专利名称：可以测量人体组织成分的计算机键盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机的外设装置，尤其是一种可以测量人体组织成份的计算机键盘。
背景技术：
现代生活和工作使得越来越多的人处于亚健康状态，表现在肥胖或不正常消瘦、缺钙或矿物质流失、电解质紊乱越来越多，但由于种种原因，人们很难经常去医院检查身体，在未出现明显症状之前，心血管患者往往会忽视自己的身体状况。目前，随着计算机和网络技术日新月异的发展，计算机以及互联网越来越成为人们工作、学习和生活中必不可少的装备。计算机具有强大的数据处理功能，与INTERNET网络相连后，可以利用计算机实现对操作者的生理信号进行检测，从而在人们工作或学习中不知不觉地对其组织成份进行检测，还可以将有关信息通过网络传输到医生和医院。白净等设计的实用新型专利(基于USB的多通道AD采集器，申请号02289498.5)和李刚等设计的发明专利(基于USB的多种生理参数检测系统，申请号200510013384.1)，上述设计可以通过计算机的USB口测量心电等生理信息，但这些发明都需要将所发明的装置安装到计算机的USB口，占用计算机的USB接口，操作繁琐，使用不便，而且不能测量人体组织成份。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种可以测量人体组织成份的计算机键盘。在计算机使用者的工作或学习过程中就能可以测量人体组织成份的计算机键盘，把有关信息显示在计算机屏幕上，根据所测量到的组织成份对被测者提出医疗和保健建议，或按照操作者的意愿将组织成份信息通过网络发送给医生或医院。
为了实现上述目的，本发明在通用计算机的键盘表面上安装了两片电极，在键盘内部安装有测量组织成份的数据处理电路与数据采集系统。本发明的可以测量组织成份的计算机键盘，包括能够连接在PC计算机上的通用键盘，还包括电极，安装在计算机键盘的表面，用于检测使用者阻抗；阻抗信号处理电路，用于放大和处理由电极接收的阻抗信号；阻抗信号采集电路，用于将阻抗信号处理电路输出的信号数字化并传送至微控制器；通讯接口，用于微控制器与PC计算机之间的通信；微控制器，用于通过通讯接口将数字化的阻抗信号传送至PC计算机；隔离电路，用于实现使用者所接触的电极与PC计算机之间的电气隔离。
其中，隔离电路可以连接在阻抗信号处理电路与采集电路之间、阻抗信号采集电路与微控制器之间或是微控制器和通讯接口之间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果(一)本发明对目前通用的计算机键盘进行了改进，具有结构简单、使用方便、造价低廉的特点；(二)由于采用信号和电源隔离技术，保证了使用者的安全性；(三)充分利用PC的数据处理、显示和存储功能，方便用户随时随地测量和观察组织成份信息以及通过网络传输给医生或医院。
图1、图2和图3分别为本发明的可以测量人体组织成份的计算机键盘三种实施例的结构框图。
附图标记101为使用者102为电极103阻抗信号放大器104为恒流驱动电路105为隔离电路 106为模数转换电路107为DC/DC电源 108为微控制器109为键盘 110为通讯接口111为PC计算机具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
本发明可以测量组织成份的计算机键盘的实施例一如图1所示，所述恒流驱动电路104输出500Hz～500kHz的恒流信号连接至计算机键盘表面的电极102，当使用者101的手指接触电极102时，由电极102得到的阻抗信号(电压)经过阻抗信号放大器103放大，再经过隔离电路105传输到模数转换106，转变为数字信号之后由CPU微控制器108通过通讯接口1110传送到PC计算机111，然后在计算机111屏幕上显示组织成份，根据所测量到的组织成份对被测者提出医疗和保健建议，或按照操作者的意愿将组织成份通过网络发送给医生或医院。所述的DC/DC电源107为隔离电路前的电路供电，使得使用者所接触的电极102与电路部分与PC计算机111的电源相隔离，以保证使用者的安全。
在通常情况下，使用者直接通过键盘109操作计算机。
所述的隔离电路可以采用线性光隔离(光藕)器件，如4N25、TIL113和HCNR201等。所述微控制器108采用89C52等器件，也可以采用将模数转换器集成在一起的ADuC841、ADuC848或MSC1212等。
本发明可以测量组织成份的计算机键盘的实施例二如图2所示，所述恒流驱动电路104输出500Hz～500kHz的恒流信号到安装在计算机键盘表面的电极102，当使用者101的手指接触电极102时，由电极102得到的阻抗信号(电压)经过阻抗信号放大器103放大，传输到模数转换106，转变为数字信号之后再经过隔离电路105传输到CPU微控制器108，而后通过通讯接口110传送到PC计算机111，然后在计算机111屏幕上显示组织成份，根据所测量到的组织成份对被测者提出医疗和保健建议，或按照操作者的意愿将组织成份通过网络发送给医生或医院。所述的DC/DC电源107为隔离电路前的电路供电，使得使用者所接触的电极102与电路部分与PC计算机111的电源相隔离，以保证使用者的安全。
在通常情况下，使用者直接通过键盘109操作计算机。
所述的模数转换106可以采用美国美信公司的MAX197等。所述的隔离电路105可以采用开关光隔离(光藕)器件，如美国MOTOROLA公司的4N25、TIL113和HCNR201等，也可以采用磁隔离(磁藕)器件，如美国ADI公司的ADuM1400等。还可以采用电容隔离(电容式数字隔离器)器件，如美国TI公司的ISO721等。所述微控制器108采用89C52等器件。
本发明可以测量组织成份的计算机键盘的实施例三如图3所示，所述恒流驱动电路104输出500Hz～500kHz的恒流信号到安装在计算机键盘表面的电极102，当使用者101的手指接触电极102时，由电极102得到的阻抗信号(电压)经过阻抗信号放大器103放大，传输到模数转换106，转变为数字信号之后传输到CPU微控制器108，而后依次通过隔离电路105、通讯接口110传送到PC计算机111，然后在计算机111屏幕上显示组织成份，根据所测量到的组织成份对被测者提出医疗和保健建议，或按照操作者的意愿将组织成份通过网络发送给医生或医院。所述的DC/DC电源107为隔离电路前的电路供电，使得使用者所接触的电极102与电路部分与PC计算机111的电源相隔离，以保证使用者的安全。
在通常情况下，使用者直接通过键盘109操作计算机。
所述的模数转换106可以采用美国美信公司的MAX197等。所述的隔离电路105可以采用开关光隔离(光藕)器件，如美国MOTOROLA公司的4N25、TIL113和HCNR201等，也可以采用磁隔离(磁藕)器件，如美国ADI公司的ADuM1400等。还可以采用电容隔离(电容式数字隔离器)器件，如美国TI公司的ISO721等。所述微控制器108采用89C52等器件，也可以采用将模数转换器集成在一起的ADuC841、ADuC848或MSC1212等。
需要说明的是，本发明属于一种组合发明，是一种在技术应用上具有创新性的发明，其中所涉及的阻抗信号(电压)放大电路、恒流驱动电路、微控制器及其外围电路、隔离电路等，都属于已有技术并且已有多种形式和应用。在此不对电路的细部特征再作叙述。
此外，这里以本发明的实施例为中心展开了详细的说明，所描述的优选方式或某些特性的具体体现，应当理解为本说明书仅仅是通过给出实施例的方式来描述本发明，实际上在组成、构造和使用的某些细节上会有所变化，包括部件的组合和组配，这些变形和应用都应该属于本发明的范围内。
权利要求
1.一种可以测量人体组织成份的计算机键盘，包括能够连接在PC计算机上的通用键盘，其特征在于，还包括电极，安装在计算机键盘的表面，用于测量使用者的组织成份；阻抗信号处理电路，用于放大和处理由电极接收的阻抗信号；阻抗信号采集电路，用于将阻抗信号处理电路输出的信号数字化并传送至微控制器；通讯接口，用于微控制器与PC计算机之间的通信；微控制器，用于通过通讯接口将数字化的阻抗信号传送至PC计算机；隔离电路，用于实现使用者所接触的电极与PC计算机之间的电气隔离。
2.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，所述阻抗信号处理电路还包括恒流驱动电路，用于产生测量生物阻抗所需的交流恒流信号，其输出连接至电极。
3.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，所述隔离电路连接在阻抗信号处理电路与采集电路之间。
4.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，所述隔离电路连接在阻抗信号采集电路与微控制器之间。
5.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，所述隔离电路连接在微控制器和通讯接口之间。
6.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，与所述计算机键盘连接的PC计算机能够根据所接收到的组织成份数据在屏幕上显示，并能够向使用者提出医疗或保健建议。
7.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，与所述计算机键盘连接的PC计算机能够通过网络发送组织成份数据。
全文摘要
本发明公开了一种可以测量组织成分的计算机键盘。在计算机的键盘表面上安装了两片电极，在键盘内部安装有测量生物阻抗的放大器与数据采集系统。在计算机使用者的工作或学习过程中就能测量组织成分，把组织成分数据显示在计算机屏幕上，根据所测量到的组织成分对被测者提出医疗和保健建议，或按照操作者的意愿将组织成分数据通过网络发送给医生或医院。从而实现对计算机使用者经常性的、简便使用的健康检查。
文档编号G06F3/00GK1828484SQ20061001342
公开日2006年9月6日 申请日期2006年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者李刚, 林凌 申请人:天津大学