-38-1引言1.1研究背景隨著社會發(fā)展與和生活質(zhì)量的增長，百姓的生活越來越豐富。肥胖癥和三高等疑難疾病的發(fā)病率也隨之增加和趨于低齡化。如果這類疾病沒有及時送醫(yī)治療，很容易引起嚴(yán)重的并發(fā)癥，以至于危害到患者生命。在現(xiàn)如今的醫(yī)療水平下糖尿病不能從根本上治療[1]，所以嚴(yán)控血糖，降低糖尿病并發(fā)癥的幾率是如今糖尿病人的首要任務(wù)[2]。但是我們無法直接的感受到血糖濃度，所以必須依靠血糖濃度檢測儀才能精準(zhǔn)控制血糖濃度。在這種情況下，血糖監(jiān)測技術(shù)處于不斷地進(jìn)步中，上世紀(jì)五十年代的試紙方便了患者的自我檢測，而后發(fā)展出了如今常見的便攜式血糖檢測儀。通常情況下，血糖檢測技術(shù)采用的是體外的間斷檢測，此種方法對于血糖檢測的時效性不高，信息量少，無法完成動態(tài)檢測，也就無法得到及時的治療與處理。所以從上世紀(jì)八十年代開始，連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)開始興起[3]。按傳感器所處位置可以分為佩戴型與植入型。植入型是將血糖傳感器、供電、控制和發(fā)送電路通過手術(shù)整個植入到體內(nèi)，將所測血糖數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠拷邮漳K，具有連續(xù)檢測、創(chuàng)傷小、創(chuàng)傷次數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)。在此種情形下，本文將血糖檢測與藍(lán)牙模塊相結(jié)合，將所采集的血糖數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，發(fā)送到移動設(shè)備端，以便對于血糖濃度實(shí)時監(jiān)測與控制。1.2國內(nèi)外研究情況1923年，弗雷德里克和麥克勞德因在胰島素提取中有了重大突破，替代了當(dāng)時的糖尿病饑餓療法，解決了當(dāng)時糖尿病患者們?yōu)榱丝刂蒲菨舛人ゐI的痛苦情況。自此科學(xué)家們對于血糖監(jiān)測開啟了各種研究。1965年，AMES公司發(fā)明了一種檢測血糖的試紙，只要將患者的血滴到試紙上，間隔一段時間再洗掉后，就能對比比色卡檢測出血糖。雖然這種方式會出現(xiàn)所測試的顏色處在兩種對比色之間而導(dǎo)致讀數(shù)不精確，但卻是血糖監(jiān)測的一個里程碑。1968年，湯姆克萊斯曼發(fā)明了血糖檢測儀并申請專利，至此拉開了血糖監(jiān)測的帷幕。在1987年就有植入家兔的有線血糖連續(xù)檢測實(shí)驗(yàn)[4]。在柱狀體表面固化酶和合金工作電極，組合為植入式的血糖傳感器，通過手術(shù)將其植入家兔的腹膜腔內(nèi)，用導(dǎo)線提供電源，傳輸信號。在經(jīng)過27天和24天后，其測量結(jié)果表明了在150mg/dL以上測量不精確，且氧含量對于結(jié)果也有不小的影響。上世紀(jì)九十年代初的加州大學(xué)圣迭戈分校其中某一小組實(shí)現(xiàn)了一種可植入血管的血糖檢測器[5]。利用葡萄糖氧化酶反應(yīng)原理中需要消耗氧，再通過計算兩個電極間的電流得到血糖濃度的原理，解決了之前存在的傳感器附近的氧含量對于計算結(jié)果造成的誤差的問題。該傳感器植入在六只狗的上腔靜脈右心房入口處，進(jìn)行了六個多月的實(shí)驗(yàn)，其測量結(jié)果說明該血糖監(jiān)測器在其0-11mmol/L的測量范圍內(nèi)具有線性相關(guān)。但由于植入到血管內(nèi)的手術(shù)風(fēng)險大，所以不便于推廣臨床實(shí)驗(yàn)。2010年，這個研究小組采用同樣的原理研究出了一種植入于皮下的血糖傳感器[6]，通過無線傳輸?shù)姆椒ǔ掷m(xù)監(jiān)測血糖222天和520天?；谖⒎蛛娀瘜W(xué)氧檢測原理，該裝置采取了酶電極來檢測血糖濃度，以降低體表因素和酶失活帶來的誤差。通過其測量結(jié)果表明了裝置的可靠性，但與成品相比還沒有特別完善[7]。通過31年在動物體內(nèi)的測試，該小組的裝置被證實(shí)能連續(xù)工作一年以上，且效果理想。2018年6月Senseonics公司的植入性血糖監(jiān)測系統(tǒng)獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn)，EversenseCGM系統(tǒng)選取的傳感器能夠通過手術(shù)植入到皮下組織。植入后，傳感器會定期測量糖尿病患者的血糖濃度90天[8]。植入式傳感器通過熒光原理來檢測血糖濃度，通過無線傳輸?shù)揭苿釉O(shè)備，在血糖濃度變化過大時提醒患者。該系統(tǒng)提供每五分鐘的實(shí)時血糖檢測，然后按照血糖濃度值，輸入適量胰島素。1.3本論文主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)本論文主要研究基于CC2540的植入式血糖檢測系統(tǒng)，與邊鈺涵同學(xué)所研究的磁耦合諧振無線供電相結(jié)合，擬植入于生物的皮膚下，使葡萄糖傳感器采集其中血糖濃度，再經(jīng)過三電極電路把血糖濃度信號轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)過12位AD轉(zhuǎn)換后，在CC2540中把數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的血糖濃度，通過藍(lán)牙把數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠拷邮斩?，通過OLED與移動設(shè)備端對血糖濃度進(jìn)行實(shí)時顯示分析。 本論文的結(jié)構(gòu)框架如下：闡述了該設(shè)計的研究背景與意義，討論了國內(nèi)外相關(guān)的研究情況以及現(xiàn)狀。對植入式葡萄糖的含義及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行介紹，論述了葡萄糖傳感器的原理及其類別，以及所用的無線供電技術(shù)原理。對該設(shè)計的各個硬件進(jìn)行介紹選擇。對該研究的各個模塊進(jìn)行設(shè)計。對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析?？偨Y(jié)本文研究成果及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。2概述2.1植入式血糖檢測簡介植入式血糖檢測技術(shù)是指將葡萄糖傳感器植入到生物體的皮下部分或者血管內(nèi)，通過傳感器即可持續(xù)獲得血糖濃度的技術(shù)。這種技術(shù)相較于常見的血糖測試，優(yōu)點(diǎn)在于能夠連續(xù)采集病患血糖濃度信息，再根據(jù)已有數(shù)據(jù)預(yù)判血糖濃度變化走向。植入式血糖檢測系統(tǒng)分為半植入式與全植入式，半植入式的方法在使用時可能存在連接線與皮膚植入處出現(xiàn)炎癥[9]，在進(jìn)行其他活動例如運(yùn)動洗澡時，也會產(chǎn)生不便。而全植入式是在半植入式技術(shù)上不斷完善來的。全植入式血糖監(jiān)測系統(tǒng)一般是將血糖傳感器、檢測電路、信號傳輸系統(tǒng)和供電系統(tǒng)植入到生物體內(nèi)，通過傳感器連續(xù)測量皮下組織液獲得血糖濃度值。這種方法優(yōu)點(diǎn)在于通過一次外科手術(shù)就可以1.連續(xù)監(jiān)測血糖濃度，不會有測量時間的缺失，檢測人員容易對血糖變化進(jìn)行分析總結(jié)。2.避免了每次測量的重復(fù)性傷害行為，減少了應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的可能性，使得測量結(jié)果更加精確。2.2葡萄糖傳感器的原理及分類葡萄糖傳感器是植入式連續(xù)血糖監(jiān)測的核心模塊，其所基于的化學(xué)原理是將所測葡萄糖濃度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號或光信號[10]。從傳感器原理的方向劃分，葡萄糖傳感器分為電化學(xué)酶法測量和無酶的熒光檢測方法。(1).催氧化葡萄糖的酶有很多種，但是其他酶要么選擇性不好，要么反應(yīng)催化后需要助劑幫助才能恢復(fù)活性，所以在植入體內(nèi)的情況下，我們只有選擇葡萄糖氧化酶。該工作機(jī)制是葡萄糖氧化酶催化葡萄糖后，通過加入過氧化氫酶將其分解成氧氣和水，再用氧傳感器檢測反應(yīng)區(qū)域和正常區(qū)域的氧濃度，通過濃度差就可以得到葡萄糖濃度[11]，這種方法對于酶活性與氧濃度依賴較低，但因其酶層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并未投入臨床使用。電極結(jié)構(gòu)上，常見使用恒電位法的三電極體系，通過增加電極的測量數(shù)量，避免了某一電極對附近組織中氧的過度消耗，同時該方法還能夠減少誤差拓展線性范圍。經(jīng)過文獻(xiàn)論證，該理論結(jié)果被初步證實(shí)，且在線性范圍上提升效果顯著?？偟膩碚f電化學(xué)酶法測量方法優(yōu)點(diǎn)在于專一性好，精準(zhǔn)度高，且技術(shù)相對于其他來說更為成熟。目前該方法在動物實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)良好，但也存在生物相容性問題，影響傳感器的靈敏度和壽命。(2).無酶的熒光檢測方法是由上世紀(jì)八十年代密歇根大學(xué)的Schultz提出[12]，其原理是伴刀豆球蛋白(ConcanvalinA，ConA)與葡萄糖結(jié)合后，帶有熒光標(biāo)記的葡聚糖就無法與伴刀豆球蛋白相結(jié)合形成帶熒光活性的結(jié)合體，結(jié)合物的熒光活性就降低了，再根據(jù)熒光強(qiáng)度的改變就可以得到葡萄糖濃度變化[13]，具有高靈敏，少用量，可循環(huán)利用，便捷有效等優(yōu)點(diǎn)。2011年東京大學(xué)就在光纖里植入熒光蛋白[14]，使其發(fā)出和葡萄糖濃度有關(guān)的熒光。將纖維植入小鼠體內(nèi)后進(jìn)行測試，140天后使用植入的PEG鍵合PAM水凝膠纖維連續(xù)檢測血糖，纖維的熒光強(qiáng)度仍與血糖濃度相同。這一技術(shù)說明了熒光檢測的應(yīng)用前景，但其外部激發(fā)和測量的抗干擾能力仍待提高。2.3無線供電技術(shù)1890年特斯拉發(fā)表了無線電能傳輸?shù)睦砟?，在隨后三年的世博會上，特斯拉向世界呈現(xiàn)出他所研究的無線磷光照明燈，他完全不連接一根導(dǎo)線，依據(jù)無線電能傳輸原理為燈泡成功供電。無線供電技術(shù)是利用其他介質(zhì)替換電導(dǎo)體將電能源從供電處傳輸?shù)浇邮斩说男滦图夹g(shù)，由于其采用的非接觸式傳輸方式，相較于傳統(tǒng)接觸式傳輸有著建設(shè)和維護(hù)的經(jīng)濟(jì)成本、擺脫繁瑣的充電線等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在按照無線電能傳輸原理，無線傳輸有電磁感應(yīng)式，輻射式和磁耦合諧振式。在本文主要介紹磁耦合無線供電技術(shù)。磁耦合諧振式無線能量傳輸技術(shù)是使用一對具備一樣諧振頻率的線圈，和一個諧振電容相并聯(lián)形成諧振體，通過振蕩形成磁場，該電容形成的電場與兩個線圈形成的磁場連續(xù)進(jìn)行能量交換，這時發(fā)射線圈與接收線圈在一定范圍內(nèi)發(fā)生強(qiáng)磁耦合，以形成耦合諧振系統(tǒng)以此實(shí)現(xiàn)能量的傳輸。磁耦合諧振比磁耦合充電傳輸距離更遠(yuǎn)，也難以受到非磁性物的干擾，所以障礙物對于整個系統(tǒng)的影響很小，所以便于實(shí)現(xiàn)一定距離下的高效率傳輸。磁耦合諧振式無線能量傳輸技術(shù)傳輸距離在幾分米到幾米間不等，傳輸功率相較于感應(yīng)式稍低，電能傳輸效率在40%～90%，在大部分方向上相比都有更為顯著的特點(diǎn)。2007年．來自MIT的馬林·索爾賈希克教授團(tuán)隊通過兩個銅線圈在10MHz下產(chǎn)生共振讓一盞60W燈泡在2.16m處成功發(fā)光，且傳輸效率為40%。馬林·索爾賈?？私淌谑状我隽舜篷詈现C振式無線能量傳輸技術(shù)的概念，引領(lǐng)了電能傳輸效率技術(shù)研究的新領(lǐng)域，并掀起了世界科學(xué)家們對電能傳輸效率研究的熱潮。2010年，我國海爾公司在國際消費(fèi)電子展上展示了全球第一臺不用任何信號線的“無尾電視”。在電視背面裝配了一英尺的線圈，在1米左右可提供100瓦電。這款產(chǎn)品所采用的的無線技術(shù)對人體無危害，還讓使用者免受電源插座危害。產(chǎn)品的全部安全參數(shù)均滿足國際上的FCC、IEEE和國內(nèi)的3C標(biāo)準(zhǔn)。在保證了絕對安全的情況下，無線供電方式將能夠有效解決房間布線繁亂、家電位置固定化、居室墻面被插座破壞等問題，為人們的生活提供更多的便利；同時，還將大量節(jié)省布線所用的銅、塑料等材料，節(jié)約了資源，減少了污染。利用磁耦合諧振式無線能量傳輸技術(shù)進(jìn)行無線電能傳輸可以有效地解決以往供電方式的許多問題，使各種電器設(shè)備擺脫電纜束縛變成可能，給百姓的日常生活帶來相當(dāng)大的便捷。磁耦合諧振式無線能量傳輸技術(shù)的蓬勃發(fā)展會使人們在電能應(yīng)用方面提升靈活性和多樣性。圖2.3-1磁共振方式2.4本設(shè)計方案思路在STM32F103最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上，搭建硬件平臺。選用葡萄糖電化學(xué)傳感器模塊SOF-SENSOR，通過單片機(jī)的ADC引腳，將葡萄糖電化學(xué)傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)；選用藍(lán)牙模塊HC-08，通過串口將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端保存并分析、顯示；選用128*64點(diǎn)陣OLED顯示屏制作菜單，通過按鍵選擇并進(jìn)入相應(yīng)的功能，以及顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。 3硬件設(shè)計3.1主機(jī)部分3.1.1單片機(jī)選型STM32F103系列的性價比相對較高，究其原因在于：使用型號為ARM32位Cortex-M3CPU，是第一款基于ARMv7結(jié)構(gòu)的32位處理器，選用了基于哈佛結(jié)構(gòu)的三級內(nèi)核，具備單獨(dú)的指令總線和數(shù)據(jù)總線。其工作頻率可達(dá)72MHz，在存儲器零存取周期訪問時最高到1.25DMips。配備32位除法指令，彌補(bǔ)缺陷，改進(jìn)了乘法運(yùn)算，只用一個時鐘周期即可完成32位乘32位乘法操作。存儲器上集成了256KB到512KB的Flash存儲器和6-64KB的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器。在系統(tǒng)時鐘、復(fù)位和電源上，電壓正常情況下工作范圍在2.0V到3.6V間，所以外設(shè)供電選擇3.3V。還具有4到16MHz的晶振。內(nèi)部嵌入了8MHz和40KHz的RC振蕩電路，還具有32KHz的有校準(zhǔn)功能的RTC振蕩器。內(nèi)部還嵌入了POR\PDR和可編程電壓探測器、用于CPU的鎖相環(huán)等。在功耗模式上具有三種低功耗模式。當(dāng)內(nèi)核不用再運(yùn)行時就可以根據(jù)消耗、重啟時間等選擇不同的低功耗模式。通過暫停內(nèi)核與時鐘進(jìn)入睡眠模式，保存之前的數(shù)據(jù)，Cortex-M3外設(shè)仍正常運(yùn)行；通過關(guān)閉全部時鐘與外設(shè)，僅開啟1.2V的電源，保存內(nèi)核寄存器數(shù)據(jù)進(jìn)入停止模式；通過關(guān)閉所有時鐘及電源，進(jìn)入待機(jī)模式。在其他條件一定的情況下，待機(jī)模式電流最低。擁有112個IO端口：全部端口和16個外部設(shè)置中斷向量均能相對應(yīng)。絕大多數(shù)端口均可接受5V耐壓。通訊接口最多高至13個，具有兩個I2C接口，五個USART接口，3個SPI接口，CAN接口，2.0標(biāo)準(zhǔn)的USB全速接口和SDIO接口,其中兩個SPI接口可以同時作為I2C接口使用。具有11個定時器：四個16位定時器，每個定時器有4個IC/OC/PWM或脈沖計數(shù)的通道，兩個看門狗定時器，24位自減型計數(shù)器、兩個用于驅(qū)動數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的16位基本定時器和兩個16位的6通道高級控制定時器。具有三個12位測量范圍為0至3.6V的AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間為1μs并且具有三倍采樣與保持功能，在其片上還集成了一個溫度傳感器。調(diào)試方式可分為串行單線調(diào)試與JTAG接口調(diào)試其功能框圖如圖3-1-1所示：圖3.1-1STM32F103ZET6功能框圖51單片機(jī)的優(yōu)勢在于片內(nèi)RAM段設(shè)有雙功能地址段，也允許乘除指令，使操作編程更加便捷。工作電壓與工作電流相對較小，便于設(shè)計可攜帶物品。在一定價位內(nèi)，51單片機(jī)具有相對較高的性能與運(yùn)行速率。51單片機(jī)功能有：（1）64kb地址空間。（2）2K-64K只讀存儲器和128B-1K隨機(jī)存儲器。（3）具有21個專用存儲器和2個可編程計數(shù)器?？紤]到STM32F1相較于51單片機(jī)資源更豐富，外圍接口功能更強(qiáng)大，時鐘頻率也更高，運(yùn)行速度快，所以本次實(shí)驗(yàn)選擇了STM32單片機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該系列利用高端外設(shè)、高性能、低成本、普通的架構(gòu)和工具完成了高集成度。圖3.1-2STM32F1實(shí)物圖3.1.2顯示屏選型目前市面上主流顯示屏還是LCD，但是OLED逐漸呈替代趨勢。傳統(tǒng)的LCD屏由兩塊1毫米厚的玻璃板夾隔著5微米的液晶材料，因?yàn)橐壕Р牧喜蛔詭Ч庠?，所以在顯示屏兩側(cè)都設(shè)置了燈管而顯示屏背后也有一塊提供背景光源的勻光板和反光膜。LCD利用分層結(jié)構(gòu)將背景光源的光線轉(zhuǎn)化為三原色。而OLED由陰極、陽極、地基及有機(jī)分子或聚合物構(gòu)成的發(fā)射層和導(dǎo)電層所構(gòu)成，當(dāng)電壓供應(yīng)足夠時，正極空穴和陰極電荷就會產(chǎn)生電子-空穴復(fù)合，其中每個OLED的顯示單元都可控的發(fā)出三種不同顏色的光，發(fā)射層中不同有機(jī)分子可以發(fā)出不同顏色的光，其光亮大小與所流經(jīng)電流大小呈正相關(guān)。OLED具有優(yōu)點(diǎn)如下：1.可彎曲，具有很強(qiáng)的柔性，曲面屏和可穿戴器件的流行已經(jīng)表明了具有柔性的OLED是顯示技術(shù)發(fā)展的趨勢；2.有黑色畫面時會關(guān)閉黑色畫面的像素，且在亮度高時，比LED發(fā)光效率更高，續(xù)航能力更強(qiáng)；3.無需偏光板等元器件，原材料成本價格低，規(guī)模效應(yīng)高于LED，所以制作成本更低。所以本研究選擇了OLED顯示屏。圖3.2-1OLED實(shí)物圖3.2從機(jī)部分3.2.1CC2540在芯片的選擇方面，需要考慮到傳輸數(shù)據(jù)速度、芯片體積、工作功耗、抗干擾能力和傳輸距離等情況。在數(shù)據(jù)傳輸功耗一定時，數(shù)據(jù)傳輸效率相對來說需要相對較高。需要考慮植入生物體內(nèi)，所以需要芯片能夠在生物體內(nèi)所受數(shù)據(jù)傳輸干擾小，在實(shí)驗(yàn)室的傳輸距離下有足夠的傳輸速率，而抗干擾能力體現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸時，整個運(yùn)行過程的穩(wěn)定性以及采集數(shù)據(jù)的正確性。按正常每分鐘采樣一個12位的數(shù)據(jù)，并每15分鐘傳輸一次樣本數(shù)據(jù)，紫蜂技術(shù)、藍(lán)牙2.0及藍(lán)牙4.0均能滿足102.4bps的最低速率。但是紫蜂在該速率時所消耗的電能較高，藍(lán)牙2.0在效率上與藍(lán)牙4.0相比，電源效率相對較低。所以在綜合上述情況后，我選擇了藍(lán)牙4.0-BLE作為本次研究的無線傳輸方法。藍(lán)牙4.0是現(xiàn)在藍(lán)牙協(xié)議的最新版本，它是一種低功耗藍(lán)牙，與藍(lán)牙3.0相比，其成本更低，3毫秒低延時，超長的有效連接距離，支持AES-128加密技術(shù)。但單模藍(lán)牙4.0不提供向下兼容。在綜合考慮后，美國TI公司的CC2540比較符合本實(shí)驗(yàn)的研究要求。CC2540是一種集成了微控制器、主機(jī)和應(yīng)用于一體的單晶片系統(tǒng)，通過低成本建立主控或從屬式節(jié)點(diǎn)，在工作模式下的狀態(tài)切換時間也比較短。圖3.3-1藍(lán)牙模塊實(shí)物圖它具有的優(yōu)勢歸納如下：(1).6毫米×6毫米封裝面積。(2).支持藍(lán)牙4.0以及250Kbps、500Kbps、1Mbps及2Mbps數(shù)據(jù)傳輸模式。(3).具有高性能、低功耗的8051微控制器內(nèi)核，低發(fā)射、接收電流和低睡眠電流并且兼容了2.4GHz低功耗的RF收發(fā)器。(4).集成了128/256KB的Flash存儲器和8KB的SRAM，可進(jìn)行在各種供電情況下的數(shù)據(jù)存儲。(5).具備AES-128協(xié)處理器。(6).帶有獨(dú)立的48位IEEE地址，便于辨識每個設(shè)備。(7).組網(wǎng)需求少，外接器件需求少。(8).具備快閃記憶體及具有彈性的元件。下圖是CC2540的功能模塊框圖，它分為CPU模塊，電源，時鐘模塊和射頻模塊。CC2540的外設(shè)包含了定時器、串口通訊、中斷控制器等。其中可以通過debug接口對flash進(jìn)行燒錄、控制使用哪路晶振，開始停止運(yùn)行用戶指令。I/0控制器支持3組通用I/O引腳，每組具備8個引腳，引腳可以配置為通用輸入/輸出，上拉/下拉，中斷，DMA控制器。睡眠定時器是一個可記錄32KHz晶振周期具有極低功耗的計數(shù)器，可以在32KHz晶振下除PM3以外的電源模式下工作。ADC可以在4kHz帶寬的情況下進(jìn)行12bit量化，在30KHz帶寬下進(jìn)行7bit量化。隨機(jī)數(shù)生成器可以通過16bit線性反饋移位寄存器來生成偽隨機(jī)數(shù)，然后被CPU讀取。圖3.3-2CC2540功能框圖近年來電子垃圾成為了對環(huán)境污染的一大難題，如何降低功耗成為整個系統(tǒng)設(shè)計中的重要部分。降低功耗，其意義主要在于減少集成電路的能耗，節(jié)約能源，與此同時，也可以大幅度的提高集成電路的速度。所以選用低功耗藍(lán)牙模塊對于環(huán)境保護(hù)不可或缺。3.2.2DS18B20在本次實(shí)驗(yàn)中，由于現(xiàn)實(shí)因素，葡萄糖傳感器大都集成為一體了，市面上沒有單獨(dú)的葡萄糖傳感器可購買，所以只有采用溫度傳感器來替代。本實(shí)驗(yàn)采用了DS18B20數(shù)字溫度傳感器。DS18B20是DAALLAS公司所研發(fā)的單總線數(shù)字溫度計芯片，它接線簡潔，有多種封裝方式，可以根據(jù)情況選擇不同的封裝方式和外觀。和以往的測量方式相異的是，它的溫度轉(zhuǎn)化結(jié)果能夠從數(shù)據(jù)線得到。通過數(shù)據(jù)總線也能得到溫度變換功率，而總線也能為接入的DS18B20供電，不用外部其他電源。DS18B20的主要特點(diǎn)有：(1)通過使用單總線接口，使用一條口線連接到CPU就能實(shí)現(xiàn)CPU和DS18B20雙向通訊。并且單總線結(jié)構(gòu)組建傳感器網(wǎng)絡(luò)簡單，系統(tǒng)抗干擾能力更強(qiáng)，使用更加便捷。(2)溫度測量范圍廣，測量精度較高。其測量范圍在-55℃—+125℃，在-10℃到85℃范圍內(nèi)，元件精度可達(dá)±0.0625℃。(3)不用其他外圍元件，所有傳感元件和電路都集成在了集成電路里。(4)可提供多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個溫度傳感器可并聯(lián)在三線上，完成多處測溫。(5)電源兩極反接時，芯片暫停工作，但不會發(fā)燙而燒壞。(6)內(nèi)部集成帶電可擦可編程只讀存儲器，其溫度值和分辨率不會隨著掉電而消失。(7)具有多種封裝方式，可以適用于各種硬件系統(tǒng)。圖3.4-1DS18B20實(shí)物圖DS18B20內(nèi)部由四部分構(gòu)成：64位ROM、溫度傳感器存儲器RAM與EEPRAM和配置寄存器。其中每個ROM的序列號都不一樣，使他們分別開來，這樣可以進(jìn)行幾個DS18B20同時連接到一條總線上的活動。DS18B20的溫度傳感器對溫度測量后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為16位二進(jìn)制形式。DS18B20的配置寄存器是通過改變配置位數(shù)來改變溫度和數(shù)字的轉(zhuǎn)化。圖3.4-2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20所得溫度值的位數(shù)因分辨率而異，溫度轉(zhuǎn)換的延時也由2s變?yōu)?50ms。如下圖所示，低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率隨溫度變化所受干擾較小，將所生成的頻率脈沖信號傳輸給計數(shù)器。高溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率在溫度的改變下發(fā)生顯著變化，然后將生成的信號傳輸給計數(shù)器。測溫前將零下五十五攝氏度所匹配的值設(shè)置在計數(shù)器1與溫度寄存器里，低溫度系數(shù)晶振所生成的信號傳輸?shù)接嫈?shù)器1進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器1的先設(shè)數(shù)為0時，溫度寄存器的先設(shè)數(shù)加1。然后計數(shù)器1數(shù)值重置，重復(fù)此行為，當(dāng)計數(shù)器2先設(shè)數(shù)變?yōu)?時，此時溫度寄存器當(dāng)前數(shù)值就為測量溫度。圖中斜率累加器輸出可以更正計數(shù)器1的先設(shè)數(shù)。圖3.4-3DS18B20測溫原理圖3.3CH340使用CH340與串口都可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)與單片機(jī)的通信，但采用CH340可以更加便捷。CH340是一個用于USB轉(zhuǎn)接異步串口和打印口的轉(zhuǎn)接芯片。在本次實(shí)驗(yàn)中，CH340所采用的的波特率為115200bps。CH340可以工作在5V電壓或3.3V電壓環(huán)境下。當(dāng)在5V電壓下工作時，CH340的VCC外接5V電壓源，同時V3引腳接入0.1μF退耦電容，用于消除電路耦合。當(dāng)在3.3V電壓下工作時，其V3引腳和VCC一起接入3.3V電壓源，同時其他電路的電壓不能大于3.3V。CH340的主要特性有：在Windows系統(tǒng)下，可以對標(biāo)準(zhǔn)串口進(jìn)行仿真，對于多數(shù)串口應(yīng)用程序兼容。內(nèi)部設(shè)置了單獨(dú)的數(shù)據(jù)收發(fā)緩沖區(qū)，支持同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?？山邮詹ㄌ芈试?0bps~2Mbps。通過電平轉(zhuǎn)換電路可以增加RS232等接口。圖3.5-13.4時鐘電路時鐘電路在電路設(shè)計中是不可或缺的部類，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的所有命令都要在時鐘電路的操控下運(yùn)行。如圖3.6-1所示，此圖為STM32F103型號單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊所推薦的外部電路設(shè)計圖，通過數(shù)據(jù)手冊可得，STM32F103型號單片機(jī)具有內(nèi)部和外部兩種時鐘源，內(nèi)部時鐘源在對STM32單片機(jī)的時鐘精度沒有很嚴(yán)格的要求時且需要縮小板子體積時，可以采用內(nèi)部時鐘源，這樣可以很大程度上節(jié)省板子面積，降低成本。STM32還具有一個可輸入的外部高精度時鐘源引腳，我們可以通過配置此引腳得到一個高精度高頻率低噪聲穩(wěn)定的時鐘源。通過數(shù)據(jù)手冊可得外部時鐘源輸入引腳輸入時鐘頻率應(yīng)該在4MHz到16MHz之間。市面上常見的時鐘晶振有…HZ的晶振，由于8MHz晶振最常用且性價比相對較高，因此本設(shè)計選擇8MHz晶振，如下圖所示晶振還需要并聯(lián)兩個負(fù)載電容才能起振，通過查詢8MHz晶振數(shù)據(jù)手冊可以知道此負(fù)載電容應(yīng)為20pf，為了使晶振更穩(wěn)定工作，減少外界干擾，需要在晶振上并聯(lián)一個1MΩ的電阻。由于晶振是高頻信號源，所以在畫PCB時必須保證晶振、電容、并聯(lián)電阻的走線短而直，如果條件允許時，可在時鐘電路周圍進(jìn)行包地處理，吸收干擾電磁波信號。圖3.4-1時鐘電路結(jié)構(gòu)綜上所述，如圖3.4-2所示，此圖為本設(shè)計的STM32型號單片機(jī)的時鐘電路，電路圖C13、C14為20pf負(fù)載電容，輔助晶振Y2起振，電阻R6增大負(fù)載電阻，起到了減少寄生電容，穩(wěn)定晶振工作的作用。圖3.4-2時鐘電路原理圖3.5復(fù)位電路復(fù)位電路的功能就是讓系統(tǒng)返回到初始狀態(tài)，MCU一共存在三種復(fù)位方式：上電復(fù)位，系統(tǒng)復(fù)位，備份區(qū)域復(fù)位。復(fù)位電路的原理圖具體如下：圖3.5-1復(fù)位電路原理圖VCC通過上拉電阻與地相連接，其中C2電容可以通過電容濾波幫助消除按鍵抖動，防止在按下或者松開按鍵時引起主控芯片執(zhí)行復(fù)位指令。低電平復(fù)位是當(dāng)單片機(jī)通電時，因?yàn)殡娙蓦妷簾o法突然發(fā)生改變，所以在短時間內(nèi)RESET的電壓會處于低電平，然后單片機(jī)開始復(fù)位，此時RESET電壓會因?yàn)镃2充電而開始升高，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)正常工作狀態(tài)，最終RESET與VCC電壓相同。在按鍵按下時，RESET直接與地連接實(shí)現(xiàn)低電平復(fù)位。4軟件設(shè)計本章將描述本系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分，該系統(tǒng)主要分為三個功能模塊：溫度采集模塊、OLED顯示模塊以及HC-08數(shù)據(jù)傳輸模塊。溫度模塊主要采集溫度并保存在緩存中，以便OLED顯示模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊調(diào)用數(shù)據(jù)；OLED顯示模塊通過驅(qū)動SSD1306在128*64個像素塊中點(diǎn)亮相應(yīng)的像素點(diǎn)，從而顯示相關(guān)內(nèi)容。HC-08藍(lán)牙模塊的主芯片采用cc2540藍(lán)牙芯片，引腳與單片機(jī)的串口相連，編寫串口收發(fā)函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)手機(jī)和藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖4-1所示：圖4-1整體結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示為主機(jī)流程圖：圖4-2主機(jī)流程圖主機(jī)上電后，對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，循環(huán)檢測，等待接收APP發(fā)送采集指令，當(dāng)APP發(fā)送指令后，主機(jī)將指令傳輸?shù)綇臋C(jī)進(jìn)行溫度采集，然后主機(jī)接收從機(jī)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并在OLED上顯示采集溫度，隨后將所接收數(shù)據(jù)發(fā)送到APP上進(jìn)行顯示。如圖4-3所示，為從機(jī)流程圖：圖4-3從機(jī)流程圖CC2540上電后，首先系統(tǒng)開始初始化，然后等待上位機(jī)發(fā)送傳輸指令，主機(jī)發(fā)送指令后，DS18B20開始采集溫度，藍(lán)牙將所采集溫度傳輸回主機(jī)。4.1開發(fā)平臺介紹近幾年來意法半導(dǎo)體公司大力推薦STM32CubeMX作為STM32的芯片圖形化配置工具，其目的就是為了方便用戶，通過圖形界面簡單配置下，生成初始化代碼，并對外設(shè)做了進(jìn)一步的抽象，讓開發(fā)人員更只專注應(yīng)用的開發(fā)，從而大大減輕開發(fā)工作，時間和費(fèi)用，提高開發(fā)效率。目前STM32CubeMX幾乎覆蓋了STM32全系列芯片，因此通過CubeMX配置的初始C代碼和HAL庫一起，可以更方便的用于移植程序。CubeMX以圖形化的方式配置引腳及外設(shè)，打開CubeMX后，首先選擇器件，本系統(tǒng)采用的STM32F103ZET6。進(jìn)入設(shè)計界面后，在Pinout＆Configuration選項卡下，首先配置SystemCore，單片機(jī)采用外部時鐘，需要在RCC中配置HSE為外部信號源；系統(tǒng)調(diào)試采用SWD方式，在SYS中配置Debug為SerialWire。系統(tǒng)基本信息配置完成后，就可以配置外設(shè)和引腳了。本系統(tǒng)需要用到串口和定時器，就在Timers和Connectivity中使能相應(yīng)的外設(shè)，同樣的，在GPIO中配置相應(yīng)的引腳信息并在NVIC中統(tǒng)一配置它們的中斷優(yōu)先級。單片機(jī)的時鐘也是系統(tǒng)配置當(dāng)中重要的一環(huán)，在ClockConfiguration選項卡中可以對單片機(jī)的主頻時鐘和各個總線下的獨(dú)立的時鐘做相應(yīng)的配置。Keil是德國知名軟件公司Keil（現(xiàn)已并入ARM公司）開發(fā)的微控制器軟件開發(fā)平臺，是目前ARM內(nèi)核單片機(jī)開發(fā)的主流工具。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些功能組合在一起。μVision界面和常用的微軟VC++的界面相似，界面友好，易學(xué)易用，在調(diào)試程序，軟件仿真方面也有很強(qiáng)大的功能。相較于其他IDE，Keil的優(yōu)勢明顯：（1）功能齊全的源代碼編輯器，（2）用于配置開發(fā)工具的設(shè)備庫，（3）用于創(chuàng)建工程和維護(hù)工程的項目管理器，（4）所有的工具配置都采用對話框進(jìn)行，（5）集成了源碼級的仿真調(diào)試器，包括高速CPU和外設(shè)模擬器，（6）用于往FlashROM下載應(yīng)用程序的Flash編程工具，（7）完備的開發(fā)工具幫助文檔，設(shè)備數(shù)據(jù)表和用戶使用向?qū)А?.2HC-08藍(lán)牙傳輸模塊本系統(tǒng)使用的藍(lán)牙模塊分為主機(jī)與從機(jī)兩部分，作為主機(jī)的藍(lán)牙模塊與STM32連接，作用是給從機(jī)發(fā)送采集數(shù)據(jù)指令、接收從機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、接收APP傳輸?shù)闹噶?、發(fā)送采集并處理好的數(shù)據(jù)發(fā)送回APP。作為從機(jī)的藍(lán)牙模塊內(nèi)部集成了51單片機(jī)的內(nèi)核，可以通過編程此內(nèi)核用來控制DS18B20采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳回給主機(jī)。本部分只描述藍(lán)牙的驅(qū)動代碼及處理代碼。DS18B20的數(shù)據(jù)采集代碼見DS18B20溫度采集模塊部分。4.2.1藍(lán)牙驅(qū)動代碼 要讓HC-08能夠傳輸數(shù)據(jù)，首先需要配置藍(lán)牙的工作模式。使用串口調(diào)試助手SSCOM和USB轉(zhuǎn)串口工具配置AT指令，分別修改藍(lán)牙的工作模式為主從機(jī)，需要手機(jī)主動去連接；修改藍(lán)牙的串口波特率為115200，1位停止位，無校驗(yàn)位，以適配單片機(jī)的串口速率。最后對藍(lán)牙進(jìn)行復(fù)位，就可以連接單片機(jī)與手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。 HC-08和單片機(jī)之間通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，只需要配置串口相關(guān)的驅(qū)動就可以通信了。配置單片機(jī)的串口1作為通信串口，波特率為115200，8位字長，1位停止位，無校驗(yàn)位，配置串口模式為收發(fā)模式，不開啟串口中斷。具體代碼如下：圖4.2-14.2.2主函數(shù)實(shí)現(xiàn) 主程序通過中斷來發(fā)送數(shù)據(jù)，開啟定時器更新中斷，每100ms將串口發(fā)送標(biāo)志位置1。在主函數(shù)中循環(huán)檢測，若發(fā)現(xiàn)串口發(fā)送標(biāo)志位為1，清除標(biāo)志位以便下一次再次進(jìn)入，并將采集到的溫度通過數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送。具體代碼如下：圖4.2-2 數(shù)據(jù)包由包頭、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和包尾組成，包頭為固定值0xA5；數(shù)據(jù)位是1個浮點(diǎn)數(shù)，由4個字節(jié)組成；校驗(yàn)位由數(shù)據(jù)位的各個字節(jié)之和的低八位組成；包尾為固定值0x5A。數(shù)據(jù)的打包過程如下：（1）開始將數(shù)據(jù)打包，需傳入定義好的數(shù)組（需保證數(shù)組長度足以存放要發(fā)送的數(shù)據(jù)）。（2）向數(shù)據(jù)包中放入各類數(shù)據(jù)。（3）結(jié)束打包,函數(shù)將返回數(shù)據(jù)包的總長度。（4）發(fā)送數(shù)據(jù)。4.2.3上位機(jī)軟件編寫 上位機(jī)采用藍(lán)牙調(diào)試器編寫，首先配置接收數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，在浮點(diǎn)數(shù)中添加變量用來接收單片機(jī)發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，配置數(shù)據(jù)接收合并間隔為100ms，和單片機(jī)每100ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)相吻合。然后編輯控件，在屏幕上添加一個Y-T一維波形圖，橫坐標(biāo)是時間，每一格代表1s；縱坐標(biāo)是溫度，每一格代表1℃。具體界面如下圖4.2-3所示：圖4.2-3上位機(jī)界面截圖4.3DS18B20溫度采集模塊4.3.1DS18B20驅(qū)動 DS18B20采用單總線驅(qū)動，要從DS18B20中獲取溫度，我們需要對它編寫相應(yīng)的時序代碼。要讓DS18B20正常工作，首先要對其進(jìn)行初始化，在初始化序列期間，總線控制器拉低總線并保持480us以發(fā)出一個復(fù)位脈沖，然后釋放總線，進(jìn)入接收狀態(tài)（等待DS18B20應(yīng)答）?？偩€釋放后，單總線由上拉電阻拉到高電平。當(dāng)DS18B20探測到I/O引腳上的上升沿后，等待15-60us，然后其以拉低總線60-240us的方式發(fā)出存在脈沖。至此，初始化時序完畢。初始化函數(shù)如下：圖4.3-1 單片機(jī)需要向DS18B20中寫入相應(yīng)的時序，才能讓它開始采集溫度，因此我們需要編寫相應(yīng)的寫時序代碼。首先要將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，從而產(chǎn)生寫起始信號。然后需要在15us之內(nèi)將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線上，并在此之后，在15~60us之間對數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣，如果是高電平就寫1，低寫0發(fā)生，連續(xù)采集8次可以得到一個字節(jié)，但要注意的是在開始另一個寫周期前必須有1us以上的高電平恢復(fù)期。寫時序函數(shù)如下：圖4.3-2 同樣的，單片機(jī)需要向DS18B20寫入讀時序才能從傳感器中讀取溫度，因此我們需要編寫相應(yīng)的讀時序代碼。首先要將主機(jī)數(shù)據(jù)線先從高拉至低電平1us以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀信號。每個讀周期最短的持續(xù)時間為60us，各個讀周期之間必須有1us以上的高電平恢復(fù)期，連續(xù)讀取8次就可以得到一個字節(jié)的信息，最后返回得到的一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。寫時序函數(shù)如下：圖4.3-3 編寫完讀寫時序后就可以操作讀寫時序函數(shù)獲取溫度了。先對DS18B20初始化，跳過讀序列號操作后啟動溫度轉(zhuǎn)換。之后便可以讀取溫度寄存器，得到兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)tempL和tempH。若溫度為負(fù)，則需要對它進(jìn)行補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換。通過轉(zhuǎn)換可以得到測得的溫度值，在主函數(shù)中只需要調(diào)用該函數(shù)即可，部分代碼如下：圖4.3-44.3.2主函數(shù)實(shí)現(xiàn) 主程序通過中斷來采集溫度，開啟定時器更新中斷，每10ms將溫度標(biāo)志位置1。在主函數(shù)中循環(huán)檢測，若發(fā)現(xiàn)溫度標(biāo)志位為1，清除標(biāo)志位以便下一次再次進(jìn)入，并將采集到的溫度保存在浮點(diǎn)數(shù)類型的變量中，以便調(diào)用。具體代碼如下：圖4.3-54.4OLED顯示模塊我們通過軟件模擬IIC的方式驅(qū)動OLED屏顯示相應(yīng)的內(nèi)容，首先需要編寫IIC時序代碼，這部分代碼主要在ssd1306_i2c.c文件中，其中包括了IIC時序開始、結(jié)束、延時的代碼，以及通過IIC寫入字節(jié)的代碼，通過該C文件可以使用IIC向ssd1306寫入數(shù)據(jù)。其次需要編寫ssd1306的驅(qū)動函數(shù)，這部分代碼主要在ssd1306.c文件中。通過ssd1306有兩種寫入方式，分別是寫命令和寫數(shù)據(jù)，通過寫入命令和地址，可以在OLED屏上點(diǎn)亮或熄滅一個個像素點(diǎn)。為了在屏幕向顯示字符、漢字或者圖片，我們就需要導(dǎo)入他們的字庫。字庫中包含了要顯示的字符的像素點(diǎn)位置，這部分代碼在F08_ASCII.c文件中。最后我們在GUISlim.c文件中編寫了具體的顯示函數(shù)，通過調(diào)用字庫和ssd1306.c中的API函數(shù)，可以在屏幕上顯示需要的內(nèi)容。下面介紹一些常用的顯示函數(shù)：（1）GUI_Init()，這是OLED初始化函數(shù)，包括GUI圖形庫的初始化和液晶屏初始化，確定屏幕大小、顯示顏色、字體大小等等。（2）GUI_Clear()，這是OLED清屏函數(shù)，用與熄滅OLED屏上的像素點(diǎn)。（3）GUI_DispStringAt()，這是OLED顯示函數(shù)，通過這個函數(shù)可以在指定的位置顯示字符串。（4）GUI_Update()，這是OLED刷新函數(shù)，通過這個函數(shù)可以一次性的將需要顯示的內(nèi)容更新到顯示屏上。 主程序通過中斷來顯示OLED內(nèi)容，開啟定時器更新中斷，每100ms將OLED顯示標(biāo)志位置1。在主函數(shù)中循環(huán)檢測，若發(fā)現(xiàn)OLED顯示標(biāo)志位為1，清除標(biāo)志位以便下一次再次進(jìn)入，在switch語句中判斷顯示的類型，若標(biāo)志位為1，OLED顯示溫度。具體代碼如下：圖4.4-1 軟件編譯后，可以在屏幕上顯示溫度，如圖4.4-2所示：圖4.4-2OLED顯示溫度5制作調(diào)試與系統(tǒng)仿真由于無法購得葡萄糖傳感器，所以在傳感器模塊部分采用了溫度傳感器進(jìn)行替代。 為了得到準(zhǔn)確的溫度值，需要用標(biāo)準(zhǔn)溫度計測出當(dāng)前環(huán)境的實(shí)際溫度，然后用本系統(tǒng)測得的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行對比，得到矯正函數(shù)矯正測得的溫度。把本系統(tǒng)的溫度計和標(biāo)準(zhǔn)溫度計同時放在40℃的水中，每隔5秒鐘測定一次溫度并記錄。圖5.1-1實(shí)際溫度測試圖圖5.1-2測量溫度測試圖在Excel中繪制了水溫為40℃時的溫度變化曲線圖，如圖5.1-3所示圖5.1-340℃下標(biāo)準(zhǔn)溫度與測定溫度變化曲線 在Excel中將測定溫度作為橫坐標(biāo)，把實(shí)際溫度作為縱坐標(biāo)，繪制函數(shù)曲線。選擇添加趨勢線，使用線性趨勢線擬合曲線，并顯示函數(shù)。具體函數(shù)曲線如圖5.1-4所示：圖5.1-4矯正曲線 通過矯正曲線，在軟件中使用矯正函數(shù)，對測得的溫度進(jìn)行矯正。使用矯正后的測定溫度和實(shí)際溫度進(jìn)行比較，測試結(jié)果見表5.1-5所示：標(biāo)準(zhǔn)溫度/℃校準(zhǔn)后測定溫度/℃準(zhǔn)確度2019.8899.40%4040.0399.93%6060.199.83%8081.0698.68%100103.2396.77% 表5.1-5準(zhǔn)確度測試表總體準(zhǔn)確度達(dá)到98.92%，基本符合預(yù)期設(shè)計指標(biāo)，分析誤差產(chǎn)生的原因是：（1）DS18B20的內(nèi)部寄存器最大為12位，因此每次溫度變化之間的間隔為0.0625℃，導(dǎo)致測定的溫度值不準(zhǔn)確。（2）在擬合曲線時使用的數(shù)據(jù)點(diǎn)過少，導(dǎo)致擬合曲線不準(zhǔn)確；擬合曲線使用最簡單的線性函數(shù)擬合，存在誤差較大。（3）在溫度過高或過低的區(qū)域，只能通過擬合函數(shù)預(yù)測，導(dǎo)致其誤差較大。（4）所采用實(shí)際溫度計精度為0.1℃，缺少數(shù)據(jù)導(dǎo)致精度不高。6結(jié)論本文首先對以往血糖檢測所存在的缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，確定了此次研究所要創(chuàng)新的地方，對連續(xù)血糖檢測的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了描述。并依據(jù)上面的闡述，提出了基于CC2540的植入式連續(xù)血糖檢測。然后對于整個血糖檢測的各個模塊進(jìn)行研究，對單片機(jī)以及藍(lán)牙模塊的特點(diǎn)進(jìn)行分析，然后按照設(shè)計所需對元器件進(jìn)行篩選，單片機(jī)選擇了功能齊全，運(yùn)行速度相對較快的STM32F1O3，通訊模塊采用了支持藍(lán)牙4.0版本的CC2540芯片。在無線供電方面采用了磁耦合諧振式無線能量傳輸技術(shù)。由于葡萄糖傳感器在市面上無法購買，所以只有選擇溫度傳感器進(jìn)行代替，因此本文采用了DS18B20數(shù)字溫度傳感器。選用OLED進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。通