掌上多功能監(jiān)護(hù)呼救定位系統(tǒng)的研制

　　加速度采集模塊。監(jiān)視人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以通過(guò)測(cè)量其加速度完成，目前加速度芯片的種類很多，主要區(qū)別在于分辨率和數(shù)據(jù)輸出接口上，考慮到系統(tǒng)功耗需求，本設(shè)計(jì)采用集成數(shù)字接口的加速度采集芯片，該芯片可通過(guò)SPI接口與MCU交換數(shù)據(jù)。

　　人機(jī)交互模塊由按鍵和液晶組成，按鍵可以直接通過(guò)MCU的標(biāo)準(zhǔn)I/O接口實(shí)現(xiàn)，液晶驅(qū)動(dòng)也選用MXT8051自帶的段碼液晶驅(qū)動(dòng)器接口。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。采集到裝置內(nèi)部的心電圖和加速度數(shù)據(jù)均要求在掉電時(shí)不會(huì)丟失，同時(shí)提供方法在必要時(shí)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到PC做進(jìn)一步的分析和處理?？紤]到目前SD卡等便攜式移動(dòng)存儲(chǔ)卡技術(shù)成熟、價(jià)格便宜且存儲(chǔ)容量非常容易擴(kuò)展，在便攜式設(shè)計(jì)要求下本裝置使用microSD卡作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。

　　報(bào)警信息發(fā)布。報(bào)警信息發(fā)布模塊要求不受地理位置的限制，能夠?qū)?bào)警信息準(zhǔn)確的發(fā)送到預(yù)先設(shè)定的接受者。由于報(bào)警信息中還要求包含報(bào)警發(fā)生的地理位置信息，故選用CDMA數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的發(fā)布，該種通訊模塊內(nèi)部集成了GPS定位功能，能夠滿足系統(tǒng)的功耗管理要求。

　　系統(tǒng)電源。本裝置設(shè)計(jì)了豐富的外圍功能模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，同時(shí)也為系統(tǒng)引入了多樣的電源電壓需求。根據(jù)便攜式設(shè)計(jì)要求，整個(gè)裝置體積小，重量輕，供電最多只能采用2節(jié)AAA電池，而系統(tǒng)的多樣的電壓要求，可通過(guò)電源電壓管理實(shí)現(xiàn)。

　　在此硬件平臺(tái)上，對(duì)各外圍功能模塊的調(diào)用和系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。本方案所述裝置可以根據(jù)用戶具體需求提供包括心律監(jiān)護(hù)、跌倒檢測(cè)、心律+跌倒監(jiān)護(hù)和睡眠呼吸監(jiān)護(hù)等4種工作模式，不同工作模式在使用中均可以相互切換。

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　ECG采集模塊

　　ECG采集模塊負(fù)責(zé)采集體表的心電圖信號(hào)，在本設(shè)計(jì)所述裝置中，ECG信號(hào)采集模塊的性能參數(shù)以滿足我國(guó)對(duì)于監(jiān)護(hù)級(jí)心電圖的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為前提，具體參數(shù)設(shè)置如下：

　　采樣通道：1

　　采樣率：250 Sps

　　采樣分辨率：10Bits

　　帶寬：1-25Hz

　　時(shí)間常數(shù)：0.1s

　　采樣時(shí)間：30s

　　輸入阻抗：不低于1MΩ

　　共模抑制比：60dB

　　為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)指標(biāo)，考慮到體表心電圖信號(hào)為加載在大的共模直流極化電壓之上的微弱差模信號(hào)，且受到肌電(約33Hz)和50Hz工頻的干擾，本裝置采用如圖2所示設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)心電圖信號(hào)的采集。心電圖采集采用粘貼型電極，可有效減少干擾，通過(guò)導(dǎo)聯(lián)線引入系統(tǒng)。

　　為提高輸入阻抗輸入端，采用JFET放大器TL064電壓跟隨器，心電圖信號(hào)的放大級(jí)采用用于心電放大的經(jīng)典儀表放大器AD620實(shí)現(xiàn). 該放大器有較高的共模抑制比(CMRR)，溫度穩(wěn)定性好，放大頻帶寬，噪聲系數(shù)小且具有調(diào)節(jié)方便的特點(diǎn)。初級(jí)放大倍數(shù)為10倍。前置放大器電路圖如圖2所示。