專利名稱：一種家用健康指數(shù)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析儀，具體地講，涉及一種家用健康指數(shù)分析儀。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)個(gè)人的健康問(wèn)題尤為重視。但由于年輕人的工作繁忙、老 年人的行動(dòng)不便等等原因而不能經(jīng)常到醫(yī)院檢查身體的健康指標(biāo)。因此，人們很難了解自 己的健康狀況，從而不能合理調(diào)節(jié)自己的生活導(dǎo)致健康指數(shù)下降，以及不能提前發(fā)現(xiàn)和預(yù) 防一些疾病從而導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)一些疾病的最佳治療期。于是，人們希望在家里就能了解自己的 健康狀況。據(jù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)，血壓、肥胖、體溫心率是健康問(wèn)題的非常重要的參數(shù)，譬如肥胖容易 引起免疫力下降、高血壓等癥狀，而高血壓又是心、腦、血管等疾病的前兆。經(jīng)常關(guān)注自己的 血壓、肥胖、體溫、心率等指標(biāo)是非常重要的。大家都知道，傳統(tǒng)的儀器性能單一并且操作不 方便，比如水銀血壓計(jì)甚至有很多人不會(huì)用。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種功能全面、操作簡(jiǎn)便、對(duì)健康指數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ) 分析的健康指數(shù)分析儀。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的
一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征是所述微控制系 統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成，所述信號(hào)采集系統(tǒng)包括室溫測(cè) 量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測(cè)量電路、體重測(cè)量電路、體溫測(cè)量電路、心率心 音測(cè)量電路。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述血壓測(cè)量電路包括環(huán)形振蕩電路、充氣電 機(jī)電路和放氣電磁閥電路。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述體重測(cè)量電路包括變阻式壓力傳感器BR1， 所述變阻式壓力傳感器BRl連接儀表放大器一 U2，所述儀表放大器一 U2連接精密放大器一 U5，所述變阻式壓力傳感器BRl和儀表放大器一 U2都連接精密放大器二 U3，所述精密放大 器二 U3連接穩(wěn)壓源電路一 U4。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述心率心音測(cè)量電路包括拾音頭Li，所述拾 音頭Ll連接儀表放大器二 TO，所述儀表放大器二 U6連接精密放大器三U7。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述體溫測(cè)量電路包括電阻式溫度傳感器Rtl， 所述電阻式溫度傳感器Rt 1連接儀表放大器三U8，所述儀表放大器三U8連接精密放大器四 U9，所述精密放大器四U9連接穩(wěn)壓源電路二 U10。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明把多種測(cè)試器集于一 體，不僅能夠測(cè)試血壓、體重、體溫、心率、心音來(lái)滿足人們測(cè)試的方便而且能夠?qū)y(cè)試身體 健康的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析存儲(chǔ)，并且可以把一段時(shí)間內(nèi)的存儲(chǔ)的指標(biāo)進(jìn)行健康趨勢(shì)分析。 本儀器以測(cè)得的身體指數(shù)為依據(jù)，調(diào)取存儲(chǔ)的醫(yī)學(xué)依據(jù)進(jìn)行身體健康狀況分析并以溫馨提示或注意事項(xiàng)的方式提示用戶的身體狀況，可以使得用戶合理的調(diào)整生活以及對(duì)一些疾病 的預(yù)防和提前發(fā)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本發(fā)明血壓測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為本發(fā)明體重測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖4為本發(fā)明心率心音測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖5為本發(fā)明體溫測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖6為本發(fā)明A\D轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖7為本發(fā)明串口電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖8為本發(fā)明的電源電路圖。圖9為本發(fā)明液晶顯示屏電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖10為本發(fā)明鍵盤電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖11為本發(fā)明微控制器系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1，一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號(hào)采集系統(tǒng)，所述微控 制系統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成；所述信號(hào)采集系統(tǒng)由室溫 測(cè)量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測(cè)量電路、體重測(cè)量電路、體溫測(cè)量電路、心率 心音測(cè)量電路。參見圖2，所述血壓測(cè)量電路包括環(huán)形振蕩電路、充氣電機(jī)電路和放氣電磁閥電 路。所述環(huán)形振蕩電路包括變?nèi)菔綁毫鞲衅鱒Cl、74HC00四與非門Ul、電阻Rl、R2，一起 構(gòu)成帶RC延遲電路的環(huán)形振蕩電路。此電路可以使血壓引起的電容變化映射為相應(yīng)頻率 的方波，通過(guò)微處理器U13進(jìn)行測(cè)頻率，可以間接測(cè)試血壓。Ml為充氣電機(jī)，M2為放氣電磁 閥。通過(guò)微控制器U13控制充氣、放氣，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)量血壓。Ul 74HC00是四與非門，與RU R2、VCl相接構(gòu)成環(huán)形振蕩電路。Ul的VCC與GND 之間接電容Cl，有穩(wěn)壓濾波的作用，以便為Ul提供更穩(wěn)定的工作電壓。Ul的Fkey腳是環(huán) 形振蕩電路的片選端，接微控制器的PA5腳，當(dāng)為0時(shí)，Ul將處于不工作狀態(tài)，當(dāng)為1時(shí)，Ul 將處于工作狀態(tài)。Ul的8引腳是頻率輸出端，接微控制器的PBl腳進(jìn)行測(cè)頻率。Ml是充氣電機(jī)，YQl是開關(guān)三極管一起組成充氣裝置。二極管Dl和電容C2相并 是Ml的保護(hù)電路，上接至VCC，電阻R3、R4串聯(lián)是YQl的開關(guān)控制電路，CM端是電機(jī)的控制 端接微控制器的PA6端，控制三極管YQl的導(dǎo)通和截止，間接的控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止。M2是放氣電磁閥，YQ2是開關(guān)三極管一起組成放氣裝置。二極管D2、電容C5相并 是M2的保護(hù)電路，，上接VCC，電阻R5、R6串聯(lián)和電容C3 104相并是YQ2的開關(guān)控制電路。 CK端是電磁閥的控制端接微控制器的PA7端，控制三極管YQ2的導(dǎo)通和截止，間接的控制電 磁閥的打開和關(guān)閉。參見圖3，所述體重測(cè)量電路包括變阻式壓力傳感器BR1，所述變阻式壓力傳感器BRl連接儀表放大器一 U2，所述儀表放大器一 U2連接精密放大器一 TO，所述變阻式壓力 傳感器BRl和儀表放大器一 U2都連接精密放大器二 U3，所述精密放大器二 U3連接穩(wěn)壓 源電路一 U4。BRl為變阻式壓力傳感器、U2為儀表放大器一 INA333、U5為精密放大器一 0PA2333，一起構(gòu)成體重測(cè)量電路。此電路可以使體重引起變阻式壓力傳感器的電阻變化映 射為相應(yīng)的電壓，通過(guò)微處理器U13讀取A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓值，間接測(cè)得體重。U4為穩(wěn) 壓源REF5040輸出4. 096V的穩(wěn)定電壓，通過(guò)U3精密放大器0PA2333連接的電壓跟隨增加 電壓驅(qū)動(dòng)，為BRl變阻式壓力傳感器提供恒定參考電壓。R12、R13、MR2串聯(lián)通過(guò)U3連接的 電壓跟隨對(duì)體重測(cè)量電路調(diào)零。變阻式壓力傳感器的橋式電路BRl由四個(gè)點(diǎn)可變電阻組成，電阻Ra、Rd和電阻Rb、 Rc之間產(chǎn)生差分電壓經(jīng)過(guò)電容C6、CP1接到儀表放大器U2的2、3腳。U2 INA333是儀表放 大器一，1、8引腳接電阻R7，用來(lái)控制運(yùn)放的增益。U2的7腳接AVCC，AVCC接電容C15模擬 地AGND，C15有穩(wěn)壓濾波作用，為U2提供穩(wěn)定的工作電壓。U2的4腳為運(yùn)放的負(fù)電源端， AVEE經(jīng)旁路電容C7接模擬地。U2的5引腳經(jīng)電阻R8接地。U4 REF5040為基準(zhǔn)電壓源，1、 3、5、7、8腳置空，2腳接AVCC，AVCC接電容CP3和ClO并聯(lián)接地。6腳為U4的輸出引腳，輸 出穩(wěn)定的工作電壓。經(jīng)過(guò)電容CP5、Cll并聯(lián)接地，6腳的輸出電壓經(jīng)RlO接至U3運(yùn)放的3 引腳上，作為U3運(yùn)放的輸入。運(yùn)放U3 0PA2333的1腳接為為參考電壓輸出端，輸出穩(wěn)定電 壓4. 096V, 1腳接電阻R9接2腳，構(gòu)成了電壓比較器，1腳輸出的穩(wěn)定電壓經(jīng)電容C8、CP2接 地，穩(wěn)定電壓，濾去諧波，4、8腳為U3的電源地，分別接電容C13、C9接地，U3的5腳為運(yùn)放 的同相輸入端，通過(guò)電阻R12、R13、以及電位器MR2產(chǎn)生分壓輸入，6、7腳接電阻Rll反饋， 構(gòu)成電壓跟隨器，7腳的輸出端接電阻R19接U2的參考電壓輸入端，起到調(diào)零作用，將空載 時(shí)U2的電壓調(diào)至OV以上。U2的輸出端6腳接電阻R18送至運(yùn)放U5 0PA2333的同相輸入 端，進(jìn)行下一級(jí)放大，U5中包含兩個(gè)運(yùn)放，1、2、3構(gòu)成一個(gè)運(yùn)放，U5的1腳輸出接5腳作為 第三級(jí)運(yùn)放的輸入，7腳為三級(jí)運(yùn)放輸出端，接AD轉(zhuǎn)換電路的9腳，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。參見圖4，所述心率心音測(cè)量電路包括拾音頭Li，所述拾音頭Ll連接儀表放大 器二 U6,所述儀表放大器二 U6連接精密放大器三U7，Ll為拾音頭、U6為儀表放大器二 INA333、U7為精密放大器三0PA2333，一起構(gòu)成心率心音測(cè)量電路，此電路可以將心跳、脈 搏等振動(dòng)信號(hào)映射為電壓的變化，并把相應(yīng)的電壓變化分成兩路一路送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 心率測(cè)量，另一路送至耳機(jī)進(jìn)行聽心音。U6 INA333為儀表放大器二，U6的4、7腳為電源端。分別接電容C22、C24接地。 1腳接電位器MR4接8腳，調(diào)節(jié)運(yùn)放的增益。電容C21和電阻R22、R23以及可變電感Ll構(gòu) 成信號(hào)采樣電路。可變電感Ll的兩端分別接U6的同相和反相輸入端2、3引腳，AVCC接電 阻R26串可變電阻MR5接地，產(chǎn)生分壓接電阻R25接TO的參考電壓輸入端5引腳，6腳為 U6的信號(hào)輸出引腳，產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)電阻R24輸出MBO，MBO信號(hào)接電容C25接地，濾去高頻 諧波，U7 0PA2333為雙運(yùn)放芯片。U6產(chǎn)生的MBO信號(hào)輸入到U7的3引腳，同相輸入端，U7 的1腳為信號(hào)輸出端，接電位器MR6接電阻R27接地，輸出信號(hào)接MR6反饋到運(yùn)放的反向輸 入端2腳，1腳出來(lái)的信號(hào)接電容CP8送至耳機(jī)，MBO信號(hào)接運(yùn)放5引腳，輸出端7引腳輸出 的信號(hào)A2送至AD轉(zhuǎn)換電路，A2信號(hào)接電容C28并可變電阻MR7后，將信號(hào)反饋到反向輸 入端6引腳上。參見圖5，所述體溫測(cè)量電路包括電阻式溫度傳感器Rtl，所述電阻式溫度傳感器Rtl連接儀表放大器三U8，所述儀表放大器三U8連接精密放大器四U9，所述精密放大器四 U9連接穩(wěn)壓源電路二 U10。Rtl為電阻式溫度傳感器，U8為儀表放大器三INA333、U9為精 密放大器四0PA2333，一起構(gòu)成體溫測(cè)量電路。此電路可以使體溫引起的電阻式溫度傳感器 的電阻變化映射為相應(yīng)的電壓，通過(guò)微處理器讀取A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓值，間接測(cè)得體 溫。UlO為穩(wěn)壓源二 REF5040輸出4. 096V的穩(wěn)定電壓，通過(guò)U9精密放大器四0PA2333連接 的電壓跟隨增加電壓驅(qū)動(dòng)，為Rtl變阻式溫度傳感器提供恒定參考電壓。測(cè)量室溫使用的 是數(shù)字溫度傳感器J2 18B20。圖5中闡述了體溫和室溫測(cè)試電路，測(cè)試室溫采用18B20，引腳2經(jīng)電阻R38得到 輸出信號(hào)B20，接至單片機(jī)的PBO引腳，UlO REF5040為基準(zhǔn)穩(wěn)壓源，2腳為輸入引腳，6腳為 輸出引腳，輸出電壓接電阻R36接U9運(yùn)放的5腳，進(jìn)行電壓放大，U9的7腳為參考電壓輸出 端，輸出電壓TemRef,TemRef電壓接電阻R35反饋到U9的反向輸入端6腳。U8 INA333為 儀表放大器三，1腳接電位器MR9接8引腳，調(diào)節(jié)電路增益。電阻R32、R30、R31、電容C30、 CP9、電位器MR8以及變阻式溫度傳感器構(gòu)成的溫度采樣電路。將采集的信號(hào)接至U8的2、 3腳上，實(shí)現(xiàn)差分輸入，減小誤差。5引腳為參考電壓輸入端，接地，6腳放大信號(hào)輸出端接電 阻R34經(jīng)電容C33接地，放大信號(hào)接至U9 0PA2333運(yùn)放同相輸入端3引腳，1引腳為信號(hào) 輸出端，輸出信號(hào)A3經(jīng)電位器MRlO并電容C35反饋到反向輸入端2引腳，2引腳接R33接 地，放大輸出信號(hào)A3送到AD轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。參見圖6，由U12為TLC3548構(gòu)成了模擬電壓信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化電路，U12 TLC3548為ADC轉(zhuǎn)換芯片，2、7、24接電源VCC，VCC接電容C49接地，17、23引腳接AVCC接 電容接地，6腳接GND, 22,18腳接AGND, 1、3、4、5、8腳分別接單片機(jī)的PA0、PA1、PA2、PA3引 腳，21腳經(jīng)過(guò)電容C45、CP13接AGND，19腳經(jīng)電容CP14、C46接AGND。參見圖7，由串口電平轉(zhuǎn)換芯片Ull MAX232和SERl串口頭，構(gòu)成串口電路。此電 路實(shí)現(xiàn)了微處理器與電腦的通信。Ull的1腳接電容C40接3腳；4腳接電容C41接5腳； 6腳接電容C44接地；2腳接電容C42接VCC ；16腳接VCC接電容C43接地，15腳接地；11、 12、13、14腳置空。9、10腳分別接單片機(jī)的PD0、PD1引腳。Ull的7、8腳接串口的2、3腳， 串口 5腳接地，外殼接地，防止對(duì)傳輸數(shù)據(jù)引起干擾。參見圖8，由電感、電容和電源指示燈構(gòu)成電源的管理電路。此電路實(shí)現(xiàn)了模擬電 源與數(shù)字電源的匯集，減少彼此之間的干擾。通過(guò)電感L2、L3將模擬正電源與數(shù)字正電源 隔離。通過(guò)電感L4、L5將數(shù)字地與模擬地隔離，防止兩者相互產(chǎn)生干擾。模擬負(fù)電源AVEE 經(jīng)過(guò)電感L6進(jìn)行隔離。發(fā)光二極管LEDl與電阻R39串聯(lián)，正極接電源，負(fù)極接地；LED2與 電阻R40串聯(lián)正極接地，負(fù)極接AVEE。參見圖9，為12864顯示模塊，數(shù)據(jù)信息通過(guò)12864進(jìn)行顯示。本實(shí)例中12864采 用串行顯示方式，串行方式使用的單片機(jī)的端口引腳比較少。IXDrSt、IXDSClk、IXDSdata、 LCDcs分別接單片機(jī)的PB3、PB4、PB5、PB2引腳。參見圖10，為矩陣式鍵盤，三行四列共12個(gè)按鍵。Keyhl、Keyh2、Keyh3、Keyh4、 Keyll、Keyl2、Keyl3、Keyl4 分別接單片機(jī)的 PCO, PCI、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7。參見圖11，由U13為微處理器ATmegaie單片機(jī)和一些外圍器件構(gòu)成微處理器最 小系統(tǒng)。此電路為整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，實(shí)現(xiàn)所有測(cè)試的計(jì)算分析，以及人機(jī)界面的控制， 和計(jì)算機(jī)的通信。
左圖是單片機(jī)時(shí)鐘電路。晶振接之單片機(jī)的7、8引腳，接電容C55、C54接地。右圖 為單片機(jī)的復(fù)位電路，當(dāng)按鍵被按下，單片機(jī)的復(fù)位引腳處于低電平，單片機(jī)將進(jìn)行復(fù)位。 中間為Atmegal6-16AC單片機(jī)，5、17、38引腳接VCC接電容C58接地，27引腳接AVCC接電 容C57接地，29腳接電容C56接地，28腳接地。右上圖為下載器電路。1、5、7、9分別接單片機(jī)的PB5、單片機(jī)4腳、PB7、PB6腳， 2腳接二極管D3接VCC，D3的作用是防止VCC給單片機(jī)倒充電，4、6、8、10接地，3腳置空。當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征是所述微控制系統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成，所述信號(hào)采集系統(tǒng)由室溫測(cè)量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測(cè)量電路、體重測(cè)量電路、體溫測(cè)量電路、心率心音測(cè)量電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述血壓測(cè)量電路包括環(huán)形 振蕩電路、充氣電機(jī)電路和放氣電磁閥電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述體重測(cè)量電路包括變阻 式壓力傳感器BRl，所述變阻式壓力傳感器BRl連接儀表放大器一 U2，所述儀表放大器一 U2 連接精密放大器一 U5，所述變阻式壓力傳感器BRl和儀表放大器一 U2都連接精密放大器二 U3，所述精密放大器二 U3連接穩(wěn)壓源電路一 U4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述心率心音測(cè)量電路包括 拾音頭Li，所述拾音頭Ll連接儀表放大器二 TO，所述儀表放大器二 U6連接精密放大器三 U7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述體溫測(cè)量電路包括電阻 式溫度傳感器Rt 1，所述電阻式溫度傳感器Rt 1連接儀表放大器三U8，所述儀表放大器三U8 連接精密放大器四U9，所述精密放大器四U9連接穩(wěn)壓源電路二 U10。
全文摘要
一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號(hào)采集系統(tǒng)，其特征是所述微控制系統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成；所述信號(hào)采集系統(tǒng)由室溫測(cè)量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測(cè)量電路、體重測(cè)量電路、體溫測(cè)量電路、心率心音測(cè)量電路。本發(fā)明把多種測(cè)試器集于一體，不僅能夠測(cè)試血壓、體重、體溫、心率、心音來(lái)滿足人們測(cè)試的方便而且能夠?qū)y(cè)試身體健康的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析存儲(chǔ)，并且可以把一段時(shí)間內(nèi)的存儲(chǔ)的指標(biāo)進(jìn)行健康趨勢(shì)分析。
文檔編號(hào)A61B5/0205GK101953680SQ20101051559
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者吳新華, 李 榮, 王忠林, 高平東 申請(qǐng)人:濱州學(xué)院