低功耗心电监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及心电健康监控领域，公开了一种低功耗心电监测装置及方法，其中低功耗心电监测装置包括电极层、固定层和供电层，所述电极层包括粘贴面和固定面，所述粘贴面设置有至少三个与人体皮肤接触的电极，所述固定面与固定层贴合，在所述供电层和所述固定层之间设置有电池槽和控制线路板，在所述供电层的外表面设置有太阳能电池板，所述控制线路板设置有电流输入端和模拟前端电路元件，所述电极连接所述模拟前端电路元件，所述电池槽和所述太阳能电池板分别设置有连接所述电流输入端两侧的GPIO管脚。本发明专利技术旨在提供一种低功耗的心电监测装置，具有电池容量小且续航能力强的优点，并且能实现该心电健康监控装置的低功耗。

Low Power ECG Monitoring Device and Method

The invention relates to the field of ECG health monitoring, and discloses a low-power ECG monitoring device and method, in which the low-power ECG monitoring device comprises an electrode layer, a fixing layer and a power supply layer, the electrode layer comprises a sticking surface and a fixing surface, and the sticking surface is provided with at least three electrodes contacting human skin, and the fixing layer comprises a sticking surface and a fixing surface. A battery groove and a control circuit board are arranged between the power supply layer and the fixed layer, a solar battery board is arranged on the outer surface of the power supply layer, a current input terminal and an analog front-end circuit element are arranged on the control circuit board, and the electrode is connected with the analog front-end circuit element. The battery cell and the solar panel are respectively provided with GPIO pins connected to both sides of the current input terminal. The invention aims to provide a low power ECG monitoring device, which has the advantages of small battery capacity and strong endurance, and can realize low power consumption of the ECG health monitoring device.

【技术实现步骤摘要】
低功耗心电监测装置及方法
本专利技术涉及心电健康监控领域，尤其涉及一种低功耗心电监测装置及方法。
技术介绍
在现有技术中，常规的心电图检测是病人在静卧情况下由心电图仪记录的心电活动，历时仅为几秒至一分钟，只能获取少量有关心脏状态的信息，所以在日常生活中如果发生心率失常，被发现的概率也是很低的。因此，长时间连续准确地监测患者在不同环境以及体态下的心电信号，对于掌握病患发展趋势，对突发病症进行及时救助有着非常重要的意义，所以研发相应的便携式心电监测装置就显得尤为重要。中国专利CN201621350388.9公开了一种与光伏电池板充电冲锋衣结合的心电健康监控系统，但该专利利用光伏电池板给充电冲锋衣充电，而该冲锋衣又具有心电健康监控系统，具有无需电池供电的特点，克服了用户在长期户外活动且无外接电源的情况下监控系统无法继续使用的缺点。但是该专利仅解决了户外运动且光照条件好时的供电的优点问题，无法保证在心电健康监控装置在室内运动或光照条件不理想时的续航能力，且无法实现心电健康监控装置的低功耗。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低功耗心电监测装置及方法，能自动切换供电方式以保证装置使用时的供电能力，并且能实现心电监测的低功耗。为实现上述目的，本专利技术采用如下基础方案：低功耗心电监测装置，包括电极层、固定层和供电层，所述电极层包括粘贴面和固定面，所述粘贴面设置有至少三个与人体皮肤接触的电极，所述固定面与固定层贴合，在所述供电层和所述固定层之间设置有电池槽和控制线路板，所述电池槽内安装有电池，在所述供电层的外表面设置有太阳能电池板，所述控制线路板设置有电流输入端和模拟前端电路元件，所述电极连接所述模拟前端电路元件，所述电池槽和所述太阳能电池板分别设置有连接所述电流输入端两侧的GPIO管脚，所述电池槽和所述太阳能电池板共同电连接有对所述GPIO管脚实现控制的GPIO控制器，所述管脚控制器用于与所述控制线路板进行通信。本专利技术的基础方案的工作原理：用户利用医用双面胶将电极层的粘贴面贴在胸前，从而利用该低功耗心电监测装置采集人体的心电信号，此时粘贴面的电极与人体皮肤接触，电极短接产生高电平，所述模拟前端电路采集到高电平传输给控制线路板，控制线路板根据该高电平信息，确定该低功耗心电监测装置为使用状态，然后控制线路板向所述管脚控制器发送指令，所述管脚控制器控制所述太阳能电池板的GPIO管脚关闭，同时打开所述电池槽的GPIO管脚，此时，所述电池槽的GPIO管脚与所述控制线路板的电流输入端连接形成闭合回路，所述电池槽利用电池供电方式为控制线路板供电，所述控制线路板设置的模拟前端电路元件对心脏的生物电信号进行提取、放大及滤波处理，然后所述控制线路板对处理过的生物电信号进行采集以得到心电数据，此时该低功耗心电监测装置为高功耗状态。用户将该低功耗心电监测装置从胸前取下，此时粘贴面的电极离开人体皮肤，电极不短接变为低电平，所述模拟前端电路采集到低电平传输给控制线路板，控制线路板根据该低电平信息，确定该低功耗心电监测装置为闲置状态，然后控制线路板向所述管脚控制器发送指令，然后管脚控制器控制所述电池槽的GPIO管脚关闭，同时控制所述太阳能电池板的GPIO管脚打开，此时，所述太阳能电池板的GPIO管脚与所述控制线路板的电流输入端连接形成闭合回路，太阳能电池板利用太阳能转化为电能的方式为所述控制线路板供电以维持该低功耗心电监测装置在闲置状态下的电量，离开人体后，该低功耗心电检测装置不依靠电池供电，因此该低功耗心电监测装置为低功耗状态，又因为不会消耗电池电量来维持装置的闲置状态，所以节约了电池电量来保证装置使用时电池的供电能力，从而使得该低功耗心电监测装置的使用时间增长。进一步地，所述控制线路板包括设置在该控制线路板上的ADC电路元件、蓝牙控制电路元件、存储电路元件和加速传感器，所述模拟前端电路元件连接所述ADC电路元件，所述ADC电路元件与蓝牙控制电路元件之间通过I2C接口连接，所述蓝牙控制电路元件分别通过SPI接口与所述存储电路元件、所述加速度传感器连接，所述蓝牙控制电路元件与所述管脚控制器进行通信，所述ADC电路元件对经所述模拟前端电路元件提取、放大及滤波处理的心脏生物电信号进行采集并转换为数字信号，并将该数字信号通过I2C接口传输给所述蓝牙控制电路元件，然后所述蓝牙控制电路元件将该数字信号发送给终端进行显示，用户即可直观的通过终端看到经该低功耗心电监测装置采集的心电数据，所述加速度传感器通过SPI接口向所述蓝牙控制电路元件反映用户佩戴该低功耗心电监测时的运动状态(比如静止、走路、跑步)，结合心电数据，可以得知心电数据是在什么运动状态下测得的，参照不同运动状态下的心电数据正常值，有助于后期判断用户的心电数据是否正常；所述存储电路元件存储历史采样的数据(时间戳+数据)，通过SPI接口与所述蓝牙控制电路元件进行数据交换；所述蓝牙控制电路元件接收所述模拟前端电路发送的电极信息后控制所述管脚控制器进行相应的处理操作。优选的，所述太阳电池板的规格为11*11*1.1mm，可以产生2.0～350uA的电流，该低功耗心电监测装置不佩戴时，所述太阳能电池板能维持装置的低功耗休眠模式。优选的，所述太阳能电池板的规格为24*27*1.1mm,可以产生4.0～5.0V，5.0～1500uA的电流，该低功耗心电监测装置不佩戴时，所述太阳能电池板能为装置充电。优选的，所述太阳能电池板采用非晶硅太阳能板，具有成本低、体积小、性能良好的优点，能很好的应用在袖珍型装置上。优选的，所述固定层由PE材料制成。一种低功耗心电监测方法，其特征在于，包括：在心电监测装置上设置电极；当用户将心电监测装置佩戴胸前时，电极短接，根据这个短接信号自动判断该心电监测装置为使用状态，此时利用电池为该心电监测装置供电，心电监测装置采集人体ECG信号，进入高功耗模式；当用户将心电监测装置从胸前取下时，电极不短接，根据这个不短接信号自动判断该心电监测装置为闲置状态，在该状态下，心电监测装置不采集人体ECG信号，此时利用太阳能为该心电监测装置供电，以维持该心电监测装置在闲置状态下的电能，进入低功耗模式。使用上述方法，利用太阳能在装置不使用时为其供电，可以避免装置不使用时电池的电量消耗，达到低功耗的效果，实现装置的长期低功耗待机，从而使得装置的电池的使用时间变长，在需要时可以随时监控心电健康状态，不用频繁充电，非常方便。进一步地，当用户将心电监测装置从胸前取下，判断该心电监测装置为闲置状态，在该状态下，心电监测装置不采集ECG信号，此时利用太阳能为该心电监测装置充电，不仅保证装置重新使用时电量充足，还具有节能的优点。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：采用额外的太阳能辅助供电且能实现自动切换供电方式，很好的解决了心电监测装置的功耗问题，并且使得该心电监测装置的使用期限大大增加。附图说明图1为本专利技术低功耗心电监测装置的结构爆炸图；图2为本专利技术低功耗心电监测装置的流程示意图。图中：电极层1、固定层2、供电层3，粘贴面4、固定面5、电极6、电池槽7、控制线路板8、太阳能电池板9、锂电池10。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：实施例1低功耗心电监测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗心电监测装置，其特征在于，包括电极层、固定层和供电层，所述电极层包括粘贴面和固定面，所述粘贴面设置有至少三个与人体皮肤接触的电极，所述固定面与固定层贴合，在所述供电层和所述固定层之间设置有电池槽和控制线路板，所述电池槽内安装有电池，在所述供电层的外表面设置有太阳能电池板，所述控制线路板设置有电流输入端和模拟前端电路元件，所述电极连接所述模拟前端电路元件，所述电池槽和所述太阳能电池板分别设置有连接所述电流输入端两侧的GPIO管脚，所述电池槽和所述太阳能电池板共同电连接有对所述GPIO管脚实现控制的管脚控制器，所述管脚控制器用于与所述控制线路板进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗心电监测装置，其特征在于，包括电极层、固定层和供电层，所述电极层包括粘贴面和固定面，所述粘贴面设置有至少三个与人体皮肤接触的电极，所述固定面与固定层贴合，在所述供电层和所述固定层之间设置有电池槽和控制线路板，所述电池槽内安装有电池，在所述供电层的外表面设置有太阳能电池板，所述控制线路板设置有电流输入端和模拟前端电路元件，所述电极连接所述模拟前端电路元件，所述电池槽和所述太阳能电池板分别设置有连接所述电流输入端两侧的GPIO管脚，所述电池槽和所述太阳能电池板共同电连接有对所述GPIO管脚实现控制的管脚控制器，所述管脚控制器用于与所述控制线路板进行通信。2.如权利要求1所述的低功耗心电监测装置，其特征在于,所述控制线路板包括设置在该控制线路板上的ADC电路元件、蓝牙控制电路元件、存储电路元件和加速传感器，所述模拟前端电路元件连接所述ADC电路元件，所述ADC电路元件与蓝牙控制电路元件之间通过I2C接口连接，所述蓝牙控制电路元件分别通过SPI接口与所述存储电路元件、所述加速度传感器连接，所述蓝牙控制电路元件与所述管脚控制器进行通信。3.如权利要求2所述的低功耗心电监测装置，其特征在于，所述太阳电池板的规格为11*11*1.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云志，吕永峰，李江，
申请(专利权)人：维灵杭州信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33