CN210931397U - 一种基于Arduino的便携式心电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于心电检测技术领域，公开了一种基于Arduino的便携式心电装置，Arduino主板通过电信号连接有信号调理器，信号调理器连接有三根导联线；Arduino主板通过电信号连接有存储器，存储器与WiFi信号传输器连接，Arduino主板通过电信号连接有LCD显示器。本实用新型是基于Arduino的一款便携三导联心电装置，以此实现心电的检测、显示、储存、处理、以及通过WiFi信号传输器可实现连接功能，采用三导联来检测心脏的起伏，三导联心电装置便于日常生活中进行连接使用，不需像12导联那样繁琐的连接，三导联足以实现日常生活所需的便携、准确、实时的效果。
Description
技术领域
本实用新型属于心电检测技术领域，尤其涉及一种基于Arduino的便携式心电装置。
背景技术
目前，业内最接近的现有技术：
健康体检中,不论是什么年龄的人都要重视心电图检查,当心脏因缺血受损或坏死时,心电活动的变化能正确及时地反映在心电图上,表现在各个波形的异常变化和进行性演变过程,为医生提供诊断心律失常、急性缺血、心肌梗塞等心脏疾病的可靠依靠。
不少心血管疾病具有隐匿性、发作无规律等特点，等到患者出现症状再到医院检查时，极有可能症状已经消失，或者在疾病早期阶段，患者本身无任何感觉，等到出现症状时，病情发展已经比较严重。
如今国内心电装置仍然主流的是大医院那样的12导联的心电监护装置，但家用的心电装置心电装置却仍然不便捷，体积仍然略大，并且缺少对于心律不齐，心血管等疾病的分析。缺少又小又准确的心电装置，不能在日常生活中满足对心电监测的要求。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有的家庭使用的心电装置体积太大，不方便携带，并且缺少对于心律不齐，心血管等疾病的分析功能，不能在日常生活中满足对心电监测的要求。
解决上述技术问题的难度：
在满足疾病筛查、诊断对心电信号精度要求的前提下，尽可能降低设备成本、减小装置体积、保证各芯片不相互干扰等，并且做到操作简便。最后，还能够提供数据保存、导出能力以便长期记录，或为后续进一步诊断提供数据。
解决上述技术问题的意义：
便携性高，使用方便的心电采集设备能够大大降低心脏疾病筛查的时间、经济成本，各类人群可以在家中进行心电图采集，而不用到医院挂号、排队。尤其是对于隐匿性、偶发性的心脏疾病，能够自行通过上述装置进行持续的心电信号采集，对于心脏疾病的早期筛查和诊断具有积极意义。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于Arduino的便携式心电装置。
本实用新型是这样实现的，一种基于Arduino的便携式心电装置设置有：
Arduino主板；
所述Arduino主板通过电信号连接有信号调理器，信号调理器连接有三根导联线；
所述Arduino主板通过电信号连接有存储器，存储器与WiFi信号传输器连接，Arduino主板通过电信号连接有LCD显示器。
本实用新型提供了一种便携三导联心电装置，以此实现心电的检测、显示、储存、处理、以及通过WiFi信号传输器可实现连接功能，采用三导联来检测心率，通过装置自带的LCD显示屏来显示心电图，并在本地记录保存数据，亦可通过WiFi传输至服务器存储，便于由医生进行疾病筛查、初步诊断。除此之外，其能够由患者比较方便的自行完成操作，无需像传统12导联心电记录装置由专业医务人员进行操作。
进一步，所述Arduino主板与存储器均与USB串口电信号连接。
本实用新型通过USB串口可以与移动硬盘等外部存储终端连接，方便将存储器内存储的数据进行拷贝读取。
进一步，所述Arduino主板通过RX接口与WiFi信号传输器的TX接口连接，通过TX接口与WiFi信号传输器的RX接口连接；
所述Arduino主板通过D4接口与SD卡存储器的CS接口连接，通过D12接口与SD卡存储器的MISO接口连接，通过D13与SD卡存储器的SCK接口连接；
所述Arduino主板通过D2接口与LCD显示器的RST接口连接，通过D5接口与LCD显示器的RS接口连接，通过D6接口与LCD显示器的CS接口连接，通过D7接口与LCD显示器的MOSI接口连接，通过D8接口与LCD显示器的SCK接口连接；
所述Arduino主板通过A0接口与信号调理器的OUTPUT接口连接，通过D9接口与信号调理器的LO-接口连接，通过D10接口与信号调理器的LO+接口连接。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的基于Arduino的便携式心电装置结构原理图。
图2是本实用新型实施例提供的三导联与人体的连接方式示意图。
图3是本实用新型实施例提供的基于Arduino的便携式心电装置电路连接示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
如图1所示，本实用新型实施例提供的基于Arduino的便携式心电装置包括有Arduino主板。
Arduino主板通过电信号连接有信号调理器，信号调理器连接有三根导联线；Arduino主板通过电信号连接有存储器，存储器与WiFi信号传输器连接，Arduino主板通过电信号连接有LCD显示器。
作为优选，Arduino主板与存储器均与USB串口电信号连接。
如图3所示，Arduino主板采用arduino Genuino Uno系列，Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源硬件产品，具有丰富的接口，有数字I/O口，模拟I/O口，同时支持SPI，IIC，UART串口通信。能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他装置来反馈、影响环境。它没有复杂的单片机底层代码，没有难懂的汇编，只是简单而实用的函数。而且具有简便的编程环境IDE，极大的自由度，可拓展性能非常高。并且相较于其他MCS-51或者ARM系列的芯片相比在成本上具有较大优势，并且功能足以实现本实用新型的设计要求。
信号调理器采用AD8232，AD8232是一款用于ECG及其他生物电测量应用的集成信号调理模块，由心电前端放大电路，高通滤波电路，放大电路等组成。该器件用于在具有运动或远程电极放置产生的噪声的情况下提取、放大及过滤微弱的生物电信号。使得超低功耗模数转换器或嵌入式微控制器能够轻松地采集输出信号。AD8232采用4mm×4mm、20引脚LFCSP封装。保证性能的额定温度范围为0℃至70℃，工作温度范围为-40℃至+85℃。其特点包括：AD8232采用双极点高通滤波器来消除运动伪像和电极半电池电位。该滤波器与仪表放大器结构紧密耦合，可实现单级高增益及高通滤波，从而节约了空间和成本。
AD8232采用一个无使用约束运算放大器来创建一个三极点低通滤波器，消除了额外的噪声。用户可以通过选择所有滤波器的截止频率来满足不同类型应用的需要。为了提高系统线路频率和其他不良干扰的共模抑制性能，AD8232内置一个放大器，用于右侧驱动等受驱导联应用。
AD8232包含一项快速恢复功能，可以减少高通滤波器原本较长的建立长尾现象。如果放大器轨电压发生信号突变(如导联脱离情况)，AD8232将自动调节为更高的滤波器截止状态。该功能让AD8232可以实现快速恢复，因而在导联连接至测量对象的电极之后能够尽快取得有效的测量值存储模块储一段时间内的数据。由于考虑到检测时通过有线连接到电脑上，线路太多会带来一定的不便，增加存储模块就可以将采集到的原始数据保存下来，选用SD卡通过SPI通信协议与Arduino通信，实现将采集到的信号从Arduino以txt格式的文本暂存到SD卡。
WiFi信号传输器采用ESP-12SWiFi模块，ESP-12SWiFi模块是由安信可科技开发的，该模块核心处理器ESP8266在较小尺寸封装中集成了业界领先的TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，主频支持80MHz和160MHz，支持实时系统(Real-timeoperating system,RTOS)，集成Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA，板载天线。该模块支持标准的IEEE802.11b/g/n协议，完整的TCP/IP协议栈。用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。
ESP8266是高性能无线SOC，以最低成本提供最大实用性，有Wi-Fi功能嵌入其他系统提供无限可能。有ESP8266EX的系统表现出来的领先特征有：节能在睡眠/唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电系统共存特性为消除蜂窝/蓝牙/DDR/LVDS/LCD干扰。
LCD显示器采用五线SPI接口的128*64点孔型的LCM屏，能够结合arduino U8glib库文件来实现简单的显示和图片显示。
本实用新型在使用时，将三根导联线通过三导联方式与人体连接，如图2所示，采用三导联来检测心脏的起伏，三导联心电装置便于日常生活中进行连接使用，不需像12导联那样繁琐的连接，三导联足以实现日常生活所需的便携、准确、实时的效果。通过信号调理器将数据传输到Arduino主板中，经调试实现将心电图显示到LCD显示器上，并能够将数据储存以txt格式储存到sd卡中。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种基于Arduino的便携式心电装置，其特征在于，所述基于Arduino的便携式心电装置设置有：
Arduino主板；
所述Arduino主板通过电信号连接有信号调理器，信号调理器连接有三根导联线；
所述Arduino主板通过电信号连接有SD卡存储器，Arduino主板通过电信号连接有WiFi信号传输器，Arduino主板通过电信号连接有LCD显示器。
2.如权利要求1所述的基于Arduino的便携式心电装置，其特征在于，所述Arduino主板和存储器均与USB串口电信号连接。
3.如权利要求1所述的基于Arduino的便携式心电装置，其特征在于，所述Arduino主板通过RX接口与WiFi信号传输器的TX接口连接，通过TX接口与WiFi信号传输器的RX接口连接；
所述Arduino主板通过D4接口与SD卡存储器的CS接口连接，通过D12接口与SD卡存储器的MISO接口连接，通过D13与SD卡存储器的SCK接口连接；
所述Arduino主板通过D2接口与LCD显示器的RST接口连接，通过D5接口与LCD显示器的RS接口连接，通过D6接口与LCD显示器的CS接口连接，通过D7接口与LCD显示器的MOSI接口连接，通过D8接口与LCD显示器的SCK接口连接；
所述Arduino主板通过A0接口与信号调理器的OUTPUT接口连接，通过D9接口与信号调理器的LO-接口连接，通过D10接口与信号调理器的LO+接口连接。
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2019
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