CN105477781A - 一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪及实现方法，包括第一控制器和第二控制器、A路输出系统、B路输出系统以及输入输出模块、自检系统；第一控制器为主控制器，控制系统的运行，实时监控A路输出系统或B路输出系统的两块电极板间是否形成回路，并进行判定；第二控制器作为从控制器，为A路输出系统、B路输出系统提供调制波形，其调制波形输出受第一控制器控制；自检系统，与第一控制系统相连通信，用于检测系统是否正常；A路输出系统及B路输出系统，受第一控制器的控制，对第一控制器输出的PWM波进行调制，形成处方波，并输出至电极板，并通过采样电路将电极板的波形电压及温度实时反馈至第一控制器。
Description
技术领域
本发明涉及治疗仪领域，尤其涉及一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪。
背景技术
中医针灸和按摩是医学物理疗法中非常重要的疾病治疗方法之一，中医针灸包含针刺法和炙法，前者是通过对经络输穴的刺激以完成治疗疾病的目的，后者是利用热的刺激以治疗疾病。而中医按摩是通过按、摩、推、拿、揉、搓等物理手法来刺激人体的淋巴、关节神经、肌肉、血管以及皮肤等处，通过物理手法提高肌体的免疫能力。但是二者均需要较长的治疗疗程以及相对专业的中医医师实施治疗，很难满足于广大人民群众的实际需求。并随着社会的发展以及人类健康意识的提高，家庭医疗理念逐步深入人心，一种现代化家用医疗设备以替代传统的中医针灸和按摩已经迫在眉睫。
此外，为应对目前广泛而激烈的市场竞争，应用于家庭医疗的治疗仪产品销售利润普遍较低，虽然治疗仪出厂时进行了相关的输出检测，但因大多消费者不了解产品特性而操作不当，达不到需要的结果，往往误认为产品存在质量问题，从而增加了售后负担，造成产品毛利润下降且容易损坏厂家品牌名誉。
发明内容
本发明的目的在于提供一款具有中医针灸和按摩同类效果的并具备上电自检功能的基于三MCU的家用电子医疗仪器，能通过对电子电路的操作模拟中医针灸及推拿、按摩、敲打等多种动作，从而达到舒筋活血、迅速缓解疲劳、恢复肌体等功能，通过仪器内部产生的人体中频电流(频率为1Hz-150Hz，幅度为10-70V的低频脉冲)可以有效的刺激肌肉，从而达到恢复身体机能，增强关节的灵活性，加强人体神经反射能力，对人体酸麻部位采用特殊的手法进行人工按摩。
本发明的技术方案为:
一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪，包括第一控制器和第二控制器、A路输出系统、B路输出系统以及输入输出模块，其特征在于，还包括自检系统；
所述第一控制器为主控制器，控制系统的运行，包括系统温度的控制和系统波形输出的控制，实时监控A路输出系统或B路输出系统的两块电极板间是否形成回路，并进行判定；
第二控制器作为从控制器，为A路输出系统、B路输出系统提供调制波形，其调制波形输出受第一控制器控制；
自检系统，与第一控制系统相连通信，用于检测系统是否正常；
A路输出系统及B路输出系统，受第一控制器的控制，对第一控制器输出的PWM波进行调制，形成处方波，并输出至电极板，并通过采样电路将电极板的波形电压及温度实时反馈至第一控制器。
优选地，A路输出系统，包括A路强度调节模块、A路波形调制模块、A路电极板波形输出模块、A路电压温度采集模块、A路电极板加热模块；A路强度调节模块，用于控制电极板输出电脉冲强度的控制；A路波形调制模块，针对第二控制器输出的PWM脉冲波形进行积分、同相比例放大和调制后，转换为所需要的调制波形；A路电极板波形输出模块，用于将A路波形调制模块输出的波形输出至电极板；A路电压温度采集模块，通过采样电路将电极板的波形电压以及温度实时反馈至第一控制器。
优选地，B路输出系统，包括B路强度调节模块、B路波形调制模块、B路电极板波形输出模块、B路电压温度采集模块、B路电极板加热模块；B路强度调节模块，用于控制电极板输出电脉冲强度的控制；B路波形调制模块，针对第二控制器输出的PWM脉冲波形进行积分、同相比例放大和调制后，转换为所需要的调制波形；B路电极板波形输出模块，用于将B路波形调制模块输出的波形输出至电极板；B路电压温度采集模块，通过采样电路将电极板的波形电压以及温度实时反馈至第一控制器。
优选地，自检系统包括通过模拟不同的输入来实现对输出波形的检查。
优选地，自检系统通过对系统的输入与输出进行比较，分析判断是否存在系统错误，以此来进行自检，进行自检功能的判断。
一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)第一步：系统上电初始化，第一控制器上电初始化，第二控制器上电初始化，第三控制器上电初始化，并进入等待状态；
2)系统设置：
由按键完成系统设置，包括确认、温度加、温度减、通道选择和强度调节旋钮；
3)波形输出前的状态检测：第一控制器首先判别强度调整旋钮是否归零，如若未归零，则不输出处方波形，并输出提示信息；如处于归零状态，则输出信息提示用户调节波形输出强度；进而检测电极板是否连接，如若连接，则正常输出；否则，输出提示信息要求重新连接电极板；
4)处方波形正常输出：第一控制器首先查询当前处方表，然后读取处方数据，根据情况对定时器赋初值，同时启动定时器，检测是否有波形输出，并设置输出波形标志位，判断当前处方输出是否完毕；完毕则结束，否则，继续读取处方数据，再次输出波形；
5)治疗结束：当处方输出完毕后，本次治疗结束，第一控制器停止输出，并发送命令控制第二控制器停止输出。
优选地，步骤1)中当第一控制器接收到第三控制器的自检命令时，第一控制器控制系统进行自检状态。
优选地，系统自检包括对波形输出的自检，其方法及步骤如下：
a)检测强度调整旋钮是否正常；
b)随机输出某一种治疗波形，并定时指定时间；
c)通过调节强度旋钮，检测电极板输出大小的变化；
优选地，步骤3)中第一控制器不断检测电极板状态，如果电极板松动或者未连接好，则输出提示信息要求重新连接电极板。
优选地，步骤3)中第一控制器不断检测温度是否达到设定值，并将实时温度于显示屏上进行显示。
本发明的有益效果：
(1)采用A/B两路双路独立输出，可针对两人一处或一人2处同时治疗，增加了治疗效率；
(2)通过采样电路将电极板的波形电压以及温度实时反馈至第一控制器，增加了极板输出波形检测，在治疗位未贴紧或未形成回路时，进行语音提醒；
(3)增加了强度调整旋钮位置检测，有效防止在接电极板瞬间出现的“电击”现象；
(4)具有上电自检功能，可实现产品故障自我判别，有效减小了产品出厂故障及增加用户体验感。
附图说明
图1本发明的系统框图；
图2本发明的操作及执行流程图；
图3为本发明的自检流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪，包括第一控制器和第二控制器、A路输出系统、B路输出系统、自检系统以及语音输出、液晶显示和控制按键等外围电路；第一控制器作为主控制器，控制系统的运行，是整个系统的控制核心，主要用来实现系统的人机对话，包括语音播报液晶显示以及按键控制、系统温度控制和系统波形输出的控制；在处方治疗过程中，第一控制器需要实时监控A路或B路的两块电极板间是否形成回路，以采集的电压大小进行判定，同时还需要不断采集实时温度。第二控制器作为从控制器，为A路输出系统、B路输出系统提供2.9KHz的调制波形，其调制波形输出受第一控制器控制。A路输出系统及B路输出系统，受第一控制器的控制，对第一控制器输出的PWM波进行调制，形成处方波，并输出至电极板，并通过采样电路将电极板的波形电压及温度实时反馈至第一控制器。
A路输出系统，包括A路强度调节模块、A路波形调制模块、A路电极板波形输出模块、A路电压温度采集模块、A路电极板加热模块；A路强度调节模块采用运放构成基本电路，以完成电极板输出电脉冲强度的控制。A路波形调制模块由运放基本电路构成，针对第二控制器输出的PWM脉冲波形进行积分、同相比例放大和调制后，转换为所需要的调制波形(含方波、阶梯波、指数波、三角波、梯形波等)。A路电极板波形输出模块采用高频变压器进行升压后将波形调制模块输出的波形输出至电极板。处方波形输出是通过两块电极板进行正负输出，即只有当两块电极板之间形成回路时，处方波形才能有效输出。A路电压温度采集模块通过采样电路将电极板的波形电压以及温度实时反馈至第一控制器。A路电极板加热模块由温度传感器和和加热控制部件组成，两者均设计在电极板中，可通过直接作用于皮肤加热或获取温度，用于对电极板进行加热以使极板温度稳定至设定值。
B路输出系统，包括B路强度调节模块、B路波形调制模块、B路电极板波形输出模块、B路电压温度采集模块、B路电极板加热模块；B路强度调节模块采用运放构成基本电路，以完成电极板输出电脉冲强度的控制。B路波形调制模块由运放基本电路构成，针对第二控制器输出的PWM脉冲波形进行积分、同相比例放大和调制后，转换为所需要的调制波形(含方波、阶梯波、指数波、三角波、梯形波等)。B路电极板波形输出模块采用高频变压器进行升压后将波形调制模块输出的波形输出至电极板。处方波形输出是通过两块电极板进行正负输出，即只有当两块电极板之间形成回路时，处方波形才能有效输出。B路电压温度采集模块通过采样电路将电极板的波形电压以及温度实时反馈至第一控制器。B路电极板加热模块由温度传感器和和加热控制部件组成，两者均设计在电极板中，可通过直接作用于皮肤加热或获取温度，用于对电极板进行加热以使极板温度稳定至设定值。
自检系统，用于系统自检功能的实现，包括通过模拟不同的输入来实现对输出波形的检查。
在本实施例中，如图1所示，第一控制器为MCU1，采用8位低功耗AVR微处理器Atmegal128；第二控制器为MCU2，MCU2采用PIC16F688；自检系统包括第三控制器，所述第三控制器为自检状态控制单片机MCU3；
语音输出模块采用WT588D集成语音模块，主要用于语音的存储与播放。
液晶显示，用于温度、治疗方案、通道等信息的显示。
控制按键包含系统开关、A/B两路的强度调节旋钮、温度选择及确认按钮，用于系统的手动设置。
自检系统，具体实现以下功能：(1)与第一控制器进行通信；(2)通过控制强度调节旋钮中的强度调整电阻阵列以模拟强度调整旋钮对输出波形的控制；(3)通过对系统的输入与输出进行比较，分析判断是否存在系统错误，以此来进行自检，进行自检功能的判断。(4)发送自检语音播报及液晶现实自检结果。
如图2所示，为MCU1系统操作及执行流程，共分为5步执行。
第一步：系统上电初始化。该治疗仪接电后，第一控制器MCU1上电初始化，其中要初始化系统时钟、中断、ADC外设、定时器以及相关的GPIO口，然后进入死循环。第二控制器MCU2初始化定时器、时钟以及GPIO口，进而进入死循环状态，一旦接收到MCU1发出的控制命令，即刻输出中频脉冲波形。之后，MCU1进入第二步执行。
第二步：系统设置。系统设置主要由功能按键完成，共有5个按键，分别为确认、温度加、温度减、通道选择和强度调节旋钮。当按下通道选择按键时，可选择A路或B路，再次按下时该按键时，可设置不同的波形输出(即处方)，系统中共设置了18种处方模式，即有18种不同的波形输出模式。温度加和减按键调整温度设定值，最高可达到42度，最低30度或室温。
当接收到MCU3自检命令时，MCU1系统进行自检状态，否则MCU1在初始化完毕后，即进入键盘扫描状态，判断按键按下状态，并执行相应的设定。之后进入第三步执行。
第三步：波形输出前的状态检测。MCU1首先判别强度调整旋钮是否归零，如若未归零，则不输出处方波形，并通过语音模块进行语音提示。如处于归零状态，则通过语音提示用户调节波形输出强度。进而检测电极板是否连接，如若连接，则正常输出；否则，语音提示重新连接电极板。
如果上述检测均正常，则系统进入第四步。
第四步：处方波形正常输出。MCU1首先查询当前处方表，然后读取处方数据，根据情况对定时器赋初值，同时启动定时器，检测是否有波形输出，并设置输出波形标志位，判断当前处方输出是否完毕。完毕则结束，否则，继续读取处方数据，再次输出波形。
期间需要不断检测电极板状态，如果电极板松动或者未连接好，则两个电极板间不能形成有效回路，输出回路中的电压信号消失，MCU1读取的采样信号电压低于正常值，则此时需要提示重新连接电极板。
此外，仍需不断检测温度是否达到设定值，并将实时温度于显示屏上进行显示。
当一切正常，处方波形输出完毕后，系统进入第五步执行。
第五步：治疗结束。当处方输出完毕后，本次治疗结束，MCU1停止输出，并发送命令控制MCU2停止输出。之后MCU1进入死循环，再次检测按键状态。同时进入第二步执行，不断循环。
系统上电后，第三控制器首先进入初始化状态，初始化内部SCI、T2C通信端口，定时器、GPIO等，之后进入等待状态。直到检测到自检按键按下或接收到外来自检指令，比如远程或网络控制自检信号，并开始向第一控制器发送指令信息，以确认第一控制器是否就绪。如果第一控制器未就绪，则延迟1S后，再次询问，直到下位机就绪。然后开始波形输出自检和极板温度输出自检，最后将自检结果进行液晶显示并语音播报。然后再次进入等待状态，依次循环。
波形输出自检方法及步骤如下：(1)检测强度调整旋钮并归0位；(2)随机输出某一种治疗波形，并定时60S。(3)由小向大调整强度旋钮，并检测极板输出是否由小向大变化；(4)由大向小调整强度旋钮，并检测极板输出是否由大向小变化。如果极板有波形输出并随着强度调整输出变化，则说明波形输出正常。波形输出自检首先针对A路检测，然后对B路检测，每路波形自检时间各为60S。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪，包括第一控制器和第二控制器、A路输出系统、B路输出系统以及输入输出模块，其特征在于，还包括自检系统；
所述第一控制器为主控制器，控制系统的运行，包括系统温度的控制和系统波形输出的控制，实时监控A路输出系统或B路输出系统的两块电极板间是否形成回路，并进行判定；
第二控制器作为从控制器，为A路输出系统、B路输出系统提供调制波形，其调制波形输出受第一控制器控制；
自检系统，与第一控制系统相连通信，用于检测系统是否正常；
A路输出系统及B路输出系统，受第一控制器的控制，对第一控制器输出的PWM波进行调制，形成处方波，并输出至电极板，并通过采样电路将电极板的波形电压及温度实时反馈至第一控制器。
2.根据权利要求1所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪，其特征在于，A路输出系统，包括A路强度调节模块、A路波形调制模块、A路电极板波形输出模块、A路电压温度采集模块、A路电极板加热模块；A路强度调节模块，用于控制电极板输出电脉冲强度的控制；A路波形调制模块，针对第二控制器输出的PWM脉冲波形进行积分、同相比例放大和调制后，转换为所需要的调制波形；A路电极板波形输出模块，用于将A路波形调制模块输出的波形输出至电极板；A路电压温度采集模块，通过采样电路将电极板的波形电压以及温度实时反馈至第一控制器。
3.根据权利要求1所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪，其特征在于，B路输出系统，包括B路强度调节模块、B路波形调制模块、B路电极板波形输出模块、B路电压温度采集模块、B路电极板加热模块；B路强度调节模块，用于控制电极板输出电脉冲强度的控制；B路波形调制模块，针对第二控制器输出的PWM脉冲波形进行积分、同相比例放大和调制后，转换为所需要的调制波形；B路电极板波形输出模块，用于将B路波形调制模块输出的波形输出至电极板；B路电压温度采集模块，通过采样电路将电极板的波形电压以及温度实时反馈至第一控制器。
4.根据权利要求1所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪，其特征在于，自检系统包括通过模拟不同的输入来实现对输出波形的检查。
5.根据权利要求1所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪，其特征在于，自检系统通过对系统的输入与输出进行比较，分析判断是否存在系统错误，以此来进行自检，进行自检功能的判断。
6.一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)第一步：系统上电初始化，第一控制器上电初始化，第二控制器上电初始化，第三控制器上电初始化，并进入等待状态；
2)系统设置：
由按键完成系统设置，包括确认、温度加、温度减、通道选择和强度调节旋钮；
3)波形输出前的状态检测：第一控制器首先判别强度调整旋钮是否归零，如若未归零，则不输出处方波形，并输出提示信息；如处于归零状态，则输出信息提示用户调节波形输出强度；进而检测电极板是否连接，如若连接，则正常输出；否则，输出提示信息要求重新连接电极板；
4)处方波形正常输出：第一控制器首先查询当前处方表，然后读取处方数据，根据情况对定时器赋初值，同时启动定时器，检测是否有波形输出，并设置输出波形标志位，判断当前处方输出是否完毕；完毕则结束，否则，继续读取处方数据，再次输出波形；
5)治疗结束：当处方输出完毕后，本次治疗结束，第一控制器停止输出，并发送命令控制第二控制器停止输出。
7.根据权利要求6所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪实现方法，其特征在于，步骤1)中当第一控制器接收到第三控制器的自检命令时，第一控制器控制系统进行自检状态。
8.根据权利要求7所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪实现方法，其特征在于，系统自检包括对波形输出的自检，其方法及步骤如下：
a)检测强度调整旋钮是否正常；
b)随机输出某一种治疗波形，并定时指定时间；
c)通过调节强度旋钮，检测电极板输出大小的变化。
9.根据权利要求6所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪实现方法，其特征在于，步骤3)中第一控制器不断检测电极板状态，如果电极板松动或者未连接好，则输出提示信息要求重新连接电极板。
10.根据权利要求6所述的一种带自检功能的双路输出温热中低频治疗仪实现方法，其特征在于，步骤3)中第一控制器不断检测温度是否达到设定值，并将实时温度于显示屏上进行显示。
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