人體阻抗測量電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型人體阻抗測量領(lǐng)域，涉及一種人體阻抗測量電路和通過WIFI傳輸測量數(shù)據(jù)的人體阻抗測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]生物阻抗與人體生理、病理等密切相關(guān)，因此生物阻抗測量技術(shù)在不斷進(jìn)步，且有各種人體阻抗分析儀的出現(xiàn)。目前的人體阻抗測量裝置雖然可以準(zhǔn)確的測量出人體的各段阻抗值，但是它們的硬件設(shè)計復(fù)雜，體積較大，開發(fā)成本高，價格昂貴，因此難以走進(jìn)廣大勞動人民的家庭中，只能在一些大、中型醫(yī)療機(jī)構(gòu)才能見到其身影;并且現(xiàn)有人體阻抗分析儀沒有無線傳輸數(shù)據(jù)的功能，因此用戶不能通過手機(jī)、PAD等手持終端對該裝置進(jìn)行實時的有效的控制和管理，難以滿足現(xiàn)代用戶隨時隨地自由控制測量裝置的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有人體阻抗分析測量儀硬件設(shè)計復(fù)雜和開發(fā)成本高的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種人體阻抗測量電路，該測量電路基于WIFI實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)傳輸，形成一種可以對數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)娜梭w阻抗測量裝置，其電路結(jié)構(gòu)緊湊，硬件實現(xiàn)簡單，體積小、攜帶方便、實用性強(qiáng)。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型使用的技術(shù)方案是:一種人體阻抗測量電路，包括控制器、多頻信號發(fā)生電路、信號轉(zhuǎn)換電路、激勵電極、測量電極、多路選擇開關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)參考電阻；
[0005]控制器控制多頻信號發(fā)生電路產(chǎn)生交流電壓信號，該交流電壓信號由信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的激勵電流信號，該激勵電流信號輸入至激勵電極，并由此得到測量電極的電壓信號;多路選擇開關(guān)由控制器控制，對激勵電流回路和測量電壓回路選擇;在任一激勵電流回路，標(biāo)準(zhǔn)參考電阻一端串接在該激勵電流回路中，且標(biāo)準(zhǔn)參考電阻的另一端接地。
[0006]進(jìn)一步的，所述的人體阻抗測量電路，還包括依次信號連接的弱電壓信號放大電路、濾波電路、有效值檢測電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，測量電極與弱電壓信號放大電路信號連接，放大電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與控器信號連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述控制器還與無線通信模塊信號連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路還與體重測量電路信號連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述的控制器以STM32F103芯片作為主控芯片，所述的多頻信號發(fā)生電路以AD9850為頻率發(fā)生芯片，所述的信號轉(zhuǎn)換電路用電流反饋運(yùn)算放大器AD844對輸入電壓幅值反饋。
[0010]進(jìn)一步的，所述的多路選擇開關(guān)采用2片MAX14778雙通道4:1模擬多路復(fù)用器，并將選擇通道引出分別作為激勵電極和測量電極。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述的標(biāo)準(zhǔn)參考電阻的阻值為1000歐姆。
[0012]進(jìn)一步的，所述的弱電壓信號放大電路采用AD8221ARM和LTC6910提取和放大弱電壓信號，所述的濾波電路采用LTCl 560芯片濾除高頻噪聲。
[0013]進(jìn)一步的，所述的有效值檢測電路采用AD637JR提取信號的有效值。
[0014]進(jìn)一步的，所述的無線通信模塊為麗-G-MR-09WIFI模塊或者ESP8266串口轉(zhuǎn)WIFI模塊或其他WIFI模塊。
[0015]本實用新型的有益效果是:所述的人體阻抗測量電路，其電路結(jié)構(gòu)緊湊，硬件實現(xiàn)簡單，實用性強(qiáng)，且用戶可以通過無線通訊模塊對測量電路進(jìn)行管理和控制。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的人體阻抗測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為測量電極與人體連接的關(guān)系示意圖；
[0018]圖3為實施例中的人體阻抗測量電路與手機(jī)終端的通信的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:結(jié)合圖1和圖2，本實施例提供了一種人體阻抗測量電路，包括控制器2、多頻信號發(fā)生電路3、信號轉(zhuǎn)換電路4、激勵電極5、測量電極6、多路選擇開關(guān)7、標(biāo)準(zhǔn)參考電阻8、弱電壓信號放大電路9、濾波電路1、有效值檢測電路11、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12;
[0020]控制器2控制多頻信號發(fā)生電路3產(chǎn)生交流電壓信號，該交流電壓信號由信號轉(zhuǎn)換電路4轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的激勵電流信號，該激勵電流信號輸入至激勵電極5，并由此得到測量電極6的電壓信號；多路選擇開關(guān)7由控制器2控制，對激勵電流回路和測量電壓回路選擇;在任一激勵電流回路，標(biāo)準(zhǔn)參考電阻8—端串接在該激勵電流回路中，且標(biāo)準(zhǔn)參考電阻的另一端接地。
[0021 ]弱電壓信號放大電路9、濾波電路1、有效值檢測電路11、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12依次信號連接，測量電極6與弱電壓信號放大電路9信號連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12與控制器2信號連接。
[0022]所述測量電路各部分由電源I供電。其中，控制器可以是單片機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12可以是與單片機(jī)連接的外部電路，也可以采用單片機(jī)內(nèi)部的AD，即實際電路是直接將信號線與單片機(jī)的相應(yīng)引腳直接連接實現(xiàn)。
[0023]本實施例的測量電路，將人體阻抗等效為軀干和四肢5段阻抗模型，測量電路的4個激勵電極分別與人體左右手腕和左右前腳掌接觸，測量電路的4個電壓測量電極分別與左右兩手掌和左右腳后跟接觸。使用所述測量電路測量人體阻抗的一種方法為:
[0024]S1:控制器控制多頻信號發(fā)生電路發(fā)出起始頻率1kHZ的交流電壓信號。
[0025]S2:交流電壓信號經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成有效值小于10uA的人體安全激勵電流信號。
[0026]S3:在控制器的控制下，由多路開關(guān)對與激勵電流回路和測量電壓回路選擇，每種頻率下的測量通道為:
[0027]激勵電流通過11-R1-R2-12-R形成回路I，測量回路:V1-V2，根據(jù)參考電阻R的值可以得到R1+R2的阻值；
[0028]激勵電流通過I3-R3-R4-14-R形成回路2，測量回路:V3-V4，根據(jù)參考電阻R的值可以得到R3+R4的阻值；
[0029]激勵電流通過I1-R1-R5-R3-13-R形成回路3，測量回路:V1-V3，根據(jù)參考電阻R的值可以得到R1+R5+R3的阻值；
[0030]激勵電流通過I2-R2-R5-R4-14-R形成回路4，測量回路:V2-V4，根據(jù)參考電阻R的值可以得到R2+R5+R4的阻值；
[0031]激勵電流通過I1-R1-R5-R4-14-R形成回路5，測量回路:V1-V4，根據(jù)參考電阻R的值可以得到R1+R5+R4的阻值。
[0032]S4.在每個測量回路，測量電極在控制器的控制下適時的進(jìn)行各段人體等效阻抗的電壓值測量，并對其進(jìn)行放大、濾波和有效值檢測；
[0033]S5:模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對測量得到的各測量電極的電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對其進(jìn)行計算修正，最后獲得準(zhǔn)確的人體各段阻抗值，其中，阻抗值的計算由控制器完成，其計算數(shù)據(jù)來自上述的參考電阻的阻值與測量電壓，即由上可得到5個線性無關(guān)的方程和5個未知數(shù)，計算獲得R1~R5的阻值。
[0034]S6:變換頻率值，依照上述步驟的過程繼續(xù)測量。
[0035]實施例2:具有與實施例1相同的技術(shù)方案，更為具體的是，本實施例中的控制器2還與無線通信模塊13信號連接，優(yōu)選的，該無線通訊模塊13為WIFI模塊，而使用該無線通信模塊，在測量完畢后，控制器執(zhí)行完算法得到人體各部分的等