX腳連接處理器STM32F103RBT6的PBll引腳； 人體體溫參數採集單元包括:連接端子P3、第二電阻R2，第七鉭電容C12 ;人體體溫參數採集單元的連接端子P3的I引腳連接第二電阻R2的一端、第七鉭電容C12的一端，第七鉭電容Cl2的另一端連接GND，第二電阻R2的另一端連接VCC5.0V的電壓輸出端，連接端子P3的2引腳連接處理器STM32F103RBT6的PC4引腳，連接端子P3的3引腳連接GND ;連接端子P3採用TSIC506 ； 所述的藍牙無線傳輸模塊採用正點原子公司研發的藍牙核心模塊，包括:藍牙核心模塊HC-05、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第四二極體D4、第五二極體D5、連接端子P4、連接端子P5、第二發光二極體DS2、第八鉭電容C13、第九鉭電容C14、第六電解電容C15、第十鉭電容C16，低壓轉換晶片RT9193-33 ； 藍牙核心模塊HC-05的I腳連接第七電阻R7的一端、第四二極體D4的陰極，藍牙核心模塊HC-05的2腳連接第八電阻R8的一端、第五二極體D5的陽極，第七電阻R7的另一端連接第八電阻R8的另一端到VCC3V3，第四二極體D4的陽極和連接端子P4的一個TX引腳、連接端子P5的TX引腳相連，第五二極體D5的陰極和連接端子P4的一個RX引腳、連端子P5的RX引腳相連，藍牙核心模塊HC-05的12腳連接VCC3V3，藍牙核心模塊HC-05的13腳連接GND，藍牙核心模塊HC-05的21腳連接藍牙核心模塊HC-05的22腳到GND，藍牙核心模塊HC-05的31腳連接第六電阻R6的一端，第六電阻R6的另一端連接第二發光二極體DS2的陽極，第二發光二極體DS2的陰極連接到GND，藍牙核心模塊HC-05的32腳連接第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端和連接端子P5的LED引腳相連，藍牙核心模塊HC-05的34腳連接第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端，第三電阻R3的另一端和連接端子P5的KEY引腳相連，第四電阻R4的另一端連接GND ； 連接端子P4的另一個TX腳連接處理器STM32F103RBT6的PAlO引腳，連接端子P4的另一個RX腳連接處理器STM32F103RBT6的PA9引腳，連接端子P5的GND腳連接第八鉭電容C13的一端、低壓轉換晶片RT9193-33的2腳到地，連接端子P5的電源腳接第八鉭電容C13的另一端、低壓轉換晶片RT9193-33的I腳、低壓轉換晶片RT9193-33的3腳到VCC5.0V,低壓轉換晶片RT9193-33的4腳連接第九鉭電容C14的一端，第九鉭電容C14的另一端連接第六電解電容C15的陰極、第十鉭電容C16的一端到GND，晶片RT9193-33的5腳連接第六電解電容C15的正極、第十鉭電容C16的另一端到VCC3V3 ； 所述的處理器模塊包括由意法半導體公司生產的主處理器STM32F103RBT6晶片、接插件JTAG_20、第^^一鉭電容Cl7、第十二鉭電容C18、第十三鉭電容C19、第十四鉭電容C20、第十五鉭電容C21、第十六鉭電容C22、第十七鉭電容C23、第十八鉭電容C24、第十九鉭電容C25、第二十鉭電容C26、第二^^一鉭電容C27、第九電阻R9、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第二按鍵K2、第三測試指示燈DS3 ； 處理器模塊中主處理器晶片STM32F103RBT6的NRST引腳連接第二十鉭電容C26的一端、第十電阻RlO的一端、第二按鍵K2的電源腳，第二十鉭電容C26的另一端連接按鍵Kl的GND腳到地，第十電阻RlO的另一端連接第九電阻R9的一端到VCC3.3V，第九電阻R9的另一端連接第三測試指示燈DS3的陽極，第三測試指示燈DS3的陰極連接處理器STM32F103RBT6的PC12腳，處理器STM32F103RBT6的13腳連接第i^一鉭電容C17的一端，第i^一鉭電容C17的另一端連接處理器STM32F103RBT6的12腳到地；處理器STM32F103RBT6的19腳連接第十二鉭電容C18的一端，第十二鉭電容C18的另一端連接處理器STM32F103RBT6的18腳到地，處理器STM32F103RBT6的32腳連接第十三鉭電容C19的一端，第十三鉭電容C19的另一端連接處理器STM32F103RBT6的31腳到地，處理器STM32F103RBT6的48腳連接第十四鉭電容C20的一端，第十四鉭電容C20的另一端連接處理器STM32F103RBT6的47腳到地，處理器STM32F103RBT6的64腳連接第十五鉭電容C21的一端，第十五鉭電容C21的另一端連接處理器STM32F103RBT6的63腳到地；處理器STM32F103RBT6的5腳連接第一晶振Yl的一端、第十六鉭電容C22的一端，處理器STM32F103RBT6的6腳連接第一晶振Yl的另一端、第十七鉭電容C23的一端，第十七鉭電容C23的另一端連接第十六鉭電容C22的另一端到地；處理器STM32F103RBT6的3腳連接第二晶振Y2的一端、第十八鉭電容C24的一端，處理器STM32F103RBT6的4腳連接晶振Y2的另一端和第十九鉭電容C25的一端，第十八鉭電容C24的另一端連接第十九鉭電容C25的另一端到地； JTAG接口電路中的接插件JTAG_20的3引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的56引腳、第i 電阻Rll的一端，第H 電阻Rll的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的5引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的50引腳、第十二電阻R12的一端，第十二電阻R12的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的7引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的46引腳、第十三電阻R13的一端，第十三電阻R13的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的9引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的49引腳、第十五電阻R15的一端，第十五電阻R15的另一端連接GND ;接插件JTAG_20的13引腳連接處理器晶片STM32F103RBT6的55引腳、第十四電阻R14的一端，第十四電阻R14的另一端連接VCC3.3V電壓輸出端；接插件JTAG_20的I引腳、2引腳連接VCC3.3V電壓輸出端，接插件JTAG_20的2引腳連接第二i^一鉭電容C27的一端，第二i^一鉭電容C27的另一端連接接插件JTAG_20的4引腳、6引腳、8引腳、10引腳、12引腳、14引腳、16引腳、18引腳、20引腳到GND ;接插件JTAG_20的其他引腳均架空。
2.根據權利要求1所述的一種可穿戴生理參數採集設備，其特徵在於:所述第一晶振Yl和第二晶振Y2兩端可分別並聯一個電阻。
【文檔編號】A61B5/1455GK203914877SQ201420040314
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】蔣鵬, 王坤, 王英帥, 王興民 申請人:杭州電子科技大學