基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统，主要由实时监测部分和远程上位机监控部分组成，所述实时监测部分主要由温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块、控制模块和蓝牙模块组成，所述温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块、蓝牙模块分别通过串口总线与控制模块相连；远程上位机监控部分由用户终端和监护终端组成，用户终端和监护终端通过移动网络进行通信；实时监测部分的蓝牙模块和远程上位机监控部分的用户终端通过蓝牙进行通信。本发明能够对人体耳部温度、血氧饱和度和心跳进行实时采集、传输和处理，用户终端能够对数据进行处理并报警和远程发送。
【专利说明】基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及实时检测【技术领域】，尤其涉及一种基于蓝牙通信的智能心脑功能光电实时监测系统。
【背景技术】
[0002]随着人民生活和医疗卫生状况的改善，老年人人口在我国的比例愈来愈高，对老年人健康的检测自动化的要求十分迫切。危害老年人生命安全的主要因素之一是慢性心血管疾病。目前对日常生活自理条件下的监护仪器复杂且昂贵，便携性和使用可靠性都尚有一定距离，研究能够监控心血管疾病下的主要危险因子颅脑供血状态、水平衡状态和热调节状态相应的颅脑血氧饱和度、心率、颅脑温度参数以及可能造成的跌倒，并及时传送这些信息有着重要的实用价值和社会价值。
【发明内容】
[0003]针对日常监护仪器复杂昂贵以及不方便携带的缺点，本发明提供了一种基于蓝牙通信的智能心脑功能光电实时监测系统。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统，主要由实时监测部分和远程上位机监控部分组成，所述实时监测部分主要由温度测量 模块、血氧饱和度和心跳测量模块、控制模块和蓝牙模块组成，所述温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块、蓝牙模块分别通过串口总线与控制模块相连；远程上位机监控部分由用户终端和监护终端组成，用户终端和监护终端通过移动网络进行通信；实时监测部分的蓝牙模块和远程上位机监控部分的用户终端通过蓝牙进行通信；
所述控制模块启动后，蓝牙模块发送配对命令，用户终端通过蓝牙功能接受配对命令，控制模块启动温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块，温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块分别采集耳道温度数据、血氧饱和度和心跳数据，将数据打包为一帧为7个字节的数据包，数据包中第一位、第二位、第三位为判断位，第四位为代表心跳的字节，第五位为代表血氧饱和度的字节，第六位代表温度高八位数据，第七位代表温度低八位数据，数据包由蓝牙模块发送至用户终端，用户终端接收到蓝牙模块传送的数据包后，将代表心跳的字节和代表血氧饱和度的字节由十六进制转化为整型数据，将代表温度的字节由十六进制转化为浮点型数据；再将处理后的数据进行显示和存储；若心跳、血氧饱和度和温度中至少一项超过阈值，就将数据发送给监护终端。
[0005]进一步地，所述控制模块主要由电源模块、JTAG接口模块、串口通信模块和单片机模块组成；所述单片机模块、JTAG接口模块、串口通信模块均与电源模块相连；JTAG接口模块和串口通信模块均与单片机模块相连。
[0006]本发明的有益效果是:本发明基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统能够对人体耳部温度、血氧饱和度和心率进行实时采集、传输和处理，用户终端能够对数据进行处理并报警和远程发送。【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明系统的结构框图；
图2是本发明用户终端处理数据的流程图；
图3是本发明实时监测部分的控制模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0008]蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线通信技术。蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络，易于使用，全球统一标准。蓝牙技术自身独有的技术与应用上的优势，特别适用于突发性、小流量的数据传输服务，并且能够通过智能手机的后期处理进行远距离传输。这些特征正是远程监测系统数据的特点。因此蓝牙技术特别适合各种数据采集/通信或监测系统的使用。
[0009]如图1所示，本发明基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统，主要由实时监测部分和远程上位机监控部分组成，所述实时监测部分主要由温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块、控制模块和蓝牙模块组成，所述温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块、蓝牙模块分别通过串口总线与控制模块相连；远程上位机监控部分由用户终端和监护终端组成，用户终端和监护终端通过移动网络进行通信；实时监测部分的蓝牙模块和远程上位机监控部分的用户终端通过蓝牙进行通信；
如图2所示，所述控制 模块启动后，蓝牙模块发送配对命令，用户终端通过蓝牙功能接受配对命令，控制模块启动温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块，温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块分别采集耳道温度数据、血氧饱和度和心跳数据，将数据打包为一帧为7个字节的数据包，数据包中第一位、第二位、第三位为判断位，第四位为代表心跳的字节，第五位为代表血氧饱和度的字节，第六位代表温度高八位数据，第七位代表温度低八位数据，数据包由蓝牙模块发送至用户终端，用户终端接收到蓝牙模块传送的数据包后，将代表心跳的字节和代表血氧饱和度的字节由十六进制转化为整型数据，将代表温度的字节由十六进制转化为浮点型数据；再将处理后的数据进行显示和存储；若心跳、血氧饱和度和温度中至少一项超过阈值，就将数据发送给监护终端
所述用户终端和监护终端由具备蓝牙通信功能的安卓手机来实现；所述温度测量模块可以采用MELEXIS的MLX90614 ESF-DAA数字非接触红外测温传感器，用于测量耳道；血氧饱和度和心率测量模块可以采用深圳市正兴医疗器械有限公司的ZX-B0021 DB梯形9针成人耳夹式血氧探头用于耳部血氧饱和度和心率，蓝牙模块可以采用上海移摩通讯有限公司的FBT06蓝牙串口模块用于实现数据的传输，串口总线可以采用RS232串口总线；控制模块中的单片机可以采用MSP430FG439型号单片机来实现。
[0010]控制模块主要由电源模块、JTAG接口模块、串口通信模块和单片机模块组成；所述单片机模块、JTAG接口模块、串口通信模块均与电源模块相连JTAG接口模块和串口通信模块均与单片机模块相连。具体来说，如图3所示，本发明实时监测部分的控制模块由接口 J1-J4、接口 JTAG、接口 P_IN、接口 P_0UT、单片机 U1、电阻 R1-R15、电解电容 C1-C14、三极管T1-T4、晶振Q I组成。接口 P_IN的I端与接口 JTAG的2 口相连，接口 P_IN的2端、接口 P_OUT的2端、电阻Rl的一端相连后接入接口 Jl的I 口，接口 P_OUT的I端与接口JTAG的4 口相连，电阻Rl的另一端与电解电容Cl的一端相连，电解电容Cl的另一端与接口 Jl的2端相连。接口 JTAG的I 口与单片机Ul的第一数据输出端口(端口 TDO/TDI)相连，接口 JTAG的3 口与单片机Ul的第一数据输入端口(端口 TDI/TCLK)相连，接口 JTAG的5 口与单片机Ul的模式选择端口(端口 TMS)相连，接口 JTAG的7 口与单片机Ul的时钟输入端口(端口 TCK)相连，接口 JTAG的9 口与接口 Jl的2端相连，接口 JTAG的11 口与单片机Ul的复位端口(端口 RST/匪I)相连。单片机Ul的第一晶振输入端口(端口 XT2IN)与接口 Jl的2端相连，单片机的Ul的第一模拟供电端口(端口 AVSS)与接口 Jl的2端相连，单片机的Ul的第一数字供电端口(端口 DVSSl)与接口 Jl的2端相连，单片机的Ul的第二数字供电端口(端口 DVSS2)与接口 Jl的2端相连，单片机的Ul的第三数字供电端口(端口DVCC2)与接口 Jl的I端相连，电解电容ClO的正极接单片机的Ul的第三数字供电端口(端口 DVCC2)，电解电容ClO的负极接单片机的Ul的第二数字供电端口(端口 DVSS2);单片机的Ul的第二数据输入端口(端口 P6.2)与检测血氧饱和度和心率的传感器插口 J4的5脚相连，单片机的Ul的第二数据输出端口(端口 P6.1)与电解电容C12的负极和电阻R5的一端相连，单片机的Ul的第三数据输入端口(端口 P6.0)与电解电容C12的正极和电阻R5的一端相连，并且与接口 J4的9脚相连，单片机的Ul的第四数字供电端口(端口 DVCCl)与接口 Jl的I端相连，同时与电解电容C4的正极相连，也与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与单片机Ul的第二模拟供电端口(端口 AVCC)相连，同时也与电解电容C2的正极以及电解电容C3的正极相连，电解电容C2的负极与电解电容C4的负极相连，同时也与电解电容C3的负极相连。单片机Ul的第四数据输出端口(端口 P6.3)与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与单片机Ul的P6.4端口相连，单片机Ul的P6.4端口与电阻R6的一端相连，单片机Ul的P6.6端口与NPN三极管T4基极相连，同时也与电阻RlO的一端相连，RlO的另一端与接口 Jl的2端相连，单片机Ul的VREF+接口与电解电容C5的正极相连，电解电容C5的负极与接口 Jl的2端相连，单片机Ul的XIN端口与晶振Ql的I脚相连，同时与电解电容C8的正极相连，电解电容C8的负极与接口 Jl的2端相连，单片机Ul的XOUT端口与晶振Ql的2脚相连，同时与电解电容C9的正极相连，电解电容C9的负极与接口 Jl的
2端相连 ，单片机Ul的VEREF+端口与电解电容C6的正极相连，电解电容C6的负极与接口Jl的2端相连，单片机Ul的VEREF-端口与电解电容C7的正极相连，电解电容C7的负极与接口 Jl的2端相连，单片机Ul的P3.5端口与温度测量传感器MLX90614的接口 J3的3脚相连同时与电阻R14的一端相连，R14的另一端与接口 Jl的I端相连，单片机Ul的P3.4端口与接口 J3的2脚相连同时与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端与接口 Jl的I端相连，单片机的Ul的UTXDO与接口 J2的3脚相连，单片机的Ul的URXDO与接口 J2的4脚相连，接口 J2的I脚与接口 Jl的I脚相连，接口 J2的2脚与接口 Jl的2端相连，接口J3的4脚与电解电容C14的正极相连，接口 J3的I脚与电解电容C14的负极相连，单片机的Ul的P2.2与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与PNP三极管T3的基极相连，单片机的Ul的P2.3与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与PNP三极管Tl的基极相连。接口 J4的10脚、11脚都与接口 Jl的2端相连，接口 J4的2脚与PNP三极管T3的集电极相连，PNP三极管T3的集电极与NPN三极管T4的集电极相连，接口 J4的7脚与接口 Jl的2端相连，接口 J4的3脚与PNP三极管Tl的集电极相连，PNP三极管Tl的集电极与NPN三极管T2的集电极相连，电阻R3的一端与电阻R4的一端相连后接入接口 J4的5脚，电阻R3的另一端与单片机Ul的VREF+相连，电阻R4的另一端与接口 Jl的2端相连，PNP三极管T3的发射极和PNP三极管Tl的发射极相连后与接口 Jl的I端相连，电解电容C13的正极与接口 Jl的I端相连，电解电容C13的负极与接口 Jl的2端相连，NPN三极管T4的发射极与电阻Rll的一端相连，电阻Rll的另一端与接口 Jl的2端相连，NPN三极管T2的发射极与电阻R12的一端相连，电阻R1 2的另一端与接口 Jl的2端相连，NPN三极管T2的基极与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与接口 Jl的2端相连。
【权利要求】
1.一种基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统，其特征在于，主要由实时监测部分和远程上位机监控部分组成，所述实时监测部分主要由温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块、控制模块和蓝牙模块组成，所述温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块、蓝牙模块分别通过串口总线与控制模块相连；远程上位机监控部分由用户终端和监护终端组成，用户终端和监护终端通过移动网络进行通信；实时监测部分的蓝牙模块和远程上位机监控部分的用户终端通过蓝牙进行通信； 所述控制模块启动后，蓝牙模块发送配对命令，用户终端通过蓝牙功能接受配对命令，控制模块启动温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块，温度测量模块、血氧饱和度和心跳测量模块分别采集耳道温度数据、血氧饱和度和心跳数据，将数据打包为一帧为7个字节的数据包，数据包中第一位、第二位、第三位为判断位，第四位为代表心跳的字节，第五位为代表血氧饱和度的字节，第六位代表温度高八位数据，第七位代表温度低八位数据，数据包由蓝牙模块发送至用户终端，用户终端接收到蓝牙模块传送的数据包后，将代表心跳的字节和代表血氧饱和度的字节由十六进制转化为整型数据，将代表温度的字节由十六进制转化为浮点型数据；再将处理后的数据进行显示和存储；若心跳、血氧饱和度和温度中至少一项超过阈值，就将数据发送给监护终端。
2.根据权利要求1所述基于蓝牙通信的耳挂式智能心脑功能光电实时监测系统，其特征在于，所述控制模块主要由电源模块、JTAG接口模块、串口通信模块和单片机模块组成；所述单片机模块、JTAG接口模块、串口通信模块均与电源模块相连；JTAG接口模块和串口通信模块均与单片机模 块相连。
【文档编号】A61B5/1455GK103961074SQ201410185357
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】安恬睿, 柯再丹, 罗浩, 张武明 申请人:浙江大学