摘要：为满足系统在导航和倾角测量等领域对高精度、大量程加速度计的应用需求,设计了一种高精度、大量程微机电系统(MEMS)加速度计。加速度计敏感结构采用梳齿式结构,电容/电压(C/V)转换电路采用开关电容架构,通过斩波技术和相关双采样技术有效降低调理电路的1/f噪声。为提高系统线性度,模/数转换器(ADC)采用2阶1 bit Sigma-Delta架构,同时采用斩波技术降低ADC的失调及1/f噪声。本文设计采用0.18μm BCD工艺,调理电路面积为28 mm^(2)。测试结果表明:MEMS加速度计在±50 gn的量程下,零偏稳定性达到73.7μg,非线性度为69.3×10^(-6),总功耗110 mW。

摘要：为了解决生物医学研究中实验大鼠无创生理参数监测的问题,设计了一种实验大鼠可穿戴生理监测系统。系统选择STM32作为主控芯片实现光电容积脉搏波(PPG)、心电图(ECG)的采集,并利用无线射频(RF)通信将生理信号传输到上位机。最后SD大鼠活体实验表明:系统采集的ECG波形特征与标准ECG仪采集的信号一致,在95%置信区间(±1.96 SD)内,该系统心率(HR)均值误差为-0.5 bpm;系统采集的大鼠腹部、耳朵和尾部PPG峰度较高。因此,该系统可以无创、实时地监测自由活动大鼠的ECG、HR和PPG等生理指标。

摘要：目的研制一种实验鼠无创可穿戴生理信号监测系统,实现在生物医学和药学研究中,连续无创地监测实验鼠的生理信号。方法系统由可穿戴终端、生理信号接收主机和监控软件组成。可穿戴终端采用无线微控制器CC2640R2F实现实验鼠心电图(ECG)、体温(BT)和运动量(AL)的采集与无线传输;生理信号接收主机通过低功耗蓝牙技术,接收可穿戴终端采集的生理信号,并将信号传输给上位机;上位机监控软件对生理信号进行实时滤波,并从ECG中提取出心率(HR)和RR间期(RRI)。结果可穿戴终端尺寸为37 mm×28 mm×5 mm,重量为6.8 g。选取1只雌性SD大鼠开展活体实验,实验结果表明,本系统采集的ECG波形与标准心电仪Bio-RadioREFBR-500采集的波形一致;采集的大鼠HR为(429±22)beats/min,均值标准误差(SEM)为±1.11 beats/min,而Bio-Radio采集的HR为(438±24)beats/min,SEM为±1.14 beats/min。本系统采集的大鼠BT为(36.98±0.20)℃C,SEM为±0.03℃,而医用红外体温计AET-R1F1采集的BT为(36.95±0.23)℃,SEM为±0.04℃。本系统可采集大鼠在静息和运动时的AL。结论本系统可无创、准确、实时地监测自主活动大鼠的BT、ECG、AL、RRI和HR等生理指标。

摘要：目的:为了实现对人体生理健康状况的无线监测,设计一种集成体温和皮肤水化传感的近场通信(near field communication,NFC)系统。方法:该系统由NFC标签端(体温和皮肤水化监测终端)、NFC协议读写器端(NFC读写器或支持NFC协议的手机)和上位机(PC或支持NFC协议的手机)3个部分组成。NFC标签端完成体温和皮肤水化生理参数的采集,包含NFC标签芯片(选用RF430FRL152H芯片)、体温传感电路和皮肤水化传感电路;NFC协议读写器端以无线方式读取NFC标签端数据,并将数据转发至上位机进行处理与显示,其中NFC读写器选用TRF7970A评估板;上位机采用状态机的方法进行编程,其中PC程序采用LabVIEW语言开发,手机端应用程序是由德州仪器开发的适用于Android手机的应用程序。对该系统测量体温和皮肤水化的效果进行模拟实验,并进行无线能量传输距离测量实验。结果:实验表明,NFC标签端能够测量体温和皮肤水化参数,其中温度测量精度为0.1℃,皮肤水化测量结果与皮肤水化测试仪的测量结果近似;将TRF7970A评估板作为读写器端时,测得最大传输距离为3.6 cm,使用支持NFC协议的手机作为读写器端时,测得最大传输距离为1.0 cm。结论:该系统可以实时监测体温和皮肤水化变化情况,且具有小型化、无电池和无线连接的特性,能够用于医疗保健和健康监测。