[发明专利]无线脉搏信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号采集系统，具体涉及一种是对船舶驾驶员的脉搏信号进行采集的无线脉搏信号采集系统。

背景技术

在行船过程中，驾驶员的情绪、压力、疲倦等生理或心理的变化在实时变化，如何进行实时量化和客观数据分析并安全行船是很严肃的问题。

近年来，国内外已研制多种应用于临床医学等领域的脉象仪，对人体静态时的脉诊进行客观化研究。如何能在不影响船舶驾驶员操作的情况下，对其疲劳、紧张等生理和心理状态进行数据量化及客观分析有助于促进对船舶驾驶员状态和人为因素影响的深入研究，保障船舶安全航行。如船舶交会时驾驶员紧张程度的数据量化有助于对航行和避碰过程进行分析和监控；脉搏信息数据能及时反

应出人体的疲倦状态，系统根据数据报警，可及时提醒操作者保持警惕、确保船舶航行安全。

发明内容

本发明旨在提出一种不影响船舶驾驶员操作的情况下，对其疲劳、紧张等生理和心理状态进行数据量化及客观分析并可及时提醒操作者保持警惕、确保船舶航行安全的及时提醒操作者保持警惕、确保船舶航行安全。

本发明的技术方案在于：

 无线脉搏信号采集系统，主要由手腕佩戴发送系统及船载接收系统两个子系统构成；其中，由手腕佩戴发送系统主要由脉搏信号定时采集系统、数据预处理、单片机SPI传输电路完成无线信号的发送；船载接收系统主要由无线信号接收模块、信息获取电路、数据分析及控制电路以及报警电路组成。

优选地，所述无线系统的发送以及接收模块采用CC2500。

优选地，所述脉搏信号定时采集系统统采用HK-2000A型脉搏传感器。

更优选地，所述脉搏传感器电源电压为3～12 V。

或者优选地，所述单片机SPI传输电路采用机STCl2LE5608AD，供电电压为2.2-3.6。

本发明的技术效果在于：

    本发明以以低功耗、低成本的CC2500射频收发芯片为传输模块，并将低功耗、高速、高集成度且抗干扰能力强的STCl2LE5608AD单片机作为控制器，

具有操作方便、测量直观、体积小等优点。本系统具有一定的可靠性，同时也具有较强的实用价值。

附图说明

图1为本发明一种无线脉搏信号采集系统的系统结构框图。

具体实施方式

无线脉搏信号采集系统，主要由手腕佩戴发送系统及船载接收系统两个子系统构成；其中，由手腕佩戴发送系统主要由脉搏信号定时采集系统、数据预处理、单片机SPI传输电路完成无线信号的发送；船载接收系统主要由无线信号接收模块、信息获取电路、数据分析及控制电路以及报警电路组成。所述无线系统的发送以及接收模块采用CC2500。所述脉搏信号定时采集系统统采用HK-2000A型脉搏传感器。所述脉搏传感器电源电压为3～12 V。所述单片机SPI传输电路采用机STCl2LE5608AD，供电电压为2.2-3.6。

手腕佩戴部分采用高速、低功耗且具有超强抗干扰能力的STC单片机进行脉搏信号数据定时采集，采集工作完成后通过无线传输的方式传输数据。无线数据传输采用无线收发模块CC2500C，由STC单片机通过串行外设接口控制其初始化及数据的发送和接收。船载接收部分的系统会将接收到的脉搏数据通过异步收发器传送给上位机，并进行后续的一系列数据处理。

系统采用HK-2000A型脉搏传感器．由于采用高度集成化工艺将力敏元件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿元件、感温元件和信号调理电路集成在传感器内，因此其灵敏度较高且抗干扰性能较强，适合在运动状态下使用，即使在驾驶过程中手部有动作或位移，也可以确保脉搏数据测量的准确性。脉搏波动一次，则该传感器输出一正脉冲．电源电压为3～12 V，考虑到单片机计数器对外来脉冲计数时电平的要求是高电平大于3 V，低电平小于O.8 V，而此脉搏检测传感器的输出电平值为1.5 V，同时又要考虑输出电压的衰减，因此设定传感器工作电压为5 V。

系统采用的控制器是宏晶公司推出的高速、低功耗且抗干扰能力强的单片机STCl2LE5608AD，其供电电压为2.2—3.6 V。本系统设计的是便携式手腕佩戴脉搏信号检测无线发送系统，因此必须考虑电池掉电的情况．该单片机的外部掉电检测电路可在掉电时及时将数据保存进EEPROM，其空闲模式和掉电模式能为系统大大降低功耗。

系统的无线收发功能由Chipcon公司推出的频率为2.400 0—2.483 5 GHz的无线收发芯片CC2500完成。CC2500支持多种调制方式，包括FSK，GFSK，OOK和MSK，最高传输速率可达500 Kbit／s，完全满足每10 S发送1次脉搏采样数据、每次1个字节的传输速率要求.。其工作电压为1.8～3.6 V(与单片机通过SPI相连时无须电平转换)，外围元件极少和L13l形成一个平衡转换器，用于将CC2500上的微分RF端口转换成单端RF信号。为了节约电能，射频芯片通常采用休眠模式。CC2500的无线唤醒器(WakeupOn Radio，WOR)功能能很好地防止芯片在休眠时丢失信息。