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基于STM32的血氧信号采集装置的制作方法

本实用新型涉及医疗装置领域,具体基于STM32血氧信号采集装置。

背景技术:

目前,血氧参数检测仪已广泛应用于临床实践中。周围组织的血氧参数通过检测手指、耳垂等不同波长的红光或红外光吸收来计算。然而,许多患者在日常生活中无法获得这样的医疗检查和服务,他们仍然无法了解我们目前的血氧状况。医疗器械研发人员迫切需要开发一种血氧信号采集装置,既能实现数据检测,又能满足操作简单、结构简单、价格低廉的要求。

技术实现要素:

基于实用新型的基础STM32血氧信号采集装置,结构简单,操作方便,安全可靠,成本低。

本实用新型基于以下技术方案:STM32包括血氧信号采集装置STM32微处理器,STM32微处理器连接驱动电路、显示模块、时钟电路和蓝牙模块,驱动电路连接血氧探头;STM采用32微处理器STM32F103VET6芯片,所述血氧探头采用双色的发光二极管PDI-E833,发出波长分别为660nm和940nm红光和红外光;驱动电路采用由四个双极晶体管组成的H桥电路,H桥梁电路四脚对应连接STM32F103VET6芯片PC2脚、PC3脚、PC4脚、PC5脚。

此外,使用显示模块ST7920型号的LCD_12864芯片,LCD_12864芯片的RS脚、RW脚、EN脚、CS1脚、CS2脚、DB0-DB7脚对应连接STM32F103VET6芯片的PB0脚、PB1脚、PB12脚、PB13脚、PB14脚PA0-PA7脚。

此外,蓝牙模块采用BT1BCM芯片,BT1BCM芯片的TX脚、RX脚、STATE脚对应连接SSTM32F103VET6芯片的PC6脚、PC7脚、PC8脚,BT1BCM芯片的KEY脚连接一10Ω电阻的一端和按钮S1的一端,10Ω电阻的另一端接地,按钮S1的另一端接3.3v电压,BT1BCM芯片的LED脚通过一2KΩ电阻接3.3v电压。

本实用新型有益效果:仪器内部STM32单片机上经过处理后的脉搏血氧饱和度的检测信息通过显示模块显示并通过蓝牙模块发射到具有蓝牙通讯功能的装置中,使得医生不在场的情况下,患者可以自行进行血氧饱和度和脉率的检测,医生通过这些接收装置看到检测信息并对患者进行指导和建议;结构简单,工作稳定,价格低廉。

附图说明

图1是本实用新型电路图。

具体实施方法

如图1所示,一种基于STM32血氧信号采集装置有一个STM32微处理器,STM32微处理器连接驱动电路、显示模块、时钟电路和蓝牙模块,驱动电路连接血氧探头。采集人体血氧数据的血氧探头和驱动电路;时钟电路是STM32微处理器提供稳定的低速和高速时钟源,显示模块用于显示血氧探头和探头驱动电路采集数据,蓝牙模块将检测到的信息传输到具有蓝牙通信功能的装置。

STM采用32微处理器STM32F103VET6芯片,STM32F103VET6芯片的PC14、PC15脚与32.768KHZ的晶振Y1相连,然后通过两个10pF并联电容;STM32F103VET6芯片的OSC_IN、OSC_OUT高速外脚和8MHZ晶振Y两个22相连pF并联电容;晶振Y1、Y2分别为STM32F103VET6芯片提供稳定的低速和高速时钟源。STM32F103VET6芯片复位电路NRST脚通过100nF电容连接并接地。STM32F103VET6芯片复位电路NRST脚通过100nF电容连接并接地。STM32F103VET6芯片启动电路BOOT0通过电阻一端接至3.3V电源,另一端通过跳线接口JP1选择,VCC脚与3.3V电源相连。

血氧探头和驱动电路根据血液还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)光的吸收特性不同于基础设计。血氧探头采用双色发光二极管PDI-E833分别能发出660波长nm和940nm红光和红外光。红光和红外光在人体组织反射后被由四个双极晶体管组成的H桥电路接收,其内部集成了放大器,传感器输出的信号实际上是放大的脉搏调节信号。H桥电路的DacRed和DacInfrared分别来源于STM32F103VET6芯片的PC3和PC两只脚可以在不同的时间控制不同的脚输出脉冲LED间隔发光。探头中的光电传感器将接收信号发送到单片机OA放大器放大,放大信号进入内部A/D进行采样。STM32F103VET6芯片的PC3、PC2脚根据A/D采样信号的大小调节光源驱动的强度,从而维持光源的稳定。STM32F103VET6芯片处理后的信号通过直流放大和数字滤波获得交流脉搏波成分。STM32F103VET6芯片PC5和PC四脚输出互补电路的控制信号,以保护两脚和1kΩ电阻连接。

两个双色发光二极管Red和Infrared并联和四个双极管L1、L2、L3、L组成桥梁电路。L3和L4的两个端子是20Ω另外两个端子连接并接地电阻器STM32F103VET6芯片的PC3和PC2脚相连。

采用显示模块ST7920型号的LCD_12864芯片;V直接供电;芯片RS、RW、EN、DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7、CS1、CS两脚分别与STM32F103VET6芯片的PB0、PB1、PB12、PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6、PA7、PB13、PB14的脚相连;VDD脚连接到3.3V电压上,VSS脚接地,REST脚通过一个104μF的电容接地并通过10kΩ接VCC,显示模块按需正常工作。

采用蓝牙模块BT1BCM芯片,BT1BCM芯片的TX脚和RX脚分别连接STM32F103VET6芯片的PC6/TXD脚和PC7/RXD脚,用来传输两者之间的信号;BT1BCM芯片的STATE脚与单片机相连PC8/STATE,用于传输蓝牙芯片和移动终端的通信状态;BT1BCM芯片的LED脚连接指示灯,LED脚和指示灯之间有2个连接kΩ为了降压,电阻器。BT1BCM芯片的KEY脚连接按键S1,按键S一端连接蓝牙芯片,一端连接蓝牙芯片KEY脚,另一端接电压3.3V。BT1BCM芯片的KEY脚连接按键S1,按键S一端连接蓝牙芯片,一端连接蓝牙芯片KEY脚,另一端接电压3.3V。按键S一端也通过电阻R1连接到地进行分流。

工作过程:患者用手指夹住两个发光二极管Red和Infrared,两个发光二极管交替发射660mm和940mm由四个双极晶体管组成的H桥电路接收通过手指的透射光信号,经过处理后送到STM32微处理器通过显示模块的显示屏进行计算分析,获取患者的脉搏、血氧饱和度信息,并通过蓝牙模块将上述信息发送到具有蓝牙功能的手机、计算机等设备进行接收处理。

当为STM32微处理器上电后,主控程序读取启动参数,完成各模块的初始化。在血氧探头和驱动电路中调用两个信号调制模块LED光调制使传感器模块输出的信号稳定在一定阈值,然后直流跟踪和交流放大信号,然后通过数字滤波器过滤环境噪声,得到交流脉搏波,分析其周期和振幅,计算心率和血氧饱和度,最后显示和发送计算结果。

标签: oa5104光电传感器

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