多功能体质测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能体质测试仪，包括控制器模块、与控制器模块连接的RFID读写IC卡模块、GPRS无线传输模块、串口数据下载模块、flash数据存储模块、传感器模块、液晶显示模块、键盘模块、语音提示模块和为电路提供电能的电源模块。本发明专利技术以ARMCortex-M3内核的32位微处理器为控制核心，Cortex-M3内核基于哈佛架构，对多个操作并行执行，加快了应用程序的执行速度。GPRS无线传输模块具有充分利用现有的网络、资源利用率高、始终在线、传输速率高、资费合理等特点。与以前的测试仪相比，该仪器具有明显的优势，低成本、高性能、低功耗，并且测量精度高，传输距离远，操作简单方便等。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种青少年体质测试仪器，尤其涉及一种多功能体质测试仪。
技术介绍
我国青少年体质健康水平多年来持续下滑早已是不争的事实。学生的体质健康水平越来越受到国家、教育部以及家长的重视，而目前的体质测试仪器都比较简单，大多数测试仪器是机械式的或者采用的是传统51单片机，比如测量不准确，操作不方便等。并且数据的传输和保存，大多采用RS485总线有线传输，或者短距离无线传输，在实际使用中不仅麻烦而且受环境影响很大。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述现有技术中的问题，利用目前先进的电子技术和通信技术， 提供了一款集握力、肺活量、身高和体重等于一身的多功能体质测试仪器。本专利技术为解决这一问题所采取的技术方案是本专利技术的多功能体质测试仪，包括控制器模块、与控制器模块连接的RFID读写IC卡模块、GPRS无线传输模块、串口数据下载模块、flash数据存储模块、传感器模块、液晶显示模块、键盘|旲块、语首提不1旲块和为电路提供电能的电源1旲块。所述的控制器模块以ARM Cortex-M3内核的32位微处理器为核心控制器；设计了 2种时钟源，8MHz晶振YlOl作为微控器的时钟源，32. 768KHz晶振YlOO作为RTC的时钟源。所述的电源模块采用两种供电方式，一种是通过外部5V直流电源供电，另一种是4.2V锂电池供电。所述的传感器模块采用的是HX711。所述的液晶模块采用T6963C驱动的240*128液晶显示屏。所述的GPRS无线传输模块采用SIM900A模块。本专利技术具有的优点和积极效果是本专利技术以ARM Cortex-M3内核的32位微处理器为控制核心，Cortex_M3内核基于哈佛架构，指令和数据各使用一条总线，由于指令和数据可以从存储器中同时读取，所以 Cortex-M3处理器对多个操作并行执行，加快了应用程序的执行速度。GPRS无线传输模块具有充分利用现有的网络、资源利用率高、始终在线、传输速率高、资费合理等特点。与以前的测试仪相比，该仪器具有明显的优势，低成本、高性能、低功耗，并且测量精度高，传输距离远，操作简单方便等。附图说明图I是本专利技术的多功能体质测试仪的结构框图；图2是本专利技术的控制器模块的电路原理图；图3是本专利技术的电源模块的供电状态与充电电路图；图4是本专利技术的5V电源的电路图；图5是本专利技术的3. 3V电源的电路图；图6是本专利技术的语音提示模块的电路原理图；图7是本专利技术的RFID读写IC卡模块的电路原理图；图8是本专利技术的GPRS无线传输模块SIM900A的电路图；图9是本专利技术的GPRS无线传输模块SIM卡的电路图；图10是本专利技术的串口数据下载模块MAX3232电平转换电路图；图11是本专利技术的flash数据存储模块的电路原理图；图12是本专利技术的传感器模块HX711的电路原理图；图13是本专利技术的液晶显示模块的电路原理图。具体实施方式以下参照附图及实施例对本专利技术进行详细的说明。图I是本专利技术的多功能体质测试仪的结构框图。如图I所示，本专利技术的多功能体质测试仪，包括控制器模块、与控制器模块连接的RFID读写IC卡模块、GPRS无线传输模块、串口数据下载模块、flash数据存储模块、传感器模块、液晶显示模块、键盘模块、语音提示模块和为电路提供电能的电源模块。该仪器以ARM Cortex-M3内核的32位微处理器为控制核心，Cortex-M3内核基于哈佛架构，指令和数据各使用一条总线，由于指令和数据可以从存储器中同时读取，所以CorteX-M3处理器对多个操作并行执行，加快了应用程序的执行速度。外围电路包括240*128液晶显示模块、键盘模块、语音提示模块、RFID非接触式 IC卡读写模块、数据存储模块、数据下载模块、传感器模块、电源模块以及GPRS无线通信模块，GPRS具有充分利用现有的网络、资源利用率高、始终在线、传输速率高、资费合理等特控制器模块采用高性能的ARM 32位Cortex-M3微控器STM32F103VD，72M的工作频率，内置512K字节flash闪存和64K字节的SRAM，丰富的I/O端口以及联接到两条APB 总线的外设。包含 5 个 USART、2fl2C、3fSPI、2fl2S、lfUSB、lfSDI(^PlfCAN 标准和先进的通信接口，还包含3个12位ADC、4个通用16位定时器、2个基本定时器和2 个PWM定时器。主控模块如图2所示。图中的网络标识表明该引脚在本系统的定义。控制器电源和地之间要并联滤波电容，越靠近控制器引脚，效果越好。控制器的启动方式为用户闪存存储器启动，即Β00Τ0和B00T1通过IOOk电阻接地。设计了 2种时钟源，8MHz晶振 YlOl作为微控器的时钟源，32. 768KHz晶振YlOO作为RTC的时钟源。电源模块设计了两种供电方式，一种是通过外部5V直流电源供电，另一种是4. 2V 锂电池供电。供电状态与充电电路如图3所示。LTC4054是凌特公司专为单节锂电池充电需要设计的单片集成芯片。电路设计非常简洁，充电电压设定在4. 2V，充电电流可由单个外接电阻控制，当达到最后浮充电压4. 2V后，充电电流降至设定值的1/10时，LTC4054 自动中止充电周期；当输人电源中断时LTC4054自动进人超低电流状态，电池消耗电流小于2uA，LTC4054进人关闭状态后电源电流降至25uA。LTC4411是凌特公司推出的低损耗Power Path控制器，为电源切换或负载共享提供近于理想二极管的功能。LTC4411的工作电压在2. 6 V到5. 5 V之间。该仪器中有的模块需要3. 3V电源供电，比如控制器、GPRS模块等，有的模块需要 5V电源供电，比如液晶背光灯、RFID天线等，这两种电源的设计如图4、图5所示。图4为5V电源电路，由于该仪器可以是4. 2V锂电池供电，因此对需要5V电源的模块要，就必须对4. 2V进行升压，本设计采用SP7648低参考电压的高效率升压型稳压器， SP7648是一个超低静态电流、高效率的逐步升高的DC-DC转换器，非常适合单个锂电池或双节碱性电池的应用。设计中R215取O欧姆，利用的是5V固定输出功能。3. 3V电源电路， 采用的是AME8805电源芯片，电路设计如图5所示。本仪器具有语音提示功能，以方便用户的使用，语音芯片采用的是ISD17240，该芯片是Winbond推出的单片优质语音录放电路，该芯片提供双运作模式(独立&嵌入式)，以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。设计电路如图6所示。采用独立运作模式，该模式具有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。电源为 3. 3V，通过麦克风将音频信息录于芯片，SPK+与SPK-接喇叭以播放音频提示，该芯片可以存240秒语音信息。如果音量不够大，还可以通过AUD/AUX引脚接电流放大器，再接喇叭， 进行输出，以获得更大的音量效果。该仪器可以通过非接触式IC卡读写器，来获得测试者的信息，并可以将测试信息写入IC卡。RFID读写器设计电路如图7所示。读卡器芯片采用上海复旦微电子股份有限公司设计的，基于IS014443标准的非接触卡读卡芯片FM1702，该芯片可支持13. 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能体质测试仪，其特征在于：该测试仪包括控制器模块、与控制器模块连接的RFID读写IC卡模块、GPRS无线传输模块、串口数据下载模块、flash数据存储模块、传感器模块、液晶显示模块、键盘模块、语音提示模块和为电路提供电能的电源模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周曦国，张少强，刘岩凯，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：