人体脉搏测量与无线传输和报警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，包括生命信息采集终端模块、单片机主控模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块、GSM网络远程报警模块以及电源模块，生命信息采集终端模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块以及GSM网络远程报警模块分别与所述的单片机主控模块相连接，电源模块为上述各模块供电。本实用新型利用蓝牙通信模块将心率测量值通过无线方式近距离发送至使用者的手机以实现显示和记录，能够在手机里自动建立使用者的健康档案，当独居老年人一旦出现突发疾病、脉搏出现异常情况时能及时有效地向医护人员或家庭成员发出短信报警，及时对老年人进行紧急救助，使得老人能够获得及时和有效的救治。
【专利说明】人体脉搏测量与无线传输和报警系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种人体脉搏测量仪，特别涉及一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统。
【背景技术】
[0002]目前世界已进入老龄化社会，而且携带慢性病的老人也越来越多，然而随着世界经济的快速发展，年轻人的工作压力也越来越大，几乎顾不上在家照顾老人，常常会让老人独自呆在家中。现代社会，老年人对健康信息要求也越来越高，希望能够得到及时和合理的社会医疗，但是这不仅会挤占传统医疗的宝贵医疗资源，而且对行动不便的老人来说经常去医院检查也不切实际。家庭常备医疗监测设备如脉搏测量仪、血压计、血糖仪、体温计等因为能帮助老人实现日常的健康监测，因此在家庭生活中得到了广泛地使用。
[0003]采用光电测量方法的脉搏测量仪由于体积小和方便携带，深受老年人的欢迎。它利用特定波长红外线对血管末端血液微循环产生的血液容积的变化的敏感特性来检测脉搏的跳动，并转换为当前的心率值，但是该仪器只能显示当前使用者的心率而不能记录历史心率测量值，因此无法查看近段时间使用者的检查结果数据，而且当老年人一旦出现突发疾病、脉搏出现异常情况时也不能及时通知医护人员和家人进行紧急求助，因此大大延长了独居老人突发疾病的发现时间，耽误了最佳治疗时间。设计一种人体脉搏采集与无线传输和报警系统就显得非常必要，将脉搏测量仪每次采集到的心率数据记录在手机，并自动建立使用者的健康档案，当测量数据异常时能及时有效地向医护人员或家庭成员发出报警短信，能有效缩短独居老人的突发疾病的发现时间，使得老人能够获得及时和有效的救治。
实用新型内容
[0004]为解决上述问题，本实用新型公开了一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，包括生命信息采集终端模块、单片机主控模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块、GSM网络远程报警模块以及电源模块，所述的生命信息采集终端模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块以及GSM网络远程报警模块分别与所述的单片机主控模块相连接，所述的电源模块为所述的上述各模块供电。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述的GSM网络远程报警模块包括TC35模块、IGT启动电路、SYNC指示灯电路以及SIM卡电路。
[0007]作为本实用新型的一种改进，所述的单片机主控模块采用的单片机的型号为STC89C52。
[0008]作为本实用新型的一种改进，所述的生命信息采集终端模块采用指套式的透射型光电传感器，所述的指套式的透射型光电传感器主要由红外发光二极管和红外接收三极管组成。[0009]作为本实用新型的一种改进，所述的蓝牙模块采用的BLK-MD-BC04-B的蓝牙模块。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]本实用新型提供了一种人体脉搏采集与无线传输和报警系统，该系统利用蓝牙通信模块将心率测量值通过无线方式近距离发送至使用者的手机以实现显示和记录，因此能够在手机里自动建立使用者的健康档案，而且当独居老年人一旦出现突发疾病、脉搏出现异常情况时能及时有效地向医护人员或家庭成员发出短信报警，及时对老年人进行紧急救助，有效缩短独居老人突发疾病的发现时间，使得老人能够获得及时和有效的救治。该系统操作简单以及实用，适合家庭成员特别是独居老年人的生命健康指数的检查和监护。本实用新型的无线传输和报警模块可以移植到其他家庭常备医疗监测设备如血压计、血糖仪、体温计，对家庭常备医疗监测设备的功能的扩展和完善方面具有一定参考价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构框图；
[0013]图2为本实用新型的电源电路图；
[0014]图3为本实用新型的生命信息采集终端电路图；
[0015]图4为本实用新型的单片机控制、显示与报警电路图；
[0016]图5为本实用新型的蓝牙的电路图；
[0017]图6为本实用新型的GSM网络远程报警电路图。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合具体实施例对本实用新型提供的技术方案进行详细说明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
[0019]如图1所示为本实用新型的一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，包括生命信息采集终端模块、单片机主控模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块、GSM网络远程报警模块以及电源模块，所述的生命信息采集终端模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块以及GSM网络远程报警模块分别与所述的单片机主控模块相连接，所述的电源模块为所述的上述各模块供电。
[0020]如图2所示，为本实用新型的电源电路图，本系统中采用市面上最常见的12V电压输出的电源适配器供电，采用三端集成稳压器L7809cV、L7805cv和AMSl117-3.3构成稳压电路，将Jl接收到电源适配器输入的12V直流电转换为9V、5V和3.3V的电压分别对生命信息采集终端电路、单片机控制电路、蓝牙传输模块和GSM模块进行供电。
[0021]图3为本实用新型的生命信息采集终端电路图，这部分电路采用目前最常见的采用光电技术获取人体指尖脉搏跳动信号的电路。首先采用指套式的透射型光电传感器利用光电法提取人体指尖脉搏光信息，它主要由红外发光二极管和红外接收三极管组成。然后，红外接收三极管将接收到的人体脉搏跳动信号由耦合电容C3和C5加到线性放大输入端进行滤波放大，并通过波形整形电路之后送到单片机的脚，在单片机里实现对脉搏的计数和显示。采集信号的滤波、放大以及波形整形处理电路主要使用一块四运放集成芯片LM324来实现，LM324芯片采用14脚双列直插塑料封装，其内部包含四组形式完全相同的独立的高增益频率补偿运算放大电路，除电源共用外，四组运放能够相互独立工作。
[0022]图4为本实用新型的单片机控制、显示与报警电路图，单片机控制、显示与报警电路主要有单片机STC89C52，数码管显示电路、蜂鸣报警电路、时钟电路和复位电路等组成。家庭常备医疗监测设备必须具备速度快、可靠性高、功耗低、价格低等特点，所以选择STC89C52单片机来设计主控模块，该单片机具有在线编程可擦除技术，这样在对电路进行调试时，不会对芯片造成损坏。当生命信息采集终端电路输出的脉冲电平输入到单片机的外部中断胃脚，在单片机内部通过计数和定时方式获得当前使用者在一分钟内的心率值，并通过部分PO和P2 口把测量结果送到外接的LED数码管进行显示。数码管显示电路采用的是用三极管驱动的SM310561K三位共阳极八段数码管，可以显示三位数，其中P2.0-Ρ2.1对数码管进行位选，而P0.0-Ρ0.6对数码管进行段选。蜂鸣器报警电路主要由蜂鸣器、三极管以及电阻构成，三极管起到放大电流的目的，从而能使电流达到蜂鸣器的工作要求，蜂鸣器报警电路与单片机的P2.7管脚相连。在本系统中若测量得到的心率值超出了预先设定好的正常范围，单片机的P2.7 口输出高电平使蜂鸣器发出警报提醒使用者注意身体的突发状况。
[0023]图5为本实用新型的蓝牙的电路图，经单片机处理得到的心率测量值通过蓝牙无线传输电路模块发送至用户智能手机终端，实现在手机上显示和记录当前使用者的心率值，这需要在智能手机中加入一个通信应用程序。本系统采用由深圳博陆科电子科技有限公司生产的型号为BLK-MD-BC04-B的蓝牙模块，它具有成本低、体积小、收发灵敏度高等优点。STC89C52单片机可以通过串口和BLK-MD-BC04-B芯片进行通信，将单片机的RXD、TXD和蓝牙模块上的UART-Rx和UART-Tx引脚对应连接，通过程序编写能够实现将单片机中的心率测量值近距离无线传输到用户的智能手机终端。
[0024]图6为本实用新型的GSM网络远程报警电路图，这是本系统的一个特色。当独居老年人一旦出现突发疾病、脉搏出现异常情况时能利用该模块及时有效地向医护人员或家庭成员发出短信报警，及时对老年人进行紧急救助，有效缩短独居老人突发疾病的发现时间，使得老人能够获得及时和有效的救治。
`[0025]该电路采用西门子生产的TC3X系列中的TC35模块，TC35系列模块的性价比很高，并且已经拥有国内的无线电设备入网证。GSM短信远程报警电路主要包括IGT启动电路、SYNC指示灯电路、SM卡电路和与单片机进行通信的电路等组成。IGT引脚输入信号对于TC35十分重要，只有正确的IGT输入信号才能使TC35模块进行正常的运行，为了正确启动模块，可以用过硬件定时延时电路和软件定时延时两种方法实现，考虑到软件的灵活性，本系统采取软件的方法实现TC35模块的开机。
[0026]单片机的Pl.1引脚作为控制端，通过一个起开关作用的三极管与TC35的IGT脚相连。当Pl.1脚输出高电平时，三极管导通，使得IGT脚接地，输入低电平；iPl.1低电平，三极管截止，则IGT输入高电平，若此时输入高电平持续时间大于100ms，即可启动TC35模块。TC35的SYNC引脚有两种工作模式，可用AT命令AT+SYNC进行切换，一种是发射状态时功率增长情况的指示，另一种是TC35工作状态的指示，此处使用的是后一种模式，如图7所示，当发光二极管不亮则表明TC35处于关闭或睡眠状态，当发光二极管交替进行600ms亮和600ms灭时，这表明用户没有插入SM卡或者TC35正在执行网络登录过程；当发光二极管交替进行75ms亮和3s熄灭时，则表明TC35已经成功登录网络，并处于待机状态。
[0027]TC35集成了一个与ISO 7816-3 IC Card标准兼容的SM接口，并在TC35模块内的ZIF连接器上位于SM卡接口处预留了 6个引脚，可实现TC35与SM卡的连接，在SM卡内可以进行用户信息(包括手机号码)的存储、也可以进行执行鉴权算法以及产生加密密钥等工作。单片机STC89C52的串口 RXD、TXD通过OC门7407芯片完成电平转换后和TC35模块的RXDO，TXDO引脚相连接，能够实现对TC35的工作状态初始化以及向SM卡中预设置的手机号码发送报警短消息功能。由于蓝牙模块和GSM短信远程报警电路模块都通过单片机STC89C52串口进行通信，因此在系统中应该设计选择开关根据不同用途(测量数据传送还是报警)来区分单片机STC89C52的串口通信数据流向。
[0028]本实用新型的工作原理为:
[0029]生命信息采集终端模块负责检测和采集人体脉搏跳动信号，并送至单片机STC89C52进行处理；单片机主控模块将采集到的人体脉搏跳动信号转换为当前使用者的心率值，并在外接的LED数码管中进行显示，同时利用蓝牙通信模块将心率测量值通过无线方式近距离发送至使用者的手机，实现在手机上显示和记录当前使用者的心率值；如果当心率测量值异常时即老年人有可能突发疾病时，单片机外接的蜂鸣器报警提醒老年人注意心率测量值异常，并通过GSM模块自动向预设置的医护人员或家人的手机号码发送已设置好的报警短信。
[0030]本实用新型提供了一种人体脉搏采集与无线传输和报警系统，该系统利用蓝牙通信模块将心率测量值通过无线方式近距离发送至使用者的手机以实现显示和记录，因此能够在手机里自动建立使用者的健康档案，而且当独居老年人一旦出现突发疾病、脉搏出现异常情况时能及时有效地向医护人员或家庭成员发出短信报警，及时对老年人进行紧急救助，有效缩短独居老人突发疾病的发现时间，使得老人能够获得及时和有效的救治。该系统操作简单以及实用，适合家庭成员特别是独居老年人的生命健康指数的检查和监护。本实用新型的无线传输和报警模块可以移植到其他家庭常备医疗监测设备如血压计、血糖仪、体温计，对家庭常备医疗监测设备的功能的扩展和完善方面具有一定参考价值。
[0031]本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，其特征在于:包括生命信息采集终端模块、单片机主控模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块、GSM网络远程报警模块以及电源模块，所述的生命信息采集终端模块、显示和蜂鸣器报警电路、蓝牙通信模块以及GSM网络远程报警模块分别与所述的单片机主控模块相连接，所述的电源模块为所述的上述各模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，其特征在于:所述的GSM网络远程报警模块包括TC35模块、IGT启动电路、SYNC指示灯电路以及SM卡电路。
3.根据权利要求1所述的一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，其特征在于:所述的单片机主控模块采用的单片机的型号为STC89C52。
4.根据权利要求1所述的一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，其特征在于:所述的生命信息采集终端模块采用指套式的透射型光电传感器，所述的指套式的透射型光电传感器主要由红外发光二极管和红外接收三极管组成。
5.根据权利要求1所述的一种人体脉搏测量与无线传输和报警系统，其特征在于:所述的蓝牙模块采用的BLK-MD-BC04-B的蓝牙模块。
【文档编号】G08C17/02GK203506709SQ201320567794
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】陈金立, 李家强, 张秀再, 刘健阳 申请人:南京信息工程大学