一種低功耗的母嬰監(jiān)護(hù)無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種基于低功耗藍(lán)牙對胎兒數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳 輸?shù)募夹g(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線胎兒監(jiān)護(hù)儀是采用超聲多普勒效應(yīng)W及壓力傳感器的物理效應(yīng)對圍產(chǎn)期孕 婦進(jìn)行胎兒監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的采集，通過無線傳輸技術(shù)將采集到的胎兒監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)無線發(fā)射和接 收，從而達(dá)到對胎兒進(jìn)行監(jiān)護(hù)的效果。無線胎兒監(jiān)護(hù)是一種短距離的數(shù)據(jù)傳輸，將無線技術(shù) 應(yīng)用在胎兒監(jiān)護(hù)裝置中既降低了監(jiān)護(hù)的難度，也解除了孕婦在監(jiān)護(hù)過程中的電纜線纏繞。 并且胎兒監(jiān)護(hù)對胎兒在宮內(nèi)發(fā)育情況和安全狀況的最好體現(xiàn)，是胎兒和孕婦安危的重要保 證，也是實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育的有效手段。無線胎兒監(jiān)護(hù)裝置的核必技術(shù)是數(shù)據(jù)的采集和傳輸W 及長時間監(jiān)護(hù)的功耗問題，由于胎兒監(jiān)護(hù)是長時間和連續(xù)不斷的，并且換能器的驅(qū)動電路 和無線發(fā)射電路的功耗都比較大，內(nèi)置的裡電池根本滿足不了長時間監(jiān)護(hù)所需的功耗，需 經(jīng)常更換電池，在監(jiān)護(hù)過程中中斷監(jiān)護(hù)。送樣會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不連續(xù)，中斷監(jiān)護(hù)會影響孕婦 的必情導(dǎo)致胎兒監(jiān)護(hù)受到干擾。設(shè)計一種低功耗的母嬰監(jiān)護(hù)無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)既可W保證 胎兒監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的完整性、可靠性、安全和有效性的傳輸，也可W提高胎兒監(jiān)護(hù)的質(zhì)量并解決 功耗問題。低功耗藍(lán)牙4. 0無線傳輸技術(shù)因其具有低功耗、低成本、可靠性高、啟動速度快 等特點，并且藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用廣泛，無需?？谠O(shè)計接收模塊。本文所發(fā)明的送種低功耗的母嬰 監(jiān)護(hù)無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)可W大大降低胎兒監(jiān)護(hù)的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于通過低功耗無線藍(lán)牙4. 0技術(shù)設(shè)計一種低功耗的母嬰監(jiān)護(hù)數(shù) 據(jù)傳輸技術(shù)，解決上述功耗等問題，旨在降低胎兒監(jiān)護(hù)的功耗，提高對胎兒監(jiān)護(hù)的效率。
[0004] 本發(fā)明所設(shè)計的一種低功耗的母嬰監(jiān)護(hù)無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其主要電路包括 胎必動、宮縮壓、胎動數(shù)據(jù)的采集電路、數(shù)據(jù)選頻、放大濾波等處理電路、基于低功耗的藍(lán)牙 4. 0的胎兒數(shù)據(jù)無線發(fā)射的電路。主要傳輸技術(shù)包括基于藍(lán)牙4. 0協(xié)議找的無線傳輸技術(shù)。
[0005] 上述的胎必動和宮縮壓等數(shù)據(jù)的采集電路，胎必動數(shù)據(jù)的采集是通過超聲脈沖產(chǎn) 生電路產(chǎn)生連續(xù)的2M監(jiān)的方波信號，方波信號經(jīng)過功率放大等處理，通過匹配網(wǎng)絡(luò)經(jīng)超聲 驅(qū)動電路加載到超聲探頭的換能器上，逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生的超聲波進(jìn)入胎兒母體，當(dāng)超聲波 進(jìn)入母體由于胎兒必臟的跳動產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，從而使返回來的超聲波的頻率發(fā)生頻移， 回波頻移超聲信號在超聲換能器上產(chǎn)生聲電轉(zhuǎn)換將帶有胎兒必動的回波信號轉(zhuǎn)換為電信 號。對多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的頻移胎兒必動信號進(jìn)行解調(diào)盒放大濾波處理后就得到了胎兒必動 信號。采集宮縮壓數(shù)據(jù)是通過放在孕婦腹部的壓力傳感器將感應(yīng)到的壓力轉(zhuǎn)換成電信號得 到的。采集到的胎兒必動和宮縮壓信號經(jīng)放大濾波等電路處理后，通過AD轉(zhuǎn)換就得到數(shù)字 的胎兒必動和宮縮壓信號。
[0006] 上述得到的胎兒監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)經(jīng)CC2540的串口傳輸將數(shù)據(jù)傳進(jìn)CC2540芯片中， 芯片通過基于無線藍(lán)牙4. O協(xié)議找進(jìn)行對數(shù)據(jù)的編程將數(shù)據(jù)封裝在協(xié)議找的特性 (化aracteristic)中，客戶端(手機(jī)終端）通過對服務(wù)端的特性發(fā)現(xiàn)將封裝在特性中的胎兒 數(shù)據(jù)讀取從而得到胎兒監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明的一種低功耗的母嬰監(jiān)護(hù)無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明所述的超聲發(fā)射驅(qū)動電路框圖。
[0009] 圖3是本發(fā)明所述的基于低功耗無線藍(lán)牙4. 0無線的數(shù)據(jù)采集框圖。
[0010] 圖4是本發(fā)明所述的藍(lán)牙4. 0協(xié)議找的分層。
[0011] 圖5是本發(fā)明所述的操作系統(tǒng)抽象層（OSAL)輪詢?nèi)蝿?wù)的流程圖。
[0012] 圖6是本發(fā)明所述的客戶端和服務(wù)端建立連接圖。
[0013] 圖7是本發(fā)明所述的特征值在GATT中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 圖8是本發(fā)明所述的客戶端讀取服務(wù)端特性中的數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0015] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及具體實施 例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實施僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0016] 本發(fā)明提供了一種低功耗的母嬰監(jiān)護(hù)無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，低功耗的母嬰監(jiān)護(hù) 無線藍(lán)牙技術(shù)通過使用口控時鐘和關(guān)閉振蕩器來降低傳輸?shù)墓?。胎兒?shù)據(jù)的采集模塊將 得到的數(shù)字胎兒數(shù)據(jù)信號經(jīng)CC2540的串口接收，通過無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實現(xiàn)胎兒監(jiān) 護(hù)數(shù)據(jù)低功耗的傳輸。
[0017] 本發(fā)明的超聲發(fā)射模塊采用多普勒超聲發(fā)射模塊。通過有源晶振產(chǎn)生頻率4M的 高頻信號，將高頻信號加載到可編程器件上，可編程器件一般采用的是CPLD或者FPGA，例 如Altera公司的的MAX7000A芯片，實際應(yīng)用中還可W選用其他的CPLD或者FPGA，芯片主 要作用是將輸入的4M監(jiān)高頻信號通過可編程邏輯控制機(jī)器產(chǎn)生用于驅(qū)動換能器的超聲信 號源，輸出2MHZ的反相超聲信號源2MHZ_N和 2MHZ_P。信號源由CPLD編程控制，同產(chǎn)生同 頻同相的用于解調(diào)的信號和時間選通信號。
[0018] 由于由FPGA輸出的脈沖驅(qū)動能能力還不夠，需經(jīng)過功率放大，將脈沖信號W及 時間選通信號和解調(diào)信號分別加到功率放大器中，經(jīng)功率放大后，其輸出分別為反相脈 沖信號CLK2M監(jiān)_N和CLK2Mffi_P W及解調(diào)信號和選通信號，反相脈沖信號CLK2M監(jiān)_N和 CLK2MHZ_P在經(jīng)過升壓電路和匹配電路加載到換能器上。送樣電信號經(jīng)逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生超 聲波。超聲波發(fā)射，當(dāng)遇到跳動的胎兒必臟發(fā)生多普勒效應(yīng)，產(chǎn)生的回波信號就發(fā)生了頻 移。當(dāng)換能器處于接收狀態(tài)的時候，從胎兒必臟返回回來的回波信號因多普勒效應(yīng)已經(jīng)發(fā) 生了免4f的頻移。超聲回波信號經(jīng)過換能器的壓電效應(yīng)產(chǎn)生頻率為2MHZ±4f的電信號， 產(chǎn)生頻移的頻移電信號經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選頻，信號再經(jīng)由場效應(yīng)管組成的選頻放大電路多 次放大后，輸出信號基本已經(jīng)濾除了無用噪聲，再對信號進(jìn)行解調(diào)和濾波放大，得到最終的 胎動信號皿，其頻段在200監(jiān)~2K監(jiān)。經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后通過主MCU串口發(fā)送至CC2540芯片中， 波特率為115200。
[0019] 本發(fā)明的一種低功耗的母嬰監(jiān)護(hù)無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其主從節(jié)點的通信主要 是建立在藍(lán)牙協(xié)議找的基礎(chǔ)之上，藍(lán)牙協(xié)議找通過為開發(fā)人員提供豐富的接口函數(shù)（API) 如通用協(xié)議接口函數(shù)（GAP)W及通用屬性接口函數(shù)（GATT)等。本發(fā)明采用的無線發(fā)射芯片 是TI公司的CC2540低功耗藍(lán)牙芯片，CC2540發(fā)射頻段為2. 4G，自帶增強(qiáng)型51內(nèi)核和ADC 外設(shè)，因此不必再外加 MCU外設(shè)，其主要外設(shè)為為芯片提供工作的32M和32. 768K的無源晶 振，W及無線發(fā)射的天線等。CC2540軟件開發(fā)是