基于光電及cmos成像的脈搏檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置，包括光電感傳感單元、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器、電源電路、顯示模塊和存儲模塊，光電感傳感單元包括依次相連的影像擷取單元和數(shù)字信號處理器；光電感傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器依次相連，電源電路與光電傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器均相連，顯示模塊和存儲模塊均連接ARM微處理器。本實用新型采用集成度高和靈敏度高的光電感傳感器和ARM微處理器測量脈搏的實時狀況，電路簡單，成本低廉，使用方便，準確度高，可用于安全駕駛【技術(shù)領(lǐng)域】，實時檢測駕駛員身體狀況。
【專利說明】基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種脈搏檢測裝置，特別涉及一種基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的脈搏測試法主要還是局限于人工測試或聽診器測試，受人為因素影響較大?，F(xiàn)有技術(shù)中已有的脈搏檢測裝置的可靠性、精確度和測量速度均需進一步改進。脈搏檢測裝置的關(guān)鍵術(shù)在于傳感系統(tǒng)和機械系統(tǒng)，要求精密的傳感系統(tǒng)，以達到脈象的準確檢測與靈活控制；硬件接口及放大系統(tǒng)要求穩(wěn)定性好，重復性強；能排除各種影響因素，真實地反映脈搏狀況，對檢測到的脈搏信號進行處理，并進行不失真?zhèn)魉汀?br> 實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供了一種精確度更高、可靠性更優(yōu)、檢測速度更快的基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0005]基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置，包括光電感傳感單元、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器、電源電路、顯示模塊和存儲模塊，光電感傳感單元包括依次相連的影像擷取單元和數(shù)字信號處理器；光電感傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器依次相連，電源電路與光電傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器均相連，顯示模塊和存儲模塊均連接ARM微處理器。
[0006]上述存儲模塊包括同步動態(tài)存儲器和閃存。
[0007]上述ARM微處理器為LPC1752型號微處理器。
[0008]上述光電感傳感單元為ANDS-3080集成芯片。
[0009]由于心臟收縮搏動將血液射入動脈血管使動脈血管的壓強、容積和血流狀態(tài)產(chǎn)生變化，形成一定頻率的脈搏信號。本實用新型通過光電感傳感單元將距離問題轉(zhuǎn)換圖像問題進行脈搏檢測，即將光電感傳感單元中影像擷取單元對著手腕脈搏的寸、關(guān)、遲位置，影像擷取單元采集脈象信息的模擬信號，數(shù)字信號處理器分析處理脈象信息的模擬信號獲得脈搏位移方向和位移大小，并將位移方向和位移大小傳送至A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路對模擬信號進行采樣、量化、編碼，得到數(shù)字信號并發(fā)送至ARM微處理器；ARM微處理器將接收的位移方向和位移大小顯示在顯示模塊上，根據(jù)顯示模塊上顯示的脈搏狀況獲得身體狀況。
[0010]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0011]1、電路簡單，成本低廉，使用方便，準確度高。
[0012]2、采用集成度高和靈敏度高的光電感傳感器和ARM微處理器測量脈搏的實時狀況，可用于安全駕駛【技術(shù)領(lǐng)域】，實時檢測駕駛員身體狀況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為ANDS-3080與LPC1752連接的電路圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的描述。
[0016]具體實施中，ARM微處理器采用LPC1752型號微處理器，32位的ARM Cortex_M3內(nèi)核。低功耗、高成本效益的LPC1752型號微處理器可提供同類最佳的外設(shè)支持功能，例如以太網(wǎng)、USB2.0主機/OTG/設(shè)備和CAN2.0B、三個SSP/SPI控制器、四個UART，支持小數(shù)波特率產(chǎn)生、RS-458、調(diào)制解調(diào)器控制I/O和IrDA、三個I2C總線接口，其中一個支持加速模式(IMbit/s數(shù)據(jù)速率)、I2S數(shù)字音頻接口、最高70個通用I/O。該系列微控制器的工作速度最高可達120MHZ，擁有最高512KB閃存、最高64KB SRAM、12位A/D轉(zhuǎn)換器、10位D/A轉(zhuǎn)換器及內(nèi)部RC振蕩器。
[0017]本實用新型中存儲模塊包括SDRAM (同步動態(tài)存儲器)和Flash (閃存)。SDRAM具有運行速度快的優(yōu)點，但是掉電后不能保存數(shù)據(jù)，所以本實用新型中采用SDRAM來運行操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和各類數(shù)據(jù)的緩存。Flash較SDRAM運行速度慢，但掉電后能保存數(shù)據(jù)，本實用新型中采用Flash用于固化啟動代碼和控制應(yīng)用程序，并保存一些系統(tǒng)數(shù)據(jù)。微處理器采用SPI總線與A/D裝換電路進行信息的傳遞與交換，并用到并行方式的液晶屏顯示外設(shè)電路。
[0018]光電感傳感單兀米用用于光電鼠標中的光電感傳感器，其工作機理是基于CMOS成像的圖像識別方法，即通過一個“感光眼”，不斷對物體拍照，并將前后兩次圖像進行DSP(數(shù)字信號處理)，得到圖像移動的方向和間隔，前后兩次圖像的數(shù)字信號處理由光電感傳感器自帶計算機程序自動實現(xiàn)，屬于本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的常規(guī)技術(shù)，在此不作贅述。因此，光電鼠標芯片具有傳感器的基本功能，其將振動的檢測轉(zhuǎn)化為圖像檢測，其基本原理可以歸結(jié)于基于CMOS成像的圖像識別原理的位移的檢測，只是此種位移是圍繞某個基本點進行往復移動。本實用新型中則是采用光電感傳感單元的“感光眼”，不斷對脈搏進行拍照，根據(jù)前后圖像對比獲得脈搏的移位方向和間隔。
[0019]具體實施中，光電感傳感器采用安捷倫公司生產(chǎn)的ANDS-3080集成芯片，其包括影像擷取單元(IAS)和數(shù)字信號處理器(DSP)。IAS通過透鏡和照明系統(tǒng)捕獲精微的表面圖像。這些表面圖像經(jīng)DSP處理后獲得得出運動的方向和距離，并獲得相對位移值和位移方向，通過SPI接口將獲得的相對位移值和位移方向傳送給ARM微處理器，ARM微處理器將接收的相對位移值和位移方向發(fā)送至顯示模塊并顯示。本實用新型中ARM微處理器不進行任何數(shù)據(jù)處理，僅用來控制ANDS-3080集成芯片的開機和關(guān)機。
[0020]ANDS-3080集成芯片具有如下特性:高速運動的捕獲一高達40inch/s和15個g ;超過6400彬秒的可編程幀速率；支持高達1600cpi的分辨率。ANDS-3080集成芯片雖然是一款高端鼠標芯片，但是其高性能的各項參數(shù)使其完全可以勝任絕大部分環(huán)境下物體兩自由度振動偏移量的捕獲。ANDS-3080集成芯片與LPC1752接口的電路圖見圖2。
【權(quán)利要求】
1.基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置，其特征在于，包括: 光電感傳感單元、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器、電源電路、顯示模塊和存儲模塊，光電感傳感單元包括依次相連的影像擷取單元和數(shù)字信號處理器；光電感傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器依次相連，電源電路與光電傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM微處理器均相連，顯示模塊和存儲模塊均連接ARM微處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置，其特征在于: 所述的存儲模塊包括同步動態(tài)存儲器和閃存。
3.如權(quán)利要求1所述的基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置，其特征在于: 所述的ARM微處理器為LPC1752型號微處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的基于光電及CMOS成像的脈搏檢測裝置，其特征在于: 所述的光電感傳感單元為ANDS-3080集成芯片。
【文檔編號】A61B5/02GK204120999SQ201420605776
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】陳鯉文, 鄭建生 申請人:武漢大學