CN205054175U - 一种嵌入式无线通信生物传感器系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种嵌入式无线通信生物传感器系统。本实用新型的嵌入式无线通信生物传感器系统具有用于采集胃生理参数的传感器组件和用于处理及发送生理参数信号的主控模块，实现胃生理参数的实时监控，为后续研究提供基础参数。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种嵌入式无线通信生物传感器系统。
背景技术
功能性胃排空障碍（functionaldelayedgastricemptying，FDGE）是腹部外科手术后的常见并发症，不仅延长患者住院时间、增加住院费用，而且增加其他并发症的发生率，影响临床疗效，其预防和治疗始终是一大难题，且病理生理机制不明。胃肠运动是一种复杂的、难以直接测量和量化描述的运动形式。目前临床判断胃肠动力状态的方法主要是根据病人的临床症状和体征，如排气排便情况、腹胀情况、肠鸣音情况等，以及胃肠激素检测、胃电图检查、影像学检查、内窥镜检查、胃肠测压等辅助检查手段。这些方法的敏感性和特异性均不高，不能直观反映胃肠动力状态，也不能对胃肠动力进行量化描述。目前研究认为，胃肠动力受到多种因素的影响，包括Cajal间质细胞、胃肠激素、内脏神经、胃肠道结构、炎症因子、营养状况、酸碱和电解质平衡、基因调控等，而这些影响因素之间亦相互作用形成复杂网络。这些因素不仅增加了临床上诊断和评估FDGE的难度，也增加了研究FDGE病理生理机制的难度。
20世纪40年代，美国学者维纳提出了控制论，半个多世纪以来，控制论的原理已经被成功应用于数理、工程、信息、社会等多个领域。20世纪50年代，控制论被引入生物学领域，形成了以生物反馈为核心内容的生物控制论（biologicalcybernetics）。生物控制论是从整体的角度简化了复杂的生命现象，从而为研究复杂和抽象的胃肠运动创造了条件。建立可以实现连续动态监测胃肠动力的监测系统，并通过计算机分析辨识技术建立胃肠动力学方程，成为新的研究方向。通过多变量胃肠动力学分析，探讨胃肠动力药物、胃肠激素等因素对胃肠动力的影响；并以该监测系统所得数据为基础，建立可以实现连续动态监测胃肠动力状态的术后功能性胃排空障碍的监测系统。首先需要构建用于监测胃生理参数的嵌入式无线通信生物传感器系统。
鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种嵌入式无线通信生物传感器系统成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种嵌入式无线通信生物传感器系统。
本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：
一种嵌入式无线通信生物传感器系统，包括：
植入到动物或患者体内的用于生成代表动物或患者生理参数的传感信号的传感器组件，所述传感器组件具有一呈瓦片状的基板，所述基板上设有pH传感器、温度传感器、压力传感器和胃电图无线微电极，所述基板上设有安装孔；
用于将传感器组件的传感信号进行放大的信号调理模块；
具有信号转换单元、存储单元、控制单元和无线通讯单元的主控模块，所述信号转换单元、存储单元和无线通讯单元均与所述控制单元连接，信号转换单元被配置为响应于所述传感信号生成一个数字信号，控制单元响应于所述数字信号生成一个数据信号，存储单元将所述数据信号进行存储，无线通讯单元将所述数据信号发送至外接处理器；以及
电源模块，用于给所述传感器组件和所述主控模块供电。
优选地，所述传感器系统还包括用于发射扫描信号的发射模块，所述主控模块包括一用于接收并响应所述扫描信号的发射应答单元。
优选地，所述发射模块为射频发射模块，所述发射应答单元为射频发射应答单元。
优选地，所述主控模块具有消耗功率较多的工作模式和消耗功率较少的休眠模式。
优选地，所述主控模块采用CC2430型号的控制芯片。
优选地，所述电源模块包括相互电连接的供电单元和稳压单元。
优选地，所述传感器组件的基板采用耐酸耐腐蚀材料制成。
优选地，所述pH传感器、温度传感器、压力传感器和胃电图无线微电极采用钛合金和/或氧化硅材料制成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型的嵌入式无线通信生物传感器系统具有用于采集胃生理参数的传感器组件和用于处理及发送生理参数信号的主控模块，实现胃生理参数的实时监控，为后续研究提供基础参数。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的嵌入式无线通信生物传感器系统的结构框图。
图2是本实用新型实施例1的传感器系统中传感器组件结构示意图。
图3是本实用新型实施例1的传感器系统中主控模块结构示意图。
图4是本实用新型实施例2的嵌入式无线通信生物传感器系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1至图3，展示了本实用新型的一个优选实施方式的嵌入式无线通信生物传感器系统100的结构示意图。本说明书所附图式所绘的嵌入式无线通信生物传感器系统100及其相关结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小、数量的调整，在不影响本实用新型的嵌入式无线通信生物传感器系统100所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所覆盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”和“一”等的用语，仅为了便于叙述清楚，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
图1至图3展示了本实用新型实施例1的嵌入式无线通信生物传感器系统100及其部件的结构，嵌入式无线通信生物传感器系统100包括：传感器组件1、信号调理模块2、主控模块3、电源模块4和发射模块5。
其中，传感器组件1具有一呈瓦片状的基板11，基板11上设有pH传感器12、温度传感器13、压力传感器14和胃电图无线微电极15，基板11上设有安装孔16，传感器组件1植入到动物或患者体内的用于生成代表动物或患者生理参数的传感信号，例如，pH值、温度、压力等参数。传感器组件1的基板11采用耐酸耐腐蚀材料制成。pH传感器12、温度传感器13、压力传感器14和胃电图无线微电极15采用钛合金和/或氧化硅材料制成。
信号调理模块2用于将传感器组件1的传感信号进行放大。电源模块4用于给所述传感器组件1和所述主控模块3供电，电源模块4包括相互电连接的供电单元41和稳压单元42。
主控模块3包括：信号转换单元31、存储单元32、控制单元33、无线通讯单元34和发射应答单元35，信号转换单元31、存储单元32和无线通讯单元34均与控制单元33连接，信号转换单元31被配置为响应于经信号调理模块2放大的传感信号生成一个数字信号，控制单元33响应于所述数字信号生成一个数据信号，存储单元32将所述数据信号进行存储，无线通讯单元34将所述数据信号发送至外接处理器。发射模块5发射扫描信号，主控模块3中的发射应答单元35接收并响应所述扫描信号，并在接收到扫面信号后通过控制单元33向无线通讯单元34发送控制信号，无线通讯单元34接收到控制信号后将存储单元32中的数据发送给外接处理器。主控模块3具有消耗功率较多的工作模式，可以以一定的时间间隔持续向外部处理器发送数据；主控模块3还具有消耗功率较少的休眠模式，将数据信号存储至存储单元32中，在没有接收到发射模块5发射扫描信号时无线通讯单元34不向外界处理器发送数据，在接收到扫描信号后再将存储在存储单元32中积累的一定量的数据全部发送出去。优选地，发射模块5与发射应答单元35之间采用射频通信（RF通信），发射模块5为射频发射模块，发射应答单元35为射频发射应答单元。
主控模块3可以采用CC2430型号的控制芯片，如图3所示，首先，嵌入式无线通信生物传感器系统100可以利用CC2430芯片基于ZigBee协议建立多节点的无线传感网络进行数据的采集传输，其中，ZigBee技术是一种基于IEEE802.15.4的物理层和媒体访问层标准，与其他短距离无线协议相比，具有功耗低、可靠性高、复杂度低、支持大量网络节点和运行费用较低等显著优点；其次，CC2430芯片数据处理准确度高、效率高，保证了无线数据传输的精确度和实时性；再次，采用CC2430型号的芯片，能够很好地适应各种ZigBee无线网络节点的同时，具有强大的抗干扰性，良好的灵敏度，还具有体积小、成本低、功耗低集成度高、运行速度快的优点。
作为本实用新型的第二种优选实施方式，如图4所示，将传感器组件1植入多个实验对象，实验对象之间以及每个实验对象和外接处理器之间均可以进行数据交互。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，其包括：
植入到动物或患者体内的用于生成代表动物或患者生理参数的传感信号的传感器组件，所述传感器组件具有一呈瓦片状的基板，所述基板上设有pH传感器、温度传感器、压力传感器和胃电图无线微电极，所述基板上设有安装孔；
用于将传感器组件的传感信号进行放大的信号调理模块；
具有信号转换单元、存储单元、控制单元和无线通讯单元的主控模块，所述信号转换单元、存储单元和无线通讯单元均与所述控制单元连接，信号转换单元被配置为响应于所述传感信号生成一个数字信号，控制单元响应于所述数字信号生成一个数据信号，存储单元将所述数据信号进行存储，无线通讯单元将所述数据信号发送至外接处理器；以及
电源模块，用于给所述传感器组件和所述主控模块供电。
2.根据权利要求1所述的嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，所述传感器系统还包括用于发射扫描信号的发射模块，所述主控模块包括一用于接收并响应所述扫描信号的发射应答单元。
3.根据权利要求2所述的嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，所述发射模块为射频发射模块，所述发射应答单元为射频发射应答单元。
4.根据权利要求1所述的嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，所述主控模块具有消耗功率较多的工作模式和消耗功率较少的休眠模式。
5.根据权利要求1所述的嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，所述主控模块采用CC2430型号的控制芯片。
6.根据权利要求1所述的嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，所述电源模块包括相互电连接的供电单元和稳压单元。
7.根据权利要求1所述的嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，所述传感器组件的基板采用耐酸耐腐蚀材料制成。
8.根据权利要求1所述的嵌入式无线通信生物传感器系统，其特征在于，所述pH传感器、温度传感器、压力传感器和胃电图无线微电极采用钛合金和/或氧化硅材料制成。
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