健康物聯網實驗開發系統V1.2，健康物聯網實驗開發系統。系統硬件模塊包含了MCU微處理器、傳感器模塊及數據傳輸模塊三部分。選擇三部分中的任一款硬件都可完成一套完整的實驗。

  億創宏達（北京）科技有限公司是中國教學儀器設備行業中極具競爭力和活力的技術型企業。公司擁有獨立研發團隊并與國內大專院校強強聯手，研發出多款擁有自主知識產權的實用型產品：車牌識別智能停車收費系統、圖像識別、機器視覺科研開發平臺、基于圖像激光軸線檢測系統；基于圖像識別---運動物體跟蹤系統、人臉識別等系統；MCU處理器類有DSP、ARM、FPGA、單片機等實訓系統，通過與高校進行廣泛合作；公司一直致力于服務教育現代化、課程網絡化和管理自動化的教學改革理念，為學校創造最大的使用價值，作為公司最終目標。
  公司堅持以優質的產品、過硬的技術和優良的服務，與各級各院校建立良好的合作關系，經過幾年的探索和奮斗，在眾多院校成功承建過各類教學系統及后期維修保養服務，公司在給學校提供解決方案的實踐中積累了豐富的經驗，根據學校的教學的總體規劃、教育計劃、資金、教室空間等因素，提供量身度裁的解決方案，給學校創造最大的使用價值，為教育提供最好的服務，贏得了廣大用戶的稱贊和信任。公司堅持科學管理，以人為本，求實創新；用現代企業的管理理念，建立嚴格、規范的業務管理流程，使企業煥發出更強的活力。在雄厚的實力、良好的信譽和企業形象外，我們更擁有一批具有高度文化素養、吃苦耐勞、專業技能的員工。公司源于教育、服務教育，在為教育服務的同時不斷發展壯大，實踐證明，公司是您可以信賴的長期合作伙伴。
  公司秉承 “誠信為本、合作共贏”的經營理念，致力于為客戶提供先進的解決方案、軟硬件產品、項目協作等服務。

健康物聯網實驗開發系統V1.2，健康物聯網實驗開發系統

1、產品技術參數要求 (帶“★”為必須滿足技術參數)

型號：YC –MPTS-HTSS

一、        系統配置

系統硬件模塊包含了MCU微處理器、傳感器模塊及數據傳輸模塊三部分。選擇三部分中的任一款硬件都可完成一套完整的實驗。硬件模塊主要有：

1.         STM32F103微處理器

2.         心電（ECG）檢測模塊：基本的心電信號分析軟件（HR,RR,AR）

3.         ★血氧脈搏檢測模塊：采用硅平面擴散型光電二管傳感器,采集方式：手指或耳朵血氧探頭；

腹式呼吸

肌電

4.         ★呼吸檢測模塊  胸式呼吸

氣體流量

呼吸量

補呼量

5.         顯示模塊：Android平板

6.         藍牙數據傳輸模塊：藍牙4.0，兼容2.0;

7.         網絡通信數據傳輸模塊：WIFI

8.         擴展轉接模塊

9.         LED模塊

10.     ★計算機配套數據采集軟件

? PC機端上位機軟件一套

? 所有模塊嵌入實驗程序源代碼

? 安卓系統配套采集軟件一套

11.     ★綜合檢測分析軟件功能

? 各模塊信號同時顯示

? 分析同步性

? 幅度關系比例分析

? 各信號相位延遲分析

? 長期檢測存儲歷史回顧統計分析

健康物聯網實驗開發系統V1.2，健康物聯網實驗開發系統

1、 產品圖片


二、        人體健康物聯網研究平臺參數 1、 STM32F103微處理器

1)         STM32F103使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC（Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集）內核，工作頻率72Mhz，內置高速存儲器（高達512K字節的閃存和64K字節的SRAM），豐富的增強IO端口和聯接到兩天APB總線的外設。包含3個12位ADC、4個通用16位定時器和2個PWM定時器，還包含標準的通信接口：2個I2C、3個SPI、5個USART、一個USB和一個CAN接口。

2、 心電（ECG）檢測模塊

1)         ★ADS1191是單通道同步采樣16位Δ-Σ模數轉換器(ADC)系列，具有內建可編程增益放大器(PGA)，內部參考和板載振蕩器。包含了便攜式，低功率醫療心電圖 (ECG)，體育運動，和健身應用通常所需的所有特性。憑借其高度的集成性及與眾不同的性能ADS1191產品能夠在大幅縮小尺寸，降低功耗與整體成本的同時，實現可擴展醫療儀表系統的創建。每通道提供高度靈活的輸入多路復用器，其可連接至內部生成信號實現測試，溫度以及持續斷線檢測。 此外，可選擇輸入通道的各種配置生成右腿驅動器 (RLD) 輸出信號。 ADS1191zui高運行數據速率為8kSPS。 使用此器件內部激勵灌電流/拉電流從內部執行持續斷線檢測。

2)         其主要參數為：

? 1個低噪聲可編程增益放大器(PGA) 與1個高分辨率 ADC

? 低功率：每通道335μW

? 輸入參考噪聲：24μVPP (150Hz BW，G=6)

? 輸入偏置電流：1nA

? 數據速率：125SPS 至8kSPS

? CMRR：–95dB

? 可編程增益：1，2，3，4，6，8 或者12

? 電源：單或者雙

u 模擬：2.7V至5.25V

u 數字：1.7V至3.6V

3)         內建右腿驅動器放大器、持續斷線檢測、測試信號

4)         內建振蕩器與參考

5)         高靈活斷電，待機模式

6)         SPI- 兼容串行接口

7)         工作溫度范圍：–40°C 至 +85°C

健康物聯網實驗開發系統V1.2，健康物聯網實驗開發系統

3、 血氧脈搏檢測模塊

1)         ★血氧脈搏傳感器模塊的主芯片是AFE4490，它是一款非常適合于脈沖血氧儀應用的全集成模擬前端(AFE)。此器件包含一個具有22位模數轉換器(ADC)的低噪聲接收器通道，一個LED傳輸部件和針對傳感器以及LED故障檢測的診斷功能。AFE4490是一款可配置定時控制器。這個靈活性使得用戶能夠完全控制器件定時特性。為了簡化計時要求并為AFE4490提供一個低抖動時鐘，還集成了一個由外部晶振供頻的振蕩器。此器件使用一個 SPI 接口與外部微控制器或主機處理器通信。

2)         該芯片的主要參數為：

? 完全集成模擬前端：靈活的脈沖排序和定時控制

? 發送：

集成發光二級管 (LED) 驅動器（H 橋、推挽）

整個范圍內 110dB 動態范圍（在低 LED 電流時實現低噪聲）

LED 電流：50mA，75mA，100mA，150mA 和 200mA 的可編程范圍，每個均具有 8 位電流分辨率

低功耗：100μA + 平均 LED 電流

LED 接通時間可編程性從 （50μs + 建立時間）到 4ms

的 LED2 和 LED1 電流基準

? 具有高動態范圍的接收通道：

輸入相關噪聲：50 pA_RMS（5μA PD 電流時測得）

13.5 無噪聲位（5μA PD 電流時測得）

具有 1μA 至 10μA 可選環境電流的模擬環境消除機制

3.0V 電源供電時，低功耗：< 2.3mW

Rx 采樣時間：50μs 至 4ms

具有 7 個單獨 LED2 和 LED1 可編程反饋 R 和 C 設置的 I-V 放大器

集成數字環境估算和刪減

? 集成式故障診斷：

光電二管和 LED 開路與短路檢測

電纜開/關檢測

? 電源：

Rx = DC 2.0V 至 3.6V

Tx = DC 3.0V 或 5.25V

? 封裝：緊湊型四方扁平無引線 (QFN)-40 封裝 (6mm x 6mm)

? 工作溫度范圍：-40°C 至 +85°C

3)         脈搏波

脈搏波上升沿時間UP

脈搏波上升角U角

脈搏波主波角P角

脈搏波潮波（T波）

脈搏波降中峽（V波）

脈搏波重搏波（D波）

主波幅（P波）

前波（A波）

健康物聯網實驗開發系統V1.2，健康物聯網實驗開發系統

4、 呼吸檢測模塊

1)         呼吸模塊采用孔板流量計的原理測量呼吸氣流的流量。差壓傳感器選用SM5852壓阻式壓力傳感器，它有兩個接氣端口（帶“+”的一端為正壓端），量程為±346pa。SM5852使用的硅微結構壓力傳感器，并集成信號調節ASIC技術，大大簡化了高性能壓力傳感器的使用。其內部自帶信號放大和校準，無需再進行補償和校準。

2)         ★呼吸模塊的主要性能為：

2 測量范圍：0~999L/min

2 零點漂移：±0.08V

2 雙列直插式封裝

2 溫度非線性修正

2 多級滿量程溫度系數和零點溫度系數校準

2 通信接口：I2C&AD

2 工作溫度： -40°C 至 +85°C

5、 藍牙數據傳輸模塊

1)        工作電壓：DC 3.3V

2)        ★藍牙協議：BLE協議、SPP協議，支持4.0,兼容2.0

3)        工作頻率：2.4GHz ISM band

4)        通訊距離：SPP模式50米；BLE模式100米

5)        接口：UART接口

6)        調制方式：GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)

7)        靈敏度：≤-84dBm at 0.1% BER

8)        傳輸效率：SPP40%的串口效率；BLE30%的串口效率

9)        工作溫度：–5℃～+80℃

6、 網絡通信數據傳輸模塊

1)        工作電壓：DC5V

2)        工作頻率范圍: 2.4 GHz

3)        接口類型：Serial Com、WIFI（Client/AP）、Ethernet

4)        協議：TCP/UDP

5)        以太網：WAN、LAN

6)        WIFI工作模式：無線網卡、無線接入點、無線路由器

7)        串口轉網絡：zui高傳輸速率500000bps，串口波特率1200~500000bps

8)        網絡標準：

9)        無線標準IEEE 802.11n、IEEE 802.11g、IEEE 802b

10)     有線標準IEEE 802.3、IEEE 802.3u

11)     ★無線傳輸速率：11n：zui高可達150Mbps；11g：zui高可達54Mbps；11b：zui高可達11Mbps

12)     無線安全：無線MAC地址過濾、無線安全功能開關、64/128/152位WEP加密、WPA-PSK/WPA2-PSK、WPA/WPA2安全機制

13)     工作溫度：-20～70℃

三、        ★實驗項目 1、 功能模塊實驗

1.1、STM32F103微處理器

1.1.1 STM32F103的I/O控制實驗
1.1.2 STM32F103的FLASH存儲讀寫實驗
1.1.3 STM32F103外部引腳中斷實驗
1.1.4 STM32F103的定時器實驗
1.1.5 STM32F103串口通訊實驗

1.1.6 STM32F103RAM存儲實驗

1.1.7 STM32F103的SRAM存儲實驗

1.1.8 STM32F103的USB控制實驗

1.1.9 STM32F103的內部FLASH存儲讀寫實驗

1.1.10 STM32F103ADC/DAC實驗

1.1.11 STM32F 103 RTC 實時時鐘實驗

1.1.12 STM32F103看門狗實驗

1.1.13 STM32F103的I2C實驗

1.1.14 STM32F103的SPI實驗

1.2、心電傳感器模塊的數據采集及顯示

1.2.1心電模塊基本實驗

1.2.2心電模塊擴展實驗——與PC連接

1.2.3心電模塊擴展實驗——用藍牙連接

1.2.4心電模塊擴展實驗——用WIFI連接

1.2.5心電模塊擴展實驗——導聯切換實驗

1.3、血氧脈搏傳感器模塊的數據采集及顯示

1.3.1血氧脈搏模塊基本實驗

1.3.2血氧脈搏模塊擴展實驗——與PC連接

1.3.3血氧脈搏模塊擴展實驗——用藍牙連接

1.3.4血氧脈搏模塊擴展實驗——用WIFI連接

1.4、呼吸傳感器模塊的數據采集及顯示

1.4.1呼吸模塊基本實驗

1.4.2呼吸模塊擴展實驗——與PC連接

1.4.3呼吸模塊擴展實驗——用藍牙連接

1.4.4呼吸模塊擴展實驗——用WIFI連接

1.5、藍牙數據傳輸模塊的配置及調試

1.6、網絡通信數據傳輸模塊的配置及調試

1.7、LED模塊的狀態指示

2、 生理信號處理實驗

2.1生理信號相關信號處理實驗

2.1.1數字FIR低通濾波實驗

2.1.2數字FIR高通濾波實驗

2.1.3數據平滑實驗

2.1.4數字FFT實驗

2.2主要生理信號處理實驗

2.2.1、心電、呼吸、血氧各模塊信號同時顯示實驗

2.2.5、心率檢測實驗

4、其他可定做的功能模塊（貨期3個月）

1.         溫度傳感器模塊（開發中）

2.         脈搏傳感器模塊（開發中）

3.         肌電信號檢測模塊：肌電（開發中）

4.         握力檢測模塊：通過壓力傳感器檢測握力大小（開發中）

5.         運動檢測模塊：通過陀螺儀檢測物體的運動情況（開發中）

6.         聲音檢測模塊：通過麥克風采集周圍環境聲音，顯示噪聲污染程度（開發中）

7.         人體感應模塊：通過對人體紅外信號的采集，用來監測紅外模塊監測區域內是否有人體活動存在。（開發中）

8.         血壓模塊（開發中）

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