缓解失眠症穴位按摩保健仪设计

李运达，朴顺姬 ＊，师宇轩 ，马慧彬，3

（1.佳木斯大学信息电子技术学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.黑龙江大学电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080；3.佳木斯大学整合医学研究院，黑龙江 佳木斯 154007）

0 引言

目前治疗失眠症的方法有心理疗法、生态极负离子疗法、药物疗法等。现有疗法的主要问题大致包括以下几点：心理疗法不能做到随时随地地治疗，并且要在专业的心理咨询师的指导下进行，不但有时间的局限性，还需要长期的心理疏导才能有效果；生态极负离子疗法不能做到广泛使用；药物疗法对患者身体有一定的副作用，患者在长时间服药后可能对其产生依赖并积蓄后遗症。缓解失眠症穴位按摩保健仪相比于其他治疗方法具有随时随地都可以开始治疗，不受时间空间局限；设计简单小巧，便于携带；对使用者身体几乎没有副作用；成本低；抗干扰性好等优势。按摩保健仪的设计规避了大部分现有治疗方法的弊端。按摩保健仪将多学科科学可靠地相结合，如现代电子学、磁疗学和传统的中医经络学。按摩保健仪的原理就是把电磁性触头作为一个传导载体，使特定频率的电流通过，达到刺激穴位的效果。按摩保健仪可以模拟针灸、磁疗、电疗等多种模式。它既可以疏通经络，也可以缓解疲劳，同时也可用于缓解和改善失眠等症状。缓解失眠症穴位按摩保健仪将会使失眠症的治疗更加的广泛和便捷[1-3]。

1 缓解失眠症穴位按摩保健仪总体设计概述

与传统电磁式按摩器相比较，缓解失眠症穴位按摩保健仪在内部结构上有较大的不同。传统电磁式按摩器根据电磁感应原理，通过改变电流大小、磁场强弱等方式等方式调节按摩强度。而缓解失眠症穴位按摩仪以AT89C52单片机为控制器控制内部各个模块。相比于传统电磁式按摩器而言，缓解失眠症穴位按摩保健仪更加符合时代需求。

缓解失眠症穴位按摩保健仪总体结构如图1所示。电源模块向AT89C52单片机和电机驱动模块提供工作电压。电机驱动模块和可调脉冲模块是由按键模块通过单片机控制的。显示模块显示当前执行的功能信息。USB接口电路模块和蓝牙模块将按摩保健仪与手机端相连接[4-6]。

2 硬件设计

2.1 缓解失眠症穴位按摩保健仪内部模块电路设计

通过Altium Designer绘制缓解失眠症穴位按摩保健仪内部模块电路图如图2所示。

（1）单片机最小系统电路。缓解失眠症穴位按摩保健仪选用性价比较高的ATMEL单片机AT89C52作为主控器。AT89C52属于CMOS8位单片机，它具有高性能和低功耗的优势，AT89C52内含有只读程序存储器和随机存取数据存储器。读程序存储器内存为8k bytes，并且可以反复擦写；随机存取数据存储器的内存为256 bytes。选择AT89C52主要是因为它具有以下特性：储存空间大，避免了因为存储空间不足而进行的存储器扩展，方便设计工作的同时也减少了因扩展而增加的成本价格；功能完善，兼容MCS51指令系统；成本低，AT89C52在集成了许多功能的同时价格便宜，性价比高；低功耗[7]。

（2）电机驱动电路。电机驱动电路由直流电机和电机驱动芯片组成。直流电机操作简单，成本较低，稳定性好。电机驱动芯片使用L298，电机驱动芯片是单片机与直流电机中间的过度链接，单片机输出的信号通过电机驱动芯片加载到直流电机上驱动其运行。单片机I/0口要与电机驱动芯片的输入脚相连，当单片机P2.6=0，P2.7=1时，一个电压差由电机驱动芯片输出，可以使直流电机向一个方向旋转；当单片机P2.6=1，P2.7=0时，一个相反的电压由电机驱动芯片输出，使电机向相反的方向转动。

一片电机驱动芯片L298可同时控制两个直流减速电机做不同动作，并且具有过热自断和反馈检测功能。L298N操作简单、稳定性好，可以满足直流电机的大电流驱动条件[8]。

（3）可调脉冲电路。使用运算放大器搭建占空比可调电路，占空比可调频率不变，一个周期内高电平占总周期的比例可调，通过改变RC取值达到中频，RC取值影响频率[9]。占空比根据电容上电压和输出电压波形计算，当u0=±Uz时，通过公式一计算两个时间常数τ1和τ2。将时间常数与电阻值带入进公式二解出T1和T2，相加得到T，T1和T的比值就是占空比。占空比可调指频率不变，一个周期内高电平占总周期的比例可调，通过改变RC取值达到中频，RC取值影响频率。

中频脉冲电流是无正负极之分的交流电流，不会产生电解作用，不引起使用者组织的化学损伤；中频脉冲的频率较高，而人体的阻抗较小，所以可使用较大电流量；对于感觉神经的刺激比较小，使用者更佳易于接受[10]。

（4）蓝牙电路。蓝牙模块选用HC-08。单片机与蓝牙模块之间接收数据使用串口通信。HC-08是主从一体化的蓝牙串口模块，供电电压3.3～3.6V，主从指令切换，指令与其他同类产品相比较少，使用简单，适用于更多型号和系统的手机。

2.2 缓解失眠症穴位按摩保健仪工作流程

开始使用缓解失眠症穴位按摩保健仪时，第一步连接单片机与手机端，第二步，按下选择按键，单片机接受并处理信息。当数码管显示电路显示1时单片机控制可调脉冲模块发出脉冲电流，传导至热电磁性触头达到针灸的效果；当数码管显示电路显示不为1时，单片机控制电机驱动芯片，直流电机在控制下改变转速起到按摩的效果。按摩保健仪到达规定时间的运转后会在手机端提示是否关闭按摩保健仪，关闭就结束运转，不关闭就返回选择按摩保健仪运转模式选项。

3 结语

缓解失眠症穴位按摩保健仪结构简单，内部单片机AT89C52功能完善具有良好的控制效果，低成本，低功耗，稳定性好。电机驱动模块、可调脉冲模块、USB接口电路模块、蓝牙模块等材料易得，价格便宜，程序设计简单，稳定低耗，不受限制。由此看来缓解失眠症穴位按摩保健仪以操作简单，功能实用，价格低廉等优势，可以被大众广泛接受。