适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，由无线发射模块和无线接收模块两部分组成，无线发射模块内含有温度传感器、脉搏传感器、血压传感器、信号调理电路和ZigBee无线发射模块；无线接收模块内含有ZigBee无线接收模块、LCD显示模块、以太网控制器、RAM存储模块；通过ZigBee无线发射模块与ZigBee无线接收模块之间的无线连接实现无线发射模块和无线接收模块之间的数据通讯。有益的技术效果：本产品实现了体温、血压、脉搏的综合采集与传输，且本产品的体积小，便于携带。
【专利说明】适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及人体生物学检测领域，特别是涉及适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置。
【背景技术】
[0002]随着我国逐步进入老龄化社会，衍生出许多关于老人医疗的社会问题，尤其是老人慢性疾病的追踪和长期治疗。由于大量的病人不可能长期留在医院接受治疗，同时，针对某些特殊的慢性病(如癫痈)需要监测发病时的生理参数，且病人入院治疗时未必发病，影响了诊断的有效性和准确性。
[0003]目前，市场上家庭医疗跟踪和检测系统的前端产品，通常体积比较大，需要专业人员操作，价格昂贵；作为升级换代的产品，市场上也开发了一些能够通过zigbee和internet远程采集和传递病人生理信号的检测前端，但该类产品往往只能检测病人的单一生理特征一例如只能单一的检测体温或血压，再通过无线或/和有线网络传输至医院或保健机构，不能有效的将全部生理和病理信息同时采集；如果要同时监测几种生理参数，病人身上需安置多套设备，使用不便。市场上需要一种既能够采集体温、血压和脉搏信号的装置，又能避免信号之间的相互干扰，确保测量结果准确的小型医疗跟踪监测设备。
实用新型内容
[0004]针对现有技术的上述不足，本实用新型提供适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，通过传感器节点实时采集温度、脉搏、血压，经信号调理电路对实时信号进行测量、滤波、放大，采取无线网络将数据传输到远程监控中心，克服了传统慢性疾病不能连续动态跟踪，采集信号较少的弊端，设备体积较小，便于携带，实现实时动态连续监测老人的生病体征，为临床诊断提供更有效的参考数据。
[0005]具体的技术解决方案如下:
[0006]适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，由无线发射模块I和无线接收模块2两部分组成，其中，无线发射模块I内含有ZigBee无线发射模块15，无线接收模块2内含有ZigBee无线接收模块21和以太网控制器23，通过ZigBee无线发射模块15与ZigBee无线接收模块21之间的无线连接实现无线发射模块I和无线接收模块2之间的数据通讯，通过以太网控制器23将ZigBee无线接收模块21接收到的数据上载到Internet网络3，医疗机构借助Internet网络3下载分析由无线发射模块I监测的到数据；此外:所述无线发射模块I内设有温度传感器11、脉搏传感器12、血压传感器13和信号调理电路14 ；其中，信号调理电路14的输入端分别与温度传感器11、脉搏传感器12和血压传感器13的输出端相连接，信号调理电路14的输出端与ZigBee无线发射模块15的输入端相连接；信号调理电路14负责将分别自温度传感器11、脉搏传感器12和血压传感器13接收到的信号进行滤波或放大后，输出到ZigBee无线发射模块15 ；
[0007]所述信号调理电路14由温度传感器测量电路141、血压低通滤波电路142、温度与脉搏低通放大电路143、血压放大电路144组成；其中，温度传感器11的信号输出端与温度传感器测量电路141的信号输入端相连接；温度传感器测量电路141的信号输出端与脉搏传感器12的信号输出端分别和温度与脉搏低通放大电路143的信号输入端相连接；血压传感器13信号输出端与血压放大电路144的输入端相连接；温度与脉搏低通放大电路143的信号输出端以及血压放大电路144的信号输出端分别与ZigBee无线发射模块15的输入端相连接；温度与脉搏低通放大电路143及血压放大电路144的输出电压模拟信号幅度均为O?IOV。
[0008]进一步地说，所述温度传感器11的型号为DA-02-ET的医用温度传感器；所述脉搏传感器12为HKB型的压电薄膜传感器；所述血压传感器13为MPS2100型的硅压阻传感器。
[0009]有益的技术效果
[0010]本产品实现了体温、血压、脉搏的综合采集与传输，且本产品的体积小，便于携带。
[0011]本产品的电路结构进行了集成化的优化设计，电路结构简单、紧凑；本产品中的温度与脉搏低通放大电路和血压放大电路具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低失调漂移增益设置灵活、低线性误差和使用方便等特点；本产品中的血压低通滤波电路具有高输入阻抗、低输出阻抗，抑制干扰和噪声能力强等特点；本产品同时对信号处理电路合并优化，提高了信号采集效率，降低了成本，解决了家庭医疗动态跟踪和监测问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本产品的结构示意图。
[0013]图2为图1中温度传感器测量电路的电路图。
[0014]图3为图1中血压低通滤波电路的电路图。
[0015]图4为图1中温度与脉搏低通放大电路的电路图。
[0016]图5为图1中血压放大电路的电路图。
[0017]图中的序号为:无线发射模块1、无线接收模块2、Internet网络3、温度传感器11、脉搏传感器12、血压传感器13、信号调理电路14、ZigBee无线发射模块15、ZigBee无线接收模块21、IXD显示模块22、以太网控制器23、RAM存储模块24、温度传感器测量电路141、血压低通滤波电路142、温度与脉搏低通放大电路143、血压放大电路144。
【具体实施方式】
[0018]现结合附图详细说明本实用新型的结构特点。
[0019]参见图1，适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，由无线发射模块I和无线接收模块2两部分组成，其中，无线发射模块I内含有ZigBee无线发射模块15，无线接收模块2内含有ZigBee无线接收模块21和以太网控制器23，通过ZigBee无线发射模块15与ZigBee无线接收模块21之间的无线连接实现无线发射模块I和无线接收模块2之间的数据通讯，通过以太网控制器23将ZigBee无线接收模块21接收到的数据上载到Internet网络3，医疗机构借助Internet网络3下载分析由无线发射模块I监测的到数据；此外:所述无线发射模块I内还设有温度传感器11、脉搏传感器12、血压传感器13和信号调理电路14 ;其中，信号调理电路14的输入端分别与温度传感器11、脉搏传感器12和血压传感器13的输出端相连接，信号调理电路14的输出端与ZigBee无线发射模块15的输入端相连接；信号调理电路14负责将分别自温度传感器11、脉搏传感器12、温度与脉搏低通放大电路143和血压传感器13接收到的信号进行滤波或放大后，输出到ZigBee无线发射模块15 ;所述信号调理电路14由温度传感器测量电路141、血压低通滤波电路142、温度与脉搏低通放大电路143、血压放大电路144组成；其中，温度传感器11的信号输出端与温度传感器测量电路141的信号输入端相连接；温度传感器测量电路141的信号输出端与脉搏传感器12的信号输出端分别和温度与脉搏低通放大电路143的信号输入端相连接；血压传感器13信号输出端与血压放大电路144的输入端相连接；温度与脉搏放低通大电路143的信号输出端以及血压放大电路144的信号输出端分别与ZigBee无线发射模块15的输入端相连接；温度与脉搏低通放大电路143及血压放大电路144的输出电压模拟信号幅度均为O ?10V。
[0020]进一步地说，所述温度传感器11的型号为DA-02-ET的医用温度传感器；所述脉搏传感器12为HKB型的压电薄膜传感器；所述血压传感器13为MPS2100型的硅压阻传感器。
[0021]参见图2，所述温度传感器测量电路141由温度测量第一电阻R301、温度测量第二电阻R302、温度测量第三电阻R303、温度测量第四电阻R304和温度测量第一电容C301组成；其中，温度测量第三电阻R303的一端经过温度测量第一电容C301与温度测量第三电阻R301的一端相连接，温度测量第三电阻R303的另一端经过温度测量第二电阻R302与温度测量第四电阻R304的一端相连接，温度测量第四电阻R304的另一端与温度测量第一电阻R301的另一端相连接；温度传感器11并联在温度测量第一电容C301的两端。
[0022]进一步地说，温度测量第四电阻R304为可变电阻。
[0023]参见图3，所述血压低通滤波电路142由血压滤波第一电阻R401、血压滤波第二电阻R402、血压滤波第三电阻R403、血压滤波第四电阻R404、血压滤波第一放大器0P401、血压滤波第一电容C401和血压滤波第二电容C402组成；血压低通滤波电路142负责对血压传感器13输出的信号进行滤波；具体为:血压滤波第一电阻R401的一端接地，血压滤波第一电阻电阻R401的另一端分别于血压滤波第二电阻R402的一端和血压滤波第一放大器0P401的输入负端相连接；血压滤波第二电阻R402的另一端与血压滤波第一放大器0P401的输出端相连接；血压滤波第三电阻R403的一端与血压传感器13信号输出端相连接，血压滤波第三电阻R403的另一端连接分别与血压滤波第一电容C401的一端、血压滤波第四电阻R404的一端相连接；血压滤波第一电容C401的另一端接地；血压滤波第四电阻R404的另一端分别于血压滤波第二电容C402的一端以及血压滤波第一放大器0P401的输入正端相连接；血压滤波第二电容C402的另一端接地。
[0024]进一步地说，血压滤波第二电阻R402为可变电阻。
[0025]参见图4，所述温度与脉搏低通放大电路143负责对对温度传感器测量电路141传递来的信号以及由、脉搏传感器12传递来的信号进行放大；温度与脉搏放大电路143由温度与脉搏放大第一电阻R501、温度与脉搏放大第二电阻R502、温度与脉搏放大第三电阻R503、温度与脉搏放大第四电阻R504、温度与脉搏放大第五电阻R505、温度与脉搏放大第六电阻R506、温度与脉搏放大第七电阻R507、温度与脉搏放大第一放大器0P501、温度与脉搏放大第二放大器0P502、温度与脉搏放大第三放大器0P503组成；具体为:温度与脉搏放大第一放大器0P501的输入负端分别与温度与脉搏放大第三电阻R503的一端和温度与脉搏放大第七电阻R507的一端相连接；温度与脉搏放大第一放大器0P501的输出端分别与温度与脉搏放大第三电阻R503的另一端和温度与脉搏放大第一电阻R501的一端相连接；温度与脉搏放大第二放大器0P502的输入负端分别与温度与脉搏放大第四电阻R504的一端和温度与脉搏放大第七电阻R507的另一端相连接；温度与脉搏放大第二放大器502的输出端分别与温度与脉搏放大第四电阻R504的另一端和温度与脉搏放大第五电阻R505的一端相连接；温度与脉搏放大第五电阻R505的另一端和温度与脉搏放大第六电阻R506的一端共同与温度与脉搏放大第三放大器0P503的输入正端相连接,温度与脉搏放大第六电阻R506的另一端接地；温度与脉搏放大第一电阻R501的另一端和温度与脉搏放大第二电阻R502的一端共同与温度与脉搏放大第三放大器503的输入负端相连接；温度与脉搏放大第三放大器503的输出端与温度与脉搏放大第二电阻R502的另一端相连接,温度与脉搏放大第六电阻R506的另一端接地。
[0026]参见图5，血压放大电路144负责对血压传感器13的输出信号进行放大；血压放大电路144由血压放大第一电阻R601、血压放大第二电阻R602、血压放大第三电阻R603、血压放大第四电阻R604、血压放大第五电阻R605、血压放大第六电阻R606和血压放大第一放大器0P601组成；具体为血压放大第三电阻R603的一端与血压放大第四电阻R604的一端相连，血压放大第三电阻R603的另一端分别于血压放大第二电阻R602的一端和血压放大第五电阻R605的一端相连接；血压放大第四电阻R604的另一端与血压放大第一电阻R601的一端连接；血压放大第一电阻R601的另一端与血压放大第二电阻R602的另一端相连；血压放大第五电阻R605的另一端分别于血压放大第六电阻R606 —端和血压放大第一放大器0P601的输入负端；血压放大第一放大器0P601的输入正端接地；血压放大第一放大器0P601输出端与血压放大第六电阻R606的另一端相连接。
[0027]参见图1，所述无线接收模块2内还设有IXD显示模块22和以太网控制器23 ;其中，ZigBee无线接收模块21的输出端与IXD显示模块22的输入端相连接；以太网控制器23与RAM存储模块24相连接并双向通讯。
【权利要求】
1.适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，由无线发射模块(I)和无线接收模块(2)两部分组成，其中，无线发射模块(I)内含有ZigBee无线发射模块(15)，无线接收模块(2)内含有ZigBee无线接收模块(21)和以太网控制器(23)，通过ZigBee无线发射模块(15)与ZigBee无线接收模块(21)之间的无线连接实现无线发射模块(I)和无线接收模块(2)之间的数据通讯，通过以太网控制器(23)将ZigBee无线接收模块(21)接收到的数据上载到Internet网络(3)，医疗机构借助Internet网络(3)下载分析由无线发射模块(I)监测的到数据；其特征在于:所述无线发射模块(I)内设有温度传感器(11)、脉搏传感器(12)、血压传感器(13)和信号调理电路(14);其中，信号调理电路(14)的输入端分别与温度传感器(11)、脉搏传感器(12)和血压传感器(13)的输出端相连接，信号调理电路(14)的输出端与ZigBee无线发射模块(15)的输入端相连接；信号调理电路(14)负责将分别自温度传感器(11)、脉搏传感器(12)和血压传感器(13)接收到的信号进行滤波或放大后，输出到ZigBee无线发射模块(15)； 所述信号调理电路(14)由温度传感器测量电路(141 )、血压低通滤波电路(142)、温度与脉搏低通放大电路(143)、血压放大电路(144)组成；其中，温度传感器(11)的信号输出端与温度传感器测量电路(141)的信号输入端相连接；温度传感器测量电路(141)的信号输出端与脉搏传感器(12)的信号输出端分别和温度与脉搏放大电路(143)的信号输入端相连接；血压传感器(13)信号输出端与血压放大电路(144)的输入端相连接；温度与脉搏放大电路(143)的信号输出端以及血压放大电路(144)的信号输出端分别与ZigBee无线发射模块(15)的输入端相连接；温度与脉搏放大电路(143)及血压放大电路(144)的输出电压模拟信号幅度均为O~IOV。
2.根据权利要求1所述 的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:所述温度传感器(11)的型号为DA-02-ET的医用温度传感器；所述脉搏传感器(12)为HKB型的压电薄膜传感器；所述血压传感器(13)为MPS2100型的硅压阻传感器。
3.根据权利要求1所述的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:所述温度传感器测量电路(141)由温度测量第一电阻R301、温度测量第二电阻R302、温度测量第三电阻R303、温度测量第四电阻R304和温度测量第一电容C301组成；其中，温度测量第三电阻R303的一端经过温度测量第一电容C301与温度测量第三电阻R301的一端相连接，温度测量第三电阻R303的另一端经过温度测量第二电阻R302与温度测量第四电阻R304的一端相连接，温度测量第四电阻R304的另一端与温度测量第一电阻R301的另一端相连接；温度传感器(11)并联在温度测量第一电容C301的两端。
4.根据权利要求3所述的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:温度测量第四电阻R304为可变电阻。
5.根据权利要求1所述的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:所述血压低通滤波电路(142)由血压滤波第一电阻R401、血压滤波第二电阻R402、血压滤波第三电阻R403、血压滤波第四电阻R404、血压滤波第一放大器0P401、血压滤波第一电容C401和血压滤波第二电容C402组成；血压低通滤波电路(142)负责对血压传感器(13)输出的信号进行滤波；具体为:血压滤波第一电阻R401的一端接地，血压滤波第一电阻电阻R401的另一端分别于血压滤波第二电阻R402的一端和血压滤波第一放大器0P401的输入负端相连接；血压滤波第二电阻R402的另一端与血压滤波第一放大器0P401的输出端相连接；血压滤波第三电阻R403的一端与血压传感器(13)信号输出端相连接，血压滤波第三电阻R403的另一端连接分别与血压滤波第一电容C401的一端、血压滤波第四电阻R404的一端相连接；血压滤波第一电容C401的另一端接地；血压滤波第四电阻R404的另一端分别于血压滤波第二电容C402的一端以及血压滤波第一放大器0P401的输入正端相连接；血压滤波第二电容C402的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:血压滤波第二电阻R402为可变电阻。
7.根据权利要求1所述的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:所述温度与脉搏放大电路(143)负责对对温度传感器测量电路(141)传递来的信号和脉搏传感器(12)传递来的信号进行放大；温度与脉搏放大电路(143)由温度与脉搏放大第一电阻R501、温度与脉搏放大第二电阻R502、温度与脉搏放大第三电阻R503、温度与脉搏放大第四电阻R504、温度与脉搏放大第五电阻R505、温度与脉搏放大第六电阻R506、温度与脉搏放大第七电阻R507、温度与脉搏放大第一放大器0P501、温度与脉搏放大第二放大器0P502、温度与脉搏放大第三放大器0P503组成；具体为:温度与脉搏放大第一放大器0P501的输入负端分别与温度与脉搏放大第三电阻R503的一端和温度与脉搏放大第七电阻R507的一端相连接；温度与脉搏放大第一放大器0P501的输出端分别与温度与脉搏放大第三电阻R503的另一端和温度与脉搏放大第一电阻R501的一端相连接；温度与脉搏放大第二放大器0P502的输入负端分别与温度与脉搏放大第四电阻R504的一端和温度与脉搏放大第七电阻R507的另一端相连接；温度与脉搏放大第二放大器502的输出端分别与温度与脉搏放大第四电阻R504的另一端和温度与脉搏放大第五电阻R505的一端相连接； 温度与脉搏放大第五电阻R505的另一端和温度与脉搏放大第六电阻R506的一端共同与温度与脉搏放大第三放大 器OP503的输入正端相连接，温度与脉搏放大第六电阻R506的另一端接地；温度与脉搏放大第一电阻R501的另一端和温度与脉搏放大第二电阻R502的一端共同与温度与脉搏放大第三放大器503的输入负端相连接；温度与脉搏放大第三放大器503的输出端与温度与脉搏放大第二电阻R502的另一端相连接,温度与脉搏放大第六电阻R506的另一端接地。
8.根据权利要求2所述的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:血压放大电路(144)负责对血压传感器(13)的输出信号进行放大；血压放大电路(144)由血压放大第一电阻R601、血压放大第二电阻R602、血压放大第三电阻R603、血压放大第四电阻R604、血压放大第五电阻R605、血压放大第六电阻R606和血压放大第一放大器0P601组成；具体为血压放大第三电阻R603的一端与血压放大第四电阻R604的一端相连，血压放大第三电阻R603的另一端分别于血压放大第二电阻R602的一端和血压放大第五电阻R605的一端相连接；血压放大第四电阻R604的另一端与血压放大第一电阻R601的一端连接；血压放大第一电阻R601的另一端与血压放大第二电阻R602的另一端相连；血压放大第五电阻R605的另一端分别于血压放大第六电阻R606 —端和血压放大第一放大器0P601的输入负端；血压放大第一放大器0P601的输入正端接地；血压放大第一放大器601输出端与血压放大第六电阻R606的另一端相连接。
9.根据权利要求1所述的适用于物联网的家庭医疗跟踪和监测系统的前端装置，其特征在于:所述无线接收模块(2)内还设有IXD显示模块(22)和以太网控制器(23);其中，ZigBee无线接收模块 (21)的输出端与IXD显示模块(22)的输入端相连接；以太网控制器(23)与RAM存储模块(24)相连接并双向通讯。
【文档编号】A61B5/0205GK203693577SQ201420059337
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月8日 优先权日:2014年2月8日
【发明者】裴九芳, 程晋石, 王海, 戚一 申请人:安徽工程大学