基于智能手機的育齡期女性基礎(chǔ)體溫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

鄧艷軍 童慧玲 梅秀峰 陳梅 張曉紅 趙治棟 杭州電子科技大學(xué) （杭州 310018）

基于智能手機的育齡期女性基礎(chǔ)體溫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

鄧艷軍 童慧玲 梅秀峰 陳梅 張曉紅 趙治棟 杭州電子科技大學(xué) （杭州 310018）

本文開發(fā)了集“臂戴式基礎(chǔ)體溫采集端”和“Android 系統(tǒng)智能手機助孕應(yīng)用端APP”一體的智能化女性助孕系統(tǒng)，旨在為女性懷孕和備孕提供一體化的解決方案。設(shè)計了腕式采集端測量基礎(chǔ)體溫，構(gòu)建了基于藍牙的信號無線傳輸方案，最后在智能手機端開發(fā)基礎(chǔ)體溫管理軟件APP，實現(xiàn)了動態(tài)繪制基礎(chǔ)體溫曲線和女性生理周期的自主管理。本文開發(fā)的系統(tǒng)實現(xiàn)了女性基礎(chǔ)體溫參數(shù)的實時監(jiān)測，并可指導(dǎo)最佳受孕時間，提高懷孕成功率。

育齡期女性 腕式采集端 基礎(chǔ)體溫管理

0.引言

對于女性來說，特別是數(shù)千萬育齡期女性白領(lǐng)，面對著工作、生活等各方面的問題，因此，制定科學(xué)的備孕計劃就顯得尤為重要。臨床上排卵期測定通常有B超、宮頸粘液法和基礎(chǔ)體溫的方法，其中 B 超可以較精確測定排卵期，但B超和宮頸粘液法需要在醫(yī)院進行。基礎(chǔ)體溫測定在臨床上常被用來判斷是否排卵、觀察卵巢功能，是育齡期女性用來開展計劃備孕最方便的手段之

一。基礎(chǔ)體溫測量是一個需要長期堅持的過程，通過基礎(chǔ)體溫高低溫變化曲線圖，有助于準確掌握排卵規(guī)律，推算排卵期， 把握最佳時機，提高受孕機率。

本文開發(fā)集“臂戴式基礎(chǔ)體溫采集端”和“Android 系統(tǒng)智能手機助孕應(yīng)用端APP”一體的智能化女性助孕系統(tǒng)，旨在為女性懷孕和備孕提供一體化的信息化服務(wù)。臂戴式采集端實現(xiàn)基礎(chǔ)體溫的高精度便利采集，符合用戶生活習(xí)慣和基礎(chǔ)體溫測量要求；在智能手機端開發(fā)APP軟件實現(xiàn)基礎(chǔ)體溫曲線動態(tài)繪制和女性生理周期的自主管理，根據(jù)記錄的基礎(chǔ)體溫及生理狀態(tài)，預(yù)測排卵，指導(dǎo)最佳受孕時間，也可以用來達到避孕的效果，為備孕計劃提供更加科學(xué)的參考。

1.基礎(chǔ)體溫采集終端設(shè)計

基礎(chǔ)體溫采集終端以CC2541芯片為主控芯片實現(xiàn)基礎(chǔ)體溫信號的采集、轉(zhuǎn)換、處理、發(fā)送，硬件電路的組成框圖如圖1所示。主要由溫度采集模塊、電源模塊、CC2541、濾波匹配電路及外圍電路組成。體溫采集模塊利用JP400體溫傳感器采集溫度，經(jīng)過放大和AD 轉(zhuǎn)換，計算出熱敏電阻阻值，然后轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過CC2541自帶的51 單片機暫存在FLASH 中，在需要的時候通過CC2541 內(nèi)部的藍牙電路、匹配濾波電路陶瓷天線發(fā)送到Android 手機。

1.1 基礎(chǔ)體溫測量電路

溫度測量模塊采用JP400系列智能體溫計，誤差小于±0.1度，能夠達到測量基礎(chǔ)體溫的要求；為了滿足測量終端可穿戴式的需求，溫度采集模塊摒棄了分壓法和恒流源法，采用惠斯通電橋測量傳感器的阻值。體溫測量電路如圖2所示。1.2藍牙通信技術(shù)

本文使用的是CC2541，該芯片是用于藍牙低功耗和2.4GHz應(yīng)用的真正系統(tǒng)級芯片，結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器、業(yè)界標(biāo)準的增強型8051微控制器、系統(tǒng)可編程閃存、8kB RAM和許多其他的強大的支持功能模塊。CC2541在功耗方面性能卓越，工作時接收電流為17.9mA（CC2540是19.6mA），比前一代的CC2540節(jié)省30%的發(fā)射功率和10%的接收功率，這個特點使CC2541非常適合對電池性能要求非常高的場合。本文采用了CC2541去耦和射頻布局的技術(shù)，利用約翰森芯片不平衡變壓器和約翰森芯片天線協(xié)助收發(fā)信號。

2.智能手機終端APP

本文以Android 系統(tǒng)的智能手機為手持終端，設(shè)計APP軟件，通過藍牙傳輸，實時接收基礎(chǔ)

體溫數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基礎(chǔ)體溫曲線動態(tài)繪制；以日歷的形式顯示每天的生理信息與基礎(chǔ)體溫，可直觀地查看以往的生理周期和排卵時間；自動預(yù)測下一次排卵日，結(jié)合基礎(chǔ)體溫曲線，幫助待孕準媽媽合理準備懷孕時間。系統(tǒng)主要功能包括：藍牙通信管理、基礎(chǔ)體溫管理和系統(tǒng)設(shè)置等。藍牙通信管理是指對智能手機端的藍牙通信功能的管理。藍牙通信服務(wù)模塊負責(zé)打開藍牙，搜索周圍藍牙，并根據(jù)目標(biāo)藍牙設(shè)備名自動連接?；A(chǔ)體溫管理完成動態(tài)繪制基礎(chǔ)體溫曲線并自主管理女性生理周期等。智能分析女性所處的周期，如經(jīng)期、安全期、易孕期等，以幫助目標(biāo)用戶懷孕，也可以用來達到避孕的效果。

界面共包括8個模塊，分別是注冊登錄模塊、主頁模塊、基礎(chǔ)體溫日歷模塊、基礎(chǔ)體溫曲線模塊、我的選項模塊、用戶功能選擇模塊、提醒與通知模塊以及其他模塊。其中主界面模型和測量界面模型如圖3和圖4所示。

對一志愿者連續(xù)測量基礎(chǔ)體溫，已有15天的數(shù)據(jù)，其中高溫有5天，周期平均體溫為36.7度，如圖5所示。

圖3. 主界面原型

圖4. 基礎(chǔ)體溫曲線界面原型

圖5. 基礎(chǔ)體溫測量曲線

3.結(jié)論

本文開發(fā)的女性基礎(chǔ)體溫檢測系統(tǒng)，在臂戴式測量模塊、移動智能終端、健康管理APP的配合下，在不妨礙使用者的日常生活和使用中的舒適性前提下，實現(xiàn)人體基礎(chǔ)體溫參數(shù)的實時監(jiān)測，并可預(yù)測并把握排卵時間，提高懷孕成功率。本系統(tǒng)使用方便，成本低廉，技術(shù)含量高、需求量大，具有廣闊的市場前景。

[1]智能基礎(chǔ)體溫計的設(shè)計與實現(xiàn)，李凡，莫然龍，姜猛，馬士杰，黎明等，電子世界，2015.21,19-21

[2]基礎(chǔ)體溫測量儀創(chuàng)新設(shè)計，張立，包裝工程，2009.01,144-146

A System Design of Childbearing Age Women Basal Body Temperature Monitoring Based on Smartphone

DENG Yan-jun TONG Hui-ling MEI Xiu-feng CHEN Mei ZHANG Xiao-hong ZHAO Zhi-dong Hangzhou University of Electronic Science and Technology (Hangzhou 310018)

The paper developed a kind of intelligent system of women assisted reproduction with the integration of ”Arm wearing on the basal body temperature acquisition” and “Android smartphones for assisted reproduction application side APP”.Aiming to provide a integration of solution for pregnant women and pregnancy. We design the wrist acquisition side to measure basal body temperature and build signal wireless transmission scheme based on NFC technology and Bluetooth. Finally developing the basal body temperature management software APP based on the smartphone and achieving the dynamic basal body temperature curve drawing and the female physiological cycles of autonomous management. In this paper, the developed system has achieved the real-time monitoring of women basal body temperature parameters. It also can guide the best pregnant time and improve the success rate.

childbearing age women, wrist acquisition side, basal body temperature management

1006-6586(2016)08-0063-03

R197.324

A

2016-05-31

浙江省科技廳公益技術(shù)研究工業(yè)項目資助（編號：2014C31085）。