基于低功耗藍(lán)牙無(wú)線心率計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，隨著科技的高速發(fā)展和醫(yī)療信息化的迅速推進(jìn)，靈活的無(wú)線醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)方案層出不窮。心率是健康檢測(cè)中的重要項(xiàng)目。為改善傳統(tǒng)心率檢測(cè)成本高且操作單一化等弊端，本文基于低功耗藍(lán)牙設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于多點(diǎn)通信的小型無(wú)線心率計(jì)，實(shí)現(xiàn)了大范圍的心率數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸。
　　本文設(shè)計(jì)的無(wú)線心率計(jì)采用紅外線心率傳感器采集數(shù)據(jù)，低功耗藍(lán)牙芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。采集的心率數(shù)據(jù)在放大濾波后傳輸至主芯片，經(jīng)控制器處理后通過(guò)芯片的射頻模塊傳輸。系統(tǒng)的工作機(jī)制為多任

2、務(wù)事件觸發(fā)機(jī)制，工作流程根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)先后調(diào)度。在多點(diǎn)傳輸設(shè)計(jì)中，藍(lán)牙傳統(tǒng)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多點(diǎn)的傳輸，但網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有限，不能滿足本文應(yīng)用場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)需求。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量問(wèn)題，本文在星型網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改進(jìn)了一種多跳傳輸方案，該方案通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)角色變化機(jī)制、跳頻機(jī)制和時(shí)分雙工機(jī)制，在網(wǎng)絡(luò)中建立路由表和路由跳數(shù)表，逐層向下擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，從單跳網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成多跳網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)大范圍傳輸?shù)妮^大型網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，為了有更好的人機(jī)交互

3、體驗(yàn)，本文在.NET和安卓平臺(tái)，分別開(kāi)發(fā)了與發(fā)送節(jié)點(diǎn)通信的應(yīng)用程序。通過(guò)對(duì)應(yīng)用程序的操作，豐富了本課題中心率計(jì)系統(tǒng)的功能。
　　系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明，本課題設(shè)計(jì)的無(wú)線心率計(jì)能夠低能耗、可靠地傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)上位機(jī)連接實(shí)驗(yàn)可知多跳網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的容量得到極大改善，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大范圍組網(wǎng)功能。節(jié)點(diǎn)的工作電流為14.2mA，睡眠電流為0.35uA，在丟包率小于0.1％時(shí)接收靈敏度為-92.5dBm，心率測(cè)量誤差小于2.5％，各測(cè)試值符合設(shè)計(jì)指標(biāo)的