多参数监测智能服饰系统电路设计

2017-08-18 71 0

本文提出一种穿戴式多参数监测智能服饰系统,它将传感器、织物电缆和柔性电路板有机结合到服装中,实现了在日常生活以及作业环境下对多生理参数的动态、协同监测,具有生理信号检测、信号特征提取功能,并利用蓝牙技术完成数据的备份以便于进一步分析,也可以利用具有蓝牙功能的通信设备实现远程医疗服务等功能。

监测传感器:传感器负责心率、体温等生命体征参数的采集。考虑到本系统可穿戴式的特点,在传感器选型方面尽量选用集成化、灵敏度和精度高的产品,这样既能减小系统电路的面积、便于穿戴,又能提高系统的稳定性和可靠性。

血压采集模块采用 Freescale 公司生产的 MPXV5050GP 压阻式压力传感器,将其置于衣袖中部肘关节内侧,可以直接将动脉血液对血管壁的压力转换为输出电信号,具体电路如图 2 所示。该传感器采用离子注入工艺,内部集成了放大器、滤波器等信号处理单元电路,外部只需要很少的元件即可工作,在输出端输出经过放大和整形的电信号;这样就可直接将传感器的输出端接入 ADμC7024 内部集成的 12 位 ADC 进行模数转换,再经过软件处理得到血压值。

多参数监测智能服饰系统电路设计

体温采集模块:采用 Maxim 公司的模拟温度传感器 MAX6612 检测体表温度。MAX6612 采用 5 引脚 SC70 封装,最大工作电流仅为 35μA,具有功耗低、精度高、体积小的特点,并对 ADC 做了电路上的优化,适合本系统的应用。具体的体温采集电路如图 4 所示。

多参数监测智能服饰系统电路设计

蓝牙模块:本系统采用蓝牙模块实现与内嵌蓝牙功能的外部设备的数据交换。为减小系统体积、减轻系统质量和降低功耗,该蓝牙模块采用 Class-2 设计方案,USB 输出,传输距离为 10m,支持蓝牙 2.0 版本协议,能够满足系统的需求。蓝牙芯片采用 CSR 公司的 BC417143,芯片内部集成了 8Mbit 闪存,主要存放基带、链路管理层和主机控制接口的软件,还包括一些用于对芯片进行配置的 API;前端射频带通滤波器选用 MDR771F-CSR-T,巴伦采用 TDK 公司的 HHM-1517,完成系统的差分射频信号和天线输入输出信号之间的转换。具体设计方案原理图如图 5 所示。

多参数监测智能服饰系统电路设计

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