CN211348036U - 一种基于i2c通信的血指标检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种基于I2C通信的血指标检测系统,包括电源、试纸连接器、上位机、报警模块,所述电源与试纸连接器、上位机、报警模块分别连接,试纸连接器输出端与上位机输入端连接,上位机输出端与报警模块连接,本系统解决了传统便携式电化学检测仪器在进行多项指标检测时需要使用多台检测设备,本系统使用一台试纸检测设备即可完成多项血指标检测,同时解决了检测时由于氧化还原反应产生的电量大小容易受血液里红细胞压积影响的问题,提升了检测结果的准确性,本系统整体完善且可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于I2C通信的血指标检测系统。
背景技术
本实用新型属于电化学检测领域,具体的讲,是涉及一种高精度便携式电化学四合一检测系统,电化学检测器是测量物质的电信号变化,电化学检测器是测量物质的电信号变化,对具有氧化还原性质的化合物,如含硝基、氨基等有机化合物及无机阴、阳离子等物质可采用电化学检测器。包括极谱、库仑、安培和电导检测器等。前三种统称为伏安检测器,用于具有氧化还原性质的化合物的检测,电导检测器主要用于离子检测。其工作原理是:在两电极之间施加一恒定电位,当电活性组分经过电极表面时发生氧化还原反应(电极反应),电量(Q)的大小符合法拉第定律。
现有市面上常见家用便携式电化学检测仪器,普遍只具备单一测量功能,例如只能检测血糖、血脂、尿酸、血酮等单一指标,进行多种指标检测时往往需要购买不同的检测设备,搭配对应的试纸才能检测。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种基于I2C通信的血指标检测系统。
本实用新型通过以下技术方案得以实现。
本实用新型提供的一种基于I2C通信的血指标检测系统,包括电源、试纸连接器、上位机、报警模块,所述电源与试纸连接器、上位机、报警模块分别连接,试纸连接器输出端与上位机输入端连接,上位机输出端与报警模块连接。
所述试纸连接器包括主体、顶部外壳、针脚若干、滑槽挡板若干,所述主体分为插槽口、试纸座、连接座,插槽口与连接座分别连接在试纸座的两端,试纸座两侧各设有一个卡扣机构,顶部外壳通过卡扣机构安装在试纸座顶部,顶部外壳上开有窗口,针脚、滑槽挡板安装在试纸座底部上,且针脚穿过连接座,针脚与上位机的输入端连接。
所述上位机包括微处理模块、显示模块、报警模块、通信模块A,所述微处理模块接收试纸连接器针脚传递来的信号,将处理后的信号分别传递至显示模块、报警模块。
所述微处理器包括模拟前端测量电路、控制器模块、时钟电路、数据存储模块、通信模块B,前端测量电路、时钟电路分别与控制器模块输入端连接,控制器模块输出端与数据存储模块、通信模块B分别连接。
所述的一种基于I2C通信的血指标检测系统,包括以下步骤:
S1、系统启动;
S2、初始参数设置;
S3、系统识别试纸类型与校正;
S4、系统读取试纸对应测量参数;
S5、开始测量;
S6、测量结束。
所述步骤S1中将试纸插入试纸连接器插槽前,系统处于低功耗待机状态,将试纸或校正卡插入试纸连接器插槽后,试纸基板电极或校正卡电极将试纸连接器6号针脚和试纸连接器1号针脚短接,系统检测到试纸连接器6号针脚后被拉至低电平;
所述步骤S2中初始参数设置是针脚电平设置,其中:试纸连接器 2号针脚、试纸连接器3号针脚、试纸连接器5号针脚电平均为1,试纸连接器4号针脚电平为0。
所述步骤S3中系统识别试纸类型时用试纸连接器2号针脚至试纸连接器5号针脚作为普通I/O接口,系统识别试纸类型方法与校正方法如下:
S3.1、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器4号针脚,试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为0,试纸连接器3号针脚电平为1,试纸连接器4号针脚电平为0,试纸连接器5号针脚电平为1,则系统识别到此时试纸为总胆固醇试纸;
S3.2、试纸基板电极短路试纸连接器3号针脚和试纸连接器4号针脚,试纸连接器3号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为1,试纸连接器3号针脚电平为0,试纸连接器4号针脚电平为0,试纸连接器5号针脚电平为1,则系统识别到此时试纸为血糖试纸;
S3.3、试纸基板电极短路试纸连接器4号针脚和试纸连接器5号针脚,试纸连接器5号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为1,试纸连接器3号针脚电平为1,试纸连接器4号针脚电平为0,试纸连接器5号针脚电平为0,则系统识别到此时试纸为血酮试纸;
S3.4、当系统判断试纸连接器不属于S4.1、S4.2、S4.3所述类型时,此时调整针脚电平设置,试纸连接器2号针脚电平为1,试纸连接器3号针脚电平为0,试纸连接器4号针脚电平为1,试纸连接器5号针脚电平为1;
S3.5、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器3号针脚,试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器3号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为0,试纸连接器3号针脚电平为0,试纸连接器4号针脚电平为1,试纸连接器5号针脚电平为1,则系统识别到此时试纸为尿酸试纸;
S3.6、当系统识别到插入试纸连接器口的试纸不符合S4.1~S4.5 所述情况时,则开启校正卡识别,校正卡识别步骤为:
S3.6.1、校正卡插入试纸连接器后,校正卡的1至6号引脚对应连接试纸连接器的1至6号针脚,校正卡将试纸连接器1号针脚和试纸连接器6针脚短接在一起,唤醒系统;
S3.6.2、试纸连接器2号针脚设置电平为1,试纸连接器5号针脚设置电平为0,试纸连接器2号针脚与试纸连接器5号针脚组成电源为校正卡内芯片供电;试纸连接器3号针脚为SCL,试纸连接器4号针脚为 SDA,试纸连接器3号针脚与试纸连接器4号针脚作为模拟I2C通信端口,先发送识别码,正确识别后进行校正数据传输,否则系统报错;数据传输完成后,拔出校正卡,试纸连接器1号针脚和试纸连接器6 号针脚不再由校正卡上电极短接在一起,试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平,系统随即进入低功耗休眠状态进行待机;
所述步骤S4过程中,系统调取储存器中当前插入试纸连接器所对应的设置参数,包括当前试纸连接器的加压电压、加压时间。
所述步骤S5包括以下分步骤:
S5.1、滴血触发;
S5.2、阻抗测量;
S5.3、电流测量;
S5.4、结果显示;
系统根据试纸连接器类型调节5号针脚输出电压至当前类型试纸连接器所需加压的电压值和加压时长,待被检测血液滴入试纸连接器反应腔体后,系统开始倒计时,检测系统在血液完全滴入反应腔体触发测量且反应腔体未开始加压的静置时长内,由试纸连接器2号针脚测量试纸连接器反应腔体内的阻抗,获取当前被测血样的红细胞压积,等待反应腔体内开始加压,再由试纸连接器5号针脚采集电极上的电流大小,采集到的电流值为检测电流值,此时通过测量到的阻抗,匹配对应的校正系数,校正被红细胞压积影响的检测电流值,最后将测量结果输出;所述输出结果包括两种方式,一种是通过液晶显示器显示,另一种是通过通信串口输出至第三方接收设备;
所述步骤S6中拔出试纸连接器,试纸连接器1号针脚和试纸连接器6号针脚不再由试纸上的电极短接在一起,试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平,系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
所述试纸连接器包括6个针脚、试纸反应腔体,所述试纸连接器1 号针脚为接地引脚;试纸连接器2号针脚为模拟前端A;试纸连接器3 号针脚为I2C通信SCL引脚;试纸连接器4号针脚为I2C通信SDA引脚;试纸连接器5号针脚为模拟前端E;试纸连接器6号针脚为开机识别引脚。
本实用新型的有益效果在于:本系统解决了传统便携式电化学检测仪器在进行多项指标检测时需要使用多台检测设备,本系统使用一台试纸检测设备即可完成多项血指标检测,同时解决了检测时由于氧化还原反应产生的电量大小容易受血液里红细胞压积影响的问题,提升了检测结果的准确性,本系统整体完善且可靠性高。
附图说明
图1是本实用新型的系统组成关系图;
图2是本实用新型的原理流程图;
图3是本实用新型的试纸连接器结构示意图;
图中:1-1号针脚,2-2号针脚,3-3号针脚,4-4号针脚,5-5号针脚。
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
如图1所示的一种基于I2C通信的血指标检测系统,包括电源、试纸连接器、上位机、报警模块,所述电源与试纸连接器、上位机、报警模块分别连接,试纸连接器输出端与上位机输入端连接,上位机输出端与报警模块连接。
试纸连接器包括主体、顶部外壳、针脚若干、滑槽挡板若干,所述主体分为插槽口、试纸座、连接座,插槽口与连接座分别连接在试纸座的两端,试纸座两侧各设有一个卡扣机构,顶部外壳通过卡扣机构安装在试纸座顶部,顶部外壳上开有窗口,针脚、滑槽挡板安装在试纸座底部上,且针脚穿过连接座,针脚与上位机的输入端连接,试纸连接器主要是传递信息的作用,将试纸端信号通过试纸连接器传递到微处理器模块,微处理器对所采集的信号进行分析整理输出。
上位机包括微处理模块、显示模块、报警模块、通信模块A,所述微处理模块接收试纸连接器针脚传递来的信号,将处理后的信号分别传递至显示模块、报警模块,其中显示模块的实现方式包括液晶显示、数码管显示、手机端显示等方式;报警模块实现方式包括声音报警或者灯光报警等方式;通信模块包括蓝牙,WiFi,GPRS,NBIoT,有线串口等。
微处理器包括模拟前端测量电路、控制器模块、时钟电路、数据存储模块、通信模块B,前端测量电路、时钟电路分别与控制器模块输入端连接,控制器模块输出端与数据存储模块、通信模块B分别连接。
一种基于I2C通信的血指标检测系统,包括以下步骤:
S1、系统启动;
S2、初始参数设置;
S3、系统识别试纸类型与校正;
S4、系统读取试纸对应测量参数;
S5、开始测量;
S6、测量结束。
步骤S1中将试纸插入试纸连接器插槽前,系统处于低功耗待机状态,将试纸或校正卡插入试纸连接器插槽后,试纸基板电极或校正卡电极将试纸连接器6号针脚和试纸连接器1号针脚短接,系统检测到试纸连接器6号针脚后被拉至低电平;
步骤S2中初始参数设置是针脚电平设置,其中:试纸连接器2号针脚、试纸连接器3号针脚、试纸连接器5号针脚电平均为1,试纸连接器4号针脚电平为0。
步骤S3中系统识别试纸类型时用试纸连接器2号针脚至试纸连接器5号针脚作为普通I/O接口,系统识别试纸类型方法与校正方法如下:
S3.1、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器4号针脚,试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为0,试纸连接器3号针脚电平为1,试纸连接器4号针脚电平为0,试纸连接器5号针脚电平为1,则系统识别到此时试纸为总胆固醇试纸;
S3.2、试纸基板电极短路试纸连接器3号针脚和试纸连接器4号针脚,试纸连接器3号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为1,试纸连接器3号针脚电平为0,试纸连接器4号针脚电平为0,试纸连接器5号针脚电平为1,则系统识别到此时试纸为血糖试纸;
S3.3、试纸基板电极短路试纸连接器4号针脚和试纸连接器5号针脚,试纸连接器5号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为1,试纸连接器3号针脚电平为1,试纸连接器4号针脚电平为0,试纸连接器5号针脚电平为0,则系统识别到此时试纸为血酮试纸;
S3.4、当系统判断试纸连接器不属于S4.1、S4.2、S4.3所述类型时,此时调整针脚电平设置,试纸连接器2号针脚电平为1,试纸连接器3号针脚电平为0,试纸连接器4号针脚电平为1,试纸连接器5号针脚电平为1;
S3.5、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器3号针脚,试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器3号针脚的低电平拉低,此时检测试纸连接器2针脚~5针脚的电平,如果试纸连接器2号针脚电平为0,试纸连接器3号针脚电平为0,试纸连接器4号针脚电平为1,试纸连接器5号针脚电平为1,则系统识别到此时试纸为尿酸试纸;
S3.6、当系统识别到插入试纸连接器口的试纸不符合S4.1~S4.5 所述情况时,则开启校正卡识别,校正卡识别步骤为:
S3.6.1、校正卡插入试纸连接器后,校正卡的1至6号引脚对应连接试纸连接器的1至6号针脚,校正卡将试纸连接器1号针脚和试纸连接器6针脚短接在一起,唤醒系统;
S3.6.2、试纸连接器2号针脚设置电平为1,试纸连接器5号针脚设置电平为0,试纸连接器2号针脚与试纸连接器5号针脚组成电源为校正卡内芯片供电;试纸连接器3号针脚为SCL,试纸连接器4号针脚为 SDA,试纸连接器3号针脚与试纸连接器4号针脚作为模拟I2C通信端口,先发送识别码,正确识别后进行校正数据传输,否则系统报错;数据传输完成后,拔出校正卡,试纸连接器1号针脚和试纸连接器6 号针脚不再由校正卡上电极短接在一起,试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平,系统随即进入低功耗休眠状态进行待机;
步骤S4过程中,系统调取储存器中当前插入试纸连接器所对应的设置参数,包括当前试纸连接器的加压电压、加压时间。
步骤S5包括以下分步骤:
S5.1、滴血触发;
S5.2、阻抗测量;
S5.3、电流测量;
S5.4、结果显示;
系统根据试纸连接器类型调节5号针脚输出电压至当前类型试纸连接器所需加压的电压值和加压时长,待被检测血液滴入试纸连接器反应腔体后,系统开始倒计时,检测系统在血液完全滴入反应腔体触发测量且反应腔体未开始加压的静置时长内,由试纸连接器2号针脚测量试纸连接器反应腔体内的阻抗,获取当前被测血样的红细胞压积,等待反应腔体内开始加压,再由试纸连接器5号针脚采集电极上的电流大小,采集到的电流值为检测电流值,此时通过测量到的阻抗,匹配对应的校正系数,校正被红细胞压积影响的检测电流值,最后将测量结果输出;所述输出结果包括两种方式,一种是通过液晶显示器显示,另一种是通过通信串口输出至第三方接收设备;
步骤S6中拔出试纸连接器,试纸连接器1号针脚和试纸连接器6 号针脚不再由试纸上的电极短接在一起,试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平,系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
试纸连接器包括6个针脚、试纸反应腔体,所述试纸连接器1号针脚为接地引脚;试纸连接器2号针脚为模拟前端A;试纸连接器3号针脚为I2C通信SCL引脚;试纸连接器4号针脚为I2C通信SDA引脚;试纸连接器5号针脚为模拟前端E;试纸连接器6号针脚为开机识别引脚。
试纸插入插槽后,试纸电极会率先短路针脚1和针脚6,检测系统识别到针脚6信号被拉低,检测系统从低功耗状态唤醒,准备测量。试纸完全插入后,试纸上的4个测量电极分别与针脚2~针脚5接触,此时开启试纸种类识别,通过试纸上4个电极组成不同的导通图案,检测系统可以通过识别到同的引脚信号被拉低,从而判断当前插入试纸的种类。试纸滴血开始测量,测量系统在连接试纸工作电极和对电极的两个针脚之间施加对应当前试纸反应所需要的电压,加压时间根据不同种类试纸各有不同。通过针脚5连接检测系统的模拟前端,测量获取当前试纸反应产生的电流,完成测量;
校准卡插入插槽后,校准卡电极会率先短路针脚1和针脚6,检测系统识别到针脚6信号被拉低,检测系统从低功耗状态唤醒。检测系统会优先判断插入的是否为试纸,如果判断不是试纸,则进入I2C通信模式,针脚2和针脚5之间形成稳定的电势差,为校正卡供电。针脚 3和针脚4模拟为I2C通信的SCL和SDA引脚,和校正卡内部芯片进行通信。通信开始前进行校验,校验通过,则开始校正数据的传输;不通过,则系统报错。
Claims (5)
1.一种基于I2C通信的血指标检测系统,其特征在于:包括电源、试纸连接器、上位机、报警模块,所述电源与试纸连接器、上位机、报警模块分别连接,试纸连接器输出端与上位机输入端连接,上位机输出端与报警模块连接。
2.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的血指标检测系统,其特征在于:所述试纸连接器包括主体、顶部外壳、针脚若干、滑槽挡板若干,所述主体分为插槽口、试纸座、连接座,插槽口与连接座分别连接在试纸座的两端,试纸座两侧各设有一个卡扣机构,顶部外壳通过卡扣机构安装在试纸座顶部,顶部外壳上开有窗口,针脚、滑槽挡板安装在试纸座底部上,且针脚穿过连接座,针脚与上位机的输入端连接。
3.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的血指标检测系统,其特征在于:所述上位机包括微处理模块、显示模块、报警模块、通信模块A,所述微处理模块接收试纸连接器针脚传递来的信号,将处理后的信号分别传递至显示模块、报警模块。
4.如权利要求3所述的一种基于I2C通信的血指标检测系统,其特征在于:所述微处理模块包括模拟前端测量电路、控制器模块、时钟电路、数据存储模块、通信模块B,前端测量电路、时钟电路分别与控制器模块输入端连接,控制器模块输出端与数据存储模块、通信模块B分别连接。
5.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的血指标检测系统,其特征在于:所述试纸连接器包括6个针脚、试纸反应腔体,所述试纸连接器1号针脚为接地引脚;试纸连接器2号针脚为模拟前端A;试纸连接器3号针脚为I2C通信SCL引脚;试纸连接器4号针脚为I2C通信SDA引脚;试纸连接器5号针脚为模拟前端E;试纸连接器6号针脚为开机识别引脚。
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CN201921433533.3U CN211348036U (zh) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 一种基于i2c通信的血指标检测系统 |
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CN110514715A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 贵州拉雅科技有限公司 | 一种基于i2c通信的血指标检测系统 |
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2019
- 2019-08-30 CN CN201921433533.3U patent/CN211348036U/zh active Active
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CN110514715A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 贵州拉雅科技有限公司 | 一种基于i2c通信的血指标检测系统 |
CN110514715B (zh) * | 2019-08-30 | 2024-06-21 | 贵州拉雅科技有限公司 | 一种基于i2c通信的血指标检测系统 |
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