可監(jiān)測人體脈搏波及心率的健康鼠標(biāo)

　　由于采集到的信號微弱，于是設(shè)置脈搏波數(shù)據(jù)放大模塊，接收經(jīng)脈搏波濾波電路濾波后的信號，對信號進(jìn)行放大，并將放大后的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)绞髽?biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用的單片機(jī)控制模塊。

鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊與鼠標(biāo)控制模塊#e#

　　1.3 鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊與鼠標(biāo)控制模塊

　　本部分用于實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的基本功能，包含鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集與鼠標(biāo)控制兩個(gè)模塊。

　　鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊（見圖5）采用OM02芯片，其中OM02芯片接收來自LED_XY口與LED發(fā)光管形成的信號，得到鼠標(biāo)方向數(shù)據(jù)。

圖5　鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊與鼠標(biāo)控制模塊

　　鼠標(biāo)控制模塊（見圖5）采用eKM8022芯片，鼠標(biāo)控制模塊eKM8022芯片的1管腳L端連接一個(gè)點(diǎn)擊觸發(fā)器SL用于鼠標(biāo)左鍵控制，鼠標(biāo)控制模塊eKM8022芯片的5管腳R端連接一個(gè)點(diǎn)擊觸發(fā)器SR用于鼠標(biāo)右鍵控制，鼠標(biāo)控制模塊eKM8022芯片3管腳Z1與?4管?腳Z2連接一個(gè)滾輪作為鼠標(biāo)中間滾輪，鼠標(biāo)控制模塊eKM8022芯片12管腳D+端與13管腳D-端作為信號輸出端，用于信號輸出。

　　上述兩個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)了鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)采集和控制功能。

　　1.4 單片機(jī)控制模塊

　　鼠標(biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用的單片機(jī)控制模塊，如圖6所示。針對反射式脈搏波光電傳感器所采集的信號特點(diǎn)，設(shè)有脈搏波信號模/數(shù)采集模塊、脈搏波信號平滑濾波模塊、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)采集模塊、信號處理模塊、信號發(fā)送模塊。

圖6　單片機(jī)控制模塊

　　在本模塊，信號將會(huì)依次進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，平滑濾波等處理，同時(shí)整合鼠標(biāo)采集來的數(shù)據(jù)，發(fā)送到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸模塊。

1.5 電壓轉(zhuǎn)換電路

　　各個(gè)模塊的工作電壓，驅(qū)動(dòng)電壓要求不同，所以設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換電路，將電壓轉(zhuǎn)換成適用于各個(gè)模塊工作的電壓，如圖7所示。

圖7　電壓轉(zhuǎn)換電路

　　電壓轉(zhuǎn)換模塊通過USB接口連接電腦端供電，電壓轉(zhuǎn)換模塊的OUT口與脈搏波數(shù)據(jù)放大模塊中的MCP6002芯片的VINB+、VINB-連接，脈搏波數(shù)據(jù)放大模塊的輸出端VOUTB與鼠標(biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用單片機(jī)控制模塊電源端口連接，其他模塊供電與電壓轉(zhuǎn)換模塊的OUT口連接。

　　1.6 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸模塊及Micro USB接口

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸模塊采用CP2102芯片，輸入端接收來自鼠標(biāo)數(shù)據(jù)與脈搏波數(shù)據(jù)采集處理共用的單片機(jī)控制模塊的數(shù)據(jù)信號，將信號并行輸入轉(zhuǎn)為通用串行總線，通過Micro USB接口與電腦端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　2 結(jié) 論

　　將鼠標(biāo)和反射式光電傳感器結(jié)合制成成品之后，經(jīng)過實(shí)際測試，傳感器能夠很好的測得人體在手指處的脈搏波并輸出。再經(jīng)過計(jì)算機(jī)端配套軟件對信號的處理，能夠很好地、直觀地向用戶呈現(xiàn)其身體健康狀況。本方案的理念即為將健康引入鼠標(biāo)，將健康監(jiān)測與日常生活融為一體，讓用戶在日常生活中不用刻意去測量自身的生理信號，鼠標(biāo)即可自動(dòng)檢測使用者的多項(xiàng)生理參數(shù)信息，從而了解自己的身體狀況。

　　本鼠標(biāo)各個(gè)模塊中，除了將反射式脈搏波光電傳感器放在正常使用鼠標(biāo)時(shí)大拇指所處的位置上，其他供電模塊，數(shù)據(jù)處理模塊等均置于鼠標(biāo)內(nèi)部，集成到鼠標(biāo)電路板上。無論是外觀還是手感，本鼠標(biāo)與普通鼠標(biāo)并無明顯差異，完全融入到了用戶的正常生活之中，在用戶使用鼠標(biāo)的不經(jīng)意狀態(tài)時(shí)檢測并記錄脈搏波及心率。