掌上多功能監(jiān)護呼救定位系統(tǒng)的研制

　　加速度采集模塊。監(jiān)視人體運動狀態(tài)可以通過測量其加速度完成，目前加速度芯片的種類很多，主要區(qū)別在于分辨率和數(shù)據(jù)輸出接口上，考慮到系統(tǒng)功耗需求，本設計采用集成數(shù)字接口的加速度采集芯片，該芯片可通過SPI接口與MCU交換數(shù)據(jù)。

　　人機交互模塊由按鍵和液晶組成，按鍵可以直接通過MCU的標準I/O接口實現(xiàn)，液晶驅動也選用MXT8051自帶的段碼液晶驅動器接口。

　　數(shù)據(jù)存儲模塊。采集到裝置內部的心電圖和加速度數(shù)據(jù)均要求在掉電時不會丟失，同時提供方法在必要時將數(shù)據(jù)導出到PC做進一步的分析和處理?？紤]到目前SD卡等便攜式移動存儲卡技術成熟、價格便宜且存儲容量非常容易擴展，在便攜式設計要求下本裝置使用microSD卡作為數(shù)據(jù)存儲模塊。

　　報警信息發(fā)布。報警信息發(fā)布模塊要求不受地理位置的限制，能夠將報警信息準確的發(fā)送到預先設定的接受者。由于報警信息中還要求包含報警發(fā)生的地理位置信息，故選用CDMA數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)報警信息的發(fā)布，該種通訊模塊內部集成了GPS定位功能，能夠滿足系統(tǒng)的功耗管理要求。

　　系統(tǒng)電源。本裝置設計了豐富的外圍功能模塊實現(xiàn)系統(tǒng)的各項功能，同時也為系統(tǒng)引入了多樣的電源電壓需求。根據(jù)便攜式設計要求，整個裝置體積小，重量輕，供電最多只能采用2節(jié)AAA電池，而系統(tǒng)的多樣的電壓要求，可通過電源電壓管理實現(xiàn)。

　　在此硬件平臺上，對各外圍功能模塊的調用和系統(tǒng)功能的實現(xiàn)通過軟件實現(xiàn)。本方案所述裝置可以根據(jù)用戶具體需求提供包括心律監(jiān)護、跌倒檢測、心律+跌倒監(jiān)護和睡眠呼吸監(jiān)護等4種工作模式，不同工作模式在使用中均可以相互切換。

　　系統(tǒng)硬件設計實現(xiàn)

　　ECG采集模塊

　　ECG采集模塊負責采集體表的心電圖信號，在本設計所述裝置中，ECG信號采集模塊的性能參數(shù)以滿足我國對于監(jiān)護級心電圖的行業(yè)標準為前提，具體參數(shù)設置如下：

　　采樣通道：1

　　采樣率：250 Sps

　　采樣分辨率：10Bits

　　帶寬：1-25Hz

　　時間常數(shù)：0.1s

　　采樣時間：30s

　　輸入阻抗：不低于1MΩ

　　共模抑制比：60dB

　　為實現(xiàn)上述設計指標，考慮到體表心電圖信號為加載在大的共模直流極化電壓之上的微弱差模信號，且受到肌電(約33Hz)和50Hz工頻的干擾，本裝置采用如圖2所示設計方案實現(xiàn)心電圖信號的采集。心電圖采集采用粘貼型電極，可有效減少干擾，通過導聯(lián)線引入系統(tǒng)。

　　為提高輸入阻抗輸入端，采用JFET放大器TL064電壓跟隨器，心電圖信號的放大級采用用于心電放大的經典儀表放大器AD620實現(xiàn). 該放大器有較高的共模抑制比(CMRR)，溫度穩(wěn)定性好，放大頻帶寬，噪聲系數(shù)小且具有調節(jié)方便的特點。初級放大倍數(shù)為10倍。前置放大器電路圖如圖2所示。