基于nand闪存和spi接口的超长时程心电记录装置制造方法
基于nand闪存和spi接口的超长时程心电记录装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪和数据接收模块组成，所述的心电记录仪包括心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块、NAND闪存模块和数据传输模块，数据接收模块为外置设备，其中，所述的心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块和NAND闪存模块顺次电连接，数据传输模块分别与MCU控制模块和NAND闪存模块相连，数据传输模块设有SPI接口，所述的NAND闪存模块以SPI接口作为通信接口，数据接收模块设有数据读取器。具有功耗低、集成度高、可操作性强的特点，可以存储15天以上的连续心电数据。
【专利说明】基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种心电记录装置，特别是涉及一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，用于医疗器械领域。
【背景技术】
[0002]心血管疾病是一种较为普遍的疾病，也是威胁人类生命的主要病症之一。心电图(Electrocard1gram, ECG)则是诊断此类疾病的主要依据。心电记录仪通过长时间记录心电信号，使心电变化的检出率发生量的飞越，还可揭示在仰卧状态下不会出现的心电变化，并协助分析这些变化与心率、日常生活、症状、体位等其他心电活动变化之间的关系，使心电图的临床应用提高到一个新的阶段。同时具有诊断可靠，方便简洁，对病人无损害等优点。
[0003]专利文献CN102485171A所公开的一种可记录超长时间(15天以上)体表动态心电图的贴附式记录系统，包括心电信号的获取、处理部分和存储部分。存储部分采用了TF(Trans-flash Card,或称作Micro SD Card)卡作为心电数据的存储设备。TF卡是一种常用于便携式消费类电子产品的存储设备，但如果用在长时间心电记录系统中，会导致如下的问题:降低系统集成度；降低数据安全性，病人心电数据丢失或被盗窃的可能性增大；产品毁坏的可能性提高。
[0004]专利文献CN101879061A所公开的一种偶发性心脏病检测系统，包括心电采集放大电路，微处理器，数据存储器和数据传输装置。所述的存储器为flash存储器或SD卡，所述微处理器与数据存储器通过SPI接口连接。该专利通过循环记录仅能提供当前24小时的数据和事件，对更长时间的心电记录并未给出满意的解决方案。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种以NAND闪存为存储器件，SPI接口为主要通信接口的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置。
[0006]本实用新型的上述目的是由如下技术方案实现的:一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪和数据接收模块组成，所述的心电记录仪包括心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块、NAND闪存模块和数据传输模块，数据接收模块为外置设备，其特征在于:所述的心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块和NAND闪存模块顺次电连接，数据传输模块分别与MCU控制模块和NAND闪存模块相连，数据传输模块设有SPI接口，所述的NAND闪存模块以SPI接口作为通信接口，数据接收模块设有数据读取器。本实用新型结构轻巧，采用NAND闪存模块可以存储15天以上的连续心电数据。
[0007]在上述方案的基础上，所述的数据读取器配有USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器和心电记录仪之间通过SPI结构通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信。
[0008]在上述方案的基础上，所述的NAND闪存模块为容量512MByte的NAND闪存。
[0009]与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0010]1、功耗低。本实用新型中采用低功耗NAND闪存作为存储器件，与TF卡存储方案相比，在系统功耗上具有明显的优势。
[0011]2、集成度高。本实用新型中采用NAND闪存作为存储器件，可在一块电路板中实现心电采集和存储功能，相比之下，TF卡存储方案需要通过板外的TF卡完成存储功能。
[0012]3、操作性强。本实用新型利用数据接收模块就能完成数据读取，无需进行取卡和读卡操作，可有效地防止丢失或弄混存储卡，便于操作和管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的模块示意图；
[0014]图中标号说明:
[0015]I——心电记录仪；11——心电电极；
[0016]12——心电信号放大模块；13——MCU控制模块；
[0017]14——NAND闪存模块；15——数据传输模块；
[0018]2—数据接收模块；21—数据读取器。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
[0020]请参照图1为本实用新型的模块示意图:
[0021]如图1所示，一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪I和数据接收模块2组成，所述的心电记录仪I包括心电电极11、心电信号放大模块12、MCU控制模块13、NAND闪存模块14和数据传输模块15，数据接收模块2为外置设备，其特征在于:所述的心电电极11、心电信号放大模块12、MCU控制模块13和NAND闪存模块14顺次电连接，数据传输模块15分别与MCU控制模块13和NAND闪存模块14相连，数据传输模块15设有SPI接口，所述的NAND闪存模块14以SPI接口作为通信接口，数据接收模块2设有数据读取器21。
[0022]在上述方案的基础上，所述的数据读取器21配有USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器21和心电记录仪I之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信。
[0023]在上述方案的基础上，所述的NAND闪存模块14为容量512MByte的NAND闪存。
[0024]心电记录仪I用于采集、处理、存储和发送心电数据；数据接收模块2与心电记录仪I相连接，用于读取心电记录仪I中的心电数据，并发送到计算机；使用计算机中的软件存储、处理接收到的心电数据。
[0025]本实用新型采用单导联测量方式，心电记录仪I通过心电电极11与人体体表接触，心肌发生激动过程中所产生的微弱生物电会通过心电电极11传送到心电信号放大模块12。
[0026]心电信号放大模块12对心电电极11传送的心电信号进行运算放大和滤波。经过1000倍的放大后，微弱的心电信号会放大到适合AD转换的幅值；经过0.5-40Hz的带通滤波后，有效心电信号得以保留，噪声将被滤除。
[0027]MCU控制模块13内置12位AD转换模块和SPI接口。利用内置的AD转换模块对心电信号放大模块12传送的放大滤波后的心电信号进行AD转换，得到数字化的心电数据。MCU控制模块13对数字化的心电数据进行压缩等处理后，通过SPI接口传送到NAND闪存模块14。
[0028]NAND闪存模块14以SPI接口作为通信接口，容量为512MByte。NAND闪存根据MCU控制模块13的指令，存储心电数据至指定的地址，或根据数据传输模块15的指令，读取指定地址中的心电数据后，传送给数据读取器21。
[0029]NAND闪存，即Nand-flash存储器，是Flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。NAND闪存具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储。基于上述特点，NAND闪存作为长时间心电记录系统的存储设备具有很高的匹配度。考虑到贴附式心电记录系统要求的产品尺寸很小，本实用新型中采用了 SPI接口为通信接口的串行低功耗NAND闪存芯片。
[0030]SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，是一种常用的工业标准总线，它可以使主机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换数据。SPI接口为高速的全双工通信方式，通信原理简单易用，结构简单易于布局，能为电路板设计节省空间。
[0031]数据传输模块15，用于监控数据读取器21的连接状态。数据读取器21未连接到心电记录仪I时，数据传输模块15会输出高电平信号给MCU控制模块13，系统正常工作，采集和存储心电数据；数据读取器21连接到心电记录仪I时，数据传输模块15会输出低电平信号给MCU控制模块13，系统处于待机模式，把NAND闪存模块14的读写权限交给数据读取器21。
[0032]数据读取器21是用于读取心电记录仪I中存储的心电数据的配件。其核心器件是一款USB转SPI的接口转换芯片。数据读取器21和心电记录仪I之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信。
[0033]本实施例中的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置具有功耗低、集成度高、操作简便等特点，可以存储19天的连续心电数据；可通过小型的数据读取器21方便地读取和保存心电记录仪I中的心电数据。
【权利要求】
1.一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪(I)和数据接收模块(2)组成，所述的心电记录仪(I)包括心电电极(11)、心电信号放大模块(12)、MCU控制模块(13)、NAND闪存模块(14)和数据传输模块(15)，数据接收模块(2)为外置设备，其特征在于:所述的心电电极(11 )、心电信号放大模块(12 )、MCU控制模块(13 )和NAND闪存模块(14)顺次电连接，数据传输模块(15)分别与MCU控制模块(13)和NAND闪存模块(14)相连，数据传输模块(15)设有SPI接口，所述的NAND闪存模块(14)以SPI接口作为通信接口，数据接收模块(2 )设有数据读取器(21)。
2.根据权利要求1所述的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，其特征在于:所述的数据读取器(21)配有USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器(21)和心电记录仪(I)之间通过SPI接口通信，数据读取器(21)和计算机之间通过USB接口通信。
3.根据权利要求1所述的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，其特征在于，所述的NAND闪存模块(14)为容量512MByte的NAND闪存。
【文档编号】A61B5/0432GK203914911SQ201420245278
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】张文赞 申请人:杰升生物科技(上海)有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪和数据接收模块组成，所述的心电记录仪包括心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块、NAND闪存模块和数据传输模块，数据接收模块为外置设备，其中，所述的心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块和NAND闪存模块顺次电连接，数据传输模块分别与MCU控制模块和NAND闪存模块相连，数据传输模块设有SPI接口，所述的NAND闪存模块以SPI接口作为通信接口，数据接收模块设有数据读取器。具有功耗低、集成度高、可操作性强的特点，可以存储15天以上的连续心电数据。
【专利说明】基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种心电记录装置，特别是涉及一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，用于医疗器械领域。
【背景技术】
[0002]心血管疾病是一种较为普遍的疾病，也是威胁人类生命的主要病症之一。心电图(Electrocard1gram, ECG)则是诊断此类疾病的主要依据。心电记录仪通过长时间记录心电信号，使心电变化的检出率发生量的飞越，还可揭示在仰卧状态下不会出现的心电变化，并协助分析这些变化与心率、日常生活、症状、体位等其他心电活动变化之间的关系，使心电图的临床应用提高到一个新的阶段。同时具有诊断可靠，方便简洁，对病人无损害等优点。
[0003]专利文献CN102485171A所公开的一种可记录超长时间(15天以上)体表动态心电图的贴附式记录系统，包括心电信号的获取、处理部分和存储部分。存储部分采用了TF(Trans-flash Card,或称作Micro SD Card)卡作为心电数据的存储设备。TF卡是一种常用于便携式消费类电子产品的存储设备，但如果用在长时间心电记录系统中，会导致如下的问题:降低系统集成度；降低数据安全性，病人心电数据丢失或被盗窃的可能性增大；产品毁坏的可能性提高。
[0004]专利文献CN101879061A所公开的一种偶发性心脏病检测系统，包括心电采集放大电路，微处理器，数据存储器和数据传输装置。所述的存储器为flash存储器或SD卡，所述微处理器与数据存储器通过SPI接口连接。该专利通过循环记录仅能提供当前24小时的数据和事件，对更长时间的心电记录并未给出满意的解决方案。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种以NAND闪存为存储器件，SPI接口为主要通信接口的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置。
[0006]本实用新型的上述目的是由如下技术方案实现的:一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪和数据接收模块组成，所述的心电记录仪包括心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块、NAND闪存模块和数据传输模块，数据接收模块为外置设备，其特征在于:所述的心电电极、心电信号放大模块、MCU控制模块和NAND闪存模块顺次电连接，数据传输模块分别与MCU控制模块和NAND闪存模块相连，数据传输模块设有SPI接口，所述的NAND闪存模块以SPI接口作为通信接口，数据接收模块设有数据读取器。本实用新型结构轻巧，采用NAND闪存模块可以存储15天以上的连续心电数据。
[0007]在上述方案的基础上，所述的数据读取器配有USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器和心电记录仪之间通过SPI结构通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信。
[0008]在上述方案的基础上，所述的NAND闪存模块为容量512MByte的NAND闪存。
[0009]与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0010]1、功耗低。本实用新型中采用低功耗NAND闪存作为存储器件，与TF卡存储方案相比，在系统功耗上具有明显的优势。
[0011]2、集成度高。本实用新型中采用NAND闪存作为存储器件，可在一块电路板中实现心电采集和存储功能，相比之下，TF卡存储方案需要通过板外的TF卡完成存储功能。
[0012]3、操作性强。本实用新型利用数据接收模块就能完成数据读取，无需进行取卡和读卡操作，可有效地防止丢失或弄混存储卡，便于操作和管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的模块示意图；
[0014]图中标号说明:
[0015]I——心电记录仪；11——心电电极；
[0016]12——心电信号放大模块；13——MCU控制模块；
[0017]14——NAND闪存模块；15——数据传输模块；
[0018]2—数据接收模块；21—数据读取器。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
[0020]请参照图1为本实用新型的模块示意图:
[0021]如图1所示，一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪I和数据接收模块2组成，所述的心电记录仪I包括心电电极11、心电信号放大模块12、MCU控制模块13、NAND闪存模块14和数据传输模块15，数据接收模块2为外置设备，其特征在于:所述的心电电极11、心电信号放大模块12、MCU控制模块13和NAND闪存模块14顺次电连接，数据传输模块15分别与MCU控制模块13和NAND闪存模块14相连，数据传输模块15设有SPI接口，所述的NAND闪存模块14以SPI接口作为通信接口，数据接收模块2设有数据读取器21。
[0022]在上述方案的基础上，所述的数据读取器21配有USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器21和心电记录仪I之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信。
[0023]在上述方案的基础上，所述的NAND闪存模块14为容量512MByte的NAND闪存。
[0024]心电记录仪I用于采集、处理、存储和发送心电数据；数据接收模块2与心电记录仪I相连接，用于读取心电记录仪I中的心电数据，并发送到计算机；使用计算机中的软件存储、处理接收到的心电数据。
[0025]本实用新型采用单导联测量方式，心电记录仪I通过心电电极11与人体体表接触，心肌发生激动过程中所产生的微弱生物电会通过心电电极11传送到心电信号放大模块12。
[0026]心电信号放大模块12对心电电极11传送的心电信号进行运算放大和滤波。经过1000倍的放大后，微弱的心电信号会放大到适合AD转换的幅值；经过0.5-40Hz的带通滤波后，有效心电信号得以保留，噪声将被滤除。
[0027]MCU控制模块13内置12位AD转换模块和SPI接口。利用内置的AD转换模块对心电信号放大模块12传送的放大滤波后的心电信号进行AD转换，得到数字化的心电数据。MCU控制模块13对数字化的心电数据进行压缩等处理后，通过SPI接口传送到NAND闪存模块14。
[0028]NAND闪存模块14以SPI接口作为通信接口，容量为512MByte。NAND闪存根据MCU控制模块13的指令，存储心电数据至指定的地址，或根据数据传输模块15的指令，读取指定地址中的心电数据后，传送给数据读取器21。
[0029]NAND闪存，即Nand-flash存储器，是Flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。NAND闪存具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储。基于上述特点，NAND闪存作为长时间心电记录系统的存储设备具有很高的匹配度。考虑到贴附式心电记录系统要求的产品尺寸很小，本实用新型中采用了 SPI接口为通信接口的串行低功耗NAND闪存芯片。
[0030]SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，是一种常用的工业标准总线，它可以使主机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换数据。SPI接口为高速的全双工通信方式，通信原理简单易用，结构简单易于布局，能为电路板设计节省空间。
[0031]数据传输模块15，用于监控数据读取器21的连接状态。数据读取器21未连接到心电记录仪I时，数据传输模块15会输出高电平信号给MCU控制模块13，系统正常工作，采集和存储心电数据；数据读取器21连接到心电记录仪I时，数据传输模块15会输出低电平信号给MCU控制模块13，系统处于待机模式，把NAND闪存模块14的读写权限交给数据读取器21。
[0032]数据读取器21是用于读取心电记录仪I中存储的心电数据的配件。其核心器件是一款USB转SPI的接口转换芯片。数据读取器21和心电记录仪I之间通过SPI接口通信，数据读取器和计算机之间通过USB接口通信。
[0033]本实施例中的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置具有功耗低、集成度高、操作简便等特点，可以存储19天的连续心电数据；可通过小型的数据读取器21方便地读取和保存心电记录仪I中的心电数据。
【权利要求】
1.一种基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，由心电记录仪(I)和数据接收模块(2)组成，所述的心电记录仪(I)包括心电电极(11)、心电信号放大模块(12)、MCU控制模块(13)、NAND闪存模块(14)和数据传输模块(15)，数据接收模块(2)为外置设备，其特征在于:所述的心电电极(11 )、心电信号放大模块(12 )、MCU控制模块(13 )和NAND闪存模块(14)顺次电连接，数据传输模块(15)分别与MCU控制模块(13)和NAND闪存模块(14)相连，数据传输模块(15)设有SPI接口，所述的NAND闪存模块(14)以SPI接口作为通信接口，数据接收模块(2 )设有数据读取器(21)。
2.根据权利要求1所述的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，其特征在于:所述的数据读取器(21)配有USB转SPI的接口转换芯片，数据读取器(21)和心电记录仪(I)之间通过SPI接口通信，数据读取器(21)和计算机之间通过USB接口通信。
3.根据权利要求1所述的基于NAND闪存和SPI接口的超长时程心电记录装置，其特征在于，所述的NAND闪存模块(14)为容量512MByte的NAND闪存。
【文档编号】A61B5/0432GK203914911SQ201420245278
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】张文赞 申请人:杰升生物科技(上海)有限公司
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