市場需求分析

　　隨著生活水平的不斷提高以及城市老齡化比例的提高，人們越來越重視個人的身體健康和醫(yī)療保健了，加上近年來國家醫(yī)改的不斷推進，醫(yī)療檢測設(shè)備的家庭化逐漸成為了趨勢。

　　然而，目前市面上存在的醫(yī)療檢測設(shè)備價格昂貴，不是一般老百姓的經(jīng)濟條件所能接受的，再則，它們體積龐大，不便攜帶，因而不利于大眾化，家庭化的推廣。本設(shè)計充分利用Cypress芯片的CapSense觸摸傳感器技術(shù)及其內(nèi)嵌的高性能MCU特性以及高精度AD和豐富的片內(nèi)數(shù)?；旌峡删幊掏庠O(shè)，這樣只需輔以少量的外圍器件即可實現(xiàn)對人體體溫、脈搏、血壓高值和血壓低值的實時測量和存儲。從而，實現(xiàn)了集實用多功能于一體的便攜式電子醫(yī)生設(shè)計方案。

　　由以上分析可知，本設(shè)計具有巨大的市場需求和發(fā)展空間。

　　總體設(shè)計方案

　　本設(shè)計總體架構(gòu)圖如下所示：

　　圖1、總體架構(gòu)圖

　　作為主控板的CY8CKIT-003 PSoC 3 FirstTouch Starter Kit開發(fā)板提供了豐富的片內(nèi)外設(shè)資源和板載數(shù)?；旌闲盘柌杉瘋鬏敿巴ㄐ拍K，從而可以在擴展少量外圍器件的情況下實現(xiàn)如下功能：

　　1. 脈搏測量功能

　　2．血壓測量功能

　　3. 體溫測量功能

　　4. 手表功能

　　5.數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)采集功能

　　通過USB接口或者無線傳輸方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)到PC機的傳輸，從而與事先設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)庫進行對比分析，得出對應(yīng)的醫(yī)生處方或建議。

　　以上前四項功能的結(jié)果均可在功能按鍵的控制下由LCD顯示器直觀的顯示，實現(xiàn)即時數(shù)據(jù)采集和顯示，預(yù)期整個系統(tǒng)最終產(chǎn)品實現(xiàn)操作簡單，功能強大實用，人機界面友好。

　　關(guān)鍵模塊設(shè)計方案

　　脈搏測量

　　根據(jù)功能模塊的劃分，其系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，包括以下幾部分：①傳感器：將脈搏跳動信號轉(zhuǎn)換為與此對應(yīng)的電脈沖信號。②放大與整形電路：將傳感器的微弱信號放大，整形除去雜散信號。③倍頻器：將整形后所得到的脈沖信號的頻率提高。如將30 s內(nèi)傳感器所獲得的信號頻率2倍頻，即可得到對應(yīng)1分脈沖數(shù)，從而縮短測量時間。④基準時間產(chǎn)生電路：產(chǎn)生短時間的控制信號，以控制測量時間。⑤控制電路：用以保證在基準時間控制下，使2倍頻后的脈沖送到計數(shù)譯碼顯示電路中。⑥計數(shù)譯碼顯示電路：用來讀出脈搏數(shù)，并以十進制數(shù)的形式在LCD上顯示出來。

　　上述測量過程中，由于對脈沖進行了2倍頻，計時時間也相應(yīng)縮短了2倍（30 s），而數(shù)碼顯示的數(shù)字卻是1分的脈 搏 跳 動 次 數(shù) 。 用 這 種 方 案 測 量 的 誤 差為±2次/min，測量時間越短，誤差也越大。

　　圖2、脈搏測量硬件結(jié)構(gòu)框圖

　　血壓測量

　　血壓測量模塊實現(xiàn)框圖如下

　　圖3、血壓測量模塊實現(xiàn)架框圖

　　一次測量血壓的過程為：按激活鍵ADC輸出控制氣泵充氣至200 mmHg高，慢慢以每秒約下降5 mmHg的速度放氣。壓力傳感器輸出信號經(jīng)差分放大器后變單端信號一路送入單片機ADC監(jiān)視直流分量，另一路送入0.8 Hz二階高通濾波器濾除直流分量；交流分量經(jīng)200倍放大后輸入38 Hz二階低通濾波器去除電源及皮膚與袖帶摩擦的高頻噪聲和工頻干擾并將此信號維持在0～5 V之問，濾波后的交流分量一路送入血壓脈沖觸發(fā)然后觸發(fā)單片機ADC工作，另一路送入單片機ADC計算幅值，先找出最大振幅值A(chǔ)max，在往前找幅值為 0.5Amax的瞬態(tài)位置對應(yīng)血壓直流分量即為收縮壓，往后找幅值為0.8Amax的瞬態(tài)位置對應(yīng)血壓直流分量即為舒張壓，將計算出的收縮壓和舒張壓結(jié)果 輸出至液晶驅(qū)動器顯示。血壓信號及收縮壓和舒張壓位置如圖4所示。

　　圖4、血壓直流信號及收縮壓和舒張壓位置