专利名称：多通道潮间带生物体复合式心率分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物体体征监测仪器，尤其是涉及一种针对同时测定潮间带生物的心率以及体温两项生理指标的多通道潮间带生物体复合式心率分析仪。
背景技术：
潮间带群落是一个具有极高结构与功能复杂行的系统，了解其生物多样性的变化对于分析潮间带群落动态具有重要意义。许多研究表明，潮间带生物的生理状态与环境应激强度密切相关，而且与生物适合度具有重要关系。心率由机体能量代谢需求决定，遵循生物热力学定律，当机体能量耗尽，生命也就终结，而心率正是反映机体能量代谢的有效指标。
近年来,一些科学家(如Chelazzi等1999 ；Santini等，1999)采用单一的心率测定探头，通过简单的信号放大器对信号进行一次放大，再由生理记录仪(Model ML866)来进行二次放大和滤波处理的方式对潮间带生物体的心率进行测定，由于该方法经过转换的过程繁琐，获取的信号不稳定，因此只能针对部分心跳活动明显的潮间带生物体进行心率的测定，此外，该装置价格昂贵，模块较多，体积较大，需220V供电，且不方便携带进行野外现场操作。单一的心率探头，只能对生物体的心率进行测定，无法实现对其体温该指标的实时测定。因此需要发展价格相对低廉，仪器集成度高，性能优越，针对更小型潮间带生物体，且能同时测定多项生理指标的野外测定监测仪器。发明内容
本发明的目的在于提供一种价格较低廉，结构简洁集成度高，使用携带便利，可在野外现场进行作业，能同时测定潮间带生物体的心率及体温两项生理指标的多通道潮间带生物体复合式心率分析仪。
本发明设有复合式传感器、信号采集和分析装置、USB电源/信号传输数据线和计算机。
所述复合式传感器由单总线控制的温度传感器与反射式光电开关传感器心率测定传感器组合构成；信号采集和分析装置包括前置放大电路、滤波电路、模数转换电路和单片机电路；前置放大电路输入端接复合式传感器输出端，滤波电路输入端接前置放大电路输出端，模数转换电路输入端接滤波电路输出端，单片机电路输入端接模数转换电路输出端，单片机电路输出端通过USB电源/信号传输数据线接计算机信号输入端USB接口。
所述复合式传感器的信号传输线可设有屏蔽线。
所述USB电源/信号传输数据线可设有屏蔽线。
与现有技术比较，本发明具有如下突出优点
本发明由体积小、高精密度、强抗干扰能力的单总线控制温度传感器和反射式光电开关传感器心率测定传感器组合而成，可同时对生物体的体温和心率两项指标进行适时监测。该复合式传感器的信号传输线为性能好的屏蔽线，可有效地屏蔽外界信号的干扰。信号采集和分析装置为本监测仪器的核心模块，包括将微弱的电信号进行前置放大、滤波等处理，得到适合后续电路处理的幅度范围内，再进行模数信号的转换得到对应的数字信号， 通过单片机分析处理后，由USB数据线传输至计算机分析处理，该核心模块体积小，结构紧凑，整个信号处理的电子元器件均在一块电路板上，且进行合理的电路抗干扰设计，提高了信噪比，可实现针对更小型潮间带生物体进行心率的测定。本发明监测仪功耗小，计算机的 USB接口所提供的电压可完全满足需求，可方便地携带仪器至野外，在现场进行长时间潮间带生物体的监测操作；USB电源信号传输线，可实现“一线两用”，既是信号传输线，又是电源供给线，双线合一的设计，进一步简化了仪器的设计，数据线的外面包裹着屏蔽线，能进一步对信号进行抗干扰处理。此外，每一个信号采集和分析装置均为独立模块，可将多个信号采集和分析装置分别连接至计算机输入端不同的USB数据接口，实现多个通道，同时对多个潮间带生物体分别进行心率和体温的监测，大大节省了人工劳动强度，缩短了监测的时间，扩大了监测生物体的范围。
预先设置好的计算机操作软件可实时地对生物体的体温和心率，进行数据采集和显示，并提供强大的数据分析处理功能，可对心率进行有效的判断和计算。且可绘制出心率和体温的相关性图形，所有的数据均进行保存，便于后续的数据人工分析和处理。心率是反映机体能量代谢的有效指标，通过该监测仪器的测定，可精确地确定出生物体体温和心率的相关性。
潮间带群落结构与功能复杂多样，生物体的生理状态与环境应激的程度密切相关，而且与生态适合度具有重要关系。心率是由机体能量代谢需求决定，遵循生物热力学规律，当机体能量耗尽，生命也就终结，而心率正是反映机体能量代谢的有效指标。本发明提供一种价格相对低廉、性能优越、集成度高，可在野外现场进行作业，能同时测定潮间带生物的心率以及体温两项生理指标的多通道监测仪器。该发明为更深入了解各类潮间带对环境的生理适应机制，了解潮间带生态系统对环境变化的响应具有重要意义。
图I为本发明实施例的结构组成及使用示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例包括复合式传感器I、信号采集和分析装置3、USB电源/ 信号传输线和计算机。
取一只潮间带生物体P，用特殊的娃橡胶(Blue-Tac, Bostik Ltd, UK)将复合式传感器2固定于生物体P表壳，可通过查看仪器信号响应的强度大小，进行多次尝试查找出其离心脏最近的最佳位置。复合式传感器I包括温度传感器DS28EA00和反射式光电开关传感器CNY70心率测定传感器，可同时对生物体P的体温和心率两项指标进行适时监测。
复合式传感器I所获取的温度和心率信号，通过信号传输线2 (设有屏蔽线)传输至信号采集和分析装置3，信号采集和分析装置3为核心模块，设有前置放大电路、滤波电路、模数转换电路和单片机电路，可将微弱的电信号进行前置放大、滤波等处理，得到适合后续电路处理的幅度范围内，再进行模数信号的转换得到对应的数字信号，并通过单片机分析处理后，由USB电源/信号传输线4 (设有屏蔽线)与计算机5输入端的USB数据接口51连接后，将信号传输至计算机5分析处理。
本发明的额定电压为5V，额定功率约I. 5W，计算机5的USB数据接口 51所提供的额定电压5V和额定功率2. 5W可完全满足需求;USB电源/信号传输线4可实现“一线两用”，既是信号传输线，又是电源供给线。信号采集和分析装置为独立模块，可将多个信号采集和分析装置分别连接至计算机5的多个USB数据接口 5，实现多个通道，同时对多个潮间带生物体分别进行心率和体温的监测。而且，计算机操作软件可实时地对生物体的体温和心率，进行数据采集和显示，并提供强大的数据分析处理功能，可对心率进行有效的判断和计算。且可绘制出心率和体温的相关性图形，所有的数据均进行保存，便于后续的数据人工分析和处理。
权利要求
1.多通道潮间带生物体复合式心率分析仪，其特征在于设有复合式传感器、信号采集和分析装置、USB电源/信号传输数据线和计算机； 复合式传感器由单总线控制的温度传感器与反射式光电开关传感器心率测定传感器组合构成；信号采集和分析装置包括前置放大电路、滤波电路、模数转换电路和单片机电路；前置放大电路输入端接复合式传感器输出端，滤波电路输入端接前置放大电路输出端，模数转换电路输入端接滤波电路输出端，单片机电路输入端接模数转换电路输出端，单片机电路输出端通过USB电源/信号传输数据线接计算机信号输入端USB接口。
2.如权利要求I所述的多通道潮间带生物体复合式心率分析仪，其特征在于所述复合式传感器的信号传输线设有屏蔽线。
3.如权利要求I所述的多通道潮间带生物体复合式心率分析仪，其特征在于所述USB电源/信号传输数据线设有屏蔽线。
全文摘要
多通道潮间带生物体复合式心率分析仪，涉及一种生物体体征监测仪器。设有复合式传感器、信号采集和分析装置、USB电源/信号传输数据线和计算机。传感器由单总线控制的温度传感器与反射式光电开关传感器心率测定传感器组成；信号采集和分析装置包括前置放大电路、滤波电路、模数转换电路和单片机；前置放大电路输入端接传感器输出端，滤波电路输入端接前置放大电路输出端，模数转换电路输入端接滤波电路输出端，单片机电路输入端接模数转换电路输出端，单片机输出端通过USB电源/信号传输数据线接计算机输入端USB接口。价格低廉，结构简洁集成度高，使用携带便利，可在野外现场作业，能同时测定潮间带生物体的心率及体温两项生理指标。
文档编号A61B5/0205GK102920447SQ20121043528
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者董云伟, 章臻, 韩国栋, 张殊 申请人:厦门大学