[发明专利]一种波长解调系统和心音检测装置及应用

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其是一种波长调解系统和心音检测装置及应用。

背景技术

智能服装是电子信息学科、材料学科、纺织学科及其它相关学科结合与交叉的产物，它不仅能够对人体外部环境或内部状态变化进行感知，而且通过反馈机制，能实时地对这种变化做出反应，具有携带方便、实时监测等特点。感知、反馈和反应是智能服装的三大要素。

智能服装的理念起源与上世纪70年代末80年代初流行的“可穿戴计算机”技术，由于集成电路技术的进步，原来安装在背包中的计算机系统可以植入衣服中，并通过互联网技术从系统中获取信息。最早的智能服装在1993年诞生于美国麻省理工学院的媒体实验室。

目前国外对检测人体生理参数智能服装的研究主要集中在欧洲和美国，研究的主要方向集中在各生理参数的检测方法和传感器织入服装的方法方面，具有代表性的智能服装原型主要有欧洲的VTAMN、WEALTHY、MagIC、MyHeart原型和美国的SmartShirt、LifeShirt原型。

其中，VTAMN原型是一件T恤，内部植入4个干心电(ECG)电极、1个呼吸速率传感器、一个撞击/摔倒探测器和2个温度传感器，这些传感器通过织入服装的导电纤维将感测信号传输给接收设备。可实现人体心率、温度、呼吸运动的监测，以及是否发生摔倒、撞击等突发事件的探测。

WEALTHY原型是一件具有无线传输功能的服装，内部嵌入织物传感器，用于对人体生理信号进行同步、连续地采集，所采集的生理信息包括心电图、呼吸、肌电图(EMG)和身体运动情况。这种智能服装嵌入了由具有压阻特性的纱线制作的压力织物传感器和由金属纱线制作的织物电极。

MagIC原型是一件嵌入传感器的汗衫，内部集成了织物传感器用于心电和呼吸频率的探测，以及一个便携式电路板用于人体运动的评估和信号的处理。可通过蓝牙(Bluetooth)技术实现智能服装与外部监视器的数据传输。

MyHeart智能服装原型用于心血管疾病的早期检测和预防，它可以连续或周期检测与心脏相关的重要数据，从而获取人体健康状况的信息。为了实现这一目的，MyHeart原型中集成了各种体表传感器和电子系统，利用这些装置可实现生理数据的采集、处理和评估。

国内的智能服装研究，在检测方法、电路设计、传感器与织物的结合，信号处理等方面均处于起步阶段，与欧洲和美国的研究水平相比，存在着明显的差距。目前，东华大学、华中科技大学、天津工业大学等在智能纤维、织物传感器、功能织物部件、智能服装健康监护系统等方面已经开展了一些研究工作。

光纤光栅(FBG)具有体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰、易于实现分布式测量和与纱线兼容等优点，因此，光纤光栅是应用于智能服装中最具优势和潜力的传感元件之一。由于光纤光栅属于一种波长调制型的光纤传感器，为实现对被测物理量的检测，需要进行波长解调系统的研究。

本发明涉及的波长解调系统用于实现分布式光纤光栅的动态波长解调，与光纤光栅心音传感器组合构成心音检测装置，该装置可应用于检测人体生理参数的智能服装中，实现人体心音的实时监测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种波长调解系统和心音检测装置及应用。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种应用上述波长调解系统的心音检测装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述心音检测装置的应用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

如附图1所示，一种波长调解系统，由ASE宽带光源、光隔离器、F-P可调谐滤波器、光环行器、光探测器和用于实现波长解调和心音信号处理的信号处理单元组成，其中ASE宽带光源依次与光隔离器、F-P可调谐滤波器和光环行器第一输入端口线路连接，所述光环行器第三端口依次与光探测器和信号处理单元输入端口线路连接，所述信号处理单元输出端口与F-P可调谐滤波器控制端口线路连接。

优选的，上述波长调解系统，所述信号处理单元由I/V变换电路、低通滤波器电路、DSP芯片、数/模转换电路、电压放大电路组成，其中I/V变换电路依次与低通滤波器和DSP芯片的模/数转换模块输入端口线路连接，所述DSP芯片依次与数/模转换电路和电压放大电路线路连接。

优选的，上述波长调解系统，所述DSP芯片型号为TMS320F28335，DAC芯片型号为AD5725。