一种人体体质监测片上系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于嵌入式微处理器的人体体质监测片上系统，包括体质数据发送端和体质数据接收端。
【背景技术】
[0002]近年来出现了一些计步器、腕式脉搏计、皮肤表皮电子、集成于手机或手表等移动设备中的采集个人体质便携设备，使人们可以随时随地了解自己的身体状态及运动历史。但这些设备功能较为单一，通常只有记录而没有分析处理功能，对于非医疗专业的普通人群而言，人们很难通过简单的测试结果得出有效的结论。
[0003]目前，中国专利，其专利号为201120137986.9 “一种多功能心率计步器”，该系统采用基于检测体表生物电方式获得心率信号的心率传感器，该系统存在的不足是:一、该系统没有将心率信息与运动能量消耗信息结合分析处理，不能实时监测分析；二、该系统的各部件大部分时间处于空闲状态，未考虑监测终端的电源控制管理，系统的能量消耗大，续航时间不足。此外，中国专利，其专利号为201310192572.x“一种体能监测装置及体能监测方法”，公开了一种体能数据实时监测装置，该装置将人体运动状态传感器和生命状态传感器集成于一个体能监测终端上，可以同时记录运动状态参数和生命状态参数，但是该装置不能准确计算监测系统的能量消耗，系统的集成度低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种人体体质监测片上系统，该系统不仅能够准确计算监测系统的能量消耗，还能降低系统能量消耗，提高系统的集成度。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:一种人体体质监测片上系统，它包括体质数据发送端1和体质数据接收端2，，其特征在于:上述体质数据发送端1和体质数据接收端2之间通过无线通信方式进行数据交换，上述体质数据发送端1用于采集人体的体质数据，包括温度传感器11、人体运动状态传感器12和生命特征传感器13，温度传感器11用于采集外界环境温度数据，人体运动状态传感器12用于采集人体运动状态数据，生命特征传感器13用于采集人体生命状态数据，由上述采集的外界环境温度数据、人体运动状态数据、人体生命状态数据构成人体体质数据，采集的人体体质数据通过无线通信方式发送至体质数据接收端2，其中，所述运动状态传感器12包括加速度计121、陀螺仪122、磁传感器123，加速度计121输出至少一个空间维度的加速度值；陀螺仪122输出至少一个空间维度的角速度值；磁传感器123输出人体轴线与地球磁场的夹角；加速度计121、陀螺仪122、磁传感器123数据信息经第一外部数据接口 211传输给第一在线预处理器213 ;所述生命特征传感器13包括心率计131、呼吸率计132、血压计133、体温计134，心率计131用于采集心率值、呼吸率计132用于采集呼吸率值；血压计133用于采集血压值；体温计134用于采集体温值，心率计131、呼吸率计132、血压计133、体温计134数据信息经第二外部数据接口 221传输给第二在线预处理器222 ；
上述的体质数据接收端2用于对体质数据发送端1发送的采集体质数据实时分析和计算处理，包括第一在线数据处理器21、第二在线数据处理器22、存储控制器23、数据传输模块24、外部运算中心25、嵌入式微处理器26，其中，所述第一在线数据处理器21用于读取运动状态传感器12输出的人体运动状态数据，并将分析处理结果送入存储控制器23中；所述第二在线数据处理器22用于读取生命状态传感器13输出的生命状态数据，读取的生命状态数据通过无线通信方式发送到外部运算中心25 ;所述的存储控制器23包括含第一存储器控制器231、第二存储器控制器232、易失性存储器233、非易失性存储器234，所述第一存储器控制器231和第二存储器控制器232用于读写非易失性存储器234 ;易失性存储器233用于存储嵌入式微处理器26的数据空间；所述非易失性存储器234用于存储嵌入式微处理器26的程序空间；所述的数据传输模块24包括无线数据传输模块241、有线数据传输模块242，无线数据传输模块241用于以无线通信方式连接系统外部运算中心25;有线数据传输模块242用于以有线通信方式连接系统外部运算中心25 ;无线数据传输模块241和有线数据传输模块242至少包括其中一个，外部运算中心25用于将数据传输模块输出的数据做运算处理，得到个人的运动状态数据和生命状态数据；所述的外部运算中心25用于接收数据传输模块24输出的数据并进行运算处理，得到人体运动状态数据和生命状态数据；所述的嵌入式微处理器26用于对第一在线数据21处理器输出的数据进行交互分析处理，处理得到的数据经内部总线输出给存储控制器模块；所述的系统内部总线承载人体体质监测片上系统各部件之间的数据传输。
[0006]所述的第一在线数据处理器21包含第一外部数据接口 211、温度补偿模块212、第一在线预处理器213、数据压缩模块214、第一内部数据接口 215，第一外部数据接口 211、温度补偿模块212、第一在线预处理器213、数据压缩模块214、第一内部数据接口 215依次连接，其中，所述第一外部数据接口 211用于读取外部运动状态传感器12输出的人体运动状态数据，所述温度补偿模块212用于对运动状态传感器12输出的人体运动状态数据进行温度补偿计算；所述第一在线预处理器213用于对温度补偿后的人体运动状态数据进行实时在线预处理；所述数据压缩模块214用于对预处理后的人体运动状态数据进行压缩，以减小人体运动状态数据容量；所述第一内部数据接口 215用于将压缩后的人体运动状态数据传送到总线。
[0007]所述的第二在线数据处理器22包含第二外部数据接口 221、第二在线预处理器222、数据压缩模块223、第二内部数据接口 224，第二在线数据处理器22包含第二外部数据接口 221、第二在线预处理器222、数据压缩模块223、第二内部数据接口 224依次连接，其中，所述第二外部数据接口 221用于读取外部生命状态传感器13输出的生命状态数据；第二在线预处理器222用于对生命特征数据进行实时在线预处理；其中数据压缩模块223用于对在线预处理后的生命特征数据进行压缩，以减小生命特征数据容量；所述第二内部数据接口 224用于将压缩后的生命数据传送到总线。
[0008]上述的一种人体体质监测片上系统中，所述体质数据接收端2还包含电源管理模块27，电源管理模块27与嵌入式微处理器26连接，用于在空闲时间切断系统外部运动状态传感器12和生命特征传感器13的电源。
[0009]上述的一种人体体质监测片上系统中，所述体质数据接收端2还包括直接存储控制器28，用于在系统内部直接传输数据，所述直接存储控制器28根据第一在线数据处理器21、第二在线数据处理器22、第一存储器控制器231、第二存储器控制器232、无线数据传输模块241和有线数据传输模块242中先进先出存储器的水限值来控制数据传输。
[0010]上述的一种人体体质监测片上系统中，所述体质数据接收端2还包括显示器29用于显示人体体质数据，显示器29至少是液晶显示器、有机发光显示器、发光二极管显示器、电子墨水屏、柔性显示器中的一种。
[0011]上述的一种人体体质监测片上系统中，所述体质数据接收端2还包括中断控制器30用于对第一在线数据处理器21、第二在线数据处理器22、第一存储器控制器231、第二存储器控制器232、无线数据传输模块241或有线数据传输模块242发出中断信号，通知嵌入式微处理器26做出响应。
[0012]本发明提供的一种体质监测系统与现有技术相比较，具有如下实质性特点和显著优点:
本发明人体体质监测片上系统可以同时连续实时地在线监测处理对象的运动状态信息和生命状态信息，从而精确地计算监测对象的运动特征和生命特征，也能准确地计算监测对象的能量消耗；通过在线数据预处理模块对采样数据进行实时处理，增加了数据运算性能，减少微处理器的负担，减少对存储器资源的占用，降低系统的成本和实现低功耗；由于采用了片上系统架构，将实时在线处理模块和嵌入式处理器、存