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发明名称:一种应用于智能电表生产线的自动测试仪
申请号:CN201510753724.8
公开/公告号:CN105425196B
公开/公告日:20160831
法律状态:授权
有效性:有效
申请人:国网山东省电力公司平邑县供电公司; 国家电网公司
发明人:邢丽丽
地址:273300 山东省临沂市平邑县城汉阙路25号
摘要:
[详细]本发明涉及一种应用于智能电表生产线的自动测试仪,所述测试仪包括CF存储卡、面部肤色检测设备、血糖检测设备、血氧饱和度检测设备和AVR32芯片,所述CF存储卡预先存储了四种肤色均值区间和四种血氧饱和度区间,所述血糖检测设备用于对被测人员的血糖数据进行检测,所述AVR32芯片将所述面部肤色检测设备和所述血氧饱和度检测设备的检测结果分别与所述CF存储卡的内容进行匹配,以分别确定被测人员的肤色等级和血氧饱和度等级。通过本发明,能够更准确地对被测人员的多个生理参数进行分析和预警。
首项权利要求:
[详细]一种应用于智能电表生产线的自动测试仪,所述测试仪包括CF存储卡、面部肤色检测设备、血糖检测设备、血氧饱和度检测设备和AVR32芯片,所述CF存储卡预先存储了四种肤色均值区间和四种血氧饱和度区间,所述血糖检测设备用于对被测人员的血糖数据进行检测,所述AVR32芯片将所述面部肤色检测设备和所述血氧饱和度检测设备的检测结果分别与所述CF存储卡的内容进行匹配,以分别确定被测人员的肤色等级和血氧饱和度等级;所述测试仪包括:CF存储卡,预先存储了预设比例系数、预设肤色权重、预设血氧饱和度权重、预设权衡下限阈值、预设权衡上限阈值和面部灰度范围,所述面部灰度范围用于将图像中的人体面部与背景分离,所述CF存储卡还预先存储了四种肤色均值区间和四种血氧饱和度区间,所述四种肤色均值区间分别对应四种肤色等级,所述四种血氧饱和度区间分别对应四种血氧饱和度等级;图像采集设备包括半球形透明罩、辅助照明子设备和CMOS摄像头,所述半球形透明罩用于容纳所述辅助照明子设备和所述CMOS摄像头,所述辅助照明子设备为所述CMOS摄像头的拍摄提供辅助照明,所述CMOS摄像头对被测人员面部拍摄以获得被测人员面部图像;面部肤色检测设备包括自适应递归滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备、肤色等级识别子设备和肤色提取子设备;所述自适应递归滤波子设备与所述CMOS摄像头连接,用于对所述被测人员面部图像采用自适应递归滤波处理,以滤除所述被测人员面部图像中的高斯噪声,获得自适应递归滤波图像;所述中值滤波子设备与所述自适应递归滤波子设备连接,用于对所述自适应递归滤波图像执行中值滤波处理,以滤除所述自适应递归滤波图像中的散射成分,获得中值滤波图像;所述尺度变换增强子设备与所述中值滤波子设备连接,用于对所述中值滤波图像执行尺度变换增强处理,以增强图像中目标与背景的对比度,获得增强图像;所述目标分割子设备与所述尺度变换增强子设备和所述CF存储卡分别连接,将所述增强图像中像素灰度值在所述面部灰度范围内的所有像素组成面部子图像,所述面部子图像从所述被测人员面部图像的背景处分离获得;所述肤色提取子设备与所述目标分割子设备连接,针对面部子图像,将其所有像素的亮度累加并除以其所有像素的数量以获得目标肤色均值;所述肤色等级识别子设备与所述肤色提取子设备和所述CF存储卡分别连接,将所述目标肤色均值与四种肤色均值区间匹配,输出匹配的肤色均值区间所对应的肤色等级作为目标肤色等级输出;酶电极传感器,包括参比电极、对极电极和工作电极三个电极,工作电极上固定有葡萄糖氧化酶,其中,当被测人员的被测血样滴落在工作电极的测试区域时,工作电极上固定的葡萄糖氧化酶与被测血样中的葡萄糖发生化学反应,工作电极上的响应电流与被测血样中的葡萄糖浓度呈线性关系;放大电路,与所述酶电极传感器连接,用于接收并放大工作电极上的响应电流;低通滤波器,与所述放大电路连接,用于接收并滤除响应电流中的高频成分;发光二极管,设置在被测人员手指指尖毛细血管位置,与光源驱动电路连接,用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号,交替发射红外光和红光;光源驱动电路,内置定时器,用于向所述发光二极管发送发光控制信号;光电转换器,设置在被测人员手指指尖上,位于所述发光二极管的相对位置,用于接收透射被测人员手指指尖毛细血管后的红外光和红光,并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号,以获得模拟红外光电流和模拟红光电流;电流电压转换电路,与所述光电转换器连接,用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换,以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压;信号放大器,与所述电流电压转换电路连接,用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大,以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压;信号检测电路,与所述信号放大器连接,包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路,用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分,以作为第一直流电压和第一交流电压输出,还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分,以作为第二直流电压和第二交流电压输出;模数转换器,与所述信号检测电路连接,用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换,以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压;血氧饱和度运算电路,与所述模数转换器连接,将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子,并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度,其中,血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系;AVR32芯片,与所述低通滤波器和所述CF存储卡分别连接,基于预设比例系数和滤波后的响应电流计算被测人员的血糖浓度,其中,预设比例系数为决定工作电极上的响应电流与被测血样中的葡萄糖浓度之间线性关系的比值;所述AVR32芯片还与血氧饱和度运算电路连接以获得血氧饱和度;所述AVR32芯片当所述血糖浓度在预设血糖上限浓度时,发出血糖浓度过高识别信号,当所述血糖浓度在预设血糖下限浓度时,发出血糖浓度过低识别信号;其中,所述AVR32芯片将计算获得的血氧饱和度与所述四种血氧饱和度区间进行匹配,将匹配成功的血氧饱和度区间所对应的血氧饱和度等级作为目标血氧饱和度等级;其中,所述AVR32芯片将目标肤色等级与预设肤色权重相乘,将目标血氧饱和度等级与预设血氧饱和度权重相乘,将两个乘积相加以获得总权衡值,当总权衡值小于等于预设权衡下限阈值时,发出血氧不足识别信号,当总权衡值大于等于预设权衡上限阈值时,发出血氧过量识别信号;自适应递归滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备、肤色等级识别子设备和肤色提取子设备分别采用不同的CPLD芯片来实现;无线通信接口,与所述AVR32芯片连接,用于无线发送血糖浓度过高识别信号、血糖浓度过低识别信号、血氧不足识别信号或血氧过量识别信号;所述无线通信接口为移动通信设备;所述移动通信设备为GPRS移动通信设备、3G移动通信设备或4G移动通信设备。
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