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基于兆易创新Cortex-M4 MCU的脉搏血氧仪方案

芯片公司:兆易创新(Gigadevice)

发布时间:2020-05-13

方案介绍

本脉搏血氧仪方案,以优秀的国产芯片商兆易创新的高性价比 Cortex-M4 MCU 为主

控,控制各个功能模块的运行,系统架构如下所示:

▪MCU 主控:所有单元的运行载体,通过中断任务调度,实现各单元有序执行

▪采样处理单元:完成生理信号采样和噪声预处理,并输送给算法单元

▪血氧算法单元:完成生理信号的是识别处理,并输出参数结果

▪数据通讯单元:预留通讯串口,可用于将生理参数结果传输至其他主机

▪按键处理单元;响应用户触发的按键消息,实现各种功能

▪GUI 人机交互单元:提供参数显示、功能设置、趋势浏览等交互功能


系统框架.png


参数:

血氧饱和度精度:70~100%;

脉率精度:25~250BPM,±2%或±2%BPM;

弱灌注性能:0.025% 70~100%±2%;

抗运动性能:1~5HZ,0~3cm幅度的运动;

功耗:小于30mA;

可蓝牙连接显示器 时刻检测 4秒速测 适配三种肤色人群


特色

结合特殊软件采样滤波技术与血氧算法实现0.025%的弱灌注性能。该血氧仪方案还同时具备如下优势:快速出值、宽动态范围、抗运动测量、抗电磁干扰、抗环境光干扰、手指脱落识别以及呼吸测量等功能。

系统方块图

血氧仪原理框图.png

核心器件

图片 数据手册 商品名称 产品型号 产品描述 品牌 单机用量 价格 操作
-- 轻触开关 TS5215A 5.2x5.2x1.5mm 贴片 5mA 5VDC 260gf 铜头 SHOUHAN 1 0.0649

20+ 0.1043

200+ 0.0914

600+ 0.0840

2000+ 0.0712

10000+ 0.0649

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贴片电容 GRM155R71A104KA01D 0402 100nF ±10% 10V X7R Murata 20 0.0190

50+ 0.0309

500+ 0.0270

1500+ 0.0248

5000+ 0.0209

25000+ 0.0190

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贴片电容 GRM155R71C103KA01D 0402 10nF ±10% 16V X7R Murata 1 0.0170

50+ 0.0275

500+ 0.0241

1500+ 0.0221

5000+ 0.0186

25000+ 0.0170

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贴片电容 CL05A106MQ5NUNC 0402 10uF ±20% 6.3V X5R Samsung 10 0.0345

50+ 0.0560

500+ 0.0490

1500+ 0.0449

5000+ 0.0379

25000+ 0.0345

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贴片电容 CC0402KRX7R9BB102 0402 1nF ±10% 50V X7R Yageo 2 0.0182

50+ 0.0295

500+ 0.0258

1500+ 0.0237

5000+ 0.0200

25000+ 0.0182

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贴片电容 CL05A105KA5NQNC 0402 1uF ±10% 25V X5R Samsung 8 0.1532

10+ 0.2491

100+ 0.2177

300+ 0.1998

1000+ 0.1684

5000+ 0.1532

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贴片电容 CC0402KRX5R6BB225 0402 2.2uF ±10% 10V X5R Yageo 2 0.0217

50+ 0.0352

500+ 0.0308

1500+ 0.0282

5000+ 0.0238

25000+ 0.0217

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贴片电容 0402B272K500NT 0402 2.7nF ±10% 50V X7R FH 1 0.0110

100+ 0.0175

1000+ 0.0154

3000+ 0.0142

10000+ 0.0120

50000+ 0.0110

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贴片电容 CL05C330JB5NNNC 0402 33pF ±5% 50V C0G(NP0) Samsung 4 0.0173

50+ 0.0280

500+ 0.0245

1500+ 0.0225

5000+ 0.0190

25000+ 0.0173

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贴片电容 CL05A475KP5NRNC 0402 4.7uF ±10% 10V X5R Samsung 3 0.0337

50+ 0.0548

500+ 0.0479

1500+ 0.0439

5000+ 0.0371

25000+ 0.0337

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贴片电容 CC0603MRX5R5BB226 0603 22uF ±20% 6.3V X5R Yageo 12 0.0992

20+ 0.1614

200+ 0.1410

600+ 0.1294

2000+ 0.1091

10000+ 0.0992

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-- 32位MCU单片机 GD32E103C8T6 1.71V~3.6V ARM®Cortex®-M4 120MHz 128KB Flash 32KB SRAM GigaDevice 1
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运算放大器 LMV321 3V~5.5V 430uA 单运算低功耗放大器 IDCHIP 3 0.2185

10+ 0.3542

100+ 0.3098

300+ 0.2845

1000+ 0.2401

5000+ 0.2185

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功率电感 WPN201610H100MT 2.0x1.6x1.0 10uH ±20% DCR=826mΩ 800mA SRF=15MHz Sunlord 1 0.1849

10+ 0.2992

100+ 0.2618

300+ 0.2405

1000+ 0.2031

5000+ 0.1849

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贴片电感 MLZ1608M4R7WT000 0603 4.7uH ±20% DCR=500mΩ 120mA TDK 1 0.1258

10+ 0.2062

100+ 0.1799

300+ 0.1648

1000+ 0.1386

5000+ 0.1258

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贴片电阻 RC-02000FT 贴片电阻 0402 0Ω ±1% 1/16W FH 2 0.0032

100+ 0.0053

1000+ 0.0046

3000+ 0.0042

10000+ 0.0036

50000+ 0.0032

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-- 贴片电阻 RC0402FR-071M24L 贴片电阻-1.24MΩ-±1%-1/16W-0402 Yageo 1 0.0026

100+ 0.0042

1000+ 0.0037

3000+ 0.0034

10000+ 0.0029

50000+ 0.0026

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贴片电阻 0402WGF1003TCE 贴片电阻 0402 100KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/°C Uniohm 3 0.0039

100+ 0.0059

1000+ 0.0053

3000+ 0.0049

10000+ 0.0043

50000+ 0.0039

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贴片电阻 RC-02W101JT 贴片电阻 0402 100Ω ±5% 1/16W ±200ppm/°C FH 5 0.0017

100+ 0.0028

1000+ 0.0024

3000+ 0.0022

10000+ 0.0019

50000+ 0.0017

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贴片电阻 0402WGJ0103TCE 贴片电阻 0402 10KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/°C Uniohm 5 0.0026

100+ 0.0041

1000+ 0.0036

3000+ 0.0033

10000+ 0.0028

50000+ 0.0026

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贴片电阻 WR04X100JTL 贴片电阻 0402 10Ω ±5% 1/16W -200~+400ppm/℃ Walsin 2 0.0026

100+ 0.0042

1000+ 0.0037

3000+ 0.0034

10000+ 0.0029

50000+ 0.0026

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贴片车规电阻 AC0402FR-071ML 贴片电阻 0402 1MΩ ±1% 1/16W ±100ppm/°C 100V Yageo 2 0.0041

100+ 0.0066

1000+ 0.0058

3000+ 0.0053

10000+ 0.0045

50000+ 0.0041

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贴片电阻 RC-02K102JT 贴片电阻 0402 1KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/°C FH 3 0.0030

100+ 0.0048

1000+ 0.0042

3000+ 0.0039

10000+ 0.0033

50000+ 0.0030

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贴片电阻 0402WGF2003TCE 贴片电阻 0402 200KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/°C Uniohm 1 0.0018

100+ 0.0029

1000+ 0.0025

3000+ 0.0023

10000+ 0.0020

50000+ 0.0018

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-- 贴片电阻 RC0402FR-0720KL 贴片电阻-20KΩ-±1%-1/16W-0402 Yageo 1 0.0084

100+ 0.0137

1000+ 0.0120

3000+ 0.0110

10000+ 0.0093

50000+ 0.0084

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-- 贴片电阻 RC0402FR-07226KL 贴片电阻-226KΩ-±1%-1/16W-0402 Yageo 2 0.0026

100+ 0.0042

1000+ 0.0037

3000+ 0.0034

10000+ 0.0029

50000+ 0.0026

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-- 贴片电阻 RC0402FR-07270RL 贴片电阻-270Ω-±1%-1/16W-0402 Yageo 1 0.0043

100+ 0.0070

1000+ 0.0061

3000+ 0.0056

10000+ 0.0047

50000+ 0.0043

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-- 贴片电阻 RC0402FR-073K9L 贴片电阻-3.9KΩ-±1%-1/16W-0402 Yageo 1 0.0035

100+ 0.0057

1000+ 0.0050

3000+ 0.0046

10000+ 0.0039

50000+ 0.0035

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-- 贴片电阻 RC0402FR-07390KL 贴片电阻-390KΩ-±1%-1/16W-0402 Yageo 1 0.0035

100+ 0.0057

1000+ 0.0050

3000+ 0.0046

10000+ 0.0039

50000+ 0.0035

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-- 贴片电阻 RC0402FR-0747RL 贴片电阻-47Ω-±1%-1/16W-0402 Yageo 1 0.0043

100+ 0.0069

1000+ 0.0061

3000+ 0.0056

10000+ 0.0047

50000+ 0.0043

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图片 数据手册 商品名称 产品型号 产品描述 品牌 单机用量 价格 操作
-- 指压式脉搏血氧仪 FRO-200 0.025%弱灌注性能/专利抗运动算法/4秒速测/带呼吸测量/适配三种肤色人群 HQ 1
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PCB定制 自营工厂,可生产1-12层高多层板及HDI板(1-2阶、盲埋孔),支持打样及批量;打样厂产能2万㎡/月,量产厂占地205亩、一期设计产能12万㎡/月;已通过16949汽车行业认证。

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