全國(guó)生物醫(yī)學(xué)電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽

1、2014年全國(guó)生物醫(yī)學(xué)電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽低功耗心率檢測(cè)儀(A題)一、任務(wù) 以MSP430F5529 Launchpad系統(tǒng)板（MSP-EXP430F5529LP）為核心，使用TI公司的高性能模擬器件搭建微弱信號(hào)提取電路，根據(jù)所采集得到的QRS波形，結(jié)合合適的心率算法，設(shè)計(jì)一套低功耗高準(zhǔn)確度的心率監(jiān)測(cè)裝置。二、要求 基本要求：（1） 系統(tǒng)輸入阻抗高于2M，并要求留出可測(cè)試接口；（2） 放大后的心電信號(hào)無失真，在電路板上需預(yù)留示波器測(cè)量接口，觀察放大處理后的心電波形；（3） 有效的心率計(jì)算，心率計(jì)算由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，并配備有顯示單元；（4） 電池供電，盡可能將系統(tǒng)功耗降低。在電路板上需預(yù)留電流測(cè)試端口，

2、用于功耗測(cè)量。發(fā)揮部分：（5） 采用TI無線模塊，例如CC256x，CC254x藍(lán)牙模塊，將心率相關(guān)信息發(fā)送至手機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行顯示；（6） 其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng) 目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方案10電路設(shè)計(jì)與原理圖心率算法描述測(cè)試數(shù)據(jù)圖文規(guī)范作品要求完成第（1）項(xiàng)，輸入阻抗5完成第（2）項(xiàng)，心電波形15完成第（3）項(xiàng)，心率計(jì)算30完成第（4）項(xiàng)，功耗15完成第（5）項(xiàng)，無線15完成第（6）項(xiàng)，其他10 總分100四、說明（1） 報(bào)告中的測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)包括：A. 輸入阻抗設(shè)計(jì)值及測(cè)量值；B. 放大后的心電信號(hào)圖。心電信號(hào)源建議使用Fluke ProSim 4 vital signal simula

3、tor中的ECG信號(hào)產(chǎn)生模塊RA和LA通道；或采用真實(shí)人體信號(hào)的I導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。C. 心率準(zhǔn)確度。若采用Fluke ProSim 4 vital signal simulator中的ECG信號(hào)產(chǎn)生模塊，需測(cè)試30-320不同心率；若采用真實(shí)人體信號(hào)的I導(dǎo)聯(lián)，必須與市場(chǎng)有售心率測(cè)量?jī)x進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，并注明心率測(cè)量?jī)x具體型號(hào)，測(cè)試心率應(yīng)保證一定范圍。（2） 功耗。在系統(tǒng)正常記錄工作時(shí)，在系統(tǒng)的供電端預(yù)留電流測(cè)試接口接入電流表測(cè)量，并記錄電流值。(不包括無線傳輸部分功耗)（3） 心電模擬信號(hào)源Fluke ProSim 4 vital signal simulator中的ECG信號(hào)產(chǎn)生模塊所產(chǎn)生的模擬QRS

4、幅度約在1mV左右。（4） 心電電極接口心電電極采用圖示標(biāo)準(zhǔn)一次性紐扣電極。電路板上應(yīng)留有與之配套的紐 扣電極線接口?？墒褂眠B接線如下圖所示： （5） 系統(tǒng)電流測(cè)量2014年全國(guó)生物醫(yī)學(xué)電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽低功耗寬溫高精度程控電流源(B題)一、任務(wù) 以MSP430F5529 Launchpad系統(tǒng)板（MSP-EXP430F5529LP）為核心，使用TI公司的高性能模擬器件，設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗寬溫高精度程控電流源。二、要求 基本要求：（1） 電流源支持0-20mA，0-2mA，0-200uA三個(gè)檔，輸出電流精度0.1%（20mA檔為20uA，2mA檔為2uA，200uA檔為0.2uA）；配備輸入預(yù)設(shè)和顯

5、示功能，預(yù)設(shè)和顯示精度1（20mA檔為0.2mA，2mA檔為20uA，200uA檔為2uA）（2） 電流源輸出的電壓范圍: 0-15V（3） 使程控電流源實(shí)現(xiàn)電阻測(cè)量功能，電阻測(cè)量范圍1歐10M歐，電阻測(cè)量精度0.1%；測(cè)量時(shí)電流源輸出檔位自動(dòng)切換；（4） 降低系統(tǒng)的待機(jī)功耗，并提高工作時(shí)的電源效率（電流源輸出功率/輸入功率），在電路板上需預(yù)留輸入輸出電流測(cè)試端口，用于功耗測(cè)量；（5） 電流源應(yīng)帶有過壓、斷路狀態(tài)報(bào)警及保護(hù)功能。（6） 電流源在外部加熱的條件下，依然保持相當(dāng)?shù)木取０l(fā)揮部分：（7） 整機(jī)使用兩節(jié)5號(hào)1.5V干電池串聯(lián)輸入，自行設(shè)計(jì)所需的電源電路。（8） 采用TI無線模塊，例如C

6、C256x，CC254x藍(lán)牙模塊，使用手機(jī)或其他手持設(shè)備與電流源通信，完成預(yù)設(shè)和顯示功能；三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng) 目分?jǐn)?shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方案10電路設(shè)計(jì)與原理圖測(cè)試數(shù)據(jù)圖文規(guī)范作品要求完成第（1）、（2）項(xiàng)，基本功能及精度35完成第（3）項(xiàng)，電阻測(cè)量25完成第（4）項(xiàng)，功耗5完成第（5）項(xiàng)，報(bào)警及保護(hù)5完成第（6）項(xiàng)，溫度性能5完成第（7）項(xiàng)，自行設(shè)計(jì)電源電路5完成第（8）項(xiàng)，無線互聯(lián)10 總分100四、說明（1） 報(bào)告中的測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)包括：A. 電流源精度測(cè)試。B. 電阻測(cè)試數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)板上預(yù)留連接電阻端口，可任意更換被測(cè)電阻。C. 功耗。在系統(tǒng)正常記錄工作時(shí)，在系統(tǒng)的供電端預(yù)留電流測(cè)試接口接入電流表測(cè)量，并記錄電流值。(不包括無線傳輸部分功耗)（2） 寬溫A. 寬溫性能要求在溫度升高（不超過70度）過程中，電流源輸出變化越小越好，記錄電流源加熱前后大致的最大溫度差和此時(shí)電流源的輸出變化；B