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健康物联网实验开发系统V1.2,健康物联网实验开发系统
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健康物联网实验开发系统V1.2,健康物联网实验开发系统

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产品名称:健康物联网实验开发系统V1.2,健康物联网实验开发系统

产品型号:

产品厂商:亿创宏达(北京)科技有限公司

简单介绍

健康物联网实验开发系统V1.2,健康物联网实验开发系统。系统硬件模块包含了MCU微处理器、传感器模块及数据传输模块三部分。选择三部分中的任一款硬件都可完成一套完整的实验。

健康物联网实验开发系统V1.2,健康物联网实验开发系统的详细介绍

健康物联网实验开发系统V1.2,健康物联网实验开发系统

1、产品技术参数要求 (带“★”为必须满足技术参数)

型号:YC –MPTS-HTSS

一、        系统配置

系统硬件模块包含了MCU微处理器、传感器模块及数据传输模块三部分。选择三部分中的任一款硬件都可完成一套完整的实验。硬件模块主要有:

1.         STM32F103微处理器

2.         心电(ECG)检测模块:基本的心电信号分析软件(HR,RR,AR)

3.         ★血氧脉搏检测模块:采用硅平面扩散型光电二极管传感器,采集方式:手指或耳朵血氧探头;

腹式呼吸

肌电

4.         ★呼吸检测模块  胸式呼吸

气体流量

呼吸量

补呼量

5.         显示模块:Android平板

6.         蓝牙数据传输模块:蓝牙4.0,兼容2.0;

7.         网络通信数据传输模块:WIFI

8.         扩展转接模块

9.         LED模块

10.     ★计算机配套数据采集软件

Ø PC机端上位机软件一套

Ø 所有模块嵌入实验程序源代码

Ø 安卓系统配套采集软件一套

11.     ★综合检测分析软件功能

Ø 各模块信号同时显示

Ø 分析同步性

Ø 幅度关系比例分析

Ø 各信号相位延迟分析

Ø 长期检测存储历史回顾统计分析

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1、 产品图片


二、        人体健康物联网研究平台参数 1、 STM32F103微处理器

1)         STM32F103使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC(Reduced Instruction Set Computing,精简指令集)内核,工作频率72Mhz,内置高速存储器(高达512K字节的闪存和64K字节的SRAM),丰富的增强IO端口和联接到两天APB总线的外设。包含3个12位ADC、4个通用16位定时器和2个PWM定时器,还包含标准的通信接口:2个I2C、3个SPI、5个USART、一个USB和一个CAN接口。

2、 心电(ECG)检测模块

1)         ★ADS1191是单通道同步采样16位Δ-Σ模数转换器(ADC)系列,具有内建可编程增益放大器(PGA),内部参考和板载振荡器。包含了便携式,低功率医疗心电图 (ECG),体育运动,和健身应用通常所需的所有特性。凭借其高度的集成性及与众不同的性能ADS1191产品能够在大幅缩小尺寸,降低功耗与整体成本的同时,实现可扩展医疗仪表系统的创建。每通道提供高度灵活的输入多路复用器,其可独立连接至内部生成信号实现测试,温度以及持续断线检测。 此外,可选择输入通道的各种配置生成右腿驱动器 (RLD) 输出信号。 ADS1191zui高运行数据速率为8kSPS。 使用此器件内部激励灌电流/拉电流从内部执行持续断线检测。

2)         其主要参数为:

Ø 1个低噪声可编程增益放大器(PGA) 与1个高分辨率 ADC

Ø 低功率:每通道335μW

Ø 输入参考噪声:24μVPP (150Hz BW,G=6)

Ø 输入偏置电流:1nA

Ø 数据速率:125SPS 至8kSPS

Ø CMRR:–95dB

Ø 可编程增益:1,2,3,4,6,8 或者12

Ø 电源:单极或者双极

u 模拟:2.7V至5.25V

u 数字:1.7V至3.6V

3)         内建右腿驱动器放大器、持续断线检测、测试信号

4)         内建振荡器与参考

5)         高灵活断电,待机模式

6)         SPI- 兼容串行接口

7)         工作温度范围:–40°C 至 +85°C

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3、 血氧脉搏检测模块

1)         ★血氧脉搏传感器模块的主芯片是AFE4490,它是一款非常适合于脉冲血氧仪应用的全集成模拟前端(AFE)。此器件包含一个具有22位模数转换器(ADC)的低噪声接收器通道,一个LED传输部件和针对传感器以及LED故障检测的诊断功能。AFE4490是一款可配置定时控制器。这个灵活性使得用户能够完全控制器件定时特性。为了简化计时要求并为AFE4490提供一个低抖动时钟,还集成了一个由外部晶振供频的振荡器。此器件使用一个 SPI 接口与外部微控制器或主机处理器通信。

2)         该芯片的主要参数为:

Ø 完全集成模拟前端:灵活的脉冲排序和定时控制

Ø 发送:

集成发光二级管 (LED) 驱动器(H 桥、推挽)

整个范围内 110dB 动态范围(在低 LED 电流时实现低噪声)

LED 电流:50mA,75mA,100mA,150mA 和 200mA 的可编程范围,每个均具有 8 位电流分辨率

低功耗:100µA + 平均 LED 电流

LED 接通时间可编程性从 (50µs + 建立时间)到 4ms

独立的 LED2 和 LED1 电流基准

Ø 具有高动态范围的接收通道:

输入相关噪声:50 pARMS(5µA PD 电流时测得)

13.5 无噪声位(5µA PD 电流时测得)

具有 1µA 至 10µA 可选环境电流的模拟环境消除机制

3.0V 电源供电时,低功耗:< 2.3mW

Rx 采样时间:50µs 至 4ms

具有 7 个单独 LED2 和 LED1 可编程反馈 R 和 C 设置的 I-V 放大器

集成数字环境估算和删减

Ø 集成式故障诊断:

光电二极管和 LED 开路与短路检测

电缆开/关检测

Ø 电源:

Rx = DC 2.0V 至 3.6V

Tx = DC 3.0V 或 5.25V

Ø 封装:紧凑型四方扁平无引线 (QFN)-40 封装 (6mm x 6mm)

Ø 工作温度范围:-40°C 至 +85°C

3)         脉搏波

脉搏波上升沿时间UP

脉搏波上升角U角

脉搏波主波角P角

脉搏波潮波(T波)

脉搏波降中峡(V波)

脉搏波重搏波(D波)

主波幅(P波)

前波(A波)

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4、 呼吸检测模块

1)         呼吸模块采用孔板流量计的原理测量呼吸气流的流量。差压传感器选用SM5852压阻式压力传感器,它有两个接气端口(带“+”的一端为正压端),量程为±346pa。SM5852使用先进的硅微结构压力传感器,并集成信号调节ASIC技术,大大简化了高性能压力传感器的使用。其内部自带信号放大和校准,无需再进行补偿和校准。

2)         ★呼吸模块的主要性能为:

² 测量范围:0~999L/min

² 零点漂移:±0.08V

² 双列直插式封装

² 温度非线性修正

² 多级满量程温度系数和零点温度系数校准

² 通信接口:I2C&AD

² 工作温度: -40°C 至 +85°C

5、 蓝牙数据传输模块

1)        工作电压:DC 3.3V

2)        ★蓝牙协议:BLE协议、SPP协议,支持4.0,兼容2.0

3)        工作频率:2.4GHz ISM band

4)        通讯距离:SPP模式50米;BLE模式100米

5)        接口:UART接口

6)        调制方式:GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)

7)        灵敏度:≤-84dBm at 0.1% BER

8)        传输效率:SPP40%的串口效率;BLE30%的串口效率

9)        工作温度:–5℃~+80℃

6、 网络通信数据传输模块

1)        工作电压:DC5V

2)        工作频率范围: 2.4 GHz

3)        接口类型:Serial Com、WIFI(Client/AP)、Ethernet

4)        协议:TCP/UDP

5)        以太网:WAN、LAN

6)        WIFI工作模式:无线网卡、无线接入点、无线路由器

7)        串口转网络:zui高传输速率500000bps,串口波特率1200~500000bps

8)        网络标准:

9)        无线标准IEEE 802.11n、IEEE 802.11g、IEEE 802b

10)     有线标准IEEE 802.3、IEEE 802.3u

11)     ★无线传输速率:11n:zui高可达150Mbps;11g:zui高可达54Mbps;11b:zui高可达11Mbps

12)     无线安全:无线MAC地址过滤、无线安全功能开关、64/128/152位WEP加密、WPA-PSK/WPA2-PSK、WPA/WPA2安全机制

13)     工作温度:-20~70℃

三、        ★实验项目 1、 功能模块实验

1.1、STM32F103微处理器

1.1.1 STM32F103的I/O控制实验
1.1.2 STM32F103的FLASH存储读写实验
1.1.3 STM32F103外部引脚中断实验
1.1.4 STM32F103的定时器实验
1.1.5 STM32F103串口通讯实验

1.1.6 STM32F103RAM存储实验

1.1.7 STM32F103的SRAM存储实验

1.1.8 STM32F103的USB控制实验

1.1.9 STM32F103的内部FLASH存储读写实验

1.1.10 STM32F103ADC/DAC实验

1.1.11 STM32F 103 RTC 实时时钟实验

1.1.12 STM32F103看门狗实验

1.1.13 STM32F103的I2C实验

1.1.14 STM32F103的SPI实验

1.2、心电传感器模块的数据采集及显示

1.2.1心电模块基本实验

1.2.2心电模块扩展实验——与PC连接

1.2.3心电模块扩展实验——用蓝牙连接

1.2.4心电模块扩展实验——用WIFI连接

1.2.5心电模块扩展实验——导联切换实验

1.3、血氧脉搏传感器模块的数据采集及显示

1.3.1血氧脉搏模块基本实验

1.3.2血氧脉搏模块扩展实验——与PC连接

1.3.3血氧脉搏模块扩展实验——用蓝牙连接

1.3.4血氧脉搏模块扩展实验——用WIFI连接

1.4、呼吸传感器模块的数据采集及显示

1.4.1呼吸模块基本实验

1.4.2呼吸模块扩展实验——与PC连接

1.4.3呼吸模块扩展实验——用蓝牙连接

1.4.4呼吸模块扩展实验——用WIFI连接

1.5、蓝牙数据传输模块的配置及调试

1.6、网络通信数据传输模块的配置及调试

1.7、LED模块的状态指示

2、 生理信号处理实验

2.1生理信号相关信号处理实验

2.1.1数字FIR低通滤波实验

2.1.2数字FIR高通滤波实验

2.1.3数据平滑实验

2.1.4数字FFT实验

2.2主要生理信号处理实验

2.2.1、心电、呼吸、血氧各模块信号同时显示实验

2.2.5、心率检测实验

4、其他可定做的功能模块(货期3个月)

1.         温度传感器模块(开发中)

2.         脉搏传感器模块(开发中)

3.         肌电信号检测模块:肌电(开发中)

4.         握力检测模块:通过压力传感器检测握力大小(开发中)

5.         运动检测模块:通过陀螺仪检测物体的运动情况(开发中)

6.         声音检测模块:通过麦克风采集周围环境声音,显示噪声污染程度(开发中)

7.         人体感应模块:通过对人体红外信号的采集,用来监测红外模块监测区域内是否有人体活动存在。(开发中)

8.         血压模块(开发中)


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