CN204065102U - 一种改进血糖仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进血糖仪，包括手机耳机插头、RC滤波模块、比较整形模块、血糖检测模块、MCU；手机耳机插头上设有第一通道、第二通道、第三通道、第四通道；RC滤波模块的输入端、血糖检测模块、比较整形模块的输出端均与MCU连接，比较整形模块的输入端与第三通道或第四通道连接；RC滤波模块的输出端连接有一自决模块，第一通道和第二通道均与自决模块的输出端连接，该自决模块用于使第一通道或第二通道与RC滤波模块的输出端导通连接。本实用新型能自动判断麦克风通道，适用于目前市场上的大部分手机，并且无需内设电池，节能环保。

Description

一种改进血糖仪

技术领域

本实用新型涉及医疗器械，尤其涉及血糖仪。

背景技术

如今家用血糖仪产品已经普遍为糖尿病患者接受，已经成为很多糖尿病患者的必备。随着技术的发展，目前也出现了手机血糖仪这种产品。这种血糖仪一般不带显示屏和按键，通过耳机接口插到智能手机中，通过在智能手机里运行专用的APP软件，由软件控制和管理手机的音频部分电路实现和血糖仪的数据交换，同时利用手机的屏幕进行测量过程和结果的显示，数据的保存和查阅、分析，以及更多的其他功能。

目前市场面出现的基于智能手机的血糖仪，如图1所示，有一个带有手机耳机插头6，手机耳机插头6上有四个通道，分别是第一通道a，第二通道b，第三通道c，第四通道d，其中第一通道a连接手机的麦克风，第二通道b连接手机的地端，第三通道c和第四通道d分别连接手机的左声道和右声道，RC滤波模块1的输出端连接麦克风通道，即是连接第一通道a，比较整形模块4的输入端连接第四通道d，RC滤波模块1的输入端、比较整形模块4的输出端、电池7的供电端、血糖检测模块3均与MCU2连接。血糖检测模块7把数据调制到音频信号上输入到第一通道a中，麦克风利用音频电路的模数转换器(ADC)来解释该输入信号。手机把数据调制到音频中，通过音频电路的数模转换器(DAC)输出音频到血糖检测模块3中，由血糖检测模块3结束。比较整形模块4，将耳机输出的携带数据的小幅音频正弦波和参考电平比较，整形成能被MCU2接收的方波，MCU2通过对方波时间或波形的识别来判断数据。RC滤波模块1，将MCU2输出携带数据信息的脉冲宽度调制(PWM)信号或方波信号滤波成类正弦波信号，输入第一通道a，即麦克风通道。血糖检测模块3通常连接血糖测试试纸条接口，检测试纸条的状态和将试纸条测试时的血糖浓度转换成电流、在转换成电压输入到MCU2的ADC电路中进行血糖数据转换。所用到的电池7一般采用可更换或不可更换的纽扣电池，以供血糖仪工作。MCU2负责整个电路管理、血糖转换、通讯解码、通讯命令执行、功耗管理等。

该手机血糖仪体积小、携带方便，可借助手机的强大功能扩展血糖仪的功能，并借助手机实现云端互联，具有很好的市场前景，但是仍然存在一些问题。由于手机音频接口的标准不一致，至少存在CTIA(美国无线通信和互联网协会)和OMTP(开放移动终端平台组织)两种标准，这两个标准被目前主流手机厂商使用，如苹果、小米等使用CTIA，酷派、中兴等使用OMTP，这两个标准的麦克风通道和接地的通道位置正好对调，这样上述的血糖仪的接口就不能使用于不同的手机，需要为两种标准的手机分别配置电路，这种情况不仅仅带来生产管理上的困惑，还给消费者的选择带来不便。消费者可能不清楚也不关注接口的标准，如果购买了不匹配的手机，就无法使用血糖仪。另外，这种血糖仪需要提供电池，为了保持小体积，使用的是污染比较大的纽扣电池，这种电池的使用时间短、更换频繁，给环境带来压力，有些血糖仪不能更换电池，电池耗尽就报废整个血糖仪，增加了使用成本。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种改进血糖仪，其能自动判断麦克风通道，并且无需内设电池，节能环保。

为达到上述目的，本实用新型采用的方案如下：

一种改进血糖仪，包括手机耳机插头、RC滤波模块、比较整形模块、血糖检测模块、MCU；手机耳机插头上设有第一通道、第二通道、第三通道、第四通道；RC滤波模块的输入端、血糖检测模块、比较整形模块的输出端均与MCU连接，比较整形模块的输入端与第三通道或第四通道连接；RC滤波模块的输出端连接有一自决模块，第一通道和第二通道均与自决模块的输出端连接，该自决模块用于使第一通道或第二通道与RC滤波模块的输出端导通连接。

进一步的，自决模块包括NMOS管Q1、NMOS管Q2、二极管D1、二极管D2、电阻R1，第二通道和二极管D1的正极均与NMOS管Q1的栅极连接，NMOS管Q1的漏极与二极管D2的正极连接；第一通道和二极管D2均与NMOS管Q2的栅极连接，NMOS管Q2的漏极与二极管D1的正极连接；NMOS管Q1和NMOS管Q2的源极均接地；二极管D1和二极管D2的负极均与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端连接RC滤波模块的输出端。

进一步的，还包括有一交流升压模块，该交流升压模块用于把第三通道和第四通道输出的第一电压转变为第二电压输出，并将第二电压通过其输出端输出，第二电压的电压值高于第一电压的电压值；第三通道和第四通道均与交流升压模块的输入端连接，比较整形模块的供电端和MCU的供电端均与交流升压模块的输出端连接。

更进一步的，还包括有一整流稳压模块，所述MCU的供电端和比较整形模块的供电端均通过整流稳压模块与交流升压模块的输出端连接。

更进一步的，整流稳压模块为LDO电路。

更进一步的，交流升压模块包括升压变压器T1、二极管D3、滤波电容C1，第三通道与升压变压器T1的初级线圈的一端连接，第四通道和比较整形模块的输入端均与升压变压器T1的初级线圈的另一端连接，升压变压器T1的次级线圈的一端与二极管D3的正极连接，次级线圈另一端接地；滤波电容C1的一端和整流稳压模块的输入端均与二极管D3的负极连接，滤波电容C1的另一端接地。

本实用新型增加了自决模块、整流稳压模块和交流升压模块，在自决模块中，NMOS管Q1和NMOS管Q2组成互锁电路，由于麦克风的输出通道会输出比地高出1-3V的电压，由此麦克风通道可以驱动NMOS管Q1或NMOS管Q2(取决于麦克风通道是第一通道还是第二通道)，并导通非麦克风通道的地，因此可以自动识别麦克风通道和接地通道，适用大部分手机的耳机接口型号；由于耳机的输出幅度较小，不足以直接给电路供电，通过升压变压器，将音频交流升压后，再整流成直流并稳压到所需的工作电压给电路供电，不需要用到电池，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型背景技术的电路结构图；

图2为本实用新型的改进血糖仪的电路结构图。

其中，1、RC滤波模块；2、MCU；3、血糖检测模块；4、比较整形模块；5、整流稳压模块；6、手机耳机插头；7、电池；a、第一通道；b、第二通道；c、第三通道；d、第四通道。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图2所示，一种改进血糖仪，包括一个与智能手机耳机接口匹配的手机耳机插头6，有一个MCU2，还包括自决模块、交流升压模块、整流稳压模块5、RC滤波模块1、比较整形模块4、血糖检测模块3这六个模块。手机耳机插头6上有第一通道a，第二通道b，第三通道c，第四通道d四个通道，其中，第一通道a为麦克风通道，第二通道b接手机地端，或是第一通道a接手机地端，第二通道b接麦克风通道；第三通道c和第四通道d分别接左声道和右声道。第一通道a和第二通道b均与自决模块的输出端连接，自决模块用于自动识别第一通道a和第二通道b哪个才是麦克风通道，使麦克风通道与RC滤波模块1的输出端导通连接。交流升压模块用于把左声道和右声道上输出的电压值升高，并将升高后的电压通过交流升压模块的输出端输出，从而实现给电路供电，不需要额外配备电池。整流稳压模块5为LDO电路，该整流稳压模块是把音频信号交流升压后整流成直流电压再稳压到需要的工作电压。第一通道a和第二通道b均与自决模块的一端连接，自决模块的另一端与RC滤波模块1的输出端连接；第三通道c和第四通道d与交流升压模块的输入端连接，交流升压模块的输出端与整流稳压模块5的输入端连接；该整流稳压模块5的输出端连接比较整形模块4的供电端；第三通道c与比较整形模块4的输入端连接，比较整形模块4的输出端、整流稳压模块5的输出端、血糖检测模块3以及RC滤波模块1的输入端均与MCU2连接。

具体的，自决模块包括两个NMOS管Q1和Q2、二极管D1和D2、电阻R1，电阻R1是一个衰减电阻，第二通道b和二极管D1的正极均与NMOS管Q1的栅极连接，NMOS管Q1的漏极与二极管D2的正极连接；第一通道a和二极管D2的正极均与NMOS管Q2的栅极连接，NMOS管Q2的漏极与二极管D1的正极连接；NMOS管Q1和NMOS管Q2的源极均接地；二极管D1和二极管D2的负极均与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端连接RC滤波模块1的输出端。其中，NMOS管可以用三极管连接限流电阻的方式替换。交流升压模块包括升压变压器T1、二极管D3、滤波电容C1，第三通道与升压变压器T1的初级线圈的一端连接，第四通道和比较整形模块的输入端均与升压变压器T1的初级线圈的另一端连接，升压变压器T1的次级线圈的一端与二极管D3的正极连接，次级线圈另一端接地；滤波电容C1的一端和整流稳压模块的输入端均与二极管D3的负极连接，滤波电容C1的另一端接地。

本实用新型的工作原理是：麦克风的输出通道会输出比地高1-3V的电压，利用这个现象，自决电路通过两个NMOS管组成互锁电路，输出高电平的麦克风通道驱动其中一个NMOS管，该NMOS管短接，于是导通接地的低电平通道，由此实现自动识别麦克风通道和地端。假设第一通道a是手机的地端，第二通道b是手机麦克风的输入，则第二通道b输出的是高电平，该高电平驱动NMOS管Q1，且导通第一通道a和血糖仪的地端，此时的NMOS管Q2不起作用；同样，假如第二通道b是手机的地端，第一通道a是手机麦克风的输入，则第一通道a输出的高电平驱动NMOS管Q2，导通第二通道b和血糖仪的地端。因此不论第一通道a是麦克风的输入还是第二通道b是麦克风的输入，本实用新型的血糖仪都适用。同时，二极管D1和二极管D2将第一通道a和第二通道b隔离后两者的负极相连接到RC滤波的输出，如此能保证麦克风信号的输入，即MCU输出的音频信号通过RC滤波后，电阻R1相应衰减，再通过二极管D1或D2传输到手机的麦克风通道，只要经衰减后的音频信号幅度足够小，就不会影响麦克风通道输出电平对NMOS管Q1或Q2的导通，这就实现音频信号的输入。由于耳机输出幅度较小，一般才几百毫伏，不足以直接给电路供电，将左声道和右声道的输出电压接入到高频升压变压器T1，将音频信号交流升压后，经过整流稳压模块5整流成直流电压以及稳压到所需要的工作电压。升压变压器T1的变比大概在10-20之间，第三通道c和第四通道d的输出交流信号经过升压变压器T1升压后，幅度大约在4-5V，经过二极管D3镇流和C1滤波后输出直流供电信号；同时，当有数字信号要传输到血糖仪时，当中一个通道在传输“1”信号时不输出交流信号，MCU2通过比较整形电路模块4，判断有无波形输入，进而解释出手机发送的数据。使用时，手机上的APP通过软件控制将左右声道输出反向的音频交流信号，驱动升压变压器T1升压，如有数据通讯，将数据通过ASK调制到一个通道，如第三通道c中发送。工作流程为：手机APP检测到该血糖仪的插入，立即在左右声道，即是第三通道c和第四通道d发送出反向信号，通过升压电路给整个血糖仪供电，同时自决电路模块把手机的地端和血糖仪的地端自动连接起来，建立血糖仪和手机的统一参考电平。血糖仪得到供电后，MCU工作，监测血糖检测口的状态变化，把检测过程和检测结果输入到通讯协议中，把协议的数字信号调整成FSK的音频信号(如0是1KHZ,1是2KHZ)，滤波后通过R1衰减，经过二极管D1和D2传输到手机的麦克风通道，并由APP负责解读音频信号后还原通讯数据。如果手机有信号要传输到血糖仪，可以通过停止给左右声道中的其中一个传送信号，并通过停止的时间来调制0、1数字，血糖仪通过比较整形电路获得0,1信号，进而还原出通讯数据。

本实用新型可以适用与目前使用的大部分手机，减少生产的成本，有利于推广；不需要用到电池，既节能又环保，并且提高了产品的使用寿命，减少了用户的使用成本和精力。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种改进血糖仪，包括手机耳机插头、RC滤波模块、比较整形模块、血糖检测模块、MCU；所述手机耳机插头上设有第一通道、第二通道、第三通道、第四通道；所述RC滤波模块的输入端、血糖检测模块、比较整形模块的输出端均与MCU连接，比较整形模块的输入端与第三通道或第四通道连接；其特征在于，所述RC滤波模块的输出端连接有一自决模块，所述第一通道和第二通道均与自决模块的输出端连接，该自决模块用于使第一通道或第二通道与RC滤波模块的输出端导通连接。

2.如权利要求1所述的改进血糖仪，其特征在于，所述自决模块包括NMOS管Q1、NMOS管Q2、二极管D1、二极管D2、电阻R1，所述第二通道和二极管D1的正极均与NMOS管Q1的栅极连接，NMOS管Q1的漏极与二极管D2的正极连接；所述第一通道和二极管D2的正极均与NMOS管Q2的栅极连接，NMOS管Q2的漏极与二极管D1的正极连接；所述NMOS管Q1和NMOS管Q2的源极均接地；所述二极管D1和二极管D2的负极均与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端连接RC滤波模块的输出端。

3.如权利要求1所述的改进血糖仪，其特征在于，还包括有一交流升压模块，该交流升压模块用于把第三通道和第四通道输出的第一电压转换为第二电压，并将第二电压通过其输出端输出，该第二电压的电压值高于第一电压的电压值；所述第三通道和第四通道均与交流升压模块的输入端连接，比较整形模块的供电端和MCU的供电端均与交流升压模块的输出端连接。

4.如权利要求3所述的改进血糖仪，其特征在于，还包括有一整流稳压模块，所述MCU的供电端和比较整形模块的供电端均通过整流稳压模块与交流升压模块的输出端连接。

5.如权利要求4所述的改进血糖仪，其特征在于，所述整流稳压模块为LDO电路。

6.如权利要求4所述的改进血糖仪，其特征在于，所述交流升压模块包括升压变压器T1、二极管D3、滤波电容C1，所述第三通道与升压变压器T1的初级线圈的一端连接，第四通道和比较整形模块的输入端均与升压变压器T1的初级线圈的另一端连接，升压变压器T1的次级线圈的一端与二极管D3的正极连接，次级线圈的另一端接地；所述滤波电容C1的一端和整流稳压模块的输入端均与二极管D3的负极连接，滤波电容C1的另一端接地。