[发明专利]基于NFC和蓝牙的心音传输管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于NFC和蓝牙的心音信号管理系统，属于心音信号处理和传输技术领域。

背景技术

心音信号来自于身体内部，是心血管机械运动的反映。心音作为人体内部最为重要的生理信号之一，对于心音信号的分析有助于心脏疾病的诊断。方便高效的心音采集传输系统对于基于心音的病理研究有十分重要的意义。

目前基于心音信号的接收传输系统，主要是通过心音传感器接受心音，通过计算机声卡接收心音信号，并传输至计算机，通过计算机完成心音波形的显示，然后进行相应的特征提取。由于计算机比较庞大，不利于便携，所以无法方便地完成心音信号的采集工作。此外，通过计算机声卡接收心音，需要用户就近采集心音信号，通常无法做到心音信号的无线传输。鉴于上述原因，需要寻找一种支持无线传输的心音采集传输设备。

随着蓝牙技术的高速发展，蓝牙传输技术已广泛应用于数据传输领域。作为一种短距离的无线传输技术，蓝牙传输技术具备适用设备多、安全加密、抗干扰能力强、使用方便、工作频段全球通用、兼容性好等特点，非常适用于心音信号数据的传输。然而，由于蓝牙技术在进行多设备间的近距离通信时，考虑到频带复用以及安全性等因素，在设备间传输数据之前需要进行连接操作，对于未配对的设备还需要先搜索附近活动设备，然后通过PIN 密码进行设备间的配对操作。通常蓝牙设备的配对过程需要占用5 秒至6 秒时间，而在拥挤的环境中最长要占用近30 秒，这大大降低了用户的操作体验。

利用NFC技术简化蓝牙配对可以减少上述蓝牙传输数据前连接过程的耗时。NFC(近场通信)是一种用于近距离无线通信的一种新技术，它由无线射频识别技术(RFID)结合传统的近距离互联技术发展而来，该技术用于两个设备在极近距离(10cm左右)通过触碰方式完成通信。使用NFC 技术完成数据交换，具备便捷、安全性高、功耗低等特点。利用NFC 为蓝牙建立连接，结合了NFC 与蓝牙传输技术，可以有效避免传统蓝牙传输连接过程搜索设备、配对等复杂操作。与此同时，保证了数据传输的安全性，解决了蓝牙传输连接过程复杂、设备功耗大、传输安全性较差等问题。

随着通信技术的飞速发展，手机成为人们日常生活中必不可少的通信工具。搭载Android操作系统的智能手机，基于其平台的高度开放性、方便高效的开发方式，已经成为目前市场占有率最高的手机操作系统。结合NFC以及蓝牙技术，并利用Android手机开发心音采集传输系统，符合人们对于心音采集设备的便携性要求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于NFC和蓝牙的心音接收、传输系统。能够完成心音信号的采集，并利用NFC和蓝牙技术将心音信号传输至Android智能手机完成数据存储。

本发明由心音采集硬件模块以及Android手机上位机两部分构成。

心音采集硬件模块由医用听诊头、驻极体传声器、滤波电路、dsPIC芯片电路、HC-05蓝牙模块、三星TecTiles NFC标签组成；医用听诊头和驻极体传声器构成传感器，将心音信号由声音信号转换为电压信号；滤波电路由30赫兹高通滤波器和500赫兹低通滤波器组成，完成对电压信号的滤波，经滤波的数据送至dsPIC芯片电路进行A/D转换；经过dsPIC芯片的A/D转换后，心音数据通过HC-05蓝牙模块发送至手机上位机；三星TecTiles NFC标签用于建立Android手机和HC-05蓝牙模块的配对。

Android手机上位机完成心音的采集、存储，其配套Android应用主要包括四大模块：NFC响应模块、蓝牙匹配模块、心音采集模块和数据管理模块。

NFC响应模块完成NFC标签和Android智能手机的响应操作；在手机通过“触碰”响应NFC标签之前，三星TecTiles NFC标签中NdefMessage的record中需写入AAR，刷标签后启动配套的Android应用；此外，NdefMessage的第一条记录为HC-05模块的MAC地址；在手机和NFC标签通过“触碰”建立连接的同时，读取Intent对象中的 NdefMessage，并从中读取标签中保存的HC-05模块的MAC地址。