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關(guān)于可穿戴設(shè)備的核心控制系統(tǒng)

lhl545545 ? 來源:與非網(wǎng) ? 作者:曹順程 ? 2020-08-15 10:24 ? 次閱讀
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對于脈搏血氧儀,現(xiàn)在應(yīng)該不算一個新奇的玩意,像一些高端的旗艦手機、可穿戴設(shè)備都會攜帶這種功能。脈搏血氧儀可以通過無創(chuàng)檢測的方式實現(xiàn)對自身脈搏以及血氧濃度的監(jiān)測,達(dá)到及時了解身體健康狀況的目的,是不是很神奇呢?那么它是通過什么原理?又是采用什么硬件方案實現(xiàn)的?今天就通過拆解我手上的這個魚躍指夾式脈搏血氧儀來一探究竟吧。

拆解

拆過過程相對簡單,就不做說明,來看一下拆解完的情況。

除了外殼,這個脈搏血氧儀主要分為 5 個功能部分,電源、顯示、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、核心控制系統(tǒng)。

電源很好理解,如上圖所示,兩條供電線,供電源是兩節(jié) 7 號電池;顯示就是正中的這塊數(shù)碼管 LED 顯示屏幕,可以顯示血氧濃度和心率;板子另外兩根線(綠色)連接的是紅外線以及紅光發(fā)射系統(tǒng),相應(yīng)的連接到下圖小板上的紅外以及紅光發(fā)射 led,其中驅(qū)動這個 LED 的是靠這個板子上 4 顆 mos 管(黃色)組成的 H 橋驅(qū)動電路

由于血液中的血紅細(xì)胞,其中含氧血紅蛋白(HbO2)和還原血紅蛋白(Hb)這兩種血紅蛋白對紅光(660nm)和紅外線(910nm)有不同的吸收能力,通過在手指同一位置照射紅光 LED 和紅外線 LED 燈,當(dāng)光線從手指的一面穿透到另一面,讓光電轉(zhuǎn)換 IC 接收。

板子的背面就是相應(yīng)的接收系統(tǒng),靠中間的這顆光電轉(zhuǎn)換 IC (咖啡色)實現(xiàn)光信號的采集轉(zhuǎn)換,然后通過電路輸出到單片機(紫色)內(nèi)部;

此指夾式脈搏血氧儀的核心控制系統(tǒng)基于盛群半導(dǎo)體 8 位單片機 HT66F4550,這是一款內(nèi)置雙運算放大器 A/D 型 Flash 單片機,所以它可以將光電轉(zhuǎn)換 ic 的信號通過內(nèi)部集成的兩個運放產(chǎn)生正比于接收光強的電壓,然后再由 MCU 計算得出相應(yīng)的血氧飽和度或者說心率。

上面的 5 個功能部分組成了指夾式脈搏血氧儀的全部硬件電路,實現(xiàn)包括采集、計算、輸出、整個流程。

小結(jié)

看完是不是感覺這個硬件方案比較簡單?當(dāng)然前提是你得選對硬件,尤其是這個產(chǎn)品中核心的 MCU 組件,集成的雙運算放大器就能很好的降低整個硬件方案的難度;其次,回歸到這個產(chǎn)品的本身,外觀設(shè)計精致小巧,功能檢測不費時間,尤其對血氧跟心率時常有監(jiān)測要求的用戶來說是非常便攜方便的。加上 100 多塊錢的價格,相信這種便攜式的醫(yī)療電子產(chǎn)品將來必然會像體溫計一樣普及,成為每個家庭的必需品。
責(zé)任編輯:pj

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