CN104856695A - 一种基于nfc的血氧数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于NFC的血氧数据采集系统，包括血氧采集设备和移动设备；血氧采集设备包括储能电路、采集控制器、血氧传感器、信号处理电路和从NFC通信模块；移动设备包括显示屏、设备控制器、存储器、设备电源和主NFC通信模块；血氧传感器经过信号处理电路后与采集控制器相连，从NFC通信模块与采集控制器相连，储能电路为采集控制器、血氧传感器、信号处理电路以及从NFC通信模块供电；设备控制器分别与显示屏、存储器和主NFC通信模块相连，设备电源为设备控制器、显示屏、存储器以及主NFC通信模块供电。该血氧数据采集系统为无源采集设备，具有体积小、成本低、功耗低以及安全性能高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据采集系统，尤其是一种血氧数据采集系统，属于电学领域。
背景技术
NFC（Near Field Communication，近距离无线通讯技术）由无线射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）演变而来，由飞利浦半导体（现恩智浦半导体公司）、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。在13.56MHz频率运行于20cm距离内,其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或424 Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准与ETSI TS 102 190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。随着社会的发展和生活水平的提高，人们也开始关注自身健康。已经出现的生命体征采集设备的个人医疗产品包括便携式的血氧仪、血糖仪、胎心仪和心电仪等。它们存在的不足主要有：1）成本高；2）体积大；3）缺乏数据存储和分析功能；4）缺乏数据远程传输功能。同时，以智能手机为代表的移动设备日益普及，且移动设备具有很强的计算和显示能力，也具备电源提供、数据存储分析和远程数据传输功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的血氧仪体积大，且不具备数据存储和分析功能。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于NFC的血氧数据采集系统，包括血氧采集设备和移动设备；血氧采集设备包括储能电路、采集控制器、血氧传感器、信号处理电路和从NFC通信模块；移动设备包括显示屏、设备控制器、存储器、设备电源和主NFC通信模块；血氧传感器经过信号处理电路后与采集控制器相连，从NFC通信模块与采集控制器相连，储能电路为采集控制器、血氧传感器、信号处理电路以及从NFC通信模块供电；设备控制器分别与显示屏、存储器和主NFC通信模块相连，设备电源为设备控制器、显示屏、存储器以及主NFC通信模块供电；
设备控制器通过主NFC通信模块向储能电路发送充电频率信号；储能电路接收充电频率信号，并转换为电能进行存储；设备控制器再通过主NFC通信模块向从NFC通信模块发送采集命令；采集控制器解析从NFC通信模块接收的采集命令，并根据采集命令控制血氧传感器进数据采集；信号处理电路对采集的数据进行实时滤波处理；从NFC通信模块将滤波后的采集数据发送至主NFC通信模块；设备控制器再对主NFC通信模块接收的采集信号进行滤波处理，并由滤波处理后的数据计算获得当前的血氧值；设备控制器再将计算模块获得的血氧值存入存储器中，并对存储器中存储的所有数据进行统计和分析，再将统计和分析结果发送至显示屏进行显示。
采用储能电路吸收移动设备发送的无线充电信号进行充电，并为血氧采集设备供电，避免使用电池，使血氧采集设备成为一个无源设备，有效减小了血氧采集设备的体积，降低了血氧采集设备的成本；采用主NFC通信模块和从NFC通信模块实现了移动设备与血氧采集设备之间的信号传输，将血氧采集设备采集的数据上传到移动设备上，而无需存储在血氧采集设备上，进一步减小了血氧采集设备的体积；采用NFC通信方式，通信距离较短，既能够防止较强的信号辐射，也能够防止信号泄露，具有较高的通信安全性能；采用只在移动设备上对血氧采集设备采集的数据进行相应的处理、存储、统计、分析和显示，不仅减小了血氧采集设备的体积，而且还有效降低了血氧采集设备的功耗，延长了储能电路的供电维持时间；采用信号处理电路对采集的信号进行滤波处理，避免传输误差较大的数据传播，减少数据传输量，降低了采集设备的能耗，延长了采集设备的电能使用时长。
作为本发明的进一步改进方案，移动设备还包括与设备控制器相连的GPRS模块、3G模块或wifi模块，GPRS模块、3G模块或wifi模块将统计和分析结果进行远程无线传输。采用GPRS模块、3G模块或wifi模块能够将统计和分析结果远程上传至数据库或监控中心，提高了远程监控能力。
作为本发明的进一步限定方案，移动设备为具有NFC模块的手机、PAD或上网本。
作为本发明的进一步限定方案，血氧传感器为光电式血氧传感器。
本发明的有益效果在于：（1）采用储能电路吸收移动设备发送的无线充电信号进行充电，并为血氧采集设备供电，避免使用电池，使血氧采集设备成为一个无源设备，有效减小了血氧采集设备的体积，降低了血氧采集设备的成本；（2）采用主NFC通信模块和从NFC通信模块实现了移动设备与血氧采集设备之间的信号传输，将血氧采集设备采集的数据上传到移动设备上，而无需存储在血氧采集设备上，进一步减小了血氧采集设备的体积；（3）采用NFC通信方式，通信距离较短，既能够防止较强的信号辐射，也能够防止信号泄露，具有较高的通信安全性能；（4）采用只在移动设备上对血氧采集设备采集的数据进行相应的处理、存储、统计、分析和显示，不仅减小了血氧采集设备的体积，而且还有效降低了血氧采集设备的功耗，延长了储能电路的供电维持时间；（5）采用信号处理电路对采集的信号进行滤波处理，避免传输误差较大的数据传播，减少数据传输量，降低了采集设备的能耗，延长了采集设备的电能使用时长。
附图说明
图1为本发明的血氧采集设备结构示意图；
图2为本发明的移动设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1和2所示，本发明的基于NFC的血氧数据采集系统，包括血氧采集设备和移动设备。其中，血氧采集设备包括储能电路、采集控制器、血氧传感器、信号处理电路和从NFC通信模块；移动设备包括显示屏、设备控制器、存储器、设备电源和主NFC通信模块。
血氧传感器经过信号处理电路后与采集控制器相连，从NFC通信模块与采集控制器相连，储能电路为采集控制器、血氧传感器、信号处理电路以及从NFC通信模块供电；设备控制器分别与显示屏、存储器和主NFC通信模块相连，设备电源为设备控制器、显示屏、存储器以及主NFC通信模块供电。
设备控制器通过主NFC通信模块向储能电路发送充电频率信号；储能电路接收充电频率信号，并转换为电能进行存储；设备控制器再通过主NFC通信模块向从NFC通信模块发送采集命令；采集控制器解析从NFC通信模块接收的采集命令，并根据采集命令控制血氧传感器进数据采集；信号处理电路对采集的数据进行实时滤波处理；从NFC通信模块将滤波后的采集数据发送至主NFC通信模块；设备控制器再对主NFC通信模块接收的采集信号进行滤波处理，并由滤波处理后的数据计算获得当前的血氧值；设备控制器再将计算模块获得的血氧值存入存储器中，并对存储器中存储的所有数据进行统计和分析，再将统计和分析结果发送至显示屏进行显示。
为了具备远程传输能力，本发明的移动设备还包括与设备控制器相连的GPRS模块、3G模块或wifi模块，GPRS模块、3G模块或wifi模块将统计和分析结果进行远程无线传输。
信号处理电路为一般的滤波电路，用于对血氧传感器的采集数据进行实时滤波处理；移动设备可以为具有NFC模块的手机、PAD或上网本，也可以在现有的手机、PAD或上网本上增加独立的NFC模块；血氧传感器可以选择光电式血氧传感器；储能电路采用电磁共振线圈和储能电容构成。
本发明的血氧数据采集系统在工作时，首先将血氧采集设备佩戴好，再由移动设备接近血氧采集设备至可接收范围内；开启移动设备并通过主NFC通信模块向储能电路发送充电频率信号，储能电路接收充电频率信号，并转换为电能进行存储；再由储能电路为采集控制器、血氧传感器、信号处理电路以及从NFC通信模块供电；移动设备通过主NFC通信模块和从NFC通信模块向采集控制器发送采集命令，采集控制器控制血氧传感器开始采集数据，并通过信号处理电路滤波处理，再由从NFC通信模块和主NFC通信模块上传至采样滤波模块；设备控制器计算获得当前的血氧值，并将计算获得的血氧值存入存储器中；设备控制器实时读取存储器中存储的所有数据，并进行统计和分析，再将统计和分析结果发送至显示屏进行显示，同时还可通过GPRS模块、3G模块或wifi模块将统计和分析结果进行远程无线传输。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (4)
1.一种基于NFC的血氧数据采集系统，其特征在于，包括血氧采集设备和移动设备；所述血氧采集设备包括储能电路、采集控制器、血氧传感器、信号处理电路和从NFC通信模块；所述移动设备包括显示屏、设备控制器、存储器、设备电源和主NFC通信模块；所述血氧传感器经过信号处理电路后与采集控制器相连，所述从NFC通信模块与采集控制器相连，所述储能电路为采集控制器、血氧传感器、信号处理电路以及从NFC通信模块供电；所述设备控制器分别与显示屏、存储器和主NFC通信模块相连，所述设备电源为设备控制器、显示屏、存储器以及主NFC通信模块供电；
所述设备控制器通过主NFC通信模块向储能电路发送充电频率信号；所述储能电路接收充电频率信号，并转换为电能进行存储；所述设备控制器再通过主NFC通信模块向从NFC通信模块发送采集命令；所述采集控制器解析从NFC通信模块接收的采集命令，并根据采集命令控制血氧传感器进数据采集；所述信号处理电路对采集的数据进行实时滤波处理；所述从NFC通信模块将滤波后的采集数据发送至主NFC通信模块；所述设备控制器再对主NFC通信模块接收的采集信号进行滤波处理，并由滤波处理后的数据计算获得当前的血氧值；所述设备控制器再将计算模块获得的血氧值存入存储器中，并对存储器中存储的所有数据进行统计和分析，再将统计和分析结果发送至显示屏进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于NFC的血氧数据采集系统，其特征在于，所述移动设备还包括与设备控制器相连的GPRS模块、3G模块或wifi模块，所述GPRS模块、3G模块或wifi模块将统计和分析结果进行远程无线传输。
3. 根据权利要求1或2所述的基于NFC的血氧数据采集系统，其特征在于，所述移动设备为具有NFC模块的手机、PAD或上网本。
4. 根据权利要求1或2所述的基于NFC的血氧数据采集系统，其特征在于，所述血氧传感器为光电式血氧传感器。
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