生物监测仪是一种小型设备,可以测量由人体或器官(心脏,大脑,肌肉,眼睛)产生的非常微弱的电信号(幅度只有几微伏)。biomonitor通过蓝牙将测量的信号发送到pc或手机。它最初是为palcom项目(丹麦奥尔胡斯大学)设计的,后来还用于脑机接口的研究。
生物监测器中的所有电路均在3.3v电压下运行。为了使用一个1.5v电池或1.2v nicd / nimh电池dc / dc转换器为生物监测器供电。生物监测器的模拟和数字部分具有独立的电源(va和vd)。为了使放大器正常工作,使用adc参考电压形成虚拟地(vref)。
生物信号放大器
微弱的生物电信号被三级差分放大器放大和滤波。它的第一级包含精密仪表放大器ina118 / ina126(见图)。来自测量输入(ch +和ch-)的共模电压被缓冲,然后由参比电极驱动器使用。下一阶段是通过槽rc高通滤波器连接的,以去除直流分量。最后一级由带通滤波器组成,其最高截止频率约为60hz,因此建议使用200hz的采样频率以避免混叠。
参比电极驱动器
来自两个通道的共模电压用于驱动参比电极。即使仪表放大器的cmrr不足,它也可以使测量输入上的共模电压降至最低,从而减少测量信号中的干线干扰。
蓝牙模块
为了无线传输所有数据,使用了bluegiga的wrap thor模块。它是具有蓝牙堆栈和ascii接口固件的完整蓝牙无线电,这使得蓝牙堆栈对于应用程序是不可见的。该模块通过uart端口与微控制器通信。所有蓝牙操作(例如搜索设备,建立和释放连接等)均通过发送简单命令(例如inquiry,call)来完成。建立连接后,将按照有线串行连接的方式发送和接收数据。
中央处理器
生物监控器由8位risc微控制器atmega8l控制。它配备了8kb的flash程序存储器,1kb的sram,uart,带有内部2.56v参考电压的8通道10位adc和spi串行接口,可轻松上传新固件。adc的输入0和1(引脚adc0和adc1)连接到差分放大器。adc(adc6)的通道6用于测量电池状态。电源单元使用引脚aref上可用的内部基准电压。 蓝牙模块连接到微控制器的uart引脚(rxd和txd)和pd2引脚(bt模块的reset_in)。pd3引脚(int1)连接到用户按钮。扩展板/编程器连接器上提供spi引脚,reset,adc2至adc5和一些i / o引脚。 cpu使用外部7.3728mhz晶体谐振器来正确生成uart的标准传输频率(例如115200bits / s)。
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