CN201535762U

CN201535762U - 低功耗血糖仪

Info

Publication number: CN201535762U
Application number: CN2009201637026U
Authority: CN
Inventors: 陈冰; 郝强; 贾灵
Original assignee: LIERDA SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Lierda Science & Technology Group Co., Ltd.
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-13

Abstract

本实用新型涉及一种基于MCU的血糖浓度检测、测量的低功耗血糖仪设计方案，它包括信号处理模块、AD转换模块、LCD驱动模块和LCD显示装置，信号处理模块信号输出端与AD转换模块的信号输入端连接，AD转换模块的信号输出端与CPU处理器信号输入端连接，CPU处理器信号输出端与LCD驱动模块信号输入端连接，LCD驱动模块信号输出端接LCD显示装置信号输入端。优点：一是既减少产品布线和制造成本，又缩小了产品体积；二是既降低了血糖测量仪的功耗，又方便携带、测量。

Description

低功耗血糖仪

技术领域

本实用新型涉及一种基于MCU的血糖浓度检测、测量的低功耗血糖仪，属医疗检测器具制造领域。

背景技术

目前市场上的血糖测量仪，在结构设计上其信号处理电路、主控CPU、LCD驱动大多是独立的，所以一个电路板上通常要包含这三个分立的功能模块。其不足之处：采用互相独立的电路的做出来的血糖测量仪器，不仅制造成本高、产品体积大，而且功耗高且不易于日常生活中的携带。

发明内容

设计目的：避免背景技术中存在的不足之处，设计一种能够将信号处理模块中的运放、AD转换器、LCD驱动模块都集成于一个芯片内且内部运放的连线可编程的低功耗血糖测量仪。

设计方案：为了实现上述设计目的：1、本申请在结构设计上，它包括信号处理模块、AD转换模块、LCD驱动模块和LCD显示装置。2、为了放大流过血糖试纸的微弱电流，本申请将运放器都集成在芯片之内，外围只需添加少量的接线和电阻即能很好的实现信号放大和相关处理的功能，并且在一定的基准激励电压的激励之下，流过血糖试纸的电流在经过曲线拟合等技术手段处理之后可以认为是线性的，一定的电流大小对应着一定的血糖浓度，所以检测到流过血糖试纸的电流大小即可反推出血糖的浓度。3、信号处理电路能够给血糖试纸两端施加一个恒定的电压激励，血糖试纸上就会有电流流过，但是该电流很微弱，需要运放把该信号放大到AD转换器比较容易敏感地感知到的电压范围之内。然后经由AD转换器把该信号转换成数字信号，在CPU内运算处理得到血糖浓度值，芯片内的LCD显示控制模块能够产生驱动LCD的时序波形，只要把血糖浓度值送给LCD显示缓存，LCD屏上即能显示血糖浓度值。

技术方案：低功耗血糖测量仪，它包括信号处理模块、AD转换模块、LCD驱动模块和LCD显示装置，信号处理模块信号输出端与AD转换模块的信号输入端连接，AD转换模块的信号输出端与CPU处理器信号输入端连接，CPU处理器信号输出端与LCD驱动模块信号输入端连接，LCD驱动模块信号输出端接LCD显示装置信号输入端。

本实用新型与背景技术相比，一是既减少产品布线和制造成本，又缩小了产品体积；二是既降低了血糖测量仪的功耗，又方便携带、测量。

附图说明

图1是低功耗血糖测量仪的方框结构示意图。

图2是图1的电路原理示意图。

具体实施方式：

实施例1：参照附图1和2。低功耗血糖测量仪，它包括信号处理模块、AD转换模块、LCD驱动模块和LCD显示装置，信号处理模块信号输出端与AD转换模块的信号输入端连接，AD转换模块的信号输出端与CPU处理器信号输入端连接，CPU处理器内带有定时器。CPU处理器信号输出端与LCD驱动模块信号输入端连接，LCD驱动模块信号输出端接LCD显示装置信号输入端。信号处理模块中的运放是集成芯片，其外部设有连线和电阻且与芯片的相应引脚相连，信号处理模块中的运放、AD转换器、LCD驱动模块集成于一个芯片内。

实施例2：在实施例1的基础上，参照附图2。在测试时，电阻R1、R2、R3的参数都是已知的，只有待测的血糖试纸所等效的电阻是未知的。为降低功耗，当只有运放OA1工作时，在OA1正端施加一已知的基准激励电压，试纸上就会有电流流过，由于运放的“虚断”，流过血糖试纸的电流是等于流过R1的电流的。而芯片内部差分式可编程的模数转换器测量的就是R1两端的电压U1，由简单的欧姆定律I＝U1/R1就能计算流过血糖试纸的电流I。

I＝U1/R1…………………………………………①

考虑到该芯片内部集成的模数转换器SD16_A是差分型，且内部基准电压为1.2V，放大增益为1，转换方式选择的是无极性方式。经过AD转换和软件处理，模拟电压U1对应的数字值是X1，它们有以下关系：

U1＝1.2*X1/32767…………………………………②

结合式①式②可得电流

I＝(1.2*X1)/(32767*R1)

由此电流值以及电流和血糖浓度的对应关系，即可反推出血糖浓度。

实施例3：参照附图2。在测试时，电阻R1、R2、R3的参数都是已知的，只有待测的血糖试纸等效的电阻是未知的。为了增大放大倍数，减小激励电压带来的负面影响，OA1，OA2均处于工作状态，在OA1正端施加一已知的基准激励电压，试纸上就会有电流流过，由于运放的“虚断”，流过血糖试纸的电流是等于流过R1的电流，流过电阻R2的电流等于流过电阻R3的电流.。而芯片内部的差分式模数转换器可编程实现测量R3两端的电压U3，结合欧姆定律和运放的“虚短”、“虚断”可知流过血糖试纸的电流

I＝(U3*R2)/(R3*R1)…………………………………………③

考虑到该芯片内部集成的模数转换器SD16_A是差分型，且内部基准电压为1.2V，放大增益为1，转换方式选择的是有极性方式，输出采样值选择的是。经过AD转换和软件处理，模拟电压U3对应的数字值是X3，它们有以下关系：

U3＝0.6*X3/32767…………………………………………④

结合式③式④可得电流

I＝(0.6*X3*R2)/(32767*R1*R3)

上述实施例2和实施例3主要是硬件连线不同，软件算法中如何取得采样值X1和X3都是一样的，为了方便解释而不过于累赘，以下统称R1和R3为R，U1和U3为U，X1和X3为X。

R两端的电压U的测量是由AD转换电路完成的，当按键按下KEY1启动AD转换之后，定时器开启定时，定时时间为15秒，CPU内核就进入低功耗模式。当每完成一次AD转换，就响应中断服务程序，把数据保存到RAM内。当转换次数达到N次之后，把这N次AD转换数据做一次中值滤波算法，得到电压U的数字值X。根据采样到的电压值X和电路中的电阻R，以及电流I跟血糖浓度的对应关系即可推算出血糖浓度，把该值送于LCD显示缓存之后，CPU内核重新回到低功耗模式(N次的采样时间远远小于15秒)，等待定时器15秒定时到，CPU内核重新激活再次开始一个N次的采样，如此循环4次之后(15*4＝60秒，刚好一分钟)整个测量过程结束，CPU不再去触发采样也不再去更新血糖浓度值的显示。

因为60秒时间内血糖仪对4个时间样本点进行了采样，它们分别是0秒、15秒、30秒、45秒，得到了4个时间点上的血糖浓度值。患者可以按下按键KEY2调出这四个浓度值，结合自己以往的经验估算这四个血糖值最符合自己的实际情况(一般而言这4个血糖值只有微弱的差异)，也可以按KEY3键，由系统把4个时间点的血糖值做平均显示给患者。患者可以按KEY1键开启新一轮测量，也可以在按住KEY2键的同时按下KEY3让系统进入深度低功耗模式4，关闭系统，此时的电流消耗不会超过1uA。

测量结束时，如果用户没有手动关闭系统时，系统内的定时器会自动开启一个3分钟的时间定时，在3分钟之内如若仍没有按键按下，系统就进入深度低功耗模式4，自动关闭系统，最大程度地降低功耗。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本实用新型设计思路作了比较详细的描述，但是这些描述，只是对本实用新型设计思路的文字描述，而不是对本实用新型设计思路的限制，任何不超出本实用新型设计思想的组合、省略或修改，均落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种低功耗血糖测量仪，它包括信号处理模块、AD转换模块、LCD驱动模块和LCD显示装置，其特征是：信号处理模块信号输出端与AD转换模块的信号输入端连接，AD转换模块的信号输出端与CPU处理器信号输入端连接，CPU处理器信号输出端与LCD驱动模块信号输入端连接，LCD驱动模块信号输出端接LCD显示装置信号输入端。

2.根据权利要求1所述的低功耗血糖测量仪，其特征是：信号处理模块中的运放是集成芯片，其外部设有连线和电阻且与芯片的相应引脚相连。

3.根据权利要求1或2所述的低功耗血糖测量仪，其特征是：信号处理模块中的运放、AD转换器、LCD驱动模块集成于一个芯片内。