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掌上多功能监护呼救定位系统的研制

作者:张鑫 李丕丁 复旦光华信息科技股份有限公司时间:2010-06-29来源:电子产品世界收藏

  加速度采集模块。监视人体运动状态可以通过测量其加速度完成,目前加速度芯片的种类很多,主要区别在于分辨率和数据输出接口上,考虑到系统功耗需求,本设计采用集成数字接口的加速度采集芯片,该芯片可通过SPI接口与交换数据。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/110407.htm

  人机交互模块由按键和液晶组成,按键可以直接通过的标准I/O接口实现,液晶驱动也选用MXT8051自带的段码液晶驱动器接口。

  数据存储模块。采集到装置内部的心电图和加速度数据均要求在掉电时不会丢失,同时提供方法在必要时将数据导出到PC做进一步的分析和处理。考虑到目前SD卡等便携式移动存储卡技术成熟、价格便宜且存储容量非常容易扩展,在便携式设计要求下本装置使用microSD卡作为数据存储模块。

  报警信息发布。报警信息发布模块要求不受地理位置的限制,能够将报警信息准确的发送到预先设定的接受者。由于报警信息中还要求包含报警发生的地理位置信息,故选用CDMA数据传输模块实现报警信息的发布,该种通讯模块内部集成了功能,能够满足系统的功耗管理要求。

  系统电源。本装置设计了丰富的外围功能模块实现系统的各项功能,同时也为系统引入了多样的电源电压需求。根据便携式设计要求,整个装置体积小,重量轻,供电最多只能采用2节AAA电池,而系统的多样的电压要求,可通过电源电压管理实现。

  在此硬件平台上,对各外围功能模块的调用和系统功能的实现通过软件实现。本方案所述装置可以根据用户具体需求提供包括心律监护、跌倒检测、心律+跌倒监护和睡眠呼吸监护等4种工作模式,不同工作模式在使用中均可以相互切换。

  系统硬件设计实现

  采集模块

  采集模块负责采集体表的心电图信号,在本设计所述装置中,信号采集模块的性能参数以满足我国对于监护级心电图的行业标准为前提,具体参数设置如下:

  采样通道:1

  采样率:250 Sps

  采样分辨率:10Bits

  带宽:1-25Hz

  时间常数:0.1s

  采样时间:30s

  输入阻抗:不低于1MΩ

  共模抑制比:60dB

  为实现上述设计指标,考虑到体表心电图信号为加载在大的共模直流极化电压之上的微弱差模信号,且受到肌电(约33Hz)和50Hz工频的干扰,本装置采用如图2所示设计方案实现心电图信号的采集。心电图采集采用粘贴型电极,可有效减少干扰,通过导联线引入系统。

  为提高输入阻抗输入端,采用JFET放大器TL064电压跟随器,心电图信号的放大级采用用于心电放大的经典仪表放大器AD620实现. 该放大器有较高的共模抑制比(CMRR),温度稳定性好,放大频带宽,噪声系数小且具有调节方便的特点。初级放大倍数为10倍。前置放大器电路图如图2所示。



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