一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路制造技术

一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，该电路能自动拾取胰岛素笔转动的音频信号，通过识别、分析对音频信号进行处理，通过计算方波出现的次数，得出胰岛素注射剂量。通过低成本、低功耗的设计，让机械式胰岛素笔能够用便宜的配件具备自动记录的能力，方便糖尿病患者更好的长期管理自己的健康。

A circuit for automatic identification and analysis of insulin pen injection sounds

A circuit for automatic recognition and analysis of insulin pen injection sound, the circuit can automatically pick up the insulin pen rotating audio signal, through the identification and analysis of audio signal processing, by calculating the number of square wave appears, the insulin dose. Through low cost, low power design, the mechanical insulin pen can be automatically recorded with inexpensive accessories, enabling diabetics to better manage their health over a long period of time.

【技术实现步骤摘要】
一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路
本技术涉及一种胰岛素笔注射声音的电路，特别是指一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路。
技术介绍
通过分析机械式胰岛素笔的使用过程，我们发现它在注射胰岛素时，笔的内部机械齿轮啮合，会在每注射一个单位胰岛素时发出一个声音“咔”，通过录音计算分析出“咔”声出现的次数，也就能够知道注射了多少个单位胰岛素。传统语音识别的做法是首先高精度采样把声音转成数字信号，然后找出“咔”声信号的一系列特征点，通过识别匹配相似特征点出现的次数，就可以得到“咔”声出现的次数，也即是齿轮啮合的次数，最后换算得出胰岛素注射的剂量。由于需要声音采样的精度很高，并且匹配计算的工作量也很大，一般需要高成本高功耗的DSP来运算处理，功耗至少在50mA以上，硬件成本一般至少20美元以上。本技术采用低成本的组合模拟电路来分析处理声音模拟信号，最后变成方波数字信号，让低成本微控制器来通过中断算出“咔”声出现的次数。硬件成本可以在2美元之内。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低成本、高效率自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，该电路能自动拾取胰岛素笔转动的音频信号，通过识别、分析对音频信号进行处理，通过计算方波出现的次数，得出胰岛素注射剂量。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，该电路包括：拾取声音信号输出模拟波形的音频信号拾取单元1，采用阻容电路实现信号隔直的信号隔直单元2，采用运算放大器加上二极管实现信号负半周翻转的信号负半周翻转单元3；采用运算放大器实现信号放大的信号放大单元4；采用阻容实现包络积分的信号包络积分单元5；采用比较器来转换包络波形到方波的信号比较单元6；控制处理上述信号流程的微控制器单元7；以及为上述电路提供工作电源的电源单元8；所述的音频信号拾取单元1将采集到的外界声音输出9，这个信号是带偏压的，经过信号隔直单元2后变成0伏上下震荡的模拟波形，再经过信号负半周翻转单元3把0伏以下的波形全部翻转到0v以上，然后再经过信号放大单元4和信号包络积分单元5之后输出波形10，最后经过信号比较单元6输出方波信号11到微控制器单元7处理，微控制器单元7可根据方波信号产生的中断进行计数，得出“咔”声出现的次数。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，所述的音频信号拾取单元1包括：麦克风U2，麦克风U2的1脚接信号隔直单元2的输入端；麦克风U2的2脚接地，麦克风U2的3脚接电源VDD；所述的硅麦克风U2采用瑞声科技AAC公司生产的型号为SM0102B-NE381-X01的硅麦克风；也可选用其他结构尺寸合适的模拟麦克风器件。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，所述的信号隔直单元2由串联的第一电容C1和第一电阻R1组成，所述的第一电容C1一端与音频信号拾取单元1的输出端相连，所述的第一电容C1的另一端与第一电阻R1相连，第一电阻R1的另一端接地，所述的第一电容C1与第一电阻R1之间接信号负半周翻转单元3的输入端。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，所述的信号负半周翻转单元3包括：双路运算放大器U1、高速二极管D1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，双路运算放大器U1的1脚接高速二极管D1后与2脚并联，双路运算放大器U1的3脚、4脚接地；双路运算放大器U1的5脚与串联的第二电阻R2和第三电阻R3，双路运算放大器U1的6脚与7脚之间接第四电阻R4，双路运算放大器U1的8脚接信号放大单元4的输入端。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，所述的信号放大单元4包括：单路运算放大器U3、第五电阻R5、第六电阻R6,所述的单路运算放大器U3的3脚接双路运算放大器U1的输入端，所述的单路运算放大器U3的2脚接地，所述的单路运算放大器U3的5脚接VDD，所述的单路运算放大器U3的4脚接串联的第五电阻R5与第六电阻R6之间，第五电阻R5的另一端接地，第六电阻R6的另一端与所述的单路运算放大器U3的1脚并联与信号包络积分单元5输入端相连。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，所述的信号包络积分单元5包括：第七电阻R7、第八电阻R8、第二电容C2、第三电容C3,所述的第七电阻R7与第三电容C3串联，所述的第七电阻R7另一端接信号放大单元4的输出端，第三电容C3的另一端与第八电阻R8并联后接信号比较单元6的输入端，第八电阻R8的另一端接地，第二电容C2并联在第七电阻R7与第三电容C3之间，第二电容C2的另一端接地。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，所述的信号比较单元6包括：比较器U4、第九电阻R9和第十电阻R10，所述的比较器U4的3脚接信号包络积分单元5的输出端，所述的比较器U4的2脚接地，所述的比较器U4的6脚接VDD，所述的比较器U4的5脚并联电阻R9和电阻R10接地，所述的比较器U4的4脚接并联第九电阻R9与第十电阻R10之间，所述的比较器U4的1脚接微控制器单元7的输入端。所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，所述的第九电阻R9和第十电阻R10组成分压电路，把比较器输出的参考电压分压到合适的值作为比较器的比较基准电压。使用本技术的有益效果在于：通过低成本、低功耗的设计，让机械式胰岛素笔能够用便宜的配件具备自动记录的能力，方便糖尿病患者更好的长期管理自己的健康。附图说明图1为本技术的方框原理示意图；图2为图1的电路原理图；图3为音频信号拾取单元输出的原始波形图；图4为经过信号包络积分后的波形图；图5为经过信号比较单元处理后的波形图；其中：1～音频信号拾取单元2～信号隔直单元3～信号负半周翻转单元4～信号放大单元5～信号包络积分单元6～信号比较单元7～微控制器单元8～电源单元U1～双路运算放大器U2～硅麦克风U3～单路运算放大器U4～比较器D1～二极管MCU～蓝牙芯片R1～第一电阻R2～第二电阻R3～第三电阻R4～第四电阻R5～第五电阻R6～第六电阻R7～第七电阻R8～第八电阻R9～第九电阻R10～第十电阻C1～第一电容C2～第二电容C3～第三电容具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图1说明本技术的具体实施方式。如图1、图2所示，一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，该电路能自动拾取胰岛素笔转动的音频信号，通过识别、分析对音频信号进行处理，通过计算方波出现的次数，得出胰岛素注射剂量；该电路包括：拾取声音信号输出模拟波形的音频信号拾取单元1，采用阻容电路实现信号隔直的信号隔直单元2，采用运算放大器加上二极管实现信号负半周翻转的信号负半周翻转单元3；采用运算放大器实现信号放大的信号放大单元4；采用阻容实现包络积分的信号包络积分单元5；采用比较器来转换包络波形到方波的信号比较单元6；控制处理上述信号流程的微控制器单元7；以及为上述电路提供工作电源的电源单元8；所述的音频信号拾取单元1将采集到的外界声音输出9，这个信号是带偏压的，经过信号隔直单元2后变成0伏上下震荡的模拟波形，再经过信号负半周翻转单元3把0伏以下的波形全部翻转到0v以上，然后再经过信号放大单元4和信号包络积分单元5之后输出波形10，最后经过信号比较单元6输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，该电路能自动拾取胰岛素笔转动的音频信号，通过识别、分析对音频信号进行处理，通过计算方波出现的次数，得出胰岛素注射剂量。

【技术特征摘要】
1.一种自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，该电路能自动拾取胰岛素笔转动的音频信号，通过识别、分析对音频信号进行处理，通过计算方波出现的次数，得出胰岛素注射剂量。2.根据权利要求1所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，其特征在于：该电路包括：拾取声音信号输出模拟波形的音频信号拾取单元(1)，采用阻容电路实现信号隔直的信号隔直单元(2)，采用双路运算放大器加上二极管实现信号负半周翻转的信号负半周翻转单元(3)；采用运算放大器实现信号放大的信号放大单元(4)；采用阻容实现包络积分的信号包络积分单元(5)；采用比较器来转换包络波形到方波的信号比较单元(6)；控制处理上述信号流程的微控制器单元(7)；以及为上述电路提供工作电源的电源单元(8)；所述的音频信号拾取单元(1)将采集到的外界声音输出(9)，这个信号是带偏压的，经过信号隔直单元(2)后变成0伏上下震荡的模拟波形，再经过信号负半周翻转单元(3)把0伏以下的波形全部翻转到0v以上，然后再经过信号放大单元(4)和信号包络积分单元(5)之后输出波形(10)，最后经过信号比较单元(6)输出方波信号(11)到微控制器单元(7)处理，微控制器单元(7)可根据方波信号产生的中断进行计数，得出“咔”声出现的次数。3.根据权利要求1所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，其特征在于：所述的音频信号拾取单元(1)包括：硅麦克风(U2)，硅麦克风(U2)的1脚接信号隔直单元(2)的输入端；硅麦克风(U2)的2脚接地，硅麦克风(U2)的3脚接电源VDD；所述的硅麦克风(U2)采用模拟麦克风器件。4.根据权利要求1所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，其特征在于：所述的信号隔直单元(2)由串联的电容(C1)和电阻(R1)组成，所述的电容(C1)一端与音频信号拾取单元(1)的输出端相连，所述的电容(C1)的另一端与电阻(R1)相连，电阻(R1)的另一端接地，所述的电容(C1)与电阻(R1)之间接信号负半周翻转单元(3)的输入端。5.根据权利要求1所述的自动识别分析胰岛素笔注射声音的电路，其特征在于：所述的信号负半周翻转单元(3)包括：双路运算放大器(U1)、高速二极管(D1)、电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志华，李承志，
申请(专利权)人：北京糖护科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11