一种生物信息探测和识别系统及包含该系统的芯片的制作方法

本实用新型属于探测装置技术领域，具体地说涉及一种生物信息探测和识别系统及包含该系统的芯片。

背景技术：

生物信息对生物体的生存、繁殖都起着重要作用。生物信息包含的范围很广，除遗传物质、神经电冲动和激素之外，生物体发出的声音、气味、颜色以及生物的行为本身都含有信息，都对生物的个体和群体产生影响，和生物的生存与进化密不可分。

在许多研究和应用领域中，都涉及到生物信息的精密探测和识别。生物信息探测和识别技术主要是指通过探测生物特征信号进行身份认证的一种技术，生物的特征信号通常具有唯一性、可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点。然而，由于任何一个系统部必然存在噪声，而所探测的生物信号本身又相当微弱，因此，如何把淹没于噪声中的有用信号提取出来是一项重大难题。

技术实现要素：

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种生物信息探测和识别系统及包含该系统的芯片。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种生物信息探测和识别系统，包括顺次串联的探测模块、信息处理模块和信息输出模块，所述信息处理模块和信息输出模块之间还连接有模式识别模块，用于将探测到的信号进行解码；

所述模式识别模块包括比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述比较器的同相输入端与信息处理模块连接，所述第一电阻和第五电阻串联且两者连接在比较器的同相输入端和输出端之间，所述第三电阻和第五电阻串联且两者连接在比较器的反相输入端和输出端之间，所述第二电阻和第四电阻串联接地且两者连接在比较器的同相输入端和反相输入端之间，所述比较器的输出端为所述模式识别模块的输出端。

进一步，所述探测模块包括光探测元件、电压探测元件和磁探测元件，用于探测生物体发出的光、电、磁信号，所述探测模块包括并联设置的第一探测模块和第二探测模块。

进一步，所述信息处理模块包括放大电路和低通滤波电路，用于将探测到的信号进行放大以及滤除高频信号。

进一步，所述放大电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和放大器，所述第六电阻作为输入电阻，其连接在第一探测模块的输出端和放大器的同相输入端之间，所述第七电阻在放大器的同相输入端接地，所述第八电阻作为输入电阻，其连接在第二探测模块的输出端和放大器的反相输入端之间，所述第九电阻连接在放大器的反相输入端和输出端之间，所述放大器的输出端为所述放大电路的输出端。

进一步，所述放大电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和放大器，所述第六电阻作为输入电阻，其连接在第一探测模块的输出端和放大器的同相输入端之间，所述第七电阻连接在放大器的同相输入端和输出端之间，所述第八电阻作为输入电阻，其连接在第二探测模块的输出端和放大器的反相输入端之间，所述第九电阻在放大器的反相输入端接地，所述放大器的输出端为所述放大电路的输出端。

进一步，所述低通滤波电路包括第十电阻和电容，所述第十电阻和电容串联接地，所述第十电阻连接在放大器的输出端和比较器的同相输入端之间。

进一步，所述光探测元件为光敏二极管或光敏三极管。

一种芯片，包含上述生物信息探测和识别系统。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型基于生物辐射光子和电磁信号的原理，将生物辐射的光、电、磁信号进行采集，经信息处理和模式识别处理，提取出人类感兴趣或关心的生物信息，从而为人类了解生物的生命特征和生命规律提供一种新途径，实现人类对生物信息的深入解读。

2、光探测元件、电压探测元件和磁探测元件可以在同一探测点，也可以放置不同探测点，实现同时探测光、电、磁信号，提取两组不同点的光、电、磁信号，并进行信号处理和模式识别，有利于生物信息的探测和识别的精确性。

3、本实用新型适用于植物、动物某些部位信号的探测和识别，应用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的电路图；

图3是本实用新型的另一种实施方式的电路图；

图4是本实用新型的另一种实施方式的电路图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面结合附图和较佳的实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

如图1-2所示，一种生物信息探测和识别系统，包括顺次串联的探测模块、信息处理模块、模式识别模块和信息输出模块，所述探测模块用于采集生物辐射的光、电、磁信号并将信号转换为电压或电流信号，所述信息处理模块用于将探测到的信号进行放大以及滤除高频信号，提取出能够表征生物信息的信号，所述模式识别模块用于将探测到的信号进行解码，通过对信号的综合分析，整理出信号特征知识库，将信号解读出生物的生命规律，最终以声音、图形或图像的方式输出，实现人类对生物信息的深入解读。

一种芯片，至少包含一个生物信息探测和识别系统。

所述生物信息探测和识别系统的电路包括探测元件D₁和D₂、电压探测元件P₁和P₂、磁探测元件H₁和H₂、电阻R₁-R₁₀、电容C₁、放大器U1A和比较器U1B。

光探测元件D₁、电压探测元件P₁和磁探测元件H₁组成第一探测模块，第二探测模块包括光探测元件D₂、电压探测元件P₂和磁探测元件H₂组成第二探测模块，所述第一探测模块和第二探测模块并联构成探测模块。光探测元件D₁和D₂为光敏二极管，电压探测元件P₁和P₂为导电电极，磁探测元件H₁和H₂为磁敏元件，分别用于接收光子、电压和电磁信号。另外，探测元件D₁和D₂、电压探测元件P₁和P₂、磁探测元件H₁和H₂可以在同一探测点，也可以放置不同探测点，实现同时探测光、电、磁信号，提取两组不同点的光、电、磁信号，并进行信号处理和模式识别，有利于生物信息的探测和识别的精确性。在其他一些实施例中，可以并联多个探测模块。

由第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈、第九电阻R₉和放大器U1A组成四电阻差动同相放大电路，将采集到的信号进行同相放大。所述第六电阻R₆作为输入电阻，其连接在第一探测模块的输出端和放大器U1A的同相输入端之间，所述第七电阻R₇连接在放大器U1A的同相输入端和输出端之间，所述第八电阻R₈作为输入电阻，其连接在第二探测模块的输出端和放大器U1A的反相输入端之间，所述第九电阻R₉在放大器U1A的反相输入端接地，所述放大器U1A的输出端为所述放大电路的输出端。本实施例中，所述放大电路为一级放大，在其他一些实施例中，也可以为多级放大，用于提高放大倍数。由于生物信息的变化都是缓慢信号，因此，由第十电阻R₁₀和电容C₁组成低通滤波电路，所述第十电阻R₁₀和电容C₁串联接地，所述第十电阻R₁₀连接在放大器U1A的输出端和比较器U1B的同相输入端之间。所述四电阻差动同相放大电路和低通滤波电路构成信息处理模块。

由比较器U1B、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄和第五电阻R₅组成比较电路，所述比较电路为模式识别模块，比较的幅值可以通过调节电阻R₁-R₄的阻值获得，从而输出数字信号，用于生物信息的分析和识别。所述比较器U1B的同相输入端与第十电阻R₁₀连接，所述第一电阻R₁和第五电阻R₅串联且两者连接在比较器U1B的同相输入端和输出端之间，所述第三电阻R₃和第五电阻R₅串联且两者连接在比较器U1B的反相输入端和输出端之间，所述第五电阻R₅与电源VCC连接，所述第二电阻R₂和第四电阻R₄串联接地且两者连接在比较器U1B的同相输入端和反相输入端之间，所述比较器U1B的输出端为所述模式识别模块的输出端，并与信息输出模块连接。

实施例二：

如图1和图3所示，本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：

所述生物信息探测和识别系统的电路包括探测元件D₁和D₂、电压探测元件P₁和P₂、磁探测元件H₁和H₂、电阻R₁、电阻R₆-R₁₀、电容C₁、放大器U1A和比较器U1B。其中，光探测元件D₁和D₂为光敏三极管，电压探测元件P₁和P₂为导电电极，磁探测元件H₁和H₂为霍尔元件。

由第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈、第九电阻R₉和放大器U1A组成四电阻差动反相放大电路，将采集到的信号进行反相放大。所述第六电阻R₆作为输入电阻，其连接在第一探测模块的输出端和放大器U1A的同相输入端之间，所述第七电阻R₇在放大器U1A的同相输入端接地，所述第八电阻R₈作为输入电阻，其连接在第二探测模块的输出端和放大器U1A的反相输入端之间，所述第九电阻R₉连接在放大器U1A的反相输入端和输出端之间，所述放大器U1A的输出端为所述放大电路的输出端。

由于生物信息的变化都是缓慢信号，因此，由第十电阻R₁₀和电容C₁组成低通滤波电路，所述第十电阻R₁₀和电容C₁串联接地并连接在放大器U1A的输出端和比较器U1B的反相输入端之间，所述第十电阻R₁₀连接在放大器U1A的输出端和比较器U1B的同相输入端之间。

由比较器U1B和第一电阻R₁组成过零比较电路，所述过零比较电路为模式识别模块，所述第一电阻R₁连接在比较器U1B的输出端和电源VCC之间。

实施例三：

如图1和图4所示，本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：

所述生物信息探测和识别系统的电路包括探测元件D₁和D₂、电压探测元件P₁和P₂、磁探测元件H₁和H₂、电阻R₆-R₁₀、电容C₁、放大器U1A和A/D转换器。

所述A/D转换器为模式识别模块，所述A/D转换器连接在第十电阻R₁₀和信息输出模块之间。为了识别生物信号的大小和持续时间的长短等，通过A/D转换器将放大、滤波后的信号进行模拟量与数字量转换，将转换后的数字信号进行输出，用于生物信息的分析和识别。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。