专利名称：无线传输的心率采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人体心率检测采集装置，具体是一种无线传输的心率采集装置。
背景技术：
目前，在临床上大多采用心脏监测仪、心电监测仪、血氧仪等仪器对住院患者的 心脏的跳动、心音心电进行监测；家庭护理类的高危心脏病类患者则采用电话远程传输或 无线移动的心电监测仪，如北大研制的无线心电监护仪、美国Bokeley和Draford大学研 发的系列无线心电设备等进行监测；而运动员和爱好运动的人士则采用心率表，如美国 acumen (安康盟)公司、德国sigma (西格玛)公司和芬兰polar (博能)公司等生产的心率 表在训练与运动时对心率进行监测。但是临床上采用的仪器和家庭护理类的心电监护设备 或者过于沉重不适宜于随身携带，或者监测连接线太多携带不方便。而心率表类产品只能 进行一对一的近距离的监测。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可以同时对多个移动人体进行心率 实时监测并且检测端携带方便的心率采集装置。本实用新型的无线传输的心率采集装置包括有至少一个心率仪；所述心率仪包 括有一个腕表式的心率表和与心率表连接为一个整体的微处理单元和近程传送模块，心率 表的检测信号输出端输入到微处理单元，微处理单元的信号输出端输出到所述近程传送模 块；有一个信号接收装置以无线方式与近程传送模块相连接；所述微处理单元包括有依次 连接在心率表与近程传送模块之间的信号放大电路、信号滤波电路、A/D转换电路及MCU控 制及信号处理电路。所述近程式传送模块为一个蓝牙传送装置。本实用新型以心率仪作为移动的检测端，其便于携带，可对移动人群进行心率的 实时检测，同时可通过无线传输方式将心率信号传送到信号接收装置，使得多个心率仪的 信号可以被信号接收装置集中采集和处理，因而可以满足多人同时监测的使用要求。
图1是本实用新型的原理框图；图2是本实用新型的微处理单元的原理框图；图3是本实用新型实施例中的信号放大电路的电路图；图4是本实用新型实施例中的信号滤波电路的电路图；图5是本实用新型实施例中的蓝牙传送装置的原理图。
具体实施方式
如图1所示，该项装置工作过程中，心率表将人体手腕部动脉血管的收缩和舒张时的变化转换成心脏跳动的信号，并将该信号传输给微处理单元，再由微处理单元通过近 程传送模块将其传送给信号接收装置。近程传送模块采用蓝牙传送装置，而信号接收装置 则采用与之相应的蓝牙接收装置。在本实用新型实施例中，微处理单元对信号的处理包括以下过程1、信号放大由于心率信号幅度约为0 4mV，是一种弱的机械振动，其噪声背景却较强，故检 测条件比较复杂。为不失真地检测出干净的心率信号，要求心率采集装置具有高精度、高稳 定性、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声及强抗干扰能力等性能，而前置放大电路是心率 数据采集的关键环节，因此在本设计采用AD公司仪用放大器AD620作为前置放大器。AD620 输入端采用超β处理技术，具有低输入偏置电流、低噪声、高精度、较高建立时间、低功耗 等特性，共模抑制比可达130dB。信号放大器电路如图3所示。2、信号滤波心率传感器接收到的信号很微弱且混有人体低频(35Hz左右的人体肌电干扰 等)、外界高频等电磁干扰信号，而人体心率信号的频率范围约为0. 75 3. 75Hz (每分钟心 脏跳动45 225次)，要在背景噪声较强的情况下获取干净的心率信号，需要对信号进行滤 波。由于人体肌电信号频率为35Hz左右，工频及外界电磁干扰信号均大于50Hz，因此只需 将心率传感器输出的心脏跳动信号经过一个截止频率为30Hz的低通滤波器即可。本设计 拟采用低噪声双运算放大器NE5532构成低通滤波器，通过调节NE5532外围电路中电阻的 阻值使低通滤波器的截止频率在30Hz。信号滤波的电路图如图4所示。3、A/D 转换心率传感器输出的信号是一个模拟信号，无法进行计数，因此需要该模拟信号经 模/数转换变成数字信号才能送到微处理单元进行处理。本实施例采用ADI公司的AD7854L 芯片将心率传感器输出的模拟信号转换成规则的数字信号。4、MCU控制和信号处理MCU对信号的处理主要是对从A/D转换器传来的数据进行计数和将该数值进行编 码。本实施例采用atmel公司的AT89C2051芯片作为微处理单元(micro controlunit)，该 微处理单元内部有2K字节可重编程闪速存储器，无需外部扩展程序存储器。使用微处理单 元计算得到心率数值是二进制的，将该二进制数值转换成十进制后存储到微处理单元的内 部寄存器中，以备近程传送模块读取并发送。5、近程通讯采用遵循蓝牙技术标准的无线信号收发芯片，包含无线收发器、基带控制器、闪 存、电源管理模块和时钟五个功能模块，其内部结构框图如图5所示，包括以下部分5.1、无线收发器。无线收发器工作在2. 4 2. 5GHz的ISM频段，完成无线收发和信号调制功能，最 大数据传输率为IMbit/s，最大输出功率为4dBm，且不需要功率控制，全双工传输。安装天 线之后，其传输距离可达10米，符合ISM频段的FCC和ETSI标准。5. 2、基带控制器。基带控制器负责底层的处理链路层功能，具有CVSD语音编码、头错误校验(HEC) 生成及校验、前向纠错(FEC)生成及校验、循环冗余校验码(CRC)生成及校验、数据扰码、有
4效数据加密和解密、跳频序列的选择和通过串行口(UART)或USB接口来控制无线收发等功 能。5. 3、闪存。闪存中存放着二进制码格式的蓝牙固件，可与基带控制器交换数据、地址和控制 信号。蓝牙固件包括链路管理器和主机控制接口(HCI)，链路管理器能够实现链路管理协议 (LMP)，负责处理底层链路控制；每个蓝牙模块都可以通过LMP与另一个蓝牙模块的链路管 理器进行点对点的通信。HCI为外部处理器(计算机或微处理单元)提供了访问基带控制 器、链路管理器、查询硬件状态和控制寄存器的命令接口。5. 4、电源管理模块。该模块提供芯片工作所需电源，电源的典型值是3. 3V。5. 5、时钟。时钟由一个晶体振荡器产生，保证定时的精确度在规定的数值(例如20ppm)之 内。
权利要求一种无线传输的心率采集装置，包括有至少一个心率仪，其特征是所述心率仪包括有一个腕表式的心率表和与心率表连接为一个整体的微处理单元和近程传送模块，心率表的检测信号输出端输入到微处理单元，微处理单元的信号输出端输出到所述近程传送模块；有一个信号接收装置以无线方式与近程传送模块相连接；所述微处理单元包括有依次连接在心率表与近程传送模块之间的信号放大电路、信号滤波电路、A/D转换电路及MCU控制及信号处理电路。
2.根据权利要求1所述的无线传输的心率采集装置，其特征是所述近程式传送模块 为一个蓝牙传送装置。
专利摘要本实用新型涉及一种人体心率检测采集装置，具体是一种无线传输的心率采集装置。该装置包括有至少一个心率仪；所述心率仪包括有一个腕表式的心率表和与心率表连接为一个整体的微处理单元和近程传送模块，心率表的检测信号输出端输入到微处理单元，微处理单元的信号输出端输出到所述近程传送模块；有一个信号接收装置以无线方式与近程传送模块相连接；所述微处理单元包括有依次连接在心率表与近程传送模块之间的信号放大电路、信号滤波电路、A/D转换电路及MCU控制及信号处理电路。本实用新型便于携带，可对移动人群进行心率的实时检测，同时多个心率仪的信号可以被信号接收装置集中采集和处理，因而可以满足多人同时监测的使用要求。
文档编号A61B5/0245GK201631186SQ20102012363
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者李星 申请人:江苏瑞蚨通软件科技有限公司