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基于EFM8UB20F64G-B-QFP48 的低功耗蓝牙血压监测仪设计解决方案

来源:
2018-04-02
类别:健康医疗
eye 335
文章创建人 拍明

  相关元件供应

  型号 :EFM8UB20F64G-B-QFP48                    品牌:SILICON LABS

  EFM8UB20F64G-QFP32 8051 8-bit Microcontroller

  The USB capable EFM8UB20F64G-QFP32 is part of the EFM8 Universal Bee family of 8051 based 8-bit MCUs. Built on top of a low power platform this device operates at 48 MHz. In addition to USB support the EFM8UB20F64G-QFP32 includes 64 kB Flash, 4 kB RAM, 25 Dig I/O Pins, 6 x 16-bit Timers, 5 PCA Channels and additional communication peripherals.

  血压是人体重要的生理参数之一,对其进行精确测量具有十分重要的意义。随着互联网思维的发展,普通的血压测量已经不能满足人们的需求,下面这款血压计能够把血压采集的数据通过蓝牙上传给手机更好的实现人机交互,满足现代人们的需求。

  下面图1这个框图是整体设计的架构图:

下面图1这个框图是整体设计的架构图.png

  图1:低功耗蓝牙血压计监测仪框图

  在框图中,监测仪通过逐步释压震荡测量法进行血压的测量,把测量数据通过MCU存储到非易失性闪光存储器内,通过 OLED显示收缩压、舒张压、脉搏以及工作状态信息,信息记录时间不低于24小时,每隔一定时间记录一次,同时通过BLE蓝牙把数据传给手机。可对同一患者进行多次测量,进行不同数据间的对比分析。可以提供多种形式显示及数据回放,方便医生作出全面诊断。

  在这个设计中我们推荐Silicon Labs的EFM8UB20F64G-B-QFP48 MCU,下面的图2是此芯片的内部资源:

EFM8UB20F64G-B-QFP48内部资源结构

  图2:EFM8UB20F64G-B-QFP48内部资源结构

  选用此芯片主要原因是此芯片资源丰富,价格便宜,该MCU内置高精度的晶振,全温范围内可以保证2%精度,省去外部时钟降低成本减少PCB面积,系统时钟可以到48MHz满足内部算法计算要求,2个硬件串口满足采集传输和蓝牙传输。64K的 FLASH,4K的XRAM,能满足产品设计需求。40个GPIO口的资源满足设计的要求。具有128-bit独立ID方便加密。

  在这个设计中蓝牙部分我们选用Silicon Labs 的BGM123A256V2 sip模块,下面图3是它的内部框图,

BGM123A256V2蓝牙模块

  图3:BGM123A256V2蓝牙模块

  BGM123A256V2模块是预先认证的,可用于全球许多关键的市场,内置芯片型天线,高级别SiP集成方案使开发人员无需担忧RF系统工程、协议选择和天线设计的复杂性。所有应用代码都可以在BGM123A256V2模块上运行,6.5mm x6.5mm超小体积封装能减少PCB面积。一流的Simplicity Studio 开发工具加快产品上市时间。ARM Cortex-M4内核,安全可靠的蓝牙4.2协议栈,3dBm发射功率满足实际设计需求。

  在设计中还采用了EPSON的RTC时钟芯片RX8130CE, I2C接口进行数据传输,厂家提供底层驱动。主要实现给不同时刻采集的血压数据附上时间。掉电时纽扣电池可供电,时间不会间断。主要优点:体积小,只有2.5mm*3.2mm,外部不需要电容和晶振降成本节省PCB面积,适合小型化的设计。

  血压测量仪,测量血压的仪器称为血压测量仪。由腕臂带冲气压迫测量部位阻断血流,然后通过排放腕臂带中气体使血液再次流动。血压测量就是根据血液再次流动时发出的血流声音及振动的变化而判定的。

  市场上卖的血压测量仪主要分为水银柱式血压测量仪和电子(无液)血压测量仪两大类。

  水银柱式血压测量仪体积较大,携带不方便。

  电子血压测量仪体积小,携带方便,使用亦方便,几乎所有的人都可以自己使用,作为自我简单检查血压的工具很受高血压患者的欢迎。

  科学使用

  用电子血压测量仪测量血压必须遵守正确测量方法,不能正确测量就得不到正确的测量值。

  1.腕臂带位置必须和心脏的高度一样:

  正确测量姿势请参照图示 (坐姿),为保证这一点,上臂应自然下垂,肘和前臂可自然地搭在椅子扶手或矮桌子上。不要把整个胳膊平伸在高于心脏位置的桌子上,或用垫子把上臂垫得过高;腕臂带位每高出心脏10cm,血压测量值会偏低8mmHg左右。(电子血压测量仪与传统汞柱血压计测方式不完全相同,测量更精确 对测量姿势要求也更严格。臂式测量的电子血压测量仪,臂带高于心脏的可能性较大;腕式电子血压测量仪,腕带低于心脏的可能性较大。)

  2.每次测量都可用同样姿势:

  请您尽可能每天在相同的时间和条件下,采用同样的姿势测量,由于人的血压每时每刻都会因内、外因素而变化,只有在相同条件下测量才有比较的意义。

  3.测量血压应在安静状态下进行:

  (1) 测量前保持安静状态10~20分钟。

  (2) 测量中心身松弛。

  (3) 测量中裸臂(臂式)、手掌向上、不要说话,身体和手不要摆动。

  (4) 以下状态会得不到正确的血压值:

  运动后不久,进食一小时以内,酒后,刚喝过咖啡、茶,刚抽过烟,有尿意时等。

  操作说明

  1.臂带的卷绑:

  臂带卷绑紧,血流不畅,血压值变低。示波法血压计臂带卷绑松、血流振动不能彻底传感到臂腕带、血压值变低。

  2.上臂测量与心脏的相对位罝:

  将上臂抬高到比心脏高10cm的位置时,血液流通困难,血压值比正确测量值低约8mmHg;将上臂放到低于心脏10cm的位罝时,血液流量变大,血压值比正确测量值高约8mmHg。

  3.测量时乱动、噪音干扰:

  血液被阻止流动后,因为要检测血液再次流动时发出的声音及振动 外界的噪音及手臂的转动都会成为测量误差的原因。

  如何选择

  用电子血压测量仪自我测量血压是否准确是高血压患者尤其是许多中老年人关心的问题。常常听到人们议论电子血压测量仪不准,每次测量的数值都不一样。那么,应该如何去选择电子血压测量仪呢?

  1.电子血压测量仪的类型

  电子血压测量仪从测量方式上有两种:臂式和腕式。这两种电子血压测量仪对于健康人来讲都适用。但要特别说明一点,腕式的电子血压测量仪不适用于患有血液循环障碍的病人。糖尿病、高血脂、高血压等疾病会加速动脉硬化,从而引起患者末稍循环障碍,这些患者的手腕血压与上臂的血压测量值相差很大。建议这些患者和老年人选择臂式电子血压测量仪。

  2.市场上电子血压测量仪的适用人群

  市场上销售的电子血压测量仪计基本上是合格的,能够较准确地测量血压,但是,不同类型、不同品牌的电子血压测量仪在血压测量范围及对患病人群的适用性上是有差异的。比如,有些电子血压测量仪收缩压(高压)的测量上限为26.7kPa (200mmHg),舒张压(低压)的测量上限为20kPa(150mmHg),而有些电子血压测量仪则大于上述测量的上限;又如,智能化的电子血压测量仪要比非智能化的电子血压测量仪在适用患病人群上要宽些。电子血压测量仪测量血压是否准确是相对的。在电子血压测量仪允许的血压测量范围和适用患者人群范围内测量血压是准确的。超出电子血压测量仪的适用范围,则血压测量就不准了或有可能测量不出来。比如,有的电子血压测量仪袖带使用范围为22~32cm,使用者的臂周长大于或小于袖带适用的范围,其血压测量值就可能测量不准确。可见袖带尺寸对准确测量血压有较大影响。由于电子血压测量仪测量原理所限,总有一些人不能用它来测量血压,比如脉很弱的人、血压过高或过低的人等等。也就是说,电子血压测量仪不是所有的人都适用,所以购买时一定要选择适合自己的电子血压测量仪。

  3.电子血压测量仪的测量结果是否准确

  对于这个问题可以从两个方面来说:一是人的血压在一天之内的变化相对很大。严格来说,人每一时刻的血压都是不一样的,它是随着人的心理状态、时间、季节、气温的变化以及测量的部位(臂或腕)、体位(坐或卧)的不同而发生变化的。因此,每次测量的血压不同属正常现象。如由于紧张和焦虑的原因,人们在医院里测量的收缩压(高压)一般都会比在家里高,这种现象被称为白大衣高血压。就是说人们在大夫面前会不知不觉产生某种程度的不安、紧张及精神压力,以致血压升高,在家里则比较放松,量出的血压就较低,而这正是人体血压的真实反映。二是测量方法不正确。测量时应注意以下3点:首先是袖带的高度要与心脏位置处于同一高度,且袖带的胶管应放在肱动脉搏动点,袖带的底部应高于肘部1~2cm,同时袖带卷扎的松紧以能够刚好插入一指为宜;其次是测量前一定要保持安静状态约10分钟,另外还要做到两次测量时间间隔不得少于3分钟,且测量的部位、体位要一致。做到这3点,应该说测量出来的血压就是准确的、客观的。


责任编辑:Davia

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标签: 血压监测仪

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