一种基于模块化的人体成分分析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于模块化的人体成分分析装置，该装置包括有M0微处理器和生物电阻抗测量芯片CS1258组成的硬件模块及测量电极，所述测量电极为4‑8个，分别接于IS0‑IS3、VS0‑VS3引脚；M0微处理器的PA0、PA1、PA2引脚分别与CS1258的CS、SCL、SDA引脚连接，以控制CS1258。本实用新型专利技术易于工程人员开发，能够快速、准确、低成本实现生物电阻抗测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模块化的人体成分分析装置
本技术属于人体检测
，特别涉及人体成分分析装置。
技术介绍
在人体电阻抗分析领域，利用生物电阻抗分析法，可以实现对生物组织细胞内、外液电阻抗分布的测量，这种方法对于了解生物组织的生理状态具有十分重要的意义。同时，在心脑、肺血管与循环系统疾病的诊断、病变组织的检测及组织的分类、新陈代谢能力的估计、体内水分的测量及水肿的检测、人工透析的监护以及肿瘤的探测等方面有着广阔的应用前景。对于生物组织电阻抗特性的研究，一直是生理学、生物医学工程学关注的热点问题。纵观国内外生物电阻抗技术的解决方案,以美国安捷伦公司为代表的一些大公司生产出了各种阻抗分析仪。以Aglient4294A阻抗分析仪为例,该阻抗分析仪的测试频率较广(40Hz至100MHz)；基本阻抗精度为±0.08％。虽然阻抗分析仪具有高测量精度、测试频率广、很好的人机画面、强大的开发软件等优点,但是其昂贵的价格让我们望而却步。此外,该种测量分析仪的体积庞大,携带不便。因此，提高性价比，降低分析仪的成本，减小分析仪的体积，改善分析仪的性能，特别是对于信号发生系统、信号采集速度、采集精度等方面，成为一种迫切需要。
技术实现思路
基于此，因此本技术的首要目地是提供一种基于模块化的人体成分分析装置，该装置能够易于工程人员开发，能够快速、准确、低成本实现生物电阻抗测量。本技术的另一个目地在于提供一种基于模块化的人体成分分析装置，该装置采用模块化的制作方式，能够有效地降低制作成本，同时也便于维护。为实现上述目的，本技术的技术方案为：一种基于模块化的人体成分分析装置，其特征在于该装置包括有M0微处理器和生物电阻抗测量芯片CS1258组成的硬件模块及测量电极，所述测量电极为4-8个，分别接于IS0-IS3、VS0-VS3引脚；M0微处理器的PA0、PA1、PA2引脚分别与CS1258的CS、SCL、SDA引脚连接，以控制CS1258。所述CS1258接有的R23、M0微处理器接有的R24作为人体电阻的参考电阻，用于每次测量人体电阻前进行校准，要求两个电阻使用+/-1％的精度。进一步，所述R23设成300Ω，所述R24设为1KΩ。进一步，C4和R22串联在一起，接于CS1258组成高通滤波及限流电路，高通滤波及限流后转换为正弦电流。CS1258还接有模拟滤波电容C5、交流信号整流滤波电容C6，其中，C5设为0.1Uf，C6设为1uF。所述测量电极端各串联330欧的电阻。进一步，所述测量电极中，电压测量端分别通过串联有C7、C8、C9、C10的采样电容。更进一步，为保证采样电容初始状态下是为0，所以C7、C8、C9、C10分别并联R16、R17、R18、R19电阻。进一步，所述C7、C8、C9、C10还分别连接有R12、R13、R14、R15构成的偏置电路。当电压测量端电压偏低时，会引起整流模块异常，偏置电路使电压采样端保持在1/2VS。所述M0微处理器的SDA0、SCL0为I2C接口，PA8为数据准备好的通知引脚，PA0、PA1、PA2分别与CS1258的CS、SCL、SDA连接控制CS1258。进一步，M0微处理器预留用AINP0作为模组电源检测口，防止电源偏低时，影响测试结果。本技术所实现的基于模块化的人体成分分析装置，具有以下效果：1、具有多部位(手、脚、全身)精度达到测量允许误差范围内、测量准确。2、具有多频功能、易于工程人员开发、低成本实现生物电阻抗测量。附图说明图1是本技术所实施CS1258硬件电路图。图2是本技术所实施电极辅助电路图。图3是本技术所实施M0微处理器电路图。图4是本技术所实施人体成分分析装置与外界连接示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1、图2所示，为本技术所实现的模块化的人体成分分析装置硬件模型，其包括有M0微处理器和生物电阻抗测量芯片CS1258组成的硬件模块及测量电极，所述测量电极为4-8个，分别接于IS0-IS3、VS0-VS3引脚；M0微处理器的PA0、PA1、PA2引脚分别与CS1258的CS、SCL、SDA引脚连接，以控制CS1258。图1所示，采用CS1258作为BIM(BioelectricImpedanceMeasurement)的测量，CS1258接有的R23、M0微处理器接有的R24作为人体电阻的参考电阻(分别设成300及1K)，用于每次测量人体电阻前进行校准，要求两个电阻使用+/-1％的精度。C4和R22组成高通滤波及限流后转换为正弦电流，设激励电流为I(t)，DAC输出电压为VDAC，正弦波幅度为AMP，角频率为ω0；CS1258模拟滤波电容C5设为0.1uF,交流信号整流滤波电容C6设为1uF,VS电压设置成3V。结合图2所示，为提高电极端的ESD防护，在8个电极端各串联330欧的电阻。电压测量端分别通过C7、C8、C9、C10的47nF电容采样，为保证采样电容初始状态下是为0，所以C7、C8、C9、C10分别并联R16、R17、R18、R19各10M的电阻。当电压测量端电压偏低时，会引起整流模块异常，所以增加了偏置电路，使电压采样端在1/2VS。R12、R13、R14、R15构成的偏置电路，R12、R13、R14、R15分别接于C7、C8、C9、C10。图3所示，要支持4/8电极交流测量人体阻抗，以及含人体成份分析算法，同时具有IAP算法功能，后期考虑算法增加呼吸、心率等功能，所以选型用M0作为主控。SDA0、SCL0为模组的I2C接口，PA8为数据准备好的通知引脚(适用于主机用I/O口模拟的I2C接口)，PA0、PA1、PA2分别与CS1258的CS、SCL、SDA连接控制CS1258。预留用AINP0作为模组电源检测口，防止电源偏低时，影响测试结果。见图4，是本技术所实现人体成分分析装置与外界连结示意图。因此，本技术所实现的基于模块化的人体成分分析装置，具有以下效果：1、具有多部位(手、脚、全身)精度达到测量允许误差范围内、测量准确。2、具有多频功能、易于工程人员开发、低成本实现生物电阻抗测量。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模块化的人体成分分析装置，其特征在于该装置包括有M0微处理器和生物电阻抗测量芯片CS1258组成的硬件模块及测量电极，所述测量电极为4‑8个，分别接于IS0‑IS3、VS0‑VS3引脚；M0微处理器的PA0、PA1、PA2引脚分别与CS1258的CS、SCL、SDA引脚连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于模块化的人体成分分析装置，其特征在于该装置包括有M0微处理器和生物电阻抗测量芯片CS1258组成的硬件模块及测量电极，所述测量电极为4-8个，分别接于IS0-IS3、VS0-VS3引脚；M0微处理器的PA0、PA1、PA2引脚分别与CS1258的CS、SCL、SDA引脚连接。2.如权利要求1所述的基于模块化的人体成分分析装置，其特征在于所述CS1258接有的R23、M0微处理器接有的R24作为人体电阻的参考电阻。3.如权利要求2所述的基于模块化的人体成分分析装置，其特征在于所述R23设成300Ω，所述R24设为1KΩ。4.如权利要求1所述的基于模块化的人体成分分析装置，其特征在于C4和R22串联在一起，接于CS1258组成高通滤波及限流电路，高通滤波及限流后转换为正弦电流。5.如权利要求1所述的基于模块化的人体成分分析装置，其特征在于CS1258还接有模拟滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜智，陈华辉，
申请(专利权)人：芯海科技深圳股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44