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상해시 보타구 기안로 88-6호
Shanghai Maoyu Science and Education Equipment Co., Ltd
개요
의학 전자 교육 기기 종합 실험 상자는 의학 전자 종합 교육 실험 플랫폼으로, 산업용 컴퓨터, 4비트 반정밀도 만용표, 50Msps 오실로스코프 및 신호 발생기를 내장하고, ARM Cortex-M3 개발 환경과 Arduino UNO를 통합한다.심전, 근전, 피부전기 등 생물전신호 채집과 여파처리를 지원하고 프로그래밍가능한 전기자극모듈 및 11종의 의학센서를 장착하여 생물의학공정, 의학전자기술 등 전문적인 신호처리, 임베디드식 개발과 의료기기 설계실습훈련에 적용한다.
제품 정보
（사진 참조)
1. 제품 개요
의학 전자 교육 기기 종합 실험 상자대학교의학전자, 생물의학공정, 전자정보 및 간호정보화 등 전문설계를 대상으로 하는 신세대 종합교수실험플랫폼이다.플랫폼은 전통적인 의학전자실험함이 아날로그회로만 지원하는 한계를 돌파하고 내장컴퓨터, 전문디지털계기, 내장식개발플랫폼과 다류형의 의학센서를 깊이있게 융합하여"아날로그 + 디지털 + 내장식"의 삼위일체의 완전한 교수생태를 구축한다.
적용 전공 및 과정：
적용 전문가 |
대응 핵심 과정 |
생물의학공학 |
생의학 신호처리, 의료기기 설계, 임베디드 시스템 개발 |
의학 전자 기술 |
아날로그 전자 회로, 의학 센서 원리, 디지털 신호 처리 |
전자 정보 공학 |
단편기 원리와 응용, 센서 기술, 신호와 시스템 |
간호정보화/의료기기 |
의료 설비 원리, 생명 징후 모니터링 기술 |
2. 내장형 올인원 컴퓨터
의학 전자 교육 기기 종합 실험 상자공업급 임베디드 컴퓨터를 표준으로 장착하여 전통적인 실험함의"반드시 외장형 컴퓨터"의 문제점을 해결한다.모든 프로그래밍 IDE, 상위기 소프트웨어, 데이터 분석 도구는 내장 컴퓨터에 사전 설치되어 있으며, 실험실은 컴퓨터 자원을 추가로 구성할 필요가 없다.
매개변수 |
규격 |
프로세서 |
x86 아키텍처, 2.16GHz의 기본 주파수, 원활한 작동 |
메모리 |
DDR3L 소디ム 4GB |
저장 |
솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 빠른 시스템 부팅, 안정적인 읽기 및 쓰기 |
디스플레이 |
14형 IPS 스크린, 1920 × 1080 해상도, 60Hz, 광시야각 고색준 |
USB 커넥터 |
1 × USB 3.0 + 3 × USB 2.0(마이크로컨트롤러 굽기, 주변 장치 연결) |
비디오 출력 |
1 × HDMI + 1 × VGA(프로젝터 또는 대형 화면으로 교실 프레젠테이션 용이) |
오디오 커넥터 |
헤드폰 커넥터 + 마이크 |
직렬 |
1×COM(RS-232, 직접 연결 직렬 장치) |
네트워크 |
2 × 기가비트 이더넷(캠퍼스 네트워크 + 실험 LAN 분리) |
무선 확장 |
2x안테나 커넥터, WiFi/Bluetooth 모듈 확장 지원 |
입력 장치 |
Bluetooth 무선 키보드 + 무선 마우스 표준 |
시스템 보호 |
자가 복구 복원 시스템, 클릭 한 번으로 출하 상태를 복원하여 바이러스 및 오작동을 효과적으로 방지 |
시작 방법 |
사전 준비 시간 단축을 위한 자동 전원 켜기 지원 |
3. 내장 계기 전문 디지털 계기
기기내장된 디지털 계기 다합일 디지털 계기, 4비트 반정밀도 만용표, 50Msps 디지털 오실로그래프와 신호 발생기가 일체화되어 3.5인치 터치스크린을 장착하여 전통적인 실험함에 분산된 저정밀도 측정 단위를 대체하여 학생들에게 전문급 계기 조작 체험을 제공한다.
계기 모듈 |
핵심 사양 |
교육 용도 |
디지털 만용표 |
4비트 반정밀도, 60000 계수, 5ppm 기준, TRMS 트루 유효치 직류/AC 전압 전류, 저항, 커패시터, 다이오드, 온도, 차단 |
비정현파 분석을 위한 TRMS 기능의 각 실험 노드 매개변수 정밀 측정 |
디지털 오실로그래프 |
10비트 ADC 샘플링, 50Msps 샘플링 속도, 10MHz 대역폭, 64Kpts 딥 스토리지 3.5인치 터치스크린 작동 |
실시간 관측 생리 신호 파형, 필터 효과, 마이크로컨트롤러 DAC 출력, 전기 자극 펄스 |
신호 발생기 |
내장형 다양한 파형 (정현/방파/삼각파 등) 주파수/폭 조절 가능 |
필터, 증폭기 실험을 위한 표준 테스트 신호 제공 |
설명: [대비] 내장 계기 정밀도 지표는 시장에서 흔히 볼 수 있는 실험함 내장 만용표 (±1%): 5ppm 기준 + TRMS 진짜 유효치를 훨씬 초과하여 높은 요구의 의학 신호 정밀 측정 교수 장면에 적합하다.
4. 임베디드 개발 플랫폼
이것은 이 플랫폼이 모든 동종 제품에 비해 가장 핵심적인 차별화 능력이다.플랫폼에는 ARM Cortex-M3 마이크로컨트롤러 마이크로컨트롤러 개발 환경과 Arduino UNO가 내장되어 있어 학생들이 직접 플랫폼에서 임베디드 프로그램의 작성, 컴파일, 굽기 및 디버깅 전 과정을 완료할 수 있으며 추가로 개발판을 구입할 필요가 없다.
자원 |
규격 |
실험 용도 |
프로세서 |
ARM 코텍스-M3, 72MHz |
내장형 실시간 제어, FreeRTOS 멀티태스킹 실험 |
저장 |
256KB 플래시, 48KB RAM |
전체 루틴 저장소, 다중 센서 병렬 데이터 캐시 |
ADC는 |
12비트 정밀도, 최대 1Msps, 8+ 채널 |
바이오텔레콤 디지털 수집, 센서 데이터 읽기 |
DAC는 |
12비트, 2채널 |
학생 프로그래밍을 통한 DDS 파형 생성 (오실로스코프 관측 검증) |
통신 버스 |
I2C×2, SPI×2, UART×3 |
모든 디지털 센서를 구동하여 내장 컴퓨터에 데이터 업로드 |
타이머 |
TIM1–TIM4，PWM/캡처 지원 |
정확도, 주파수 측정, PWM 제어 |
굽기 테스트 |
온보드 ST-Link V2, USB 직접 연결 내장 컴퓨터 |
외부 굽기 없이 클릭 한 번으로 프로그램 다운로드 |
GPIO 확장 |
전체 핀을 2.54mm 핀으로 끌어냄 |
듀폰선 실험과 호환되는 자유로운 연결 |
사전 설치된 개발 소프트웨어 (내장 컴퓨터)
소프트웨어 |
용도 |
Keil MDK / 마이크로컨트롤러 CubeIDE |
온라인 디버깅을 지원하는 마이크로컨트롤러 전문 개발 IDE(ST-Link를 통해) |
Arduino IDE는 |
Arduino 개발 환경, 원클릭 컴파일 굽기 |
상위기 |
센서 데이터 실시간 표시, FFT 스펙트럼 분석, CSV/Excel 데이터 내보내기 |
직렬 디버그 도우미 |
마이크로컨트롤러와 내장형 컴퓨터 직렬 통신 디버깅 |
전체 루틴 라이브러리 |
모든 센서 및 실험 모듈 덮어쓰기, 즉시 사용 가능 |
5. 생물전신호 채집과 처리
생물전신호 수집은 의학 전자 교육의 핵심 실험 내용이다.DICE-K850은 인체 심전(ECG), 근전(EMG), 뇌전(EEG) 및 피부전(GSR) 등 미약한 생체전기 신호를 직접 채취하고 내장형 오실로스코프를 통해 실시간으로 파형을 관측할 수 있는 전문가급 생체전기 신호증폭 전단회로를 갖췄다.
1. 생물전신번호 증폭모듈
매개변수 |
규격 |
코어 칩 |
심전채집모듈 심전채집모듈(내장증폭+필터) |
전압 이득 |
10-1000배 연속 조정 가능 |
주파수 대역폭 |
0.1Hz – 20kHz(EEG ~ EMG 전체 범위) |
공통 모드 억제 비율(CMRR) |
≥ 100dB(50Hz 작업 주파수 간섭을 효과적으로 억제) |
입력 임피던스 |
≥100M(피부 전극 접촉 임피던스에 영향을 주지 않음) |
입력 보호 |
TVS 튜브 + 흐름 제한 보호, 정전기 손상 방지 |
신호 출력 |
아날로그 출력 단자(내장형 오실로스코프) + 마이크로컨트롤러 ADC 동기화 수집 |
적용 신호 |
ECG 심전(심전채집모듈 채집), EMG 근전(근전채집모듈 채집), GSR 피부전기 |
설명: 전용 프런트엔드 확대가 필요한 이유는 무엇입니까?인체의 심신호는 약 1mV에 불과하며 내장계기 등 통용계기는 직접 측정할수 없다.계기증폭기 앞부분은 신호를 측정가능한 범위로 확대하는 동시에 ≥ 100dB의 CMRR로 환경전자기교란을 억제하여 파형이 뚜렷하도록 확보한다.
2. 유원 아날로그 필터 모듈
학생들이 아날로그 필터의 원리를 깊이 이해하고 마이크로컨트롤러 디지털 필터 (FIR/IIR) 와 실험을 비교할 수 있도록 네 가지 고전적인 소스 필터 회로를 구성한다.
필터 유형 |
전형적인 교학 응용 |
로우 패스 필터(LPF) |
EMG에서 고주파 노이즈 필터링, 유용한 생리 신호 유지 |
하이패스 필터(HPF) |
ECG 베이스라인 드리프트 제거(0.5Hz 이하 저주파 간섭 제거) |
대역 통과 필터(BPF) |
특정 주파수 대역 생리 신호 추출 (예: 뇌 전기 알파파 8 – 12Hz) |
대역 저항 필터(BEF) |
50Hz 작업 주파수 함몰파, 전력망 간섭 제거 |
6. 전기 자극 실험 모듈
프로그래밍 가능한 PWM 펄스 전기 자극 모듈을 구성하여 신경근육 전기 자극 원리 실험, 경피 전기 자극 (TENS) 파라미터 연구 및 전기 생리 교육 시연에 사용하며, 의학 대학의 생리학 실험 수요에 적합하다.
매개변수 |
규격 |
주파수 범위 |
1Hz – 150kHz，4단 자동 전환, 정밀도 약 2% |
펄스 공백 비율 |
0% – 100% 독립형 연속 조정 가능 |
자극폭 제어 |
PWM 폭, 연속적인 조절을 위한 실험용 조절식 전원 공급 장치(0-12V)로 제어 |
표시 |
LCD 액정 실시간 디스플레이 현재 주파수 및 점유 비율 매개변수 |
매개변수 기억 |
절전 저장, 재부팅 후 마지막 설정 복원 |
프로그램 제어 |
자동 자극 시퀀스를 위한 마이크로컨트롤러의 주파수 / 점유 비율 제어 |
보안 |
출력단 직렬 흐름 제한 보험, 최대 전류 제한, 내장 오실로스코프 실시간 모니터링 출력 파형 |
설명: [연동 실험] 마이크로컨트롤러 연동 실험: 학생 프로그래밍 제어 프로그래밍 가능한 PWM 펄스 모듈은 자동으로 자극 파라미터 (주파수 스캔/점유 비율 그라데이션) 를 변경하여"내장형 시스템 제어 의료 자극 기기"의 완전한 공정 실천 장면을 실현한다.
7, 11가지 의학 센서 기본 지원
장치 네이티브 통합 11종의 의학 및 환경 센서의 표준화 인터페이스는 바이탈 모니터링, 환경 감지, 운동 감지 등 여러 분야를 포괄한다.
1. 생명 징후류 센서
센서 |
측정 매개변수 |
인터페이스 |
일반적인 실험 |
표면 근전 표면 근전 센서 |
단일 채널 건전극근 전신호 |
아날로그 바이오메트릭 프런트엔드 ADC |
근전 채집, 제스처 식별 원형 |
Grove GSR 피부 센서 |
피부 저항/전도율(정서적 자극) |
아날로그 ADC |
피부전기와 심리적 스트레스 관계 실험 |
광전 혈중 산소 심박수 모듈 |
광전 용적 맥박파(PPG) 혈중 산소+심박수 |
I2C는 |
SpO2/HR 알고리즘 구현 및 검증 |
백금 저항 정밀 온도 센서 |
정밀온도 |
SPI는 |
체온 정밀 측정, 내장 계기와 비교 측정 |
전극 키트 |
체표심전(ECG) |
전극 생물 전기 전단 |
ECG 파형 수집 및 QRS 인식 |
2. 환경 및 특수 센서
센서 |
측정 매개변수 |
인터페이스 |
일반적인 실험 |
TVOC 가스 센서/TVOC/eCO2 가스 센서 |
TVOC/eCO2 대기 질 |
I2C는 |
실내 공기 품질 모니터링 시스템 |
TDS 수질 센서 |
용해성 고체(수질 검사) |
아날로그 ADC |
수질 검사 및 ADC 선형화 |
마이크로파 도플러 레이더 모듈 |
10.525GHz 모션 프로브, 디지털 시그널 출력 |
GPIO 디지털 입력 |
비접촉 운동 검측, 감응 거리 조절 실험 |
맥박 센서 |
광전 맥박파 |
아날로그 ADC |
맥률 측정 및 파형 분석 |
8. 전력 공급 및 안전 시스템
1. 다중 회로 독립 안정 전원 공급 장치
전원 회로 |
출력 사양 |
주요 용도 |
길 1 |
0 – 12V / 1A，연속 조정 가능 |
범용 실험 전력 공급 + PWM 전기 자극 폭 제어 |
길 2 |
0 – 24V / 1A，연속 조정 가능 |
고성능 시뮬레이션 회로 실험 |
길 3 |
고정 + 5V / 2A(USB-A 커넥터 포함) |
내장 계기 계기 전력 공급 + 센서 모듈 전력 공급 |
길 4 |
고정 + 3.3V / 1A |
마이크로컨트롤러 / Arduino 논리 회로 전용 |
2. 보안 설계
(1) 합선/과부하 자동 보호: 각 회로의 독립적인 보호, 트리거 후 자동 차단, 문제 해결 후 수동 복구
(2) 전기 자극 흐름 제한 보험: 출력단 직렬 흐름 제한 보호, 최대 전류 엄격히 제한
(3) 접지 보호: 접지 저항 ≤ 4º, 전체 절연 저항 ≥ 10M º
9. 실험 프로젝트 지원
1. 아날로그 회로 기초 실험
(1)연산 증폭기 특성 실험(반상/동상/차동 증폭기)
(2)액티브 로우 패스 / 하이 패스 / 대역 패스 / 대역 저항 필터 설계 및 주파수 테스트
(3)정류 안정 전원 회로 설계 및 파라미터 측정
(4)저항/용량/다이오드/삼극관 특성 종합측정
2. 생물전신호 실험
(1)심전기(ECG) 신호 수집, 증폭 및 파형 분석
(2)근전(EMG) 신호 수집 및 스펙트럼 분석
(3)피부전기(GSR)와 정서/스트레스 관계 실험
(4)신호 증폭 및 필터 종합 실험 심전기 수집 모듈 ECG 출력 능동 필터(LPF/HPF/BPF/함몰파) 내장 오실로스코프 대비 관측
3. 임베디드 개발 실험
(1)마이크로컨트롤러 GPIO/타이머/인터럽트 기초 실험
(2)마이크로컨트롤러 ADC 다중 채널 생리 신호 디지털화 수집
(3)마이크로컨트롤러 DAC + DDS 파형 프로그래밍 생성(오실로스코프 실시간 관측)
(4)I2C 버스: 혈중 산소 심박수 센서 혈중 산소 심박수 데이터 읽기 및 알고리즘 구현
(5)SPI 버스: 백금 저항 온도 모듈 백금 저항 정밀 온도 측정
(6)UART 직렬: 센서 데이터 실시간 업로드 내장 컴퓨터
4, 전기 자극 실험
(1)신경근육 전기 자극 원리와 파라미터 실험
(2)마이크로컨트롤러 직렬 프로그램화 제어 자극 시퀀스 (내장형 연동 실험)
(3)주파수-효과관계 연구(주파수 스캐닝 자동실험)
5. 다중센서융합실험(종합진급)
(1)다중 파라미터 생명 징후 동기화 모니터링 원형
(2)환경 품질 종합 모니터링 시스템
(3)운동 검측 및 감응 거리 조절 실험
(4)근전 제스처 식별 원형 시스템
