基于BLE的可穿戴电子体温计的系统设计

发布时间：2023-10-14 09:16

　　随着无线通信设备互联技术和电子设备小型化技术的不断进步,人类在疾病预防、康复治疗和健康监测方面的认知不断在加强、对于人体温度实时监测需求也在不断增加,这为可穿戴医疗电子设备的发展提供了很好的平台,市场的需求量也极具增加。目前可穿戴电子体温设备存在成本低的体积大、体积小的成本过高的现象,没用很好的兼顾实用性与使用体验。针对这一问题,本文基于蓝牙低功耗通信技术设计并实现了一款可穿戴电子体温计系统,尽可能兼顾低成本、低功耗、小尺寸。在对体温计系统的研究过程中,描述了系统的整个框架及细分到各个模块的器件选型、硬件电路组成及软件设计流程,对后续批量生产的可行性提出并进行验证。应用天线相关理论,并结合HFSS13.0软件,文章对适合蓝牙使用的印刷天线进行了建模仿真和天线参数优化,使其在人体佩戴的应用情境下,实现良好的无线通信效果。文章通过实验验证了优化后的天线性能,并与设计指标对比。通过研究纽扣电池的放电特性,结合无线通信和体温采集的实际需求,设计并优化了电池电量管理逻辑。通过老化放电试验,优化电量划分方案,使得优化后的电池电量管理更加适合可穿戴设备的特殊性,为同类低成本、低功耗设备的电量管理提供...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 体温计的行业规范
        1.2.2 温度传感器的技术对比
        1.2.3 可穿戴技术的现状介绍
        1.2.4 可穿戴体温设备的现状介绍
    1.3 主要设计内容及章节安排
第二章 系统整体设计与实现
    2.1 系统框架简述
    2.2 硬件设计方案
        2.2.1 控制器的介绍
        2.2.2 射频芯片的介绍
        2.2.3 天线及匹配网络
        2.2.4 信号采集与处理
        2.2.5 电池的选择
        2.2.6 其他外围电路
    2.3 软件设计实现
        2.3.1 射频芯片SPI介绍
        2.3.2 射频芯片初始化配置
        2.3.3 射频发送广播包
        2.3.4 标签发送数据流程介绍
        2.3.5 单片机休眠模式与唤醒
        2.3.6 信号采集配置
        2.3.7 ID号存储设置
        2.3.8 加密、批量下载软件使用介绍
    2.4 系统的实现
    2.5 小结
第三章 天线设计仿真与优化
    3.1 印刷天线概述
    3.2 最大传输定理
    3.3 天线模型理论计算
    3.4 HFSS软件的介绍和天线模型的建立
    3.5 天线仿真及优化
    3.6 天线实测
        3.6.1 PA功率测试
        3.6.2 接收实地测试
    3.7 小结
第四章 电池放电性能设计与优化
    4.1 纽扣电池的介绍
    4.2 锂锰电池的自放电现象
    4.3 电池放电特性曲线
    4.4 电压校准
    4.5 老化续航试验
    4.6 电量百分比标定
    4.7 小结
第五章 系统测试和结果分析
    5.1 功耗测试
    5.2 温度准确度测试
    5.3 通信距离测试
    5.4 结果分析
    5.5 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3854036