一種usb復用接口電路以及具備該電路的血氧檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種USB復用接口電路以及具備該電路的血氧檢測裝置，該USB復用接口電路包括：五腳接口，該五腳接口包括：電源管腳、紅光管腳、紅外光管腳、輸出管腳以及地線管腳；充電電路，其使用電源管腳和地線管腳對血氧檢測裝置的電源模塊進行充電；防倒灌電路，設(shè)置于電源管腳和血氧檢測裝置的血氧檢測模塊之間，用于阻止電流從電源管腳進入血氧檢測模塊；其中，在有血氧探頭插入USB復用接口的狀態(tài)下，所述電源管腳向血氧探頭傳輸電力，所述輸出管腳接收血氧探頭的信號接收單元產(chǎn)生的方波信號并傳輸給所述血氧檢測模塊。本實用新型能夠僅利用一個接口實現(xiàn)對自身充電的需求和對更多外設(shè)的支持和檢測。
【專利說明】
一種USB復用接口電路以及具備該電路的血氧檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療設(shè)備，更具體地涉及一種USB復用接口電路以及具備該電路的血氧檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著移動醫(yī)療的不斷發(fā)展，如今的可穿戴設(shè)備已經(jīng)從原來的單一檢測設(shè)備快速地演變成為集生理參數(shù)的檢測、存儲、無線通訊、充電等多項功能于一體的綜合性智能可穿戴設(shè)備?？纱┐髟O(shè)備的功能越來越強大，與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交互也越來越頻繁。
[0003]目前的可穿戴設(shè)備正朝著便攜化、集成化方向發(fā)展，而外形的精簡和功能的增加，對智能可穿戴設(shè)備外圍接口的兼容性和通用性提出了更高的要求。Micro USB作為主流接口的一種，生產(chǎn)工藝和制造工藝相對來說比較成熟，接口一般都是采用5PIN的管腳，5PIN管腳的USB接口更為通用，在設(shè)計上也更加防水。雖然市面上也有10PIN的Micro USB接口，但是已經(jīng)不太常用，且已處于停產(chǎn)的邊緣。
[0004]對于現(xiàn)有的監(jiān)測血氧的可穿戴式設(shè)備而言，充電和血氧監(jiān)測都用兩個接口來實現(xiàn)，不僅使得外形設(shè)計不夠精簡、還容易造成人為混淆，如人為地插錯接口。
[0005]如何用最少的接口實現(xiàn)對自身充電的需求和對更多外設(shè)的支持和檢測，是可穿戴設(shè)備目前面臨的主要問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于此，本實用新型的一個目的是提供一種USB復用接口電路以及具備該電路的血氧檢測裝置，以基本上消除因現(xiàn)有技術(shù)的局限性和缺點而造成的一個或更多個問題。
[0007]為了實現(xiàn)本實用新型的目的，在本實用新型的一方面，提供了一種用于血氧檢測裝置的USB復用接口電路，該USB復用接口電路包括:
[0008]五腳接口，該五腳接口包括:電源管腳、紅光管腳、紅外光管腳、輸出管腳以及地線管腳；
[0009]充電電路，其使用電源管腳和地線管腳對血氧檢測裝置的電源模塊進行充電；
[0010]防倒灌電路，設(shè)置于電源管腳和血氧檢測裝置的血氧檢測模塊之間，用于阻止電流從電源管腳進入血氧檢測模塊；
[0011]其中，在有血氧探頭插入USB復用接口的狀態(tài)下，所述電源管腳向血氧探頭傳輸電力，所述輸出管腳接收血氧探頭的信號接收單元產(chǎn)生的方波信號并傳輸給所述血氧檢測模塊。
[0012]進一步地，所述USB復用接口電路還可包括:充電識別電路，所述充電識別電路連接在電源管腳與充電電路之間，通過檢測電源管腳的電平變化來識別USB復用接口是否連接到充電插頭。
[0013]進一步地，所述充電識別電路可為單片機AD接口電路。
[0014]進一步地，所述USB復用接口電路還可包括:
[0015]防靜電電路，所述防靜電電路連接于紅光管腳與地線管腳之間、紅外光管腳與地線管腳之間和/或輸出管腳與地線管腳之間，用于防止靜電干擾。
[0016]進一步地，所述輸出管腳與地線管腳之間可連接有下拉電阻。
[0017]進一步地，所述防倒灌電路可為正極連接血氧檢測模塊、負極連接電源管腳的二極管。
[0018]本實用新型的另一方面還提供一種具備如上所述的USB復用接口的血氧檢測裝置，該血氧檢測裝置還包括:
[0019]所述血氧檢測模塊，用于進行血氧檢測；
[0020]所述電源模塊，用于為所述血氧檢測模塊提供電力；以及[0021 ]其中，基于所述五腳接口利用所述血氧探頭進行血氧檢測。
[0022]進一步地，所述血氧檢測模塊可通過檢測來自所述輸出管腳的方波信號來確定血氧探頭接入所述USB復用接口，由此啟動血氧檢測。
[0023]進一步地，所述血氧檢測模塊可控制紅光管腳和紅外光管腳分別發(fā)出紅光和紅外光，并通過所述電源管腳向所述血氧探頭提供電力。
[0024]本實用新型能夠僅利用一個接口實現(xiàn)對自身充電的需求和對更多外設(shè)的支持和檢測。
[0025]本實用新型的附加優(yōu)點、目的，以及特征將在下面的描述中將部分地加以闡述，且將對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在研究下文后部分地變得明顯，或者可以根據(jù)本實用新型的實踐而獲知。本實用新型的目的和其它優(yōu)點可以通過在書面說明及其權(quán)利要求書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)到并獲得。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的是，能夠用本實用新型實現(xiàn)的目的和優(yōu)點不限于以上具體所述，并且根據(jù)以下詳細說明將更清楚地理解本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)的上述和其他目的。
【附圖說明】
[0027]參照以下附圖，將更好地理解本實用新型的許多方面。附圖中:
[0028]圖1為本實用新型一實施例中帶充電和血氧檢測功能的復用接口電路的示意圖；
[0029]圖2為本實用新型實施例中充電回路的示意圖；
[0030]圖3為本實用新型實施例中防倒灌電路的示意圖；以及
[0031]圖4為本實用新型實施例中血氧監(jiān)測回路的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面，對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。這些優(yōu)選實施方式的示例在附圖中進行了例示。附圖中所示和根據(jù)附圖描述的本實用新型的實施方式僅僅是示例性的，并且本實用新型的技術(shù)精神及其主要操作不限于這些實施方式。
[0033]在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細節(jié)而模糊了本實用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實用新型的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實用新型關(guān)系不大的其他細節(jié)。
[0034]本實用新型提出了一種充電及血氧測試的USB復用接口，該復用接口不僅能夠自動識別充電插頭和/或血氧探頭，而且實現(xiàn)了對設(shè)備的充電功能和血氧監(jiān)測功能。精簡了設(shè)備的外形，也實現(xiàn)了用一個接口實現(xiàn)對多項外設(shè)的支持和檢測。
[0035]該復用接口是通用的五腳接口，分別為電源管腳Vcc、紅外光管腳IR、紅光管腳RD、輸出管腳Fout以及地線管腳GND。當使用充電功能時，使用電源管腳Vcc和地線管腳GND，而當使用血氧檢測功能時，需要使用電源管腳Vcc、紅光管腳RD、紅外光管腳IR、輸出管腳Fout和地線管腳GND，為防止電流的倒灌，設(shè)置有倒灌保護電路，有效地保護內(nèi)部電路不受影響。
[0036]圖1為本實用新型一實施例中帶充電和血氧檢測功能的USB復用接口電路的示意圖。
[0037]如圖1所示，該USB復用接口電路包括:五腳接口 10，該五腳接口 10包括:電源管腳Vcc、紅外光管腳IR、紅光管腳RD、輸出管腳Fout以及地線管腳GND。
[0038]該USB復用接口電路還包括充電電路20和防倒灌電路40。充電電路使用電源管腳Vcc和地線管腳GND對電源模塊30進行充電。防倒灌電路40用于防止電流倒灌。具體地，防倒灌電路40可設(shè)置于電源管腳Vcc和血氧檢測模塊50之間，用于阻止電流從電源管腳Vcc進入血氧檢測模塊50。
[0039]在有血氧探頭插入USB復用接口的狀態(tài)下，電源管腳向血氧探頭傳輸電力，輸出管腳Fout接收血氧探頭的信號接收單元產(chǎn)生的方波信號并傳輸給血氧檢測模塊50。血氧檢測模塊50基于五腳接口 10利用插入到USB復用接口中的血氧探頭進行血氧檢測。
[0040]在本實用新型另一實施例中，USB復用接口電路還可包括:防靜電電路60，其連接于紅光管腳RD與地線管腳GND之間、紅外光管腳IR與地線管腳之間和/或輸出管腳Fout與地線管腳之間，用于防止靜電干擾。防靜電電路可采用壓敏電阻或者TVS管(或稱瞬變電壓抑制二極管)或者放電管來實現(xiàn)。
[0041 ] 如圖1所示，輸出管腳Fout與地線管腳GND之間連接有下拉電阻R。
[0042]在本實用新型實施例中，如上USB復用接口電路可集成在血氧監(jiān)測裝置中成為血氧監(jiān)測裝置的充電和檢測接口。
[0043]在本實用新型實施例中，接口電路能夠自動識別充電插頭和血氧探頭，并且能夠應(yīng)用一個接口實現(xiàn)對設(shè)備自身充電的功能以及血氧檢測功能。
[0044]具體地，USB復用接口電路可包括充電識別電路，該充電識別電路可連接在電源管腳與充電電路之間，可通過監(jiān)測檢測點處(或者說電源管腳處)的電平變化來識別電源管腳是否連接到充電插頭。作為示例，充電識別電路可為單片機AD接口電路。如圖1所示，設(shè)置有一AD監(jiān)測點，該AD監(jiān)測點連接至單片機AD接口電路的AD管腳，當充電插頭接入時，單片機AD接口電路能夠監(jiān)測到AD監(jiān)測點處電平變化，如由之前的3V變?yōu)?V，說明電源管腳連接到充電插頭，于是啟動充電電路的充電功能，即通過Vcc管腳和GND管腳利用充電電路對電源模塊進行充電，如圖2所示。電源模塊用于對負載(如血氧檢測模塊)進行供電。
[0045]為防止充電時Vcc處的5V的電壓施加到負載(負載用3.3V供電)，在Vcc的5V與負載處的3.3V之間加入防倒灌電路，如圖3所示，即防倒灌電路為正極連接血氧檢測模塊、負極連接電源管腳的二極管。本實用新型并不限于此，防倒灌電路還可以采用其他電路形式，只要能夠防止電流的倒灌。當USB接口連接USB充電插頭時，向電路灌入5V的電流，由于防倒灌二極管的存在，電流流向充電電路，經(jīng)充電電路后向電源模塊充電，并經(jīng)負載(如血氧檢測模塊)后，與地形成充電回路。
[0046]圖4示出了血氧監(jiān)測回路。如圖4所示，當電路接入血氧探頭70時，血氧探頭的5個部分(電源1、紅外發(fā)光單元2、紅光發(fā)光單元3、信號接收單元4、地線5)分別連接USB復用接口的相應(yīng)5個管腳Vcc、IR、RD、Fout、GND。血氧檢測模塊可通過電源管腳Vcc向血氧探頭提供電力。血氧探頭通電，盡管紅外發(fā)光單元2、紅光發(fā)光單元3尚未發(fā)光，但血氧探頭的信號接收單元4仍然能感測到自然光信號，并產(chǎn)生一定頻率的方波信號。該方波信號經(jīng)由Fout管腳傳輸?shù)窖鯔z測模塊。當血氧檢測模塊的微處理器檢測到Fout管腳有方波信號時，經(jīng)由紅外光管腳IR、紅光管腳RD向血氧探頭發(fā)送發(fā)光指示，以指示紅外發(fā)光單元2、紅光發(fā)光單元3分別發(fā)出紅外光、紅光。此時，當血氧探頭中插入手指或者手指模擬儀時，便可進行血氧的檢測。此時，血氧探頭的信號接收單元腳檢測到的信號由USB復用接口的Fout管腳傳輸?shù)窖醣O(jiān)測模塊。
[0047]本實用新型實施方式中的USB復用接口復用了原有充電接口和血氧探頭接口的功能，一個接口完成雙重功能，不僅使設(shè)備美觀，而且利于設(shè)備的防水處理。此外，本實用新型將血氧探頭的自動識別引入本方案中，增加了復用的可靠性，避免無操作對系統(tǒng)造成的影響。
[0048]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認識到，本實用新型在其他環(huán)境下具有其他應(yīng)用。實際上，還存在許多實施方式和實現(xiàn)。所附權(quán)利要求絕非為了將本實用新型的范圍限制為上述【具體實施方式】。
[0049]如上針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，和/或與其它實施方式中的特征相結(jié)合或替代其它實施方式中的特征使用。
[0050]需要說明的是，上述實施例僅為說明本實用新型而非限制本實用新型的專利范圍，任何基于本實用新型的等同變換技術(shù)，均應(yīng)在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于血氧檢測裝置的USB復用接口電路，其特征在于，該USB復用接口電路包括: 五腳接口，該五腳接口包括:電源管腳、紅光管腳、紅外光管腳、輸出管腳以及地線管腳； 充電電路，其使用電源管腳和地線管腳對血氧檢測裝置的電源模塊進行充電； 防倒灌電路，設(shè)置于電源管腳和血氧檢測裝置的血氧檢測模塊之間，用于阻止電流從電源管腳進入血氧檢測模塊； 其中，在有血氧探頭插入USB復用接口的狀態(tài)下，所述電源管腳向血氧探頭傳輸電力，所述輸出管腳接收血氧探頭的信號接收單元產(chǎn)生的方波信號并傳輸給所述血氧檢測模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB復用接口電路，其特征在于，所述USB復用接口電路還包括: 充電識別電路，所述充電識別電路連接在電源管腳與充電電路之間，通過檢測電源管腳的電平變化來識別USB復用接口是否連接到充電插頭。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的USB復用接口電路，其特征在于，所述充電識別電路為單片機AD接口電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB復用接口電路，其特征在于，所述USB復用接口電路還包括: 防靜電電路，所述防靜電電路連接于紅光管腳與地線管腳之間、紅外光管腳與地線管腳之間和/或輸出管腳與地線管腳之間，用于防止靜電干擾。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB復用接口電路，其特征在于: 所述輸出管腳與地線管腳之間連接有下拉電阻。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB復用接口電路，其特征在于: 所述防倒灌電路為正極連接血氧檢測模塊、負極連接電源管腳的二極管。7.—種具備如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的USB復用接口的血氧檢測裝置，其特征在于，所述血氧檢測裝置還包括: 所述血氧檢測模塊，用于進行血氧檢測； 所述電源模塊，用于為所述血氧檢測模塊提供電力；以及 其中，基于所述五腳接口利用所述血氧探頭進行血氧檢測。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于: 所述血氧檢測模塊通過檢測來自所述輸出管腳的方波信號來確定血氧探頭接入所述USB復用接口，由此啟動血氧檢測。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述血氧檢測模塊控制紅光管腳和紅外光管腳分別發(fā)出紅光和紅外光，并通過所述電源管腳向所述血氧探頭提供電力。
【文檔編號】A61B5/1455GK205507750SQ201620270482
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】胡坤, 許云龍, 張金玲, 吳迪, 張名揚, 張玲敏
【申請人】康泰醫(yī)學系統(tǒng)（秦皇島）股份有限公司