本文關(guān)鍵詞：可穿戴式電子體溫計(jì)研究與軟硬件設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： CMOS體溫傳感器 NTC熱敏電阻 可穿戴式 體溫測(cè)量 無線通信

【摘要】：一方面家庭健康監(jiān)護(hù)領(lǐng)域和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)w溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求不斷增大：另一方面無線通信、加工工藝和材料技術(shù)的不斷進(jìn)步,為可穿戴設(shè)備的發(fā)展提供了良好條件。基于以上背景,本文提出了可穿戴式電子體溫計(jì)研究與軟硬件設(shè)計(jì)的課題。在體溫傳感器的研究中,介紹了基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)工藝的體溫傳感器設(shè)計(jì)原理,對(duì)設(shè)計(jì)過程中的飽和電流Is、電流增益β以及偏置電流引入的溫度測(cè)量誤差進(jìn)行了詳細(xì)的分析,提出了單點(diǎn)校準(zhǔn)的方法來提高體溫傳感器的測(cè)量精度。在恒溫箱中,對(duì)體溫傳感器在-40℃到120℃范圍內(nèi)的性能進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在體溫測(cè)量范圍內(nèi)(20℃到50℃),體溫傳感器的溫度誤差(±36)小于±0.1℃，滿足醫(yī)用電子體溫計(jì)的精度要求。在可穿戴式體溫測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與測(cè)試部分,介紹了基于負(fù)溫度系數(shù)(Negative Temperature Coefficient, NTC)熱敏電阻的體溫傳感器端、無線接收端和燒錄測(cè)試板的軟硬件設(shè)計(jì)。提出了一種體溫傳感器端的可穿戴組裝方法。對(duì)基于NTC的體溫傳感器的測(cè)量誤差進(jìn)行了分析并提出了一種批量校準(zhǔn)的方法。提出了多種提高體溫傳感器端和整個(gè)系統(tǒng)性能的技術(shù)和方法,以減小體溫傳感器端的體積、重量以及功耗,增強(qiáng)其便攜性和可穿戴性。對(duì)整個(gè)體溫測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度和功耗等性能進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,體溫傳感器在37℃時(shí)的溫度誤差小于±0.04℃：在30℃到45℃的范圍內(nèi),溫度誤差小于±0.1℃。一顆容量為70mAh的紐扣電池可使體溫傳感器端續(xù)航二十天以上,待機(jī)兩年左右。
【關(guān)鍵詞】：CMOS體溫傳感器 NTC熱敏電阻 可穿戴式 體溫測(cè)量 無線通信
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH776
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-27
• 1.1 研究背景和意義15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-22
• 1.2.1 體溫測(cè)量的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.2 電子體溫計(jì)行業(yè)規(guī)范19-20
• 1.2.3 可穿戴式體溫計(jì)研究現(xiàn)狀20
• 1.2.4 體溫傳感器技術(shù)研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 兩種體溫傳感器技術(shù)對(duì)比22-25
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及各章節(jié)安排25-27
• 第2章 CMOS體溫傳感器研究27-43
• 2.1 CMOS體溫傳感器測(cè)溫原理27-29
• 2.1.1 V_(BE)和△V_(BE)的溫度系數(shù)28-29
• 2.1.2 與溫度無關(guān)的參考信號(hào)29
• 2.2 測(cè)溫誤差來源分析29-32
• 2.2.1 飽和電流I_s引起的誤差分析30-31
• 2.2.2 電流增益β引起的誤差分析31
• 2.2.3 偏置電流引起的誤差分析31-32
• 2.3 誤差消除技術(shù)研究32-36
• 2.3.1 電流增益誤差消除技術(shù)32-33
• 2.3.2 單點(diǎn)校準(zhǔn)技術(shù)33-36
• 2.4 CMOS體溫傳感器性能測(cè)試36-41
• 2.4.1 CMOS體溫傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)36-37
• 2.4.2 CMOS體溫傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)37-38
• 2.4.3 CMOS體溫傳感器性能測(cè)試環(huán)境搭建38-39
• 2.4.4 測(cè)試數(shù)據(jù)處理與分析39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-43
• 第3章 可穿戴式體溫計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43-60
• 3.1. 體溫傳感器端硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)43-52
• 3.1.1 體溫傳感器端測(cè)溫原理43-44
• 3.1.2 體溫傳感器端器件選型44-48
• 3.1.3 體溫傳感器端測(cè)溫誤差分析48-51
• 3.1.4 體溫傳感器端的可穿戴組裝形式研究51-52
• 3.2 無線接收終端硬件設(shè)計(jì)52-55
• 3.3 燒錄測(cè)試板硬件設(shè)計(jì)55-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 可穿戴式體溫計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)60-73
• 4.1 射頻芯片基本介紹60-62
• 4.2 體溫測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)62-71
• 4.2.1 體溫傳感器精度提高62-63
• 4.2.2 體溫傳感器端功耗優(yōu)化63-64
• 4.2.3 無線通信協(xié)議設(shè)計(jì)64-69
• 4.2.4 抗干擾能力的提高69-70
• 4.2.5 無線接收終端控制流程軟件設(shè)計(jì)70-71
• 4.3 燒錄測(cè)試板軟件設(shè)計(jì)71-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第5章 可穿戴式體溫計(jì)性能測(cè)試及分析73-83
• 5.1 精度測(cè)量及分析73-77
• 5.2 功耗測(cè)量及分析77-80
• 5.2.1 體溫傳感器端功耗測(cè)量77-80
• 5.2.2 無線接收終端功耗測(cè)量80
• 5.3 通信距離測(cè)量及分析80-81
• 5.4 本章小結(jié)81-83
• 第6章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 本文主要工作總結(jié)83-84
• 6.2 研究展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-90
• 附錄90-108
• 致謝108-109
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文109

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 鄧南平;嵌入式感溫織物的研究[D];武漢紡織大學(xué);2015年

2 鄧遲;可穿戴式電子體溫計(jì)研究與軟硬件設(shè)計(jì)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：988936