基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統，主要由實時監測部分和遠程上位機監控部分組成，所述實時監測部分主要由溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、控制模塊和藍牙模塊組成，所述溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、藍牙模塊分別通過串口總線與控制模塊相連；遠程上位機監控部分由用戶終端和監護終端組成，用戶終端和監護終端通過移動網絡進行通信；實時監測部分的藍牙模塊和遠程上位機監控部分的用戶終端通過藍牙進行通信。本發明能夠對人體耳部溫度、血氧飽和度和心跳進行實時采集、傳輸和處理，用戶終端能夠對數據進行處理并報警和遠程發送。
【專利說明】基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及實時檢測【技術領域】，尤其涉及一種基于藍牙通信的智能心腦功能光電實時監測系統。
【背景技術】
[0002]隨著人民生活和醫療衛生狀況的改善，老年人人口在我國的比例愈來愈高，對老年人健康的檢測自動化的要求十分迫切。危害老年人生命安全的主要因素之一是慢性心血管疾病。目前對日常生活自理條件下的監護儀器復雜且昂貴，便攜性和使用可靠性都尚有一定距離，研究能夠監控心血管疾病下的主要危險因子顱腦供血狀態、水平衡狀態和熱調節狀態相應的顱腦血氧飽和度、心率、顱腦溫度參數以及可能造成的跌倒，并及時傳送這些信息有著重要的實用價值和社會價值。

【發明內容】

[0003]針對日常監護儀器復雜昂貴以及不方便攜帶的缺點，本發明提供了一種基于藍牙通信的智能心腦功能光電實時監測系統。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統，主要由實時監測部分和遠程上位機監控部分組成，所述實時監測部分主要由溫度測量 模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、控制模塊和藍牙模塊組成，所述溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、藍牙模塊分別通過串口總線與控制模塊相連；遠程上位機監控部分由用戶終端和監護終端組成，用戶終端和監護終端通過移動網絡進行通信；實時監測部分的藍牙模塊和遠程上位機監控部分的用戶終端通過藍牙進行通信；
所述控制模塊啟動后，藍牙模塊發送配對命令，用戶終端通過藍牙功能接受配對命令，控制模塊啟動溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊，溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊分別采集耳道溫度數據、血氧飽和度和心跳數據，將數據打包為一幀為7個字節的數據包，數據包中第一位、第二位、第三位為判斷位，第四位為代表心跳的字節，第五位為代表血氧飽和度的字節，第六位代表溫度高八位數據，第七位代表溫度低八位數據，數據包由藍牙模塊發送至用戶終端，用戶終端接收到藍牙模塊傳送的數據包后，將代表心跳的字節和代表血氧飽和度的字節由十六進制轉化為整型數據，將代表溫度的字節由十六進制轉化為浮點型數據；再將處理后的數據進行顯示和存儲；若心跳、血氧飽和度和溫度中至少一項超過閾值，就將數據發送給監護終端。
[0005]進一步地，所述控制模塊主要由電源模塊、JTAG接口模塊、串口通信模塊和單片機模塊組成；所述單片機模塊、JTAG接口模塊、串口通信模塊均與電源模塊相連；JTAG接口模塊和串口通信模塊均與單片機模塊相連。
[0006]本發明的有益效果是:本發明基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統能夠對人體耳部溫度、血氧飽和度和心率進行實時采集、傳輸和處理，用戶終端能夠對數據進行處理并報警和遠程發送。【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發明系統的結構框圖；
圖2是本發明用戶終端處理數據的流程圖；
圖3是本發明實時監測部分的控制模塊電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]藍牙(Bluetooth)技術，實際上是一種短距離無線通信技術。藍牙技術使得現代一些輕易攜帶的移動通信設備和電腦設備，不必借助電纜就能聯網，并且能夠實現無線上因特網，其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電，組成一個巨大的無線通信網絡，易于使用，全球統一標準。藍牙技術自身獨有的技術與應用上的優勢，特別適用于突發性、小流量的數據傳輸服務，并且能夠通過智能手機的后期處理進行遠距離傳輸。這些特征正是遠程監測系統數據的特點。因此藍牙技術特別適合各種數據采集/通信或監測系統的使用。
[0009]如圖1所示，本發明基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統，主要由實時監測部分和遠程上位機監控部分組成，所述實時監測部分主要由溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、控制模塊和藍牙模塊組成，所述溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、藍牙模塊分別通過串口總線與控制模塊相連；遠程上位機監控部分由用戶終端和監護終端組成，用戶終端和監護終端通過移動網絡進行通信；實時監測部分的藍牙模塊和遠程上位機監控部分的用戶終端通過藍牙進行通信；
如圖2所示，所述控制 模塊啟動后，藍牙模塊發送配對命令，用戶終端通過藍牙功能接受配對命令，控制模塊啟動溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊，溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊分別采集耳道溫度數據、血氧飽和度和心跳數據，將數據打包為一幀為7個字節的數據包，數據包中第一位、第二位、第三位為判斷位，第四位為代表心跳的字節，第五位為代表血氧飽和度的字節，第六位代表溫度高八位數據，第七位代表溫度低八位數據，數據包由藍牙模塊發送至用戶終端，用戶終端接收到藍牙模塊傳送的數據包后，將代表心跳的字節和代表血氧飽和度的字節由十六進制轉化為整型數據，將代表溫度的字節由十六進制轉化為浮點型數據；再將處理后的數據進行顯示和存儲；若心跳、血氧飽和度和溫度中至少一項超過閾值，就將數據發送給監護終端
所述用戶終端和監護終端由具備藍牙通信功能的安卓手機來實現；所述溫度測量模塊可以采用MELEXIS的MLX90614 ESF-DAA數字非接觸紅外測溫傳感器，用于測量耳道；血氧飽和度和心率測量模塊可以采用深圳市正興醫療器械有限公司的ZX-B0021 DB梯形9針成人耳夾式血氧探頭用于耳部血氧飽和度和心率，藍牙模塊可以采用上海移摩通訊有限公司的FBT06藍牙串口模塊用于實現數據的傳輸，串口總線可以采用RS232串口總線；控制模塊中的單片機可以采用MSP430FG439型號單片機來實現。
[0010]控制模塊主要由電源模塊、JTAG接口模塊、串口通信模塊和單片機模塊組成；所述單片機模塊、JTAG接口模塊、串口通信模塊均與電源模塊相連JTAG接口模塊和串口通信模塊均與單片機模塊相連。具體來說，如圖3所示，本發明實時監測部分的控制模塊由接口 J1-J4、接口 JTAG、接口 P_IN、接口 P_0UT、單片機 U1、電阻 R1-R15、電解電容 C1-C14、三極管T1-T4、晶振Q I組成。接口 P_IN的I端與接口 JTAG的2 口相連，接口 P_IN的2端、接口 P_OUT的2端、電阻Rl的一端相連后接入接口 Jl的I 口，接口 P_OUT的I端與接口JTAG的4 口相連，電阻Rl的另一端與電解電容Cl的一端相連，電解電容Cl的另一端與接口 Jl的2端相連。接口 JTAG的I 口與單片機Ul的第一數據輸出端口(端口 TDO/TDI)相連，接口 JTAG的3 口與單片機Ul的第一數據輸入端口(端口 TDI/TCLK)相連，接口 JTAG的5 口與單片機Ul的模式選擇端口(端口 TMS)相連，接口 JTAG的7 口與單片機Ul的時鐘輸入端口(端口 TCK)相連，接口 JTAG的9 口與接口 Jl的2端相連，接口 JTAG的11 口與單片機Ul的復位端口(端口 RST/匪I)相連。單片機Ul的第一晶振輸入端口(端口 XT2IN)與接口 Jl的2端相連，單片機的Ul的第一模擬供電端口(端口 AVSS)與接口 Jl的2端相連，單片機的Ul的第一數字供電端口(端口 DVSSl)與接口 Jl的2端相連，單片機的Ul的第二數字供電端口(端口 DVSS2)與接口 Jl的2端相連，單片機的Ul的第三數字供電端口(端口DVCC2)與接口 Jl的I端相連，電解電容ClO的正極接單片機的Ul的第三數字供電端口(端口 DVCC2)，電解電容ClO的負極接單片機的Ul的第二數字供電端口(端口 DVSS2);單片機的Ul的第二數據輸入端口(端口 P6.2)與檢測血氧飽和度和心率的傳感器插口 J4的5腳相連，單片機的Ul的第二數據輸出端口(端口 P6.1)與電解電容C12的負極和電阻R5的一端相連，單片機的Ul的第三數據輸入端口(端口 P6.0)與電解電容C12的正極和電阻R5的一端相連，并且與接口 J4的9腳相連，單片機的Ul的第四數字供電端口(端口 DVCCl)與接口 Jl的I端相連，同時與電解電容C4的正極相連，也與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與單片機Ul的第二模擬供電端口(端口 AVCC)相連，同時也與電解電容C2的正極以及電解電容C3的正極相連，電解電容C2的負極與電解電容C4的負極相連，同時也與電解電容C3的負極相連。單片機Ul的第四數據輸出端口(端口 P6.3)與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端與單片機Ul的P6.4端口相連，單片機Ul的P6.4端口與電阻R6的一端相連，單片機Ul的P6.6端口與NPN三極管T4基極相連，同時也與電阻RlO的一端相連，RlO的另一端與接口 Jl的2端相連，單片機Ul的VREF+接口與電解電容C5的正極相連，電解電容C5的負極與接口 Jl的2端相連，單片機Ul的XIN端口與晶振Ql的I腳相連，同時與電解電容C8的正極相連，電解電容C8的負極與接口 Jl的2端相連，單片機Ul的XOUT端口與晶振Ql的2腳相連，同時與電解電容C9的正極相連，電解電容C9的負極與接口 Jl的
2端相連 ，單片機Ul的VEREF+端口與電解電容C6的正極相連，電解電容C6的負極與接口Jl的2端相連，單片機Ul的VEREF-端口與電解電容C7的正極相連，電解電容C7的負極與接口 Jl的2端相連，單片機Ul的P3.5端口與溫度測量傳感器MLX90614的接口 J3的3腳相連同時與電阻R14的一端相連，R14的另一端與接口 Jl的I端相連，單片機Ul的P3.4端口與接口 J3的2腳相連同時與電阻R15的一端相連，電阻R15的另一端與接口 Jl的I端相連，單片機的Ul的UTXDO與接口 J2的3腳相連，單片機的Ul的URXDO與接口 J2的4腳相連，接口 J2的I腳與接口 Jl的I腳相連，接口 J2的2腳與接口 Jl的2端相連，接口J3的4腳與電解電容C14的正極相連，接口 J3的I腳與電解電容C14的負極相連，單片機的Ul的P2.2與電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端與PNP三極管T3的基極相連，單片機的Ul的P2.3與電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端與PNP三極管Tl的基極相連。接口 J4的10腳、11腳都與接口 Jl的2端相連，接口 J4的2腳與PNP三極管T3的集電極相連，PNP三極管T3的集電極與NPN三極管T4的集電極相連，接口 J4的7腳與接口 Jl的2端相連，接口 J4的3腳與PNP三極管Tl的集電極相連，PNP三極管Tl的集電極與NPN三極管T2的集電極相連，電阻R3的一端與電阻R4的一端相連后接入接口 J4的5腳，電阻R3的另一端與單片機Ul的VREF+相連，電阻R4的另一端與接口 Jl的2端相連，PNP三極管T3的發射極和PNP三極管Tl的發射極相連后與接口 Jl的I端相連，電解電容C13的正極與接口 Jl的I端相連，電解電容C13的負極與接口 Jl的2端相連，NPN三極管T4的發射極與電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與接口 Jl的2端相連，NPN三極管T2的發射極與電阻R12的一端相連，電阻R1 2的另一端與接口 Jl的2端相連，NPN三極管T2的基極與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端與接口 Jl的2端相連。
【權利要求】
1.一種基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統，其特征在于，主要由實時監測部分和遠程上位機監控部分組成，所述實時監測部分主要由溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、控制模塊和藍牙模塊組成，所述溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊、藍牙模塊分別通過串口總線與控制模塊相連；遠程上位機監控部分由用戶終端和監護終端組成，用戶終端和監護終端通過移動網絡進行通信；實時監測部分的藍牙模塊和遠程上位機監控部分的用戶終端通過藍牙進行通信； 所述控制模塊啟動后，藍牙模塊發送配對命令，用戶終端通過藍牙功能接受配對命令，控制模塊啟動溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊，溫度測量模塊、血氧飽和度和心跳測量模塊分別采集耳道溫度數據、血氧飽和度和心跳數據，將數據打包為一幀為7個字節的數據包，數據包中第一位、第二位、第三位為判斷位，第四位為代表心跳的字節，第五位為代表血氧飽和度的字節，第六位代表溫度高八位數據，第七位代表溫度低八位數據，數據包由藍牙模塊發送至用戶終端，用戶終端接收到藍牙模塊傳送的數據包后，將代表心跳的字節和代表血氧飽和度的字節由十六進制轉化為整型數據，將代表溫度的字節由十六進制轉化為浮點型數據；再將處理后的數據進行顯示和存儲；若心跳、血氧飽和度和溫度中至少一項超過閾值，就將數據發送給監護終端。
2.根據權利要求1所述基于藍牙通信的耳掛式智能心腦功能光電實時監測系統，其特征在于，所述控制模塊主要由電源模塊、JTAG接口模塊、串口通信模塊和單片機模塊組成；所述單片機模塊、JTAG接口模塊、串口通信模塊均與電源模塊相連；JTAG接口模塊和串口通信模塊均與單片機模 塊相連。
【文檔編號】A61B5/1455GK103961074SQ201410185357
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】安恬睿, 柯再丹, 羅浩, 張武明 申請人:浙江大學