基于智能传感器的现场快速检测研究

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现场快速检测技术具有便携、低成本、可实时分析等优点,是应用于现代医疗健康领域的重要手段。传感器作为现场快速检测技术的核心组成部分,其智能化的设计对于发展高度集成化、微型化、自动化的传感系统至关重要,也是其迈向实际应用的关键一步。随着新型传感技术的不断的涌现,与之匹配的智能化软硬件设计的需求越来越强。因此,本文着眼于新型传感技术的智能化设计,开发了一系列的面向现场快速检测的便携、易用的智能传感系统。本文设计了三款基于智能传感器的现场快速检测设备:一、为满足糖尿病人的长期自测需求,设计了基于酶传感器的智能检测系统,实现了对血糖、血酮、尿酸三种参数的快速精确检测。根据设计需求,将研究工作分为三个部分,检测芯片制作、硬件电路设计和嵌入式程序设计。使用丝网印刷技术进行检测芯片的制作,将化学信号转换为电信号;硬件电路是基于51内核单片机STC12LE5A60S2与运放芯片AD8609进行设计,嵌入式程序设计使用C编程语言,它们共同组成检测模块对电信号进行识别、处理与显示。根据实验验证,设计出的产品检测线性度良好,且成本低廉、操作简单。二、对于无创汗糖检测,设计了基于无酶电极与手机APP的智能手环。使用基于三电极多电位体系的生物传感器进行信号转换,设计了基于蓝牙芯片n RF51822的检测系统,系统包括信号处理与识别、多电位控制与蓝牙传输三大主要功能,配合手机APP,可以实现普通用户的汗糖自测。整个体系不需要更换一次性芯片,通过施加电位可以进行电极自清洗。根据实验验证,装置重复性良好,操作简单。三、对于孕妇胎动检测,设计了基于压力传感器阵列和手机APP的被动式胎动检测系统。传统的胎动检测只能依靠孕妇手动计数,或者只能进行单点胎动信号采集,本文设计了4*8的压力传感器阵列,实现对孕妇腹部胎动信号的全面采集,并将收集到的信号通过蓝牙实时传输到手机APP,以供后续进一步的信号处理与识别。实验结果表明,胎动信号区分度良好,为孕妇胎动计数提供了新的思路。
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