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藍牙血壓計方案,基于MCU控制
類別:醫療健康 發布時間:2025-08-21 15:28:18 瀏覽人數:15924

家用醫療設備正朝著“小型化、低功耗、云端化”快速演進。血壓計作為滲透率最高的家庭監測品類,既要保證醫療級精度,又要兼顧連接手機的便捷體驗。本文給出一份可落地的原創方案:以輝芒微 8 位 MCU為控制核心,通過藍牙低功耗(BLE)把測量結果實時推送到手機 App,并支持 OTA 升級、數據云端同步等功能。

方案架構與核心器件


    主控 MCU


    ? 選型:輝芒微MCU(SOP16,2 K×14 bit Flash,256 Byte EEPROM,128 Byte SRAM,最高 16 MHz)。

    ? 關鍵特性:

    – 內置 12-bit ADC,可直接采樣壓力傳感器 mV 級信號,無需外置運放;

    – 256 Byte 數據 EEPROM 可用于存儲用戶 ID、校準系數和歷史片段,100 萬次擦寫壽命;

    – 2.0 V~5.5 V 寬壓工作,單節鋰電直驅;

    – 超低功耗 Sleep 0.8 μA,RTC 喚醒間隔 500 ms,滿足 180 天待機需求;

    – 兼容 PIC16 精簡指令,開發門檻低,已有成熟血壓算法庫可移植。



    傳感與執行單元


    ? 壓力傳感器:XGZP6847A(0~300 mmHg,帶溫度補償,I2C 輸出)。

    ? 氣泵/閥驅動:低內阻 MOSFET 半橋,PWM 調速控制;MCU 硬件 PWM 輸出 32 kHz,實現靜音充氣。

    ? 電源管理:ETA4056 單節鋰電線性充電,支持 5 V / 500 mA USB-C 口;LDO XC6206 給傳感器和 MCU 供電。

    無線連接


    ? BLE 模組:PHY6222(QFN32,內置 32-bit RISC + 2.4 GHz RF),通過 UART 與 MCU 通訊。

    ? 協議:采用私有 20 Byte Profile,兼容《中國家庭血壓監測指南》數據格式,支持 iOS/Android 一鍵配對。

    人機交互


    ? 顯示:1.3 寸 128×64 OLED,I2C 接口,3 級亮度可調。

    ? 按鍵:1 個電容觸摸鍵,配合 FT60F 內置觸摸模塊,防水防誤觸。

    ? 語音:可選蜂鳴器提示或外掛 30 秒語音芯片,提示“開始測量”“測量結束”。

系統功能亮點


深圳三佛科技推出的藍牙血壓計方案,主控芯片使用輝芒微MCU單片機,MCU實現的功能如下:


    醫療級算法


    ? 基于振蕩法(Oscillometric)+ 自適應幅值包絡提取,通過 6 點校準(80/100/120/140/160/180 mmHg)實現 ±3 mmHg 精度。

    ? 異常心律檢測(AFib):在 30 s 測量周期內識別 RR 間期差異 >20 %,App 端彈出就醫提醒。

    智能加壓


    MCU 實時采樣壓力斜率,預測收縮壓上限,提前 5 mmHg 終止充氣,減少 30 % 測量時間,袖帶舒適度提升。

    數據云同步


    ? BLE 斷點續傳:測量完成后若手機不在身邊,本地緩存 200 組;連接后自動補傳。

    ? 支持微信小程序一鍵分享 PDF 報告,方便就診。

    OTA 升級


    ? MCU 端預留 512 Byte Bootloader,可通過 BLE 透傳升級固件;升級失敗后自動回滾,保證安全。
    ? 算法 A/B 分區運行,用戶無感切換。

    超低功耗


    ? 休眠:MCU Sleep + BLE 維持廣播 1 s 間隔,整機平均 35 μA。
    ? 測量:氣泵 400 mA × 5 s,單次耗電量 <0.6 mAh,300 次測量無需充電。

軟件框架


? 任務層:血壓算法任務(最高優先級)、藍牙服務任務、UI 刷新任務、電源管理任務。

? 驅動層:ADC、PWM、I2C、UART、Touch、EEPROM 驅動。

? 中間件:數據緩存環形隊列、BLE Profile 協議棧、OTA 協議解析器。

? 代碼規模:約 7 KB Flash,0.8 KB RAM,留有 50 % 余量便于二次開發。

結語


依托輝芒微 8 位 MCU 的高集成度和長壽命 EEPROM,本方案在 4 cm3 空間內實現了“精準測量 + 藍牙互聯 + 云端管理”的完整閉環。以上就是深圳三佛科技分享的藍牙血壓計方案。深圳市三佛科技專注單片機應用方案設計與開發,提供8位單片機、32位單片機。

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