[0029] 下面结合具体实施方式和附图对本实用新型进行详细描述。
[0030] 如图1所示，基于智能手机的心电、血氧、脉搏、体温监护系统，包括采集模块、传输模块、手机端与数据存储模块；
[0031] 所述的采集模块用于采集心电、血氧、脉搏、体温信号；包括MSP430处理器外围电路、信号采集处理电路、锂电池管理电路；信号采集处理电路包括H桥光源驱动单元、指夹式血氧探头、血氧信号处理单元、红外测温单元以及心电测量单元；
[0032] 所述的传输模块将采集模块采集的信号数据传输给数据存储模块；包括蓝牙模块电路和NFC电子标签。
[0033] 所述的手机端用于接收传输模块传送的信号数据。
[0034] 所述的数据存储模块用于存储手机端接收的信号数据，包括手机本地存储以及云端存储；手机本地存储指将接收的信号数据存储在本地手机；云端存储指将接收的信号数据存储在云端服务器。
[0035] 如图1所示，锂电池管理电路为H桥光源驱动单元、血氧信号处理单元、红外测温单元以及心电测量单元供电；
[0036] 如图2所示，MSP430微控制器外围电路包括主控芯片U1，14针的接插件JTAG下载接口U2，11个瓷片电容C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12，1个电解电容C5，2个电阻R1、R2，2个晶振Y1、Y2，1个按键B1。主控芯片U1的16脚、38脚、64脚、87脚与所述锂电池管理电路的3.3V电压输出端连接，主控芯片U1的12脚、15脚、37脚、63脚、88脚接地；主控芯片U1的11脚与电解电容C5的正极、瓷片电容C6的一端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与锂电池管理电路的3.3V电压输出端连接，瓷片电容C6的另一端、电解电容C5的负极均接地；主控芯片U1的14脚与晶振Y2的一端、瓷片电容C10的一端连接，主控芯片U1的13脚与晶振Y2的另一端、瓷片电容C9的一端连接，主控芯片U1的16脚与瓷片电容C11的一端连接，瓷片电容C9、C10、C11的另一端接地；主控芯片U1的38脚与瓷片电容C12的一端连接，主控芯片U1的64脚与瓷片电容C7的一端连接，主控芯片U1的62脚与瓷片电容C8的一端连接，主控芯片U1的87脚与瓷片电容C2的一端连接，瓷片电容C2、C7、C8、C12的另一端接地；主控芯片U1的90脚与晶振Y1的一端和瓷片电容C3的一端连接，主控芯片U1的89脚与晶振Y1的另一端和瓷片电容C1的一端连接，瓷片电容C1、C3的另一端接地；主控芯片U1的92脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的1脚连接，主控芯片U1的93脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的3脚连接，主控芯片U1的94脚与
14针的接插件JTAG下载接口U2的5脚连接，主控芯片U1的95脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的7脚连接，主控芯片U1的91脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的8脚
连接，主控芯片U1的96脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的11脚和电阻R1、瓷片电容C4、按键B1的一端连接，电阻R1的另一端、14针的接插件JTAG下载接口U2的2脚与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，按键B1、瓷片电容C4的另一端接地。
[0037] 所述的主控芯片U1型号为TI公司的MSP430F5438。当测量人体的体温、脉搏、血氧饱和度和心电等生理参数时，主控芯片U1进入数据采集和计算工作状态，主控芯片U1完成的生理参数的采集、存储、计算和传输等过程。
[0038] 如图3所示，H桥光源驱动单元包括2个PNP三极管Q1、Q2，2个NPN三极管Q3、Q4，6个电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，4个I/O端口I/O1、I/O2、I/O3、I/O4，一个双波长红外发射管D3。三极管Q1、Q2的发射极与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与所述的MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的51脚连接，三极管Q1的集电极与双波长红外发射管D3的一端连接；三极管Q2的基极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的52脚连接，三极管Q2的集电极与双波长红外发射管D3的另一端连接；三极管Q3的基极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的53脚连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q3的发射极与电阻R8的一端连接，三极管Q4的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与MSP430微控制器外围电路中主控芯片U1的54脚连接，三极管Q4的集电极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q4的发射极与电阻R7的一端连接，电阻R7、R8的另一端与地连接。三极管Q1、Q2选用的9012，三极管Q3、Q4选用的9013，双波长红外发射管D3型号是MQ-LAU-003，其中I/O1和I/O3为一组控制红光的点亮与熄灭，I/O2和I/O4为一组控制红外光的点亮与熄灭。
[0039] 所述的指夹式血氧探头由双波长红外发射管D3和红外接收二极管D2构成，具体的将双波长红外发射管D3和红外接收二极管D2集成在一个相对封闭的空间；空间的封闭性可以减少外界光源对测量结果的干扰，从而降低测量误差，测量时把要测量的手指夹在探头下，通过驱动电路实现红光和红外光的交替照射，根据Lambert-Beer光吸收定律，在接收管会因为血液中含氧浓度的不同而产生电流波动，经后面的电路处理后实现电流到电压的转换，从而进行数据的采集与处理。
[0040] 如图4所示，血氧信号处理单元包括运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D、U4A、U4B，1个红外接收二极管D2，15个电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23，8个瓷片电容C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20，1个与主控芯片U1的接口ADC1。电阻R10、瓷片电容C14的一端与所述锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，电阻R10的另一端与运算放大器U3A的同相输入端连接；运算放大器U3A的反相输入端与输出端、电阻R13的一端、R9的一端连接，运算放大器U3A的同相输入端与电阻R18的一端连接，电阻R18、瓷片电容C14的另一端与地连接；运算放大器U3C的同相输入端与电阻R13的另一端连接，运算放大器U3C的反相输入端与电阻R22、瓷片电容C19的一端连接，电阻R13、瓷片电容C19的另一端与运算放大器U3C的输出端连接，电阻R10、R18和运算放大器U3A构成电压偏置电路；红外接收二极管D2的正极与运算放大器U3C的反相输入端连接，红外接收二极管D2的负极与运算放大器U3A的反相输入端连接；运算放大器U3C的输出端与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与瓷片电容C20的一端连接，瓷片电容C20的另一端与电阻R16、R12的一端连接；运算放大器U3C和电阻R22、R21以及瓷片电容C19、C20构成一级跨阻放大电路，实现电流到电压的转换；运算放大器U3B的反相输入端与电阻R12、瓷片电容C13的一端连接，运算放大器U3B的正相输入端与电阻R9的另一端连接；运算放大器U3B的输出端与电阻R16的另一端、瓷片电容C13的另一端、电阻R11的一端连接，运算放大器U3B和瓷片电容C13以及电阻R16、R12、R11构成二级运算放大电路；运算放大器U4D的反相输入端与电阻R11的另一端、电阻R23的一端连接，运算放大器U4D的同相输入端与红外接收二极管D2的负极连接，差分放大器U3B的输出端与电阻R23的另一端、电阻R20的一端、瓷片电容C18的一端连接，运算放大器U4D和电阻R23构成三级差分放大电路；运算放大器U4B的反相输入端与瓷片电容C16、瓷片电容C17、电阻R17的一端连接，运算放大器U4B的同相输入端与电阻R14、R19的一端连接，运算放大器U4B的输出端与运算放大器U4B的反相输入端连接；瓷片电容C16、瓷片电容C17、电阻R20的另一端与电阻R15的一端连接；电阻R17的一端与瓷片电容C18的另一端、瓷片电容C15的一端连接；运算放大器U4A的反相输入端与运算放大器U4A的输出端、电阻R14的另一端连接，运算放大器U4A的同相输入端与电阻R15的另一端、瓷片电容C15的另一端连接，运算放大器 U3A、U3B、U3C、U3D、U4A、U4B的正电源端与锂电池管理电路的3.3V电压输出端连接，负电源端接地，运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D型号是TI公司的LM324，运算放大器U4A、U4B型号是TI公司的LM358。通过运算放大以及滤波后的信号传入到处理器芯片U1的AD1端口，实现血氧信号的模数转换，根据数字信号处理，完成血氧饱和度哦和脉搏值的计算。
[0041] 如图5所示，红外测温单元包括1个红外温度计U5，2个电阻R24、R25，1个瓷片电容C21。红外温度计的1脚与电阻R24的一端连接，红外温度计的2脚与瓷片电容C21的一端、电阻R24的另一端、电阻R25的一端相连接，同时与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接，红外温度计的3脚与电阻R25的另一端连接，红外温度计的4脚、瓷片电容C21的另一端接地，红外温度计的3脚与主控芯片U1的70脚连接，红外温度计的1脚与主控芯片U1的71脚连接，红外温度计型号是Melexis公司的MLX90615。红外温度计的1脚和3脚分别与主控芯片U1的71脚(MLX90615_SDA)、71脚(MLX90615_SCL)连接，完成测量数据的传输，当需要测量人体的体温时，只需要将红外温度计U5靠近人体的额头或者耳朵，即可较为方便的测量出人体的体温，当测温电路置于外界环境中时，所测得的数据为外界环境温度。
[0042] 如图6所示，心电测量单元包括心电处理芯片U6，2个瓷片电容C22、C23。心电处理芯片U6的4脚与主控芯片U1的72脚连接，心电处理芯片U6的5脚与主控芯片U1的73脚连接，心电处理芯片U6的7脚与瓷片电容C22、C23的一端连接，心电处理芯片U6的8脚、瓷片电容C22的另一端、瓷片电容C23的另一端与锂电池管理电路3.3V电压输出端连接。测量心电时心电处理芯片U6的2脚接测量电极的正极，心电处理芯片U6的3脚接测量电极的负极，心电处理芯片的型号是神念科技公司的BMD101。心电处理芯片U6内集成了信号放大滤波以及模数转换功能，当测量人体心电信号时，只需双手分别接触心电电极的正负端，即可实现心电信号的测量，测量后数据通过与处理器芯片U1的39脚和40脚完成心电数据的串口传输。
[0043] 如图7所示，锂电池管理电路包括Micro USB接口U7，稳压芯片U8，电源管理芯片U9，6个瓷片电容C24、C25、C26、C27、C28、C29，5个电阻R26、R27、R28、R29、R30，3个发光二极管D3、D4、D5，1个按键B2，锂电池组BT1。Micro USB接口U7的1脚、电阻R26的一端、瓷片电容C28的一端、电源管理芯片U9的4脚连接，电源管理芯片U9的2脚与电阻R30的一端连接，电源管理芯片U9的5脚与瓷片电容C29的一端、按键B2的一端、锂电池组BT1的正极连接，电源管理芯片U9的6脚与电阻R29的一端连接，电源管理芯片U9的7脚与电阻R28的一端连接，电源管理芯片U9的8脚与电阻R26的另一端、瓷片电容C24的一端、发光二极管D3、D4的正极连接，发光二极管D3的负极与电阻R28的另一端连接，发光二极管D4的负极与电阻R29的另一端连接，按键B2的另一端与瓷片电容C25的一端、稳压芯片U8的1脚、2脚连接，稳压芯片U8的4脚与瓷片电容C26的一端连接，稳压芯片U8的5脚与瓷片电容C27的一端连接、电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与发光二极管D5的正极连接，Micro USB接口U7的5脚、电阻R30的另一端、瓷片电容C28的另一端、电源管理芯片U9的3脚、瓷片电容C29的另一端、锂电池组BT1的负极、瓷片电容C25另一端、瓷片电容C26另一端、瓷片电容C27的另一端、发光二极管D5的负极、稳压芯片U8的3脚接地，稳压芯片U8的5脚为稳压芯片3.3V输出端。稳压芯片U8型号是圣邦微电子的SGM2021，电源管理芯片U9型号是拓微公司的TP4056。Micro USB接口U7为通用接口；锂电池管理电路完成了普通智能手机通用的Micro USB接口与锂电池的结合，使设备在应用上与智能手机相匹配，通过按键B2实现锂电池供电的断开与闭合，在缩减了设备成本的同时也增加了设备的通用性。
[0044] 如图8所示，蓝牙模块电路包括蓝牙模组U10，2个电阻R31、R32,1个瓷片电容C30，1个发光二极管D1，蓝牙模组U10的2脚与瓷片电容C30的一端、电阻R31的一端、电阻R32的一端接锂电池管理电路3.3V电压输出端，蓝牙模组U10的23脚与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与电阻R32的另一端连接，蓝牙模组U10的1脚与瓷片电容C30的另一端接地，蓝牙模组U10的20脚与主控芯片U1的40脚链接，蓝牙模组U10的21脚与主控芯片U1的39脚链接。蓝牙模组U10选用的是馒头科技公司的MT2540CoreS，蓝牙模块电路完成了数据的无线传输。
[0045] 本实用新型工作流程如下：
[0046] 本实用新型通过主控芯片U1的I/O1、I/O2、I/O3、I/O4端口控制H桥光源驱动单元实现分时驱动红光和红外光交替透射手指，透射后的信号经过血氧信号处理单元的红外接收二极管D2转换成微弱的电流信号，经过血氧信号处理单元的运算放大器LM324与LM358组成的信号处理电路后传送到主控芯片U1的A/D输入端口进行模数转换，经过主控芯片U1进行数字信号滤波处理，根据Lambert-Beer光吸收定律，实现脉搏血氧测量；另一方面采用红外测温单元的红外温度计U5把温度信号转换成16位的数字信号，主控芯片U1对数字信号进行处理后实现温度的测量，通过心电测量单元的心电处理芯片U6实现心电小信号的放大和A/D转换，测量的心电信号通过串口通信与主控芯片U1之间实现心电数据的传输。最后，主控芯片U1把处理后的心电波形值、血氧饱和度、脉搏值、体温信号打包后通过传输模块传送到智能手机端，手机应用能够根据用户需要选择是否将测量数据上传云端服务器，实现数据的长期存储。
