基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于：設置有心電采集接口、無線單片機以及電源接口電路，心電采集接口依次經(jīng)過初級放大電路、低通濾波電路、高通濾波電路、50Hz陷波電路以及后置放大電路后接入無線單片機的中；初級放大電路還與右腿驅動電路相連，在屏蔽驅動腳上還連接有屏蔽電路；電源接口電路的第一輸出端經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)定到+3.3V，穩(wěn)壓電路的輸出端還經(jīng)電壓轉換模塊轉換為-3.3V，經(jīng)參考電壓電路轉換為1.2V。其顯著效果是：電路分級化、模塊化設計，實現(xiàn)方便，保證了心電信號的準確可靠，通過單片機直接實現(xiàn)無線傳輸，實現(xiàn)了移動監(jiān)護，降低了心電監(jiān)護設備的成本，便于系統(tǒng)升級與功能擴展，實現(xiàn)家庭監(jiān)護和遠程會診。
【專利說明】基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種心電信號采集裝置，具體地講，是一種基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)在使用的心電監(jiān)護設備，大多作為獨立設備使用，其本身將心電信號采集、處理及顯示功能合為一體，主要用于醫(yī)療監(jiān)護使用。
[0003]對于此類心電監(jiān)護儀，存在以下主要不足:
[0004](I)造價昂貴，設備中的顯示、驅動、處理等硬件成本高；
[0005](2)難以升級，設備的軟件程序根據(jù)預定的功能已經(jīng)固化到相應的芯片中，所以想升級基本是不可能；
[0006](3)設備內置處理器運算能力、固化程序大小、RAM空間大小的限制，使設備難以完成需要大量計算才能完成的高級功能；
[0007](4)由于缺少與計算機通訊的能力，檢測結果難以長時間記錄，難以實現(xiàn)病歷管理及遠程專家會診。
實用新型內容
[0008]針對上述問題，本實用新型提供了一種基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，通過設計獨立的心電采集裝置，采集的心電信號可以通過短距離無線通信上傳至計算機，利用計算機的強大運算功能與高分辨率顯示器代替現(xiàn)有心電監(jiān)護儀的中央處理器及液晶顯示屏，心電信號的處理可以通過計算機中的軟件模塊實現(xiàn)，從而將心電采集設備和處理顯示設備獨立開來，便于家庭監(jiān)護和遠程會診。
[0009]為達到上述目的，本實用新型的所采用的具體技術方案如下:
[0010]一種基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其關鍵在于:設置有心電采集接口、無線單片機以及電源接口電路，所述心電采集接口設置有右腿驅動腳、右臂電極信號輸入腳、左臂電極信號輸入腳以及屏蔽驅動腳，所述右臂電極信號輸入腳和左臂電極信號輸入腳連接在初級放大電路上，該初級放大電路輸出的信號依次經(jīng)過低通濾波電路、高通濾波電路、50Hz陷波電路以及后置放大電路后送入所述無線單片機的AD采樣管腳中，所述無線單片機將采樣所得的心電信號通過無線通信傳輸至相應的接收終端；
[0011]所述初級放大電路還與右腿驅動電路相連，該右腿驅動電路的輸出端連接在所述右腿驅動腳上，在所述屏蔽驅動腳上還連接有屏蔽電路；
[0012]所述電源接口電路設置有第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)定到+3.3V直流輸出，該穩(wěn)壓電路的輸出端還經(jīng)電壓轉換模塊轉換為-3.3V直流輸出，穩(wěn)壓電路的輸出端還經(jīng)參考電壓電路轉換為1.2V參考電壓輸出，所述第二輸出端送入無線單片機用于實現(xiàn)電源監(jiān)控。
[0013]通過以上描述可以看出，本實用新型設計的心電采集裝置不需要外接數(shù)據(jù)傳輸線或者其它的數(shù)據(jù)傳輸設備，利用帶無線傳輸功能的單片機即可以實現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的AD采樣和短距離無線傳輸，采集設備可以便攜式的隨身攜帶，實現(xiàn)移動監(jiān)護，使用非常方便。與該采集裝置配套設置有一款基于USB接口的無線接收裝置，將其插入計算機后，心電采集設備中的各個電極采集所得的心電信號經(jīng)過多級濾波和放大后由單片機AD采樣并無線傳輸?shù)接嬎銠C中，根據(jù)不同的需求，計算機可以配置不同的心電處理軟件，實現(xiàn)相應的心電監(jiān)測。相對于一體化心電監(jiān)護儀器而言，簡化了硬件設計，儀器設備成本更低，便于家庭推廣，實現(xiàn)家庭監(jiān)護和遠程會診。
[0014]為了便于后續(xù)電路對各個電極采集得到的心電信號進行處理，所述初級放大電路主要采用運算放大器AD620，該運算放大器AD620的第2引腳經(jīng)限流電阻RlOl連接所述右臂電極信號輸入腳，第3引腳經(jīng)限流電阻R102連接所述左臂電極信號輸入腳，第4引腳接所述電壓轉換模塊輸出的-3.3V電壓，第6引腳接一電壓跟隨器后連接所述低通濾波電路的輸入端，第7引腳接穩(wěn)壓電路輸出的+3.3V電壓，第8引腳和第I引腳接所述右腿驅動電路，第6引腳為還接一反相放大器后送入第5引腳中。
[0015]為了獲取更加準確的心電信號，所述右腿驅動電路包括一集成運放，該集成運放的正相輸入端接地，該集成運放的反相輸入端經(jīng)電阻R204連接在所述運算放大器AD620的第I管腳，該集成運放的反相輸入端還經(jīng)電阻R205連接在所述運算放大器AD620的第8管腳，在運算放大器AD620的第I管腳和第8管腳之間還串接有電阻R103，集成運放的輸出端連接所述右腿驅動腳。
[0016]為了實現(xiàn)單片機的準確采樣，所述后置放大電路包括一集成運放，該集成運放的正相輸入端經(jīng)電阻R313連接所述參考電壓電路輸出的1.2V參考電壓，集成運放的正相輸入端還經(jīng)電阻R314接地，集成運放的反相輸入端經(jīng)限流電阻R311接所述50Hz陷波電路的輸出端，在該集成運放的輸出端和反相輸入端之間還并行連接有電阻R312和電容C311。
[0017]為了保證電路系統(tǒng)中各個模塊準確供電，所述穩(wěn)壓電路采用TPS63001直流電源穩(wěn)壓模塊，所述電壓轉換模塊采用TPS60400電源反向模塊，在電源接口電路的輸出端還連接有電源指示燈。
[0018]為了簡化電路結構，實現(xiàn)單片機AD采樣與無線傳輸?shù)囊惑w化設計，所述無線單片機采用芯片型號為CC2350。
[0019]為了保證參考電壓穩(wěn)定可靠，所述參考電壓生成電路包括電阻R501和一穩(wěn)壓二極管，在穩(wěn)壓二極管的負極端生成1.2V直流參考電壓。
[0020]本實用新型的顯著效果是:電路分級化、模塊化設計，實現(xiàn)方便，通過兩級放大和三級濾波，去除干擾，保證了心電信號的準確可靠，通過單片機直接實現(xiàn)無線傳輸，實現(xiàn)了移動監(jiān)護，使用非常方便，本裝置可以利用單片機自帶的無線傳輸功能準確的輸出心電采集信號，將心電信號的后續(xù)處理交給上位機中的軟件模塊實現(xiàn)，降低了心電監(jiān)護設備的成本，便于系統(tǒng)升級與功能擴展，實現(xiàn)家庭監(jiān)護和遠程會診。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型電路原理框圖；
[0022]圖2為圖1中初級放大電路2的電路原理圖；
[0023]圖3為圖1中右腿驅動電路8的電路原理圖；[0024]圖4為圖1中低通濾波電路3的電路原理圖；
[0025]圖5為圖1中高通濾波電路4的電路原理圖；
[0026]圖6為圖1中陷波電路5的電路原理圖；
[0027]圖7為圖1中后置放大電路6的電路原理圖；
[0028]圖8為圖1中無線單片機7的電路原理圖；
[0029]圖9為圖8中無線單片機7的天線連接電路的電路原理圖；
[0030]圖10為圖1中電源接口電路10的電路原理圖；
[0031]圖11為圖1中穩(wěn)壓電路11的電路原理圖；
[0032]圖12為圖1中電壓轉換模塊12的電路原理圖；
[0033]圖13為圖1中參考電壓電路13的電路原理圖；
[0034]圖14為圖1中屏蔽電路9的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】以及工作原理作進一步詳細說明。
[0036]如圖1所示，一種基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，設置有心電采集接口 1、無線單片機7以及電源接口電路10，所述心電采集接口 I設置有右腿驅動腳RL、右臂電極信號輸入腳RA、左臂電極信號輸入腳LA以及屏蔽驅動腳PINGBI，所述右臂電極信號輸入腳RA和左臂電極信號輸入腳LA連接在初級放大電路2上，該初級放大電路2輸出的信號依次經(jīng)過低通濾波電路3、高通濾波電路4、50Hz陷波電路5以及后置放大電路6后送入所述無線單片機7的AD采樣管腳中，所述無線單片機7將采樣所得的心電信號通過無線通信傳輸至相應的接收終端；
[0037]所述初級放大電路2還與右腿驅動電路8相連，該右腿驅動電路8的輸出端連接在所述右腿驅動腳RL上，在所述屏蔽驅動腳PINGBI上還連接有屏蔽電路9 ；
[0038]所述電源接口電路10設置有第一輸出端L3.7和第二輸出端AIN1,所述第一輸出端L3.7經(jīng)穩(wěn)壓電路11穩(wěn)定到+3.3V直流輸出，該穩(wěn)壓電路11的輸出端還經(jīng)電壓轉換模塊12轉換為-3.3V直流輸出，穩(wěn)壓電路11的輸出端還經(jīng)參考電壓電路13轉換為1.2V參考電壓輸出，所述第二輸出端AINl送入無線單片機7用于實現(xiàn)電源監(jiān)控。
[0039]如圖2所示，在具體實施過程中，所述初級放大電路2主要采用運算放大器AD620，該運算放大器AD620的第2引腳經(jīng)限流電阻RlOl連接所述右臂電極信號輸入腳RA，第3引腳經(jīng)限流電阻R102連接所述左臂電極信號輸入腳LA，第4引腳接所述電壓轉換模塊12輸出的-3.3V電壓，第6引腳接一電壓跟隨器后連接所述低通濾波電路3的輸入端，第7引腳接穩(wěn)壓電路11輸出的+3.3V電壓，第8引腳和第I引腳接所述右腿驅動電路8，第6引腳為還接一反相放大器后送入第5引腳中。
[0040]通過圖2可以看出，電壓跟隨器U02D和反相放大器U02A均采用集成運放0P493實現(xiàn)，通過初級放大電路2對右臂電極信號輸入腳RA和左臂電極信號輸入腳LA的信號進行放大處理，便于后級電路濾除雜波。
[0041 ] 通過圖2和圖3可以看出，為了保證右腿驅動信號的驅動能力，所述右腿驅動電路8包括一集成運放U02B，該集成運放U02B的正相輸入端接地，該集成運放U02B的反相輸入端經(jīng)電阻R204連接在所述運算放大器AD620的第I管腳，即圖中的Cl接頭，該集成運放U02B的反相輸入端還經(jīng)電阻R205連接在所述運算放大器AD620的第8管腳，即圖中的C2接頭，在運算放大器AD620的第I管腳和第8管腳之間還串接有電阻R103，集成運放U02B的輸出端連接所述右腿驅動腳RL。
[0042]如圖4-圖6所示，為了濾除心電信號中的干擾，利用集成運放0P493分別搭建了圖4所示的低通濾波器，圖5所示的高通濾波器以及圖6所示的50Hz陷波器，將其依次連接在初級放大電路2和后置放大電路6之間，保證了后置放大電路6前心電信號的準確可靠。
[0043]如圖7所示，為了保證無線單片機7AD采樣的準確，所述后置放大電路6包括一集成運放U03D，該集成運放U03D的正相輸入端經(jīng)電阻R313連接所述參考電壓電路13輸出的
1.2V參考電壓，集成運放U03D的正相輸入端還經(jīng)電阻R314接地，集成運放U03D的反相輸入端經(jīng)限流電阻R311接所述50Hz陷波電路5的輸出端，在該集成運放U03D的輸出端和反相輸入端之間還并行連接有電阻R312和電容C311。
[0044]如圖8、圖9所示，無線單片機7采用芯片型號為CC2350，該芯片自帶無線通信功能，在芯片的25號管腳和26號管腳上搭接相應的天線連接電路，即可實現(xiàn)基于2.4GHz的短距離無線通信，從圖8中可以看出，芯片的16號管腳用于接收后置放大電路6輸出的心電信號AINO實現(xiàn)AD采樣，芯片的15號管腳用于接收電源接口電路10第二輸出端AINl輸出的電源采樣信號，實現(xiàn)電源監(jiān)控。無線單片機7外圍擴展的時鐘電路和調試接口電路再次不再贅述。
[0045]針對設備供電問題，如圖10-圖13所示，從圖10中可以看出，電源接口 Pl輸出的直流電源連接有一個電源開關SI，經(jīng)過電阻RDl后連接有電源指示燈Dl，電源接口輸出直流電源直接作為第一輸出端L3.7送入穩(wěn)壓電路11中，另外經(jīng)過電阻RPl和RP2分壓形成第二輸出端AINl送入無線單片機7，無線單片機7通過采集AINl的電壓即可實現(xiàn)電源監(jiān)控。
[0046]從圖11可以看出，為了得到穩(wěn)定的3.3V直流電源，所述穩(wěn)壓電路11采用TPS63001直流電源穩(wěn)壓模塊。
[0047]從圖12可以看出，為了實現(xiàn)負電源的轉換，所述電壓轉換模塊12采用TPS60400電源反向模塊。
[0048]從圖13可以看出，為了得到1.2V穩(wěn)定的直流參考電壓，所述參考電壓生成電路13包括電阻R501和一穩(wěn)壓二極管，在穩(wěn)壓二極管的負極端生成1.2V直流參考電壓。
[0049]如圖14所示，所示屏蔽電路9采用集成運放0P493實現(xiàn)，主要用于在采樣電極電纜線的屏蔽層上加上適當?shù)尿寗与娢?，有效屏蔽電纜線的耦合干擾。
[0050]通過以上描述可以發(fā)現(xiàn)，本實施例電路分級設計，各個模塊實現(xiàn)方便，輸出的心電信號準確可靠。
[0051]最后應說明的是:本實施例僅是本實用新型的最佳設計、組裝與使用方法，并非對本實用新型做任何形式上的限制；凡依據(jù)本實用新型的電路、結構作任何形式的簡單修改，均屬于本實用新型的技術范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于:設置有心電采集接口(I)、無線單片機(7)以及電源接口電路(10)，所述心電采集接口(I)設置有右腿驅動腳(RL)、右臂電極信號輸入腳(RA)、左臂電極信號輸入腳(LA)以及屏蔽驅動腳(PINGBI)，所述右臂電極信號輸入腳(RA)和左臂電極信號輸入腳(LA)連接在初級放大電路(2)上，該初級放大電路(2)輸出的信號依次經(jīng)過低通濾波電路(3)、高通濾波電路(4)、50Hz陷波電路(5)以及后置放大電路(6)后送入所述無線單片機(7)的AD采樣管腳中，所述無線單片機(7)將采樣所得的心電信號通過無線通信傳輸至相應的接收終端； 所述初級放大電路(2)還與右腿驅動電路(8)相連，該右腿驅動電路(8)的輸出端連接在所述右腿驅動腳(RL)上，在所述屏蔽驅動腳(PINGBI)上還連接有屏蔽電路(9)； 所述電源接口電路(10)設置有第一輸出端(L3.7)和第二輸出端(AIN1)，所述第一輸出端(L3.7)經(jīng)穩(wěn)壓電路(11)穩(wěn)定到+3.3V直流輸出，該穩(wěn)壓電路(11)的輸出端還經(jīng)電壓轉換模塊(12)轉換為-3.3V直流輸出，穩(wěn)壓電路(11)的輸出端還經(jīng)參考電壓電路(13)轉換為1.2V參考電壓輸出，所述第二輸出端(AINl)送入無線單片機(7)用于實現(xiàn)電源監(jiān)控。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于:所述初級放大電路(2)主要采用運算放大器AD620，該運算放大器AD620的第2引腳經(jīng)限流電阻RlOl連接所述右臂電極信號輸入腳(RA)，第3引腳經(jīng)限流電阻R102連接所述左臂電極信號輸入腳(LA)，第4引腳接所述電壓轉換模塊(12)輸出的-3.3V電壓，第6引腳接一電壓跟隨器后連接所述低通濾波電路(3)的輸入端，第7引腳接穩(wěn)壓電路(11)輸出的+3.3V電壓，第8引腳和第I引腳接所述右腿驅動電路(8)，第6引腳為還接一反相放大器后送入第5引腳中。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于:所述右腿驅動電路(8)包括一集成運放，該集成運放的正相輸入端接地，該集成運放的反相輸入端經(jīng)電阻R204連接在所述運算放大器AD620的第I管腳，該集成運放的反相輸入端還經(jīng)電阻R205連接在所述運算放大器AD620的第8管腳，在運算放大器AD620的第I管腳和第8管腳之間還串接有電阻R103，集成運放的輸出端連接所述右腿驅動腳(RU。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于:所述后置放大電路(6)包括一集成運放，該集成運放的正相輸入端經(jīng)電阻R313連接所述參考電壓電路(13)輸出的1.2V參考電壓，集成運放的正相輸入端還經(jīng)電阻R314接地，集成運放的反相輸入端經(jīng)限流電阻R311接所述50Hz陷波電路(5)的輸出端，在該集成運放的輸出端和反相輸入端之間還并行連接有電阻R312和電容C311。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于:所述穩(wěn)壓電路(11)采用TPS63001直流電源穩(wěn)壓模塊，所述電壓轉換模塊(12)采用TPS60400電源反向模塊，在電源接口電路(10)的輸出端還連接有電源指示燈。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于:所述無線單片機(7)采用芯片型號為CC2350。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)男碾娦盘柌杉b置，其特征在于:所述參考電壓生成電路(13)包括電阻R501和一穩(wěn)壓二極管，在穩(wěn)壓二極管的負極端生成1.2V直流參考電壓。
【文檔編號】A61B5/0402GK203564235SQ201320775811
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權日:2013年11月29日
【發(fā)明者】李章勇, 龐宇, 李捷, 吳強, 趙何婷, 任斌斌, 李澤穎 申請人:重慶海睿科技有限公司