可穿戴无线监护系统的制作方法

本实用新型涉及无线监护技术领域，尤其是涉及一种可穿戴无线监护系统。

背景技术：

近年来，随着社会的进步和经济的发展，生活水平的逐步提高，以及我国人口老龄化程度越来越严重，心脏病一类的疾病的发病率不断攀升，严重影响人们的身体健康，成为威胁人类健康的第一因素。但常规心电监护设备由于技术限制，体积笨重，不便于携带；而且普通的监护设备仅仅只能实现单导联以及相对较短时间的心电测量，导致检测的数据量不足以对疾病作出准确诊断。最重要的是，现有的监护仪无法对心电监护相关数据进行实时信号传输，因此严重限制了可穿戴无线监护设备的实用性以及应用前景。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现信号实时传输的可穿戴无线监护系统。

本实用新型解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种可穿戴无线监护系统，包括上位机和下位机，其中所述下位机的数量为至少一个；所述下位机包括单片机以及与单片机相连的信号采集模块、无线发射模块、存储模块，其中所述信号采集模块包括多电极、保护电路和生物信号采集芯片，生物信号采集芯片采集信息并将采集到的信号经所述单片机输送至所述无线发射模块处，同时把信号输送至所述存储模块进行存储；所述无线发射模块包括射频发射芯片、功率放大器和天线，所述射频发射芯片通过标准spi与所述单片机相连，当所述射频发射芯片通过spi接收到采集的信号后，将信号经所述功率放大器接入天线来实现无线信号传输。

在上述技术方案中，优选的，所述下位机还包括电池模块，所述电池模块与所述单片机电连接，用于监测电池电压，以显示电压和低电压报警。

在上述技术方案中，优选的，所述电池模块包括至少两个变压器。

在上述技术方案中，优选的，所述上位机包括usb模块和终端设备，其中所述usb模块包括单片机芯片、功率放大器、天线、usb接口芯片、无线接收芯片以及变压器芯片。

在上述技术方案中，优选的，所述上位机和所述下位机通过z-med协议、zigbee蓝牙mesh、thread或sub-g中的任意一种方式实现无线连接。

本实用新型的优点和有益效果如下：

1、本实用新型通过对电路系统进行全新设计，解决了传统的穿戴式监护设备体积过大、携带不便的问题，装备有该系统的设备具有体积小、重量轻的优势。

2、本实用新型中的电路系统不需要给所有的电极采集的信号单独装配放大器和数模转换器，有效降低了电路功耗。

3、由于监护设备体积更小，因此能够更加方便的装备在束缚带、背心、胸衣以及运动服等衣物上。

4、该装置与传统的监护设备相比，能够实现实时信号传输。

5、本实用新型的上位机可以连通多个下位机，因此不仅能够得到更多的监护数据，同时还可以对其对其功能做进一步的拓展，除了心电监护以外，还可以实现睡眠监护等多种人体信号监测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中下位机的组成图；

图2是本实用新型中上位机的组成图；

图3是本实用新型中电路系统的功能拓展示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

以下结合附图1-3对本实用新型的实施例作进一步详述：

一种可穿戴无线监护系统，包括上位机和下位机，其中下位机的数量为至少一个；下位机包括单片机以及与单片机相连的信号采集模块、无线发射模块、存储模块，其中信号采集模块包括多电极、保护电路和生物信号采集芯片，生物信号采集芯片采集信息并将采集到的信号经单片机输送至无线发射模块处，同时把信号输送至存储模块进行存储；无线发射模块包括射频发射芯片、功率放大器和天线，射频发射芯片通过标准spi与单片机相连，当射频发射芯片通过spi接收到采集的信号后，将信号经功率放大器接入天线来实现无线信号传输。

该上位机可以对1-10个以及10个以上的下位机进行识别和控制，也就是说，该上位机可以同时识别并控制多个信号采集模块和无线发射模块。

该可穿戴无线监护系统中的上位机包括usb模块和终端设备，其中usb模块包括单片机芯片、功率放大器、天线、usb接口芯片、无线接收芯片以及变压器芯片。

需要注意的是，该终端设备可以是手持设备，也可以是电脑终端，只要将相应的usb模块插入终端设备中即可实现对下位机信号的接收、显示、存储以及分析。

为了方便通讯，上位机和下位机通过z-med协议、zigbee蓝牙mesh、thread或sub-g中的任意一种方式实现无线连接。

因为下位机作为一个可穿戴的移动设备，需要固定在佩戴者的衣物上，因此要求体积小、重量轻，电路可以集成在一块很小的pcb电路板上，因此根据上述内容设计后，该电路板的投影面积约为8cm²，根据具体的工业设计以及电池装配需求，可以进一步缩小；或者，作为单层电路板同时增大面积。

如图1所示，下位机中的多个电极(一般为6-10个)一端接入电路板接口，再经过esd保护电路(比如这里优选sp724)和信号采集模块相连，因为该系统用于人体监护，因此该模块为生物信号采集芯片(优选ads129x)；采集到的信号通过数字通讯协议(优选spi协议)由单片机(优选msp43x)传输给无线发射模块，该模块为射频发射芯片(优选cc2652或cc2530)，同时相应数据以文件格式存储在存储模块，该存储模块为板载存储卡。spi信号为标准4线信号，单片机为主，生物采集芯片和sd卡分别为从。

生物信号采集芯片所用的时钟由单片机提供，以节约一个晶振，从而进一步缩小体积。

射频发射芯片(cc26xx/25xx)通过标准spi和单片机进行连接。同样单片机为主，射频发射芯片为从。当射频发射芯片通过spi接受到采集的数字信号后，将信号通过功率放大器接入天线，实现无线信号传输。

该可穿戴无线监护系统中的下位机还包括电池模块，电池模块与单片机电连接，单片机会通过一个数模转换接口实时监测电池电压，以显示电压和低电压报警。

因为生物信号采集电路需要无噪声的电源，因此锂电池，普通电池或柔性电池通过独立变压器(优选tps73230)给此部分电路供电，称为avdd，即没有噪声的直流电压(比如可以为恒定3.3v或者2.5v)。其他电路部分对电源噪声要求不高，统一由另一块变压器供电，称作dvdd，这也是一个直流电压(比如可以为恒定3.3v或者2.5v)，但噪声比较大。

如图2所示，上位机包括usb模块和终端设备，其中usb模块对下位机进行控制并接收其数据，接收到的数据通过usb传送到终端设备上，该终端设备可以是电脑或手持设备。

该usb模块优选zigbee信号与下位机保持通讯，其中信号接收优选cc2652或cc2530。如使用无usb接口的cc2530，则需要额外的usb转串口芯片(优选cp210x或ch430)来连接usb模块和终端设备。为了提高发射和接收无线信号的通讯质量，可以通过在天线前添加功率放大器(优选cc2592)。

该usb模块工作时需要耗电，因此可直接通过usb由电脑或手持设备供电。因为usb供电为5v，需添加额外稳压器将其转换为3.3v直流电来为单片机和无线接收芯片(优选cc26xx)供电。

终端设备和单片机的通讯直接采用usb协议。单片机和无线接收芯片采用标准spi协议。无线接收芯片将射频信号通过天线传出。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。