CN112162019A - 一种温湿度补偿血糖检测芯片、检测仪、基于其的血糖检测方法及电子设备 - Google Patents

一种温湿度补偿血糖检测芯片、检测仪、基于其的血糖检测方法及电子设备 Download PDF

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沈兵
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Abstract

本发明提供的温湿度补偿血糖检测芯片、检测仪、基于其的血糖检测方法及电子设备，属于血糖检测技术领域，所述芯片包括：基底，用于安装各零件；所述基底上设置有VCC引脚、GND引脚、Tx引脚和Rx引脚；传感器，用于检测待检测者呼吸数据；所述传感器分别与所述VCC引脚和所述GND引脚连接；MCU，用于根据所述传感器的呼吸数据输出血糖检测数据；所述MCU分别与所述VCC引脚、所述GND引脚、所述Tx引脚和所述Rx引脚连接，所述MCU与所述传感器连接。籍此使得该芯片在温度变化很大时得到与常温下近似相同的检测值；该芯片在湿度很大时得到与低湿度条件下近似相同的检测值，同时集成度高，大大节省空间。

Description

一种温湿度补偿血糖检测芯片、检测仪、基于其的血糖检测方 法及电子设备
技术领域
本发明属于血糖检测技术领域，具体涉及一种温湿度补偿血糖检测芯片、检测仪及基于其的血糖检测方法及电子设备。
背景技术
为了实时监控人体监控，现有技术提供了血糖检测装置，但是现有的血糖检测装置受温度影响大，温度变化明显时血糖测试值不准确；同时现有的血糖检测装置受湿度影响大，不能排除湿度过高对传感器准确性的影响。另外，现有的血糖检测装置集成度不够高，体积大，浪费空间。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种温湿度补偿血糖检测芯片，包括：
基底，用于安装各零件；所述基底上设置有VCC引脚、GND引脚、Tx引脚和Rx引脚；
传感器，用于检测待检测者呼吸数据；所述传感器分别与所述VCC引脚和所述GND引脚连接；
MCU，用于根据所述传感器的呼吸数据输出血糖检测数据；所述MCU分别与所述VCC引脚、所述GND引脚、所述Tx引脚和所述Rx引脚连接，所述MCU与所述传感器连接。
其中，所述传感器包括：热敏电阻温感电路、负反馈调节电路和测试信号输出电路，其中，所述热敏电阻温感电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，所述负反馈调节电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，且与所述热敏电阻温感电路连接，所述测试信号输出电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，且与所述MCU连接。
其中，所述热敏电阻温感电路包括：电阻R2和电阻R3，其中所述电阻R2为热敏电阻，所述电阻R2的第一端连接所述电阻R3的第一端而第二端连接所述GND引脚，所述电阻R3的第二端连接所述VCC引脚。
在可能的优选方式下，所述负反馈调节电路包括：电阻R1和三极管T1，其中，所述电阻R1的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述三极管T1的集电极，所述三极管T1的发射极连接所述GND引脚而基极连接所述热敏电阻温感电路中电阻R3的第一端。
在可能的优选方式下，所述测试信号输出电路包括：电阻R4和电阻R5，其中，所述电阻R4的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述MCU，所述电阻R5的第一端连接所述GND引脚而第二端连接所述MCU。
在可能的优选方式下，所述传感器表面铺设有疏水膜。
在可能的优选方式下，所述电阻R4上涂有气体敏感材料，
在可能的优选方式下，所述气体敏感材料包括采用片状氧化钨表面负载Au单原子的材料制成。
在可能的优选方式下，所述传感器包括多个，所有的所述传感器互相并联地与所述MCU连接。
本发明还提供了一种温湿度补偿血糖检测仪，其包括采用上述中任一所述的温湿度补偿血糖检测芯片制成。
本发明还提供了一种基于温湿度补偿血糖检测芯片的血糖检测方法，所述温湿度补偿血糖检测芯片包括如上述中任一所述的温湿度补偿血糖检测芯片，所述方法包括步骤：使用所述传感器获取待检测者呼吸数据；所述MCU分析所述呼吸数据并输出待检测者血糖检测数据。
本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述中所述的一种基于温湿度补偿血糖检测芯片的血糖检测方法。
本申请提供的该温湿度补偿血糖检测芯片、检测仪、基于其的血糖检测方法及电子设备，该芯片在温度变化很大时得到与常温下近似相同的检测值；该芯片在湿度很大时得到与低湿度条件下近似相同的检测值，同时集成度高，大大节省空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种温湿度补偿血糖检测芯片的整体结构示意图；
图2是本发明提供的一种温湿度补偿血糖检测芯片的传感器放大示意图；
图3是本发明提供的一种设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-2，在本申请实施例中，本发明提供了一种温湿度补偿血糖检测芯片，包括：
基底10，用于安装各零件；所述基底10上设置有VCC引脚、GND引脚、Tx引脚和Rx引脚；
传感器20，用于检测待检测者呼吸数据；所述传感器20分别与所述VCC引脚和所述GND引脚连接；
MCU30，用于根据所述传感器20的呼吸数据输出血糖检测数据20；所述MCU30分别与所述VCC引脚、所述GND引脚、所述Tx引脚和所述Rx引脚连接，所述MCU30与所述传感器20连接。
当使用此温湿度补偿血糖检测芯片对血糖进行检测时，VCC引脚预先与外界电源连接，GND引脚接地，Tx引脚和Rx引脚预先与外界终端连接。外界电源通过VCC引脚为传感器20和MCU30供电，多个传感器20对待检测者的呼吸数据进行检测，多个呼吸数据传输给MCU30，MCU30根据多个呼吸数据计算得到待检测者的血糖检测数据，MCU30将并行的血糖检测数据转换为串行的数据并通过Tx引脚输出给外界终端，外界终端通过Rx引脚向MCU30获取血糖检测数据，同时外界终端也通过Rx引脚便于与MCU30进行数据交换。
在本申请实施例中，所述传感器20表面铺设有疏水膜。
在本申请实施例中，传感器20表面的疏水膜将传感器20完全包裹，从而使得传感器20与外界空气隔绝，可以有效地防止水分子进入传感器20而与传感器20中的器件接触，降低内部器件接触水而影响传感器20的正常工作，以及降低高湿环境对检测的影响。
如图1-2，在本申请实施例中，所述传感器20包括多个，所有的所述传感器20互相并联地与所述MCU30连接。
在本申请实施例中，传感器20的数量为9个，依次由S1-S9表示，每个传感器20互相并联地与MCU30连接。比如传感器S1通过数据线s1与MCU30连接。多个传感器20分别对待检测者的呼吸数据进行检测，并且得到多个呼吸数据，MCU30可以对多个呼吸数据进行求平均值计算，从而得到更准确的检测数据，使得血糖监测结果更准确。
如图1-2，在本申请实施例中，所述传感器20包括：热敏电阻温感电路、负反馈调节电路和测试信号输出电路，其中，所述热敏电阻温感电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，所述负反馈调节电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，且与所述热敏电阻温感电路连接，所述测试信号输出电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，且与所述MCU30连接。
在本申请实施例中，当传感器20对待检测者的呼吸数据进行检测时，具体地，测试信号输出电路对待检测者的呼吸数据进行检测，热敏电阻温感电路对传感器20周围的环境中的温湿度做出相应的反应，并发送指令给负反馈调节电路，负反馈调节电路根据指令降低温湿度对测试信号输出电路带来的影响。
如图1-2，在本申请实施例中，所述热敏电阻温感电路包括：电阻R2和电阻R3，其中，所述电阻R2的第一端连接所述电阻R3的第一端而第二端连接所述GND引脚，所述电阻R3的第二端连接所述VCC引脚。
如图1-2，在本申请实施例中，所述负反馈调节电路包括：电阻R1和三极管T1，其中，所述电阻R1的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述三极管T1的集电极，所述三极管T1的发射极连接所述GND引脚而基极连接所述热敏电阻温感电路中电阻R3的第一端。
如图1-2，在本申请实施例中，所述测试信号输出电路包括：电阻R4和电阻R5，其中，所述电阻R4的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述MCU30，所述电阻R5的第一端连接所述GND引脚而第二端连接所述MCU30。
下面对传感器20的工作原理进行详细描述。
当传感器20所处的环境温度升高时，由于电阻R2为热敏电阻，电阻R3为正常电阻，故而电阻R2的阻值会变小，但电阻R3的阻值不变，导致三极管T1基极的电压下降，使得三极管T1的导通电流变小。此导通电流经过电阻R1，由于导通电流变小，故而电阻R1产生的热量下降，电阻R1的温度也随之下降。
同理，当传感器20所处的环境温度降低时，根据上述分析，电阻R1的温度反而上升。
进一步地，三极管T1的电压计算公式为：V=VCC*（R2/（R3+R2））...①；
三极管T1的导通电流计算公式为：I=10*V mA...②）；
电阻R1的功率计算公式为：P=VCC*I...③）；
电阻R1的温度计算公式为：T=20*P℃...④)。
下面以传感器S1为具体实施例对图2中的电路进行详细描述，此时，如图2，传感器S1通过引线s1与MCU30连接。
在图2中，电阻R3设计成5400欧姆，当电阻R2为1000欧姆时，经过公式①-④，此时三极管T1的电压V=3.3*1000/(5400+1000)=0.5v，三极管T1的导通电流I=10*0.5=5mA，电阻R1的功率P=3.3*5=16.5mW，电阻R1的温度T=20*16.5=330℃。当温度降低后，电阻R2变大到1200欧姆，三极管T1的电压V=3.3*1200/(5400+1200)=0.6v，T1的导通电流I=10*0.6=6mA，电阻R1的功率P=3.3*6=19.8mW，显然地，电阻R1的功率增大，从而使电阻R1的温度升高，从而实现对传感器S1温度的调节。
当待检测者对传感器20进行呼气检测时，传感器20获取待检测者的呼吸数据。具体地，由于电阻R4上涂有气体敏感材料，其中该气体敏感材料可以为已知现有技术中用于检测血糖相关的气体敏感材料，但值得一提的是，在优选实施方式下，该气体敏感材料还包括申请人在先申请的《MEMS糖尿病呼出气检测传感器》中所提及的在片状氧化钨表面负载Au单原子的材料制成。籍此当传感器20所处的气体浓度升高时，S1处的电压升高，反之S1处的电压下降。此时，根据公式可以计算得到气体浓度C1=800*VS1ppb（其中VS1即第1通道S信号的电压值，ppb是被测气体浓度单位）。例如当VS1=1v时，表示通道1测得的被测气体浓度C1=800*1=800ppb。
本发明还提供了一种基于温湿度补偿血糖检测芯片的血糖检测方法，所述温湿度补偿血糖检测芯片包括如上述中所述的温湿度补偿血糖检测芯片，所述方法包括步骤：
使用所述传感器获取待检测者呼吸数据；
所述MCU分析所述呼吸数据并输出待检测者血糖检测数据。
下面参考图3，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备100的结构示意图，所述电子设备100能够实现如上述中所述一种基于温湿度补偿血糖检测芯片的血糖检测方法。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图3示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图3所示，电子设备100可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）101，其可以根据存储在只读存储器（ROM）102中的程序或者从存储装置108加载到随机访问存储器（RAM）103中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 103中，还存储有电子设备100操作所需的各种程序和数据。处理装置101、ROM 102以及RAM 103通过总线104彼此相连。输入/输出（I/O）接口105也连接至总线104。
通常，以下系统可以连接至I/O接口105：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置106；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置107；包括例如磁带、硬盘等的存储装置108；以及通信装置1010。通信装置1010可以允许电子设备100与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备100，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在电子设备上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置1010从网络上被下载和安装，或者从存储装置108被安装，或者从ROM 102被安装。在该计算机程序被处理装置101执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的电子设备可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的装置、系统或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行装置、系统或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何电子设备，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行装置、系统或者器件使用或者与其结合使用的程序。电子设备上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。
上述电子设备可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
上述电子设备承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取至少两个网际协议地址；向节点评价设备发送包括所述至少两个网际协议地址的节点评价请求，其中，所述节点评价设备从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址并返回；接收所述节点评价设备返回的网际协议地址；其中，所获取的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。
或者，上述电子设备承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：接收包括至少两个网际协议地址的节点评价请求；从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址；返回选取出的网际协议地址；其中，接收到的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、步骤Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本申请中的“第一”、“第二”可以理解为名词。
本申请提供的一种温湿度补偿血糖检测芯片、检测仪、基于其的血糖检测方法及电子设备，该芯片在温度变化很大时得到与常温下近似相同的检测值；该芯片在湿度很大时得到与低湿度条件下近似相同的检测值，同时集成度高，大大节省空间。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种温湿度补偿血糖检测芯片，其特征在于，包括：基底，用于安装各零件；所述基底上设置有VCC引脚、GND引脚、Tx引脚和Rx引脚；传感器，用于检测待检测者呼吸数据；所述传感器分别与所述VCC引脚和所述GND引脚连接；MCU，用于根据所述传感器的呼吸数据输出血糖检测数据；所述MCU分别与所述VCC引脚、所述GND引脚、所述Tx引脚和所述Rx引脚连接，所述MCU与所述传感器连接；其中所述传感器包括：热敏电阻温感电路、负反馈调节电路和测试信号输出电路，其中，所述热敏电阻温感电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，所述负反馈调节电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，且与所述热敏电阻温感电路连接，所述测试信号输出电路的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述GND引脚，且与所述MCU连接；而所述热敏电阻温感电路包括：电阻R2和电阻R3，其中所述电阻R2为热敏电阻，所述电阻R2的第一端连接所述电阻R3的第一端而第二端连接所述GND引脚，所述电阻R3的第二端连接所述VCC引脚。
2.根据权利要求1所述的温湿度补偿血糖检测芯片，其特征在于，所述负反馈调节电路包括：电阻R1和三极管T1，其中，所述电阻R1的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述三极管T1的集电极，所述三极管T1的发射极连接所述GND引脚而基极连接所述热敏电阻温感电路中电阻R3的第一端。
3.根据权利要求2所述的温湿度补偿血糖检测芯片，其特征在于，所述测试信号输出电路包括：电阻R4和电阻R5，其中，所述电阻R4的第一端连接所述VCC引脚而第二端连接所述MCU，所述电阻R5的第一端连接所述GND引脚而第二端连接所述MCU。
4.根据权利要求3所述的温湿度补偿血糖检测芯片，其特征在于，所述电阻R4上涂有气体敏感材料。
5.根据权利要求4所述的温湿度补偿血糖检测芯片，其特征在于，所述气体敏感材料，包括采用片状氧化钨表面负载Au单原子的材料制成。
6.根据权利要求1所述的温湿度补偿血糖检测芯片，其特征在于，所述传感器表面铺设有疏水膜。
7.根据权利要求1所述的温湿度补偿血糖检测芯片，其特征在于，所述传感器包括多个，所有的所述传感器互相并联地与所述MCU连接。
8.一种温湿度补偿血糖检测仪，其特征在于，包括采用如权利要求1-6中任一所述的温湿度补偿血糖检测芯片制成。
9.一种基于温湿度补偿血糖检测芯片的血糖检测方法，其特征在于，所述温湿度补偿血糖检测芯片包括如权利要求1-7中任一所述的温湿度补偿血糖检测芯片，所述方法包括步骤：使用所述传感器获取待检测者呼吸数据；所述MCU分析所述呼吸数据并输出待检测者血糖检测数据。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求9中所述的一种基于温湿度补偿血糖检测芯片的血糖检测方法。
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CN113138210B (zh) * 2021-06-22 2021-09-24 电子科技大学 一种智能气体传感器的自适应局部高斯温湿度补偿方法

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