一种便携式高精度血糖浓度测量仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式高精度血糖浓度测量仪，包括微处理器控制单元、电流电压转换单元、数控放大单元、滤波处理单元、参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元、触摸式LCD液晶显示单元以及供电单元；所述参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元以及触摸式LCD液晶显示单元均与微处理器控制单元相连；所述电流电压转换单元经数控放大单元和滤波处理单元后与微处理器控制单元相连，同时数控放大单元与微处理器控制单元相连；所述供电单元为其余各个单元供电。本实用新型具有更高的血糖测量精度，并且能够更方便地与手机、电脑等实现无线通讯。
【专利说明】一种便携式高精度血糖浓度测量仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种血糖浓度测量仪器，尤其涉及一种便携式高精度血糖浓度测量仪。
【背景技术】
[0002]目前市面上已有各种血糖浓度检测仪，其中应用最多的是利用电化学的方法进行检测，其原理是将血糖浓度转换为成比例的电流，进而通过测量电流来计算出相应的血糖浓度。总体上，该方法影响最后测量精度的主要有两个方面:一是将血糖浓度转换为成比例的电流的精度，其主要受测试试纸和温度的影响比较大，前者与生产厂家相关，后者与测量仪器的测温精度相关；二是电流的测量精度，其主要取决于测量电路的设计。另外，目前的血糖仪均利用微处理器进行处理，而同厂家的微处理器性价比存在一定的差异，从而也对血糖检测仪的测量精度及成本有一定的影响。并且，传统的检测仪通过数据线与其它设备进行通讯，甚至没有数据的导出功能等，不便于长期监测个人血糖浓度的变化。
实用新型内容
[0003]针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的就在于提供一种便携式高精度血糖浓度测量仪，能有效解决现有血糖仪测量精度低，稳定性差，使用不方便的问题；具有更高的血糖测量精度，并且能够更方便地与手机、电脑等实现无线通讯。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的:一种便携式高精度血糖浓度测量仪，其特征在于:包括微处理器控制单元、电流电压转换单元、数控放大单元、滤波处理单元、参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元、触摸式LCD液晶显示单元以及供电单元；
[0005]所述参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元以及触摸式LCD液晶显示单元均与微处理器控制单元相连；
[0006]所述电流电压转换单元经数控放大单元和滤波处理单元后与微处理器控制单元相连，同时数控放大单元与微处理器控制单元相连；
[0007]所述供电单元为其余各个单元供电。
[0008]进一步地，所述微处理器控制单元包括32位微处理器STM32F103RD和外围电路，其中STM32F103RD具有3个12位的A/D转换模块、384K字节闪存、2个12位D/A转换模块、以及一个实时时钟RTC。
[0009]进一步地，所述数控放大单元包括可编程增益放大器PGA112及外围电路。
[0010]进一步地，所述蓝牙无线收发单元包括蓝牙模块BFlO-1及外围电路。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0012]1、选取了高精度放大器、高精度低功耗运放和低功耗显示的液晶，因此其具有功耗低、体积小、集成度高、性能稳定且测量精度高等优点。
[0013]2、对小电流的测量具有更高测精度，且测量根据输入电流大小自动切换倍数，以实现在相同模数转换位数的情况下获得更高的测量精度。
[0014]3、引入了温度补偿，同时对由于电阻误差、数块放大单元及微处理器内部模数转换等的一系列误差进行了修正，从而使该仪器的测量精度得到了进一步提高。
[0015]4、采用了蓝牙无线传输模块，可非常方便地实现与手机、电脑等实现数据的无线传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的电路原理框图；
[0017]图2为微处理器控制单元的电路原理图；
[0018]图3为数控放大单元的电路原理图；
[0019]图4为蓝牙无线收发单元的电路原理图；
[0020]图5为参考电压单元的电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0022]实施例:参见图1，一种便携式高精度血糖浓度测量仪，包括微处理器控制单元、电流电压转换单元、数控放大单元、滤波处理单元、参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元、触摸式LCD液晶显示单元以及供电单元；所述参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元以及触摸式LCD液晶显示单元均与微处理器控制单元相连；所述电流电压转换单元经数控放大单元和滤波处理单元后与微处理器控制单元相连，同时数控放大单元与微处理器控制单元相连；所述供电单元为其余各个单元供电。
[0023]测量仪整体工作主要在32位微处理器STM32F103RD的控制下，从触摸式IXD获取用户信息，通过微处理器控制数控放大单元、蓝牙无线收发单元和触摸式IXD液晶显示单元等实现血糖浓度的测量，以及测量结果的保存、发送、显示等。该血糖浓度测量仪，采用高性能集成芯片和微处理器，所以易于小型化、产品化。
[0024]所述微处理器控制单元包括32位微处理器STM32F103RD和外围电路，其中STM32F103RD具有3个12位的A/D转换模块、384K字节闪存、2个12位D/A转换模块、以及一个实时时钟RTC。利用微处理器内带D/A转换可为三电极测量的参考电极输出不同的参考电压；内带A/D转换实现对参考电压、电流电压经滤波处理单元后的电压转换为数字值；内带的实时时钟RTC获取测量结果的时间和时间的实时显示；内带的串口等可实现与蓝牙模块进行通信；内带的384K字节闪存，一方面可以用于存储程序，约需100K字节，其它的用于存储测试结果(按每一结果需10字节计算，至少可存储29000条记录，这完全能满足要求)。另外，微处理器同时根据触摸屏输入的信息向其它部分发送相应的数据或控制信号；控制LCD液晶实现各种相关信息的显示及通过蓝牙无线收发单元进行数据传输等。
[0025]参见图2，节点RefVoltOut、RefVoltIn分别与参考电极电压输出单元的输入节点和参考电压单元输出节点相连；节点MeasureVoltageIn与滤波处理单元的输出节点相连；节点TempVin与温度传感单元的对应输出节点相连；节点PGA112CS、PGA112D10、PGAl 12SCLK分别与数控放大单元中对应节点相连；节点BFRX、BFTX, BFMODE, BFINT、BFBaudRateSetl---BFBaudRateSet4、BFChannelSetl---BFChanneISet6 分别与无线发
送和接收单元中的对应节点相连；节点DDODD7、LCD_D1、LCD_RW、LCD_E、LCD_CSA、LCD_CSB, LCD_REST、LCD_Control、TCS, TDOUT, TDIN、TCLK, TBUSY, TPENIRQ 分别与触摸式 LCD液晶显示单元中对应节点相连；接口 ISP与外部串口相连，用于微处理器的编程；蜂鸣器Buzz在微处理器的控制下，实现有按键按下时发出提示音；接口 Boot与外部连接，用于控制微处理器在上电后是进入运行状态还是编程状态；供电节点AV3.0V、AV3.3V、DV3.3V、DGND, AGND分别与供电单元中的高精度电源3.0V、模拟电源3.3V、数字电源3.3V、数字地、模拟地相连，为该单元提供工作电源。
[0026]参见图3，所述数控放大单元包括可编程增益放大器PGA112及外围电路。主要是在微处理器的控制下实现1、2、4、8、16、32、64和128几种放大倍数控制，以达到最大精度。节点PGA112CS、PGA112D10、PGA112SCLK分别与微处理器控制单元中对应节点相连；节点IToVoltIn与电流电压转换单元中的对应节点相连；节点RefVoltIn与参考电极电压输出单元中的对应节点相连；节点Vout与滤波处理单元中的输入节点相连；供电节点AV3.3V、DV3.3V、AGND, DGND分别与供电单元中的模拟电源3.3V、数字电源3.3V、模拟地、数字地相连，为该单元提供工作电源。
[0027]参见图4，所述蓝牙无线收发单元包括蓝牙模块BFlO-1及外围电路。主要实现在微处理器的控制下与电脑的蓝牙适配器、PDA、手机等通用蓝牙设备连接进行数据的无线传输。节点 BFRX、BFTX, BFMODE, BFINT, BFBaudRateSetlBFBaudRateSet4、
BFChannelSetl---BFChannelSet6分别与微处理器控制单元中的对应节点相连；供电节点
DV3.3V、DGND分别与供电单元中的数字电源3.3V、数字地相连，为该单元提供工作电源。
[0028]参见图5，参考电压单元主要为提高每道A/D转换的精度而设计。由于STM32F103RD内带A/D转换的值均是以模拟输入的电源电压为A/D转换的参考电压，考虑到模拟电源可能波动及不同模块之间的一致性等，选用一高精度3V参考电压芯片ADR363B，其输出电压噪声峰峰值仅为6.8--V，电压精度±3mV，温度系数仅为9 ppm/°C，并将其输出与STM32F103RD的一道即节点RefVoltIn模拟输入相连，以作为参考使用。通过该方法可以很好地避开电源电压引入的干扰和很好地解决不同模块之间测量的一致性问题和提高测量精度等。供电节点AV5.0V、AGND分别与供电单元中的模拟电源5.0V、模拟地相连，为该单元提供工作电源。
[0029]使用过程中，用户通过触摸式IXD液晶显示单元输入测试、保存等信息，微处理器控制单元通过D/A转换模块输出转换电压，然后通过参考电极电压输出单元输送至测试纸，同时通过A/D转换模块对输出电压进行采集，以实时对输出电压进行校正，从而提高输出电压的精度；进而保证测试精度。电流电压转换单元将电流转换为电压后通过数控放大单元进行放大，该数控放大单元的放大倍数由微处理器控制单元控制，放大后的信号经滤波处理单元后输入到微处理器控制单元的A/D转换模块，从而实现测量输入的电流，进一步利用电流和血糖浓度直接的对应关系计算出相应的血糖浓度，在微处理器控制单元的控制下，通过触摸式LCD液晶显示单元显示出血糖浓度等信息，也可通过蓝牙无线收发单元与其它外设进行数据通信。同时，温度传感单元实时采集测量环境的温度，以实时对采集数据进行温度校正；参考电压单元为微处理器中的A/D转换模块提供稳定的电压，以提高A/D转换模块的精度，从而进一步提高整体的测量精度。[0030]本实用新型专利利用运算放大器实现用电化学方法将血糖浓度转换为成比例的电流进一步转换为对应的电压值，并使用32位微处理器控制可编程放大器和内带的12位A/D转换，实现将其电压值转换为对应的数字值，同时利用外部参考电压经A/D转换的值、微处理器设定的不同放大倍数下的基准值和线性修正值对结果进行修正，进而得出精确的血糖浓度值。另一方面通过微处理器内带D/A转换向外为电化学方法中的三电极法测量提供一个参考电压。最后，在微处理器的控制下，保存、显示结果，并通过蓝牙无线模块传送测量结果等；从而更便于测量结果的保存及查看。
[0031]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种便携式高精度血糖浓度测量仪，其特征在于:包括微处理器控制单元、电流电压转换单元、数控放大单元、滤波处理单元、参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元、触摸式LCD液晶显示单元以及供电单元； 所述参考电压单元、温度传感单元、蓝牙无线收发单元、参考电极电压输出单元以及触摸式IXD液晶显示单元均与微处理器控制单元相连； 所述电流电压转换单元经数控放大单元和滤波处理单元后与微处理器控制单元相连，同时数控放大单元与微处理器控制单元相连； 所述供电单元为其余各个单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种便携式高精度血糖浓度测量仪，其特征在于:所述微处理器控制单元包括32位微处理器STM32F103RD和外围电路，其中STM32F103RD具有3个12位的A/D转换模块、384K字节闪存、2个12位D/A转换模块、以及一个实时时钟RTC。
3.根据权利要求1或2所述的一种便携式高精度血糖浓度测量仪，其特征在于:所述数控放大单元包括可编程增益放大器PGA112及外围电路。
4.根据权利要求3所述的一种便携式高精度血糖浓度测量仪，其特征在于:所述蓝牙无线收发单元包括蓝牙模块BFlO-1及外围电路。
【文档编号】G01N27/416GK203672831SQ201420056812
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】刘改琴, 马增威, 胡南 申请人:重庆理工大学