一种终端控制的智能静脉曲张预防仪及方法

1.本发明属于医疗设备以及智能控制领域，做出一种终端控制的智能静脉曲张预防仪及方法。


背景技术：

2.下肢静脉曲张是一种外科疾病，患病原因在于长时间站立及运动，可对患者正常的生活带来严重影响。我国目前大约有一亿人患有不同程度的静脉曲张。临床表现常见为表层血管像蚯蚓一样曲张，明显凸出皮肤，曲张呈团状或结节状，下肢会出现疼痛局部红肿，行走困难。近年来，静脉曲张患者成上升趋势，为此亟需设计一种静脉曲张预防仪，希望可以有效缓解这一趋势。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服现有预防静脉曲张医疗器械上的空缺。静脉曲张预防仪利用薄膜压力传感器、msp430单片机、nrf24l01单片射频收发器件、蓝牙等先进技术，实现用户在工作时可以自动进行按摩的功能。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种终端控制的智能静脉曲张预防仪，包括主机模块、从机模块和无线收发模块，所述主机模块和从机模块通过无线收发模块相互连接，所述主机模块通过蓝牙与手机终端连接，所述主机模块包括压力传感器、比较器和主机单片机，所述从机模块包括振动电机、驱动电路和从机单片机，通过压力传感器检测人是否站立，其站立时间由主机单片机计时；当站立时间达到设定时间时，主机模块利用无线收发模块发送指令给从机模块；从机模块接收指令，并发出指令启动振动电机开始按摩；达到事先设定的按摩时间，振动电机停止振动；通过手机终端实现对站立时间和按摩时间的调控。
6.进一步的，所述无线收发模块采用nrf24l01单片射频收发器件，工作于2.4～2.5ghz ism频段，无线收发模块内置有频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器模块。
7.进一步的，主机单片机和从机单片机均采用msp430。
8.进一步的，主机模块和从机模块都连接有供电模块，供电模块利用ams1117
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3.3正向低压降稳压芯片为主机单片机和从机单片机提供3.3v工作电压。
9.本发明还提供一种终端控制的智能静脉曲张的预防控制方法，包括以下步骤：
10.无线收发模块相连用普通i/o模拟spi通信方式实现主机单片机和从机单片机的串口通信，主机模块利用压力传感器的压力大引起电阻值增大的特点，分得相应的电压并输入比较器lm393的in1端口，与设置好的阈值电压相比较，在比较器输出端口得到高低电平并输入至主机单片机；
11.主机单片机利用外部晶振对高低电平进行计时，实现人在站立时实时秒数增加，坐下休息时实时秒数减少的功能；实时秒数最小减到0，最大增加到用户在手机终端设置的站立检测时间；
12.当站立检测的实时秒数时间达到设定时间时，无线收发模块发送指令给从机模块，从机模块接收指令，驱动电路发出指令启动振动电机，达到设置时间电机停止振动；
13.设定的时间是由手机终端通过蓝牙发送给主机模块，主机模块再发送给从机模块。
14.与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
15.1、本发明由终端控制的智能静脉曲张预防仪由干电池供电，可以独立运行，携带方便小巧，摆脱了必须由电源供电的困境。
16.2、本发明由终端控制的智能静脉曲张预防仪采用无线传输模块，可以让使用者无线使用，释放双腿之间的束缚，使活动更加方便。
17.3、本发明集成了通讯功能，可将信号传递给各个单元进行控制，具有迅速收集信息、反应迅速等优点。
18.4、本发明中静脉曲张预防仪利用薄膜压力传感器可实现用户在工作时可以自动进行按摩的功能。通过手机蓝牙串口app设置站立时间和按摩时间来进行调控，改善用户体验，具有广泛的应用前景。
19.5、本发明在通讯系统和控制系统进行创新，其具有电能计算、信息储存功能的控制系统，搭配简单的ui交互界面，可以更好地实现信息传递、信息交互的功能。
附图说明
20.图1是本发明智能静脉曲张预防仪的整体结构示意图。
21.图2是智能静脉曲张预防仪的工作原理示意图。
22.图3是主机程序流程图。
23.图4是从机程序流程图。
具体实施方式
24.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.如图1和图2所示，为本实施例终端控制的智能静脉曲张预防仪的整体结构示意图，包括主机模块、从机模块和无线收发模块，主机模块包括压力传感器、比较器和主机单片机，从机模块包括振动电机、驱动电路和从机单片机；主机单片机和从机单片机均采用msp430；主机模块和从机模块通过nrf24l01无线收发模块相连，用普通i/o模拟spi通信方式实现单片机msp430的串口通信。
26.主机模块利用压力传感器的压力大引起电阻值增大的特点，分得相应的电压，将该电压输入比较器lm393的in1端口，与设置好的阈值电压相比较，在lm393out端口得到高低电平，将其输入主机单片机的pin2和pin7，单片机利用外部晶振对高低电平进行计时，实现人在站立时实时秒数增加，坐下休息时实时秒数减少的功能。实时秒数最小减到0，最大增加到用户在手机终端设置的站立检测时间，当站立检测的实时秒数时间达到此设定时间时，nrf24l01发送指令给从机模块。从机模块利用nrf24l01接收该指令，复合晶体管uln2003发出指令启动振动电机，达到设置时间电机停止振动。设置时间是由手机终端利用蓝牙发送给主机单片机msp430，主机模块再发送给从机从机模块。
27.其中传感器为薄膜压力传感器；传感器通过pcb将所采集的数据传输到单片机cpu中。
28.主机模块的硬件电路由足底压力检测模块、单片机复位电路模块、单片机晶振模块、单片机、指示灯、电源指示灯、nrf24l01无线收发模块、蓝牙模块和电源电路等模块组成。
29.从机模块的硬件电路由电机驱动模块、单片机复位电路模块、单片机晶振电路模块、单片机、指示灯、电源指示灯、nrf24l01无线收发模块和电源电路模块等8个模块组成。
30.本实施例中使用的msp430单片机。有超低功耗、强大处理能力等特点，已经逐步取代其他型号的单片机，得到广泛应用。msp430单片机作为主机模块和从机模块的控制核心，接收传感器整流、滤波后的信号，实现计数、定时功能，同时与振动片连接，控制其振动，从而实现按摩功能
31.此外由于现在智能手机都自带有蓝牙功能，可以实现与另一蓝牙设备连接并且相互收发数据，满足本设计需要。利用蓝牙模块通过编程实现手机和主机、从机之间的连接，可以调控站立检测时间和振动按摩时间。
32.本实施例使用的nrf24l01无线收发模块是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4～2.5ghz ism频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型突发传递(shockburst)技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nrf24l01功耗低，在以－6dbm的功率发射时，工作电流也只有9ma；接收时，工作电流只有12.3ma，多种低功率工作模式，工作在100mw时电流160ma，在数据传输方面实现相对wifi距离更远。虽然蓝牙可以实现多对多设备通信，但是编程过程复杂、实现起来比较困难，所以使用能实现相同功能的nrf24l01进行串口通信。
33.主机模块和从机模块的供电都是由3节1.5v干电池串联供电，利用ams1117
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3.3正向低压降稳压芯片为msp430单片机提供3.3v工作电压。ams1117是一个正向低压降稳压器，在1a电流下压降为1.2v。ams1117内部集成过热保护和限流电路，是电池供电和便携式计算机的最佳选择。
34.具体的，本实施例中的msp430单片机采用模块化编程设计，主机模块程序流程如图3所示，从机模块流程如附图4所示，包括串口的初始化、手机蓝牙连接、串口高低电平扫描、计时、驱动振动电机工作及nrf24l01收发模块的工作等程序。
35.综上，终端控制的智能静脉曲张预防仪利用蓝牙实现无线连接，减少占用空间，更方便于佩戴者的活动。预防仪实用性较强，携带者随时随地可以自动进行按摩，解放双手。本发明适用人群广泛，教师、理发师、外科医生等需要长久站立的工作人员。肥胖人群也是易发人群，虽然肥胖不是直接原因，但过重的力量在腿上，可能会造成腿部静脉回流不畅，使静脉扩张严重，孕妇也是如此。
36.目前静脉曲张患者还在呈上升趋势，且危害很多，站立问题形势严峻，静脉曲张预防仪可以有效地将静脉曲张遏制在萌芽阶段，市场前景良好。
37.本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。