CN206518565U - 一种自供电无线心音传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自供电无线心音传感器，包括依次连接的心音信号采集模块、带通滤波器模块、放大器模块、主控制模块和通信模块，以及为各模块供电的电源模块，其中，所述电源模块包括依次连接的压电换能元件、能量收集电路、储能电路和稳压电路。与现有技术相比，本实用新型的自供电无线心音传感器采用超低功耗的元件，借助电源模块的压电换能元件将人体的心脏脉动信号转换为电能，为传感器各模块供电，实现了自然环境中能量的采集，达到节能环保的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种自供电无线心音传感器。
背景技术
人体心音信号的采集对心血管疾病的诊断具有重要意义，目前技术手段主要依靠心音传感器进行信号的采集，但是现有的传感器大多需要外接电源才可正常工作。对于一些功率较低的小型医用传感器来说，可以直接使用移动电池为其供电，但这样势必照成电池使用时间和寿命降低，达不到节能环保的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种自供电无线心音传感器，以直接利用人体的心音信号进行发电，并供给自身使用。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型提供了一种自供电无线心音传感器，包括依次连接的心音信号采集模块、带通滤波器模块、放大器模块、主控制模块和通信模块，以及为各模块供电的电源模块，其中，所述电源模块包括压电换能元件、能量收集电路、储能电路和稳压电路，所述压电换能元件与能量收集电路的输入端连接，所述能量收集电路的输出端与储能电路耦合后连接至稳压电路的输入端，所述稳压模块的输出端连接至放大器模块、主控制模块和通信模块的供电端，实现对上述模块的供电。
进一步地，所述能量收集电路包括振荡电路、整流桥电路和滤波电路，其中，所述振荡电路包括电容C1、电感L1和双向开关S，所述电感L1与双向开关S串联后与电容C1并联，再通过整流桥与滤波电路连接，所述滤波电路包括电容C2和电阻R0，所述电容C2与电阻R0并联。
进一步地，所述储能电路包括电阻R2、超导线圈L2和电容C5，所述电阻R2、超导线圈L2和电容C5相互并联，以借助超导线圈将能量收集电路输出的电磁能进行储存。
进一步地，所述稳压电路为由型号为LP2985的芯片及其外围电路组成。
进一步地，所述带通滤波器模块为由型号为LFB212G45BA的滤波器及其外围电路组成，所述放大器模块为由型号为NJU77000的超低功耗CMOS运算放大器及其外围电路组成，所述主控制模块为由MSP430F54单片机芯片及其外围振荡电路组成，所述通信模块为一种蓝牙通信模块，由型号为DA14580的蓝牙芯片及其外围电路组成，通过2.4GHz的蓝牙通用频段实现无线传输，使整个传感器具有更好的便携性；上述模块均由超低功耗元件组成，可以有效降低传感器的耗电量，使得电源模块采集的信号能够直接满足整个传感器的供电要求。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型提供了一种自供电无线心音传感器，该传感器采用超低功耗的元件，借助电源模块的压电换能元件将人体的心脏脉动信号转换为电能，为传感器的各模块供电，实现了自然环境中能量的采集，达到节能环保的目的。
附图说明
图1是自供电无线心音传感器的整体电路结构原理图；
图2是电源模块的电路结构框图；
图3是电源模块的电路结构原理图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例提供了一种自供电无线心音传感器，具有如图1-3所示的结构，包括依次连接的心音信号采集模块、带通滤波器模块、放大器模块、主控制模块和通信模块，以及为各模块供电的电源模块，下面结合附图对本实施例的自供电无线心音传感器的结构做详细阐述。
如图1所示，所述心音信号采集模块为一种PVDF元件，通过PVDF元件可以收集人体心脏脉动的心音信号，并转换为电信号，输出给带通滤波器模块。所述带通滤波器模块为由型号为LFB212G45BA的滤波器及其外围电路组成，所述放大器模块为由型号为NJU77000的超低功耗CMOS运算放大器及其外围电路组成，所述主控制模块为由MSP430F54单片机芯片及其外围振荡电路组成，所述通信模块为由型号为DA14580的蓝牙芯片及其外围电路组成，这些模块均采用超低功耗的元件组成，可以有效降低传感器的耗电量，使得电源模块采集的信号能够直接满足各个模块的供电要求。
如图2-3所示，所述电源模块包括压电换能元件、能量收集电路、储能电路和稳压电路。所述压电换能元件与能量收集电路的输入端连接，由压电换能元件将心脏脉动转换为电信号，并输出给能量收集电路。所述能量收集电路包括振荡电路、整流桥电路和滤波电路，其中，所述振荡电路包括电容C1、电感L1和双向开关S，其震荡周期为所述电感L1与双向开关S串联后与电容C1并联，再通过整流桥与滤波电路连接，所述滤波电路包括电容C2和电阻R0，所述电容C2与电阻R0并联，当|V(t)|>Vc时，整流桥导通，反之则截止。
所述能量收集电路的输出端与储能电路耦合后连接至稳压电路的输入端，其中：所述储能电路包括电阻R2、超导线圈L2和电容C5，所述电阻R2、超导线圈L2和电容C5相互并联，从而借助超导线圈将能量收集电路输出的电磁能进行储存，其储存量满足E＝0.5L2I2，式中，L2为超导线圈电感，I为超导线圈电流。所述稳压电路为由型号为LP2985的芯片及其外围电路组成，所述LP2985芯片的输出端分别与放大器模块、主控制模块和通信模块的供电端连接，实现传感器的自供电。
以上为本实用新型一种详细的实施方式和具体的操作过程，是以本实用新型技术方案为前提下进行实施，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。
Claims (5)
1.一种自供电无线心音传感器，包括依次连接的心音信号采集模块、带通滤波器模块、放大器模块、主控制模块和通信模块，以及为各模块供电的电源模块，其特征在于，所述电源模块包括压电换能元件、能量收集电路、储能电路和稳压电路，所述压电换能元件与能量收集电路的输入端连接，所述能量收集电路的输出端与储能电路耦合后连接至稳压电路的输入端，所述稳压模块的输出端与放大器模块、主控制模块和通信模块的供电端连接。
2.根据权利要求1所述的一种自供电无线心音传感器，其特征在于，所述能量收集电路包括振荡电路、整流桥电路和滤波电路，所述振荡电路包括电容C1、电感L1和双向开关S，所述电感L1与双向开关S串联后与电容C1并联，再通过整流桥与滤波电路连接，所述滤波电路包括电容C2和电阻R0，所述电容C2与电阻R0并联。
3.根据权利要求1所述的一种自供电无线心音传感器，其特征在于，所述储能电路包括电阻R2、超导线圈L2和电容C5，所述电阻R2、超导线圈L2、电容C5相互并联。
4.根据权利要求1所述的一种自供电无线心音传感器，其特征在于，所述稳压电路为由型号为LP2985的芯片及其外围电路组成。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种自供电无线心音传感器，其特征在于，所述带通滤波器模块为由型号为LFB212G45BA的滤波器及其外围电路组成，所述放大器模块为由型号为NJU77000的超低功耗CMOS运算放大器及其外围电路组成，所述主控制模块为由MSP430F54单片机芯片及其外围振荡电路组成，所述通信模块为由型号为DA14580的蓝牙芯片及其外围电路组成。
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