CN201899499U

CN201899499U - 一种低功耗心率监护系统

Info

Publication number: CN201899499U
Application number: CN2010206193429U
Authority: CN
Inventors: 朱明�; 朱德叶; 朱少伦
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2020-11-23

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗心率监护系统，所述监护系统包括：一用于信息采集的胸带，所述胸带上安置有数据采集电路、MCU和第一无线收发模块，所述数据采集电路和第一无线收发模块分别于所述MCU相接；一接受和转发信息的手机，手机中嵌入第二无线收发模块，第二无线收发模块与所述手机中的ARM芯片相接，并与所述第一无线收发模块相配合；可根据用户需要，手机中嵌入GPS模块(GARMIN GPS15)，与ARM芯片通过串口相连。一接受手机信息的PC监护系统，PC监护系统中设置有GSM/GPRS模块，GSM/GPRS模块与所述手机相配合。本实用新型能够有效的提前预警心脏病的发生，大大减少医疗费用。

Description

一种低功耗心率监护系统

技术领域

本实用新型涉及一种监护系统，特别涉及一种低功耗心率监护系统。

背景技术

随着社会和科学技术的发展，各个都非常重视医疗模式的改革，从“治愈疾病”向“预防疾病和创伤、促进与维持健康”模式转变，借助现代医学信息技术和远程医疗技术解决人口老龄化、医疗费用上升、人口众多、医院容量有限等一系列严重的社会问题。现在社会由于不断加快的工作节奏和竞争环境带给人们的压力，已经生活方式改变、体力活动减少、环境污染等原因，致使一些中老年易患的疾病逐渐向中青年低龄化转移，特别是心血管疾病已经成为人类生命健康的头号杀手，因此如何早期、无创地检测、诊断心脏病患者，更是一个急切需要解决的重大医学课题。近年来，面向家底、个人的远程医疗监护系统逐渐成为医疗技术领域的热点。依靠家庭远程医疗系统，患者可以随时随地的将各种生命信息传送给远端的医生，及时得到医疗指导或诊断，这对于患者获得高水平的医疗服务、及在紧急情况时的急救支援，具有重要意义。

在现有医疗监护系统中，患者身上佩戴的传感器采集的数据多通过串口电缆（RS232/485）传送到PC上或通过串口联网服务器传到局域网上。由于所检测到的信号大多是人体信号，而人体处于自然状态时的信号才能够真实的反映其生理状况。因此将检测设备通过有线方式连到人体上进行检测的传统方法会使患者感觉收到束缚，无法放松心情从而导致所检测到的数据部准确。现有医疗监护设备普遍存在着检测参数单一、扩展能力不强、交互能力差等缺陷。现在医疗监护系统通过有线方式连到人体上进行生理参数检测的传统方法，不能有效检测数据，不能远程监护患者真实的生理状况。

发明内容

本实用新型一种低功耗心率监护系统的目的是为了解决现有医疗设备普遍存在的检测参数单一、扩展能力不强、抗干扰性弱、功耗高、性能不稳定。

本实用新型的技术方案如下：一种低功耗心率监护系统，所述监护系统包括：

一用于信息采集的胸带，所述胸带上安置有数据采集电路、MCU和第一无线收发模块，所述数据采集电路和第一无线收发模块分别与所述MCU相接；

一接受和转发信息的手机，所述手机中嵌入第二无线收发模块，所述第二无线收发模块与所述手机中的ARM芯片相接，并与所述第一无线收发模块相配合，可根据用户需要，手机中嵌入GPS模块(GARMIN GPS15)，与ARM芯片通过串口相连；

一接受手机信息的PC监护系统，所述PC监护系统中设置有GSM/GPRS模块，所述GSM/GPRS模块与所述手机相配合。

进一步，所述第一无线收发模块和第二无线收发模块为nRF24L01无线射频模块。

进一步，所述数据采集电路包括信息采集电极、电子开关、共模抑制电路、有源二阶压控高通滤波电路、有源二阶压控低通滤波电路、带通滤波器以及脉冲整形电路，所述信息采集电极、电子开关、共模抑制电路、有源二阶压控高通滤波电路、有源二阶压控低通滤波电路、带通滤波器以及脉冲整形电路依次连接，经过脉冲整形电路后，送至MCU中断口，测出心率数值。

进一步，所述手机中设置有GPS模块，所述GPS模块与所述手机中的ARM芯片相接。

本实用新型达到的技术效果：本实用新型将心率和温度采集与带在老人或患者身上的手机联系起来，两者间采用nRF24L01无线射频模块，抗干扰能力强，发射距离较远，性能稳定，功耗极低，借助于成熟的GSM/GPRS/3G移动网，能够有效的提前预警心脏病的发生，大大减少医疗费用，意义重大。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型胸带内部结构图。

图2为本实用新型数据采集电路结构图。

图3为本实用新型手机内部结构图。

图4为本实用新型PC监护系统结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实用新型一种低功耗心率监护系统包括一用于信息采集的胸带、一接受和转发信息的手机、一接受手机信息的PC监护系统。

如图1所示，胸带上安置有数据采集电路100、MCU200和第一无线收发模块300，其数据采集电路100和第一无线收发模块300分别于所述MCU200相接。

胸带是用于心率信号采集、处理，其采用的第一无线收发模块为nRF24L01无线射频模块。

如图2所示，数据采集电路100包括信息采集电极、电子开关101、共模抑制电路102、有源二阶压控高通滤波电路103、有源二阶压控低通滤波电路104、带通滤波器105以及脉冲整形电路106。信息采集电极、电子开关101、共模抑制电路102、有源二阶压控高通滤波电路103、有源二阶压控低通滤波电路104、带通滤波器105以及脉冲整形电路106依次连接，脉冲整形电路106连接MCU。

如果不带胸带，两电极PULSE IN+和PULSE IN-的两端的电阻很大，电子开关101自动关闭，不会为整个电路提供电压，当然也不会向手机中的无线模块发送信号，降低了功耗。如果带上胸带，两电极PULSE IN+和PULSE IN-的两端与胸接触，使电子开关101打开，整个心率采样电路供有3V电压，经运放共模抑制电路102，消除50Hz工频干扰，取出心脏跳动差模电压，经有源二阶压控高通滤波电路103、有源二阶压控低通滤波电路104和带通滤波105得到放大的心率信号，再经脉冲整形电路106处理产生心跳负脉冲107，供MCU处理。其中AGC电路108自动控制信号大小，使其强弱接近。电压基准109给各相关电路提供基准电压。

如图3所示，手机中嵌入第二无线收发模块400，第二无线收发模块400与手机中的ARM芯片401通过SPI接口403相接，并与第一无线收发模块400相配合。可根据用户需要，手机中嵌入GPS模块402(GARMIN GPS15)，与ARM芯片401通过串口404相连。

本实用新型中第二无线收发模块同样采用nRF24L01无线射频模块。

如图1所示，由心率电路的脉冲信号输入MCU200中断口，由MCU200测出心率数值。如心率等医疗数据正常，MCU200控制电子开关关闭第一无线收发模块300，处于不发射的状态。也可以由手机来控制使MCU200时刻处于发射状态（此时需要将手机端的第二无线收发模块400设置为发射模式）。默认为不发射状态。为了省电。当MCU200检测到心率等数据异常时，MCU200通过SPI通信口控制第一无线收发模300块连续工作，将数据打包经GFSK调制2.4GHz载频发射出去。发射时间持续40秒。对于nRF24L01无线射频模块，如果此次发送的数据与上次相同，则不发射。所以要实现40秒内连续发射，必须在MCU200采集的数据后面加一时刻变化的数字，使前后数据包内容不同。比如，在采集的数据后面加一字节，每发送一次，此字节的数据开始加1，到255后，自动变为0。然后，另加的这一字节与前面采集的数据一起由第一无线收发模块300发射。

在使用此功能前，必须先把自己的手机号码、熟人的手机号码、医院PC端的号码一并存入手机中，让手机ARM芯片明确向谁发送信息。

本实用新型为了省电，加上一个为第二无线收发模块400及GPS模块402提供电压的电子开关，利用ARM芯片401一引脚控制此电子开关何时供电何时断电。手机ARM芯片401通过SPI口403控制第二无线收发模块400间隔10秒钟打开一次。当接收的心率超出正常范围时，第一无线收发模块300持续发送数据40秒，手机中的第二无线收发模块400将接收到的数据显示出来。

然后将接收到的心率、温度数据连同GPS经纬度数据（ARM芯片外围GPS模块检测而得）打包，以短信形式发射出去。

如图4所示，PC监护系统500中设置有GSM/GPRS模块501和TTL/RS232电平转换器503，所述GSM/GPRS模块501与所述手机相配合。

手机发射的短信资料经无线移动网，传到医院的监护系统的GSM/GPRS模块501上，通过TTL/RS232电平转换器503解调后，输入医院PC端502上，根据以前存储的老人或患者资料，在显示器上相应的姓名，心率、地理位置等信息闪动，并发出报警声，提示医生或护士采取应急措施，同时也将此信息发至老人或心脏病患者家属，共同应对，根据地理位置，在第一时间救治。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定

。

Claims

1.一种低功耗心率监护系统，其特征为，所述监护系统包括：

2.根据权利要求1的一种低功耗心率监护系统，其特征在于，所述第一无线收发模块和第二无线收发模块为nRF24L01无线射频模块。

3.根据权利要求1的一种低功耗心率监护系统，其特征在于，所述数据采集电路包括信息采集电极、电子开关、共模抑制电路、有源二阶压控高通滤波电路、有源二阶压控低通滤波电路、带通滤波器以及脉冲整形电路，所述信息采集电极、电子开关、共模抑制电路、有源二阶压控高通滤波电路、有源二阶压控低通滤波电路、带通滤波器以及脉冲整形电路依次连接，所述脉冲整形电路连接所述MCU。

4.根据权利要求1的一种低功耗心率监护系统，其特征在于，所述手机中设置有GPS模块，所述GPS模块与所述手机中的ARM芯片相接。