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基于BLE的動態血糖檢測電路.pdf

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基于 BLE 動態 血糖 檢測 電路
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摘要
申請專利號:

CN201620016348.4

申請日:

20160108

公開號:

CN205758570U

公開日:

20161207

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B5/1473 主分類號: A61B5/1473
申請人: 重慶大學
發明人: 皮喜田,田森富,黃永紅,劉洪英
地址: 400044 重慶市沙坪壩區沙正街174號
優先權: CN201620016348U
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201620016348.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型設計了一種基于BLE藍牙的動態血糖檢測電路,電路設計包括BLE微處理器、I/V轉化模塊、按鍵及指示燈電路、電壓控制電路、紐扣電池電源、微流控血糖檢測傳感器。本電路用于動態檢測血糖,信號由微流控血糖檢測傳感器經I/V轉為模塊到BLE微處理器,經過處理,再由BLE藍牙以無線的方式將血糖值發送到帶藍牙的設備。

權利要求書

1.基于BLE的動態血糖檢測電路,其特征在于:包括BLE微處理器(4),I/V轉化模塊(2),微流控血糖檢測傳感器(1),電壓控制(6),紐扣電池電源(5),按鍵及指示燈電路(3),BLE微處理器(4)與電壓控制(6)相連。2.根據權利要求1所述的基于BLE的動態血糖檢測電路,其特征在于:BLE微處理器(4)與按鍵及指示燈電路(3)及紐扣電池電路相連(5),分別實現按鍵操作及指示,紐扣電池供電。3.根據權利要求1所述的基于BLE的動態血糖檢測電路,其特征在于:BLE微處理器(4)與I/V轉化模塊(2)相連,實現對信號的采集。4.根據權利要求1所述的基于BLE的動態血糖檢測電路,其特征在于:I/V轉化模塊(2)與微流控血糖檢測傳感器(1)相連,動態檢測血糖電化學反應產生的電流,傳輸給I/V轉化模塊,轉化為電壓并放大電壓以供AD采集。5.根據權利要求1-4中任何一項所述的基于BLE的動態血糖檢測電路,其特征在于:紐扣電池電源(5)給整個電路供電,而沒有其他的輔助電源,通過控制BLE的間息工作,達到超低功耗,可連續動態采集血糖數值30天左右。6.根據權利要求1-4中任何一項所述的基于BLE的動態血糖檢測電路,其特征在于:按鍵及指示燈電路(3),一個按鍵,配合三色LED指示燈,利用狀態機原理,實現檢測電路的多種操作。7.根據權利要求1-4中任何一項所述的基于BLE的動態血糖檢測電路,其特征在于:整個設計電路板的尺寸微型化,可控制在20mmx20mm的尺寸范圍內。

說明書

【技術領域】

本實用新型涉及血糖檢測技術領域,特別涉及基于BLE的動態血糖檢測電路。

【背景技術】

我國的糖尿病患者眾多,許多患者屬于重度糖尿病,需要經常注射胰島素,而注射胰島素時,選擇注射的時間至關重要,在血糖達到一定閾值,開始注射胰島素是最佳的時機,如何知道這個最佳時機呢,動態血糖監測能達到實現這一目標。

但調查研究發現,目前動態血糖的檢測控制電路,存在功耗較高,最多佩戴3-5天就因需要充電而停止工作,而充電時間一般都需要2小時以上,這段時間數據的不可測,可能錯過了胰島素的最佳注射時間。當再次佩戴進行測量時,又存在需要再次連接等一系列復雜的操作。

因此,可以尋找有效降低動態血糖檢測電路的功耗,并將檢測電路進一步集成化,減小檢測電路的物理尺寸和重量,設計更加適合血糖患者使用的動態血糖檢測電路。

經過研究,本申請人設計了基于BLE的動態血糖檢測電路,藍牙BLE的核心芯片為CC2540,其集成了低功耗微控制器8051,還具有12位的AD轉化器和256K的Flash及8K的SRAM。因其超低的功耗和高度的集成化,可以滿足我們的設計要求。

【發明內容】

本實用新型針對上述現有技術存在的缺陷,設計了基于BLE的動態血糖檢測電路。本實用新型的技術能很好的實現超低的功耗和高度集成化的動態血糖檢測電路,使血糖檢測電路模塊更微型化,更適合患者佩戴使用。

為實現超低功耗動態血糖檢測電路,本實用新型提出了基于BLE的動態血糖檢測電路,包括BLE微處理器、紐扣電池電源、按鍵及指示燈電路、電壓控制、I/V轉化模塊、微流控血糖檢測傳感器,血糖值的獲取是經過微流控血糖檢測傳感器檢測人體的組織液中的葡萄糖,經電化學反應,產生微弱電流進入I/V轉化模塊,在此將電流轉化為電壓并進行放大。BLE微處理器利用其AD對其進行采樣,并經過算法轉化,計算出血糖值,再將此值經過BLE的藍牙功能,傳輸到其他藍牙設備顯示和進一步分析。

作為優選,檢測電路還設計了電壓控制電路模塊。

作為優選,檢測電路還設計了按鍵及指示燈電路。

作為優選,檢測電路還包括紐扣電池電源。

本實用新型的有益效果:本實用新型采用BLE藍牙模塊,在于其超低功耗和高度集成化的特點,從而實現動態血糖檢測電路的超低功耗特點,同時也實現了其尺寸和重量的微和輕的特點。另外,傳感器采用設計加工的微流控芯片為血糖檢測的傳感器,又體現其微創檢測的特點,此電路可應用于超低功耗、高集成度的動態血糖檢測電路。

【附圖說明】

圖1是基于BLE的動態血糖檢測電路結構圖

圖2是BLE微處理器模塊圖

圖3是I/V轉化及放大電路圖

圖4是電壓控制電路圖

圖5是整體BLE動態血糖檢測電路圖

【具體實施方式】

如圖1所示,該基于BLE的動態血糖檢測電路主要包括BLE微處理器、按鍵及指示燈電路、紐扣電池電路、電壓控制、I/V轉化模塊、微流控血糖檢測傳感器,檢測電路的信號來源于微流控血糖檢測傳感器,微流控芯片里的組織液和葡萄糖氧化酶發生電化學反應,產生微弱電流信號,信號經I/V轉化模塊進行電流轉換為電壓信號,然后將信號放大,利用BLE集成的AD模塊,對電壓信號進行采樣,通過計算得到相應的血糖值。再將血糖值通過BLE模塊的藍牙功能,發送給其他具有藍牙的設備進行顯示和分析。紐扣電池電源給整個電路供電,而沒有其他的輔助電源,通過控制BLE的間息工作,達到超低功耗,可連續動態采集血糖數值30天左右。整個設計電路板的尺寸微型化,尺寸控制在20mm x20mm的尺寸范圍內。

圖2為BLE核心芯片CC2540模塊電路圖,模塊電路因集成低功耗8051單片機和藍牙,對于動態血糖檢測電路來說,可以將電壓信號通過AD進行采集,經過適當算法,計算出血糖值,并將值進行無線傳輸和存儲,CC2540自帶256k的Flash,可以存儲數據,也可以存儲代碼,BLE協議棧自帶了snv管理代碼,讀函數osal_snv_read,寫函數osal_snv_write數據都有一個唯一的id,snv通過這個唯一的id管理Flash中的數據。BLE微處理器與按鍵及指示燈電路相連,通過一個按鍵,配合三色LED指示燈,利用狀態機原理,實現檢測電路的多種操作,通過長按或短按配合指示燈的顏色變化或快閃、慢閃等狀態,提示當前的操作動作。BLE微處理器與電壓控制相連,通過BLE的IO口,輸出高低電平,從而使得電壓控制電路的電壓進行切換,完成對傳感器檢測端電化學反應的初始條件。

圖3為I/V轉化電路,該電路將電流信號轉化為電壓信號,并將電壓信號進行放大,以供BLE微處理器的AD模塊采樣,該電路采用MAX418芯片,可以根據不同的需求,調節電阻實現不同的轉換電壓范圍。

圖4為電壓控制電路,此電路主要通過BLE微處理器通過P1.6和P1.1管腳,輸出不同的電平,從而控制MAX4741芯片的開關狀態,實現在sen2和sen3端輸出不同的電壓,以供微流控血糖檢測傳感器的三電極滿足不同的電壓,極化傳感器進行電化學反應,從而與組織液中的葡萄糖反應,產生微弱的電流。微流控血糖傳感器是具有三電極的傳感器,更多關于微流控血糖檢測傳感器的信息,已在微流控血糖傳感器的專利中說明。

應說明的是,以上實施例僅用以說明本實用新型BLE動態血糖檢測電路的說明,而不是對本實用新型的限定。本領域的普通技術人員應當理解,可以對本設計的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神和范圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。

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