关于可穿戴设备的核心控制系统

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对于脉搏血氧仪，现在应该不算一个新奇的玩意，像一些高端的旗舰手机、可穿戴设备都会携带这种功能。脉搏血氧仪可以通过无创检测的方式实现对自身脉搏以及血氧浓度的监测，达到及时了解身体健康状况的目的，是不是很神奇呢？那么它是通过什么原理？又是采用什么硬件方案实现的？今天就通过拆解我手上的这个鱼跃指夹式脉搏血氧仪来一探究竟吧。

拆解

拆过过程相对简单，就不做说明，来看一下拆解完的情况。

除了外壳，这个脉搏血氧仪主要分为 5 个功能部分，电源、显示、发射系统、接收系统、核心控制系统。

电源很好理解，如上图所示，两条供电线，供电源是两节 7 号电池；显示就是正中的这块数码管 LED 显示屏幕，可以显示血氧浓度和心率；板子另外两根线（绿色）连接的是红外线以及红光发射系统，相应的连接到下图小板上的红外以及红光发射 led，其中驱动这个 LED 的是靠这个板子上 4 颗 mos 管（黄色）组成的 H 桥驱动电路；

由于血液中的血红细胞，其中含氧血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）这两种血红蛋白对红光（660nm）和红外线（910nm）有不同的吸收能力，通过在手指同一位置照射红光 LED 和红外线 LED 灯，当光线从手指的一面穿透到另一面，让光电转换 IC 接收。

板子的背面就是相应的接收系统，靠中间的这颗光电转换 IC （咖啡色）实现光信号的采集转换，然后通过电路输出到单片机（紫色）内部；

此指夹式脉搏血氧仪的核心控制系统基于盛群半导体 8 位单片机 HT66F4550，这是一款内置双运算放大器 A/D 型 Flash 单片机，所以它可以将光电转换 ic 的信号通过内部集成的两个运放产生正比于接收光强的电压，然后再由 MCU 计算得出相应的血氧饱和度或者说心率。

上面的 5 个功能部分组成了指夹式脉搏血氧仪的全部硬件电路，实现包括采集、计算、输出、整个流程。

小结

看完是不是感觉这个硬件方案比较简单？当然前提是你得选对硬件，尤其是这个产品中核心的 MCU 组件，集成的双运算放大器就能很好的降低整个硬件方案的难度；其次，回归到这个产品的本身，外观设计精致小巧，功能检测不费时间，尤其对血氧跟心率时常有监测要求的用户来说是非常便携方便的。加上 100 多块钱的价格，相信这种便携式的医疗电子产品将来必然会像体温计一样普及，成为每个家庭的必需品。
责任编辑:pj