掌上多功能監護呼救定位系統的研制

　　加速度采集模塊。監視人體運動(dòng)狀態(tài)可以通過(guò)測量其加速度完成，目前加速度芯片的種類(lèi)很多，主要區別在于分辨率和數據輸出接口上，考慮到系統功耗需求，本設計采用集成數字接口的加速度采集芯片，該芯片可通過(guò)SPI接口與MCU交換數據。

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

　　數據存儲模塊。采集到裝置內部的心電圖和加速度數據均要求在掉電時(shí)不會(huì )丟失，同時(shí)提供方法在必要時(shí)將數據導出到PC做進(jìn)一步的分析和處理?？紤]到目前SD卡等便攜式移動(dòng)存儲卡技術(shù)成熟、價(jià)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卡作為數據存儲模塊。

　　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數據傳輸模塊實(shí)現報警信息的發(fā)布，該種通訊模塊內部集成了GPS定位功能，能夠滿(mǎn)足系統的功耗管理要求。

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

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

　　系統硬件設計實(shí)現

　　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以滿(mǎn)足我國對于監護級心電圖的行業(yè)標準為前提，具體參數設置如下：

　　采樣通道：1

　　采樣率：250 Sps

　　采樣分辨率：10Bits

　　帶寬：1-25Hz

　　時(shí)間常數：0.1s

　　采樣時(shí)間：30s

　　輸入阻抗：不低于1MΩ

　　共模抑制比：60dB

　　為實(shí)現上述設計指標，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(shí)現心電圖信號的采集。心電圖采集采用粘貼型電極，可有效減少干擾，通過(guò)導聯(lián)線(xiàn)引入系統。

　　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(jīng)典儀表放大器AD620實(shí)現. 該放大器有較高的共模抑制比(CMRR)，溫度穩定性好，放大頻帶寬，噪聲系數小且具有調節方便的特點(diǎn)。初級放大倍數為10倍。前置放大器電路圖如圖2所示。