CN208128510U - 基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，包括电源模块，包括ARM处理器的主控中心，OLED显示模块，包括传感单元、模数转换单元和除噪单元的采集模块，包括控制命令通信单元和数据通信单元的蓝牙无线传输模块和移动终端。本实用新型通过多通道采集多路信号，并对信号进行数模转换和降噪处理得到更为清晰单一的心肺音信号，并通过蓝牙4.0进行无线传输至手机APP，并通过APP进行心肺音播放、存储，实现了本实用新型无线传输系统听诊体验好、心肺音听诊准确的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号采集处理技术领域，具体是一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统。
背景技术
心肺音听诊器被广泛的应用于评估病人的心肺功能，由于心肺音的频率较低并且非常微弱，医务人员通过传统听诊器根据自己的知识和经验对声音信号做出的主观分析判断并不一定可靠，所以借助蓝牙等无线技术的心肺音采集设备应用而生。
较传统的听诊器而言，使用蓝牙技术的心肺音听诊器建立的无线信道在10米范围内有快速、准确、高效的特点，能够实时显示接收到的动态心肺音数据。此外还可以将采集到的心肺音数据上传到数据库进行比对，更好的帮助医务人员进行病症的判断。由于心肺信号非常微弱，容易受到环境噪声的干扰。
现有专利CN206063161U提供了一种基于Android的智能电子听诊系统，其特征是：包括电子听诊器硬件和移动设备，电子听诊器硬件包括用于采集心肺音听诊信号的听诊头、用于将心肺音听诊信号转换为电信号的传感器电路、信号处理电路和蓝牙soc电路；所述移动设备具有蓝牙接收模块、能够显示听诊信号的波形和心率并实现缩放的波形展示模块和播放听诊音的听诊音播放模块。所述听诊头的听诊信号输出端与传感器电路的输入端连接，传感器电路的输出端信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与蓝牙soc电路的输入端连接，蓝牙soc电路的输出端与移动设备的蓝牙接收模块连接。本该技术优点在于将电子听诊器采集到的听诊信号传输到Android 设备，可以实现在Android设备上进行听诊，延长了听诊距离。但是该技术采用单通道进行声信号采集，导致采集的信号中可能存在噪声信号，对听诊结果造成影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，以解决上述背景技术中提出的现有电子听诊大多采用单通道采集、忽略噪声信号的影响导致听诊结果存在误差的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，包括：
电源模块；
主控中心，包括ARM处理器，其电性连接电源模块；
OLED显示模块，用于显示和控制相关数据，其电性连接电源模块和主控中心；
采集模块，用于采集信号，其包括传感单元、模数转换单元和除噪单元，其中传感单元包括压电式传声器和MEMS传声器，传感单元和模数转换单元电性连接电源模块，模数转换单元电性连接传感单元用于将声信号转换为电信号，模数转换单元电性连接主控中心用于接收和处理转换后的信号，除噪单元电性连接模数转换单元；
蓝牙无线传输模块，用于无线传输信号，其包括控制命令通信单元和数据通信单元，其中控制命令单元为uart接口，控制命令单元和数据通信单元分别通讯连接传感单元和除噪单元；
移动终端，用于无线远程操作传输系统，其通讯连接控制命令单元和数据通信通信单元。
优选的，所述模数转换单元采用2通道codec芯片，ARM通过I2C和I2S 接口控制codec芯片及接收数据。
优选的，所述OLED显示模块包括按键单元和显示单元，其中，按键单元电性连接显示单元和主控中心，显示单元电性连接主控中心，显示单元为显示屏，按键单元为按键控制电路，按键单元用于按键查询菜单栏选项和控制采集到的心肺音数据的音量大小，显示单元用于进行心肺音模式的切换和显示实时的数据波形。
优选的，所述电源模块支持3.7V锂电池输入，其包括充电电路及充电保护电路对各模块进行供电及充电保护。
优选的，所述除噪单元包括回声抵消算法。
优选的，所述移动终端为手机APP，其通过蓝牙4.0通信协议通讯连接控制命令通信单元和数据通信单元用于实现数据的播放和存储。
本实用新型的系统软件包括初始化、数据采集、数据传输、降噪算法、控制命令接收等部分：
1.初始化，系统上电后，ARM先进行自身初始化，包括时钟、外设接口的初始化，然后对功能模块进行初始化；
2.数据采集，ARM作为I2S接口的主设备，产生时钟，从codec接收数据；
3.数据传输，ARM将采集到的数据进行本地播放或者通过蓝牙通信协议上传；
4.降噪算法，在手机APP端将采集的2通道数据进行AEC降噪算法处理，将处理后的数据进行保存并在APP端显示；
5.控制命令接收，用户可通过手机端APP，向系统发送控制命令，包括开始录音命令、停止录音命令、停止数据传输命令等。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过压电式传声器对心肺音进行采集和MEMS传声器对环境噪声进行采集，并结合回声抵消算法，有效地滤除环境噪声带来的听诊干扰，并通过OLED显示模块和手机APP对听诊系统的控制和显示，实现了心肺音传输系统的良好的听诊体验和电子听诊器的多功能、无线可视化。
附图说明
图1为本实用新型基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统的结构框图；
图2为本实用新型基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统的功能框图；
图3为本实用新型基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统系统软件流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3
如图1所示，本实用新型设计了一款基于蓝牙4.0的双通道心肺音采集无线传输实时系统，设计支持1路心肺音的实时采集，1路环境噪声的实时采集，并行同步采集的2路数据可以通过低功耗Bluetooth实时上传,并支持本地播放；系统采用16位量化，支持3.7V锂电池供电，Bluetooth无线通信， uart通信。
如图2所示，一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，包括：
电源模块由充电电路、LDO电路组成，支持3.7V锂电池供电，输入电压经过LDO电路稳压成3.3V电源，给ARM处理器及其它外设及功能模块供电；独立的充电电路支持对锂电池充电，并具备充电保护功能(过充保护、过放保护等)。
主控中心，包括ARM处理器，其电性连接电源模块。
OLED显示模块，用于显示和控制相关数据，其电性连接电源模块和主控中心。OLED显示模块包括按键单元和显示单元，其中，按键单元电性连接显示单元和主控中心，显示单元电性连接主控中心，显示单元为显示屏，按键单元为按键控制电路，按键单元用于按键查询菜单栏选项和控制采集到的心肺音数据的音量大小，显示单元用于进行心肺音模式的切换和显示实时的数据波形。
采集模块，用于采集信号，其包括传感单元、模数转换单元和除噪单元，其中传感单元包括压电式传声器和MEMS传声器，传感单元和模数转换单元电性连接电源模块，模数转换单元电性连接传感单元用于将声信号转换为电信号，模数转换单元电性连接主控中心用于接收和处理转换后的信号，除噪单元电性连接模数转换单元，除噪单元包括回声抵消算法。模数转换单元采用2 通道codec芯片，ARM通过I2C和I2S接口控制codec芯片及接收数据。
蓝牙无线传输模块，用于无线传输信号，其包括控制命令通信单元和数据通信单元，其中控制命令单元为uart接口，控制命令单元和数据通信单元分别通讯连接传感单元和除噪单元；
移动终端为手机APP，用于无线远程操作传输系统，其通过蓝牙4.0通信协议通讯连接控制命令通信单元和数据通信单元用于实现数据的播放和存储。
如图3所示，本实用新型的系统软件包括初始化、数据采集、数据传输、降噪算法、控制命令接收等部分：
1.初始化，系统上电后，ARM先进行自身初始化，包括时钟、外设接口的初始化，然后对功能模块进行初始化；
2.数据采集，ARM作为I2S接口的主设备，产生时钟，从codec接收数据；
3.数据传输，ARM将采集到的数据进行本地播放或者通过蓝牙通信协议上传；
4.降噪算法，在手机APP端将采集的2通道数据进行AEC降噪算法处理，将处理后的数据进行保存并在APP端显示；
5.控制命令接收，用户可通过手机端APP，向系统发送控制命令，包括开始录音命令、停止录音命令、停止数据传输命令等。
本实用新型通过压电式传声器对心肺音进行采集和MEMS传声器对环境噪声进行采集，并结合回声抵消算法，有效地滤除环境噪声带来的听诊干扰，并通过OLED显示模块和手机APP对听诊系统的控制和显示，实现了无线传输系统的良好听诊体验和实现电子听诊器的多功能、无线可视化。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，其特征在于，包括：
电源模块；
主控中心，包括ARM处理器，其电性连接电源模块；
OLED显示模块，用于显示和控制相关数据，其电性连接电源模块和主控中心；
采集模块，用于采集信号，其包括传感单元、模数转换单元和除噪单元，其中传感单元包括压电式传声器和MEMS传声器，传感单元和模数转换单元电性连接电源模块，模数转换单元电性连接传感单元用于将声信号转换为电信号，模数转换单元电性连接主控中心用于接收和处理转换后的信号，除噪单元电性连接模数转换单元；
蓝牙无线传输模块，用于无线传输信号，其包括控制命令通信单元和数据通信单元，其中控制命令单元为uart接口，控制命令单元和数据通信单元分别通讯连接传感单元和除噪单元；
移动终端，用于无线远程操作传输系统，其通讯连接控制命令单元和数据通信通信单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，其特征在于，所述模数转换单元采用2通道codec芯片，ARM通过I2C和I2S接口控制codec芯片及接收数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，其特征在于，所述OLED显示模块包括按键单元和显示单元，其中，按键单元电性连接显示单元和主控中心，显示单元电性连接主控中心，显示单元为显示屏，按键单元为按键控制电路，按键单元用于按键查询菜单栏选项和控制采集到的心肺音数据的音量大小，显示单元用于进行心肺音模式的切换和显示实时的数据波形。
4.根据权利要求1所述的一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，其特征在于，所述电源模块电源模块支持3.7V锂电池输入，其包括充电电路及充电保护电路对各模块进行供电及充电保护。
5.根据权利要求1所述的一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，其特征在于，所述除噪单元包括回声抵消算法。
6.根据权利要求1所述的一种基于低功耗蓝牙的双通道心肺音采集无线传输实时系统，其特征在于，所述移动终端为手机APP，其通过蓝牙4.0通信协议通讯连接控制命令通信单元和数据通信单元用于实现数据的播放和存储。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110037662A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-07-23 | 苏州美糯爱医疗科技有限公司 | 一种基于蓝牙的心音心电信号同步采集及无线传输系统 |
| CN110236589A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-17 | 苏州美糯爱医疗科技有限公司 | 一种电子听诊器的实时心肺音自动分离方法 |
| CN110720945A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-01-24 | 杭州蜂荟信息技术有限公司 | 一种智能听诊系统的方法 |
| CN111739551A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-02 | 广东工业大学 | 一种基于低秩与稀疏张量分解的多通道心肺音去噪系统 |
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2018
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| CN110236589B (zh) * | 2019-06-03 | 2022-04-29 | 苏州美糯爱医疗科技有限公司 | 一种电子听诊器的实时心肺音自动分离方法 |
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