本發(fā)明涉及一種腸道檢測一體化芯片，特別涉及一種腸道檢測一體化芯片及其實現方法。

背景技術：

隨著SOC芯片技術的迅速發(fā)展,物聯(lián)網技術越來越重要,特別是健康類的物聯(lián)網芯片的需求越來越大。但是目前制約醫(yī)療物聯(lián)網芯片設備的一個重要問題是所有的設備和基礎芯片都還依賴于傳統(tǒng)的物理電氣，比如電源插座,調試插座等,用于連接進行信息交換和電源充電等應用,因此設備無法工作與惡劣的液體中或者其他惡劣環(huán)境中。

經檢索，目前對醫(yī)療設備芯片的研究多致力于功能上的，少有將芯片直接置于人體腸道等不良環(huán)境的應用研究，所以本發(fā)明提出一種一體化的腸道健康檢測芯片,整個芯片沒有任何對外的物理電氣連接接口,不需要外部的印刷電路板即可單芯片獨立工作,通過無線完成充電和通信,可以使芯片工作于水中人體中等原來電子設備完全無法工作的環(huán)境中,極大的提高了物聯(lián)網芯片的應用場景范圍。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題，在于提供一種腸道檢測一體化芯片及其實現方法，整個芯片沒有任何對外的物理電氣連接接口，不需要外部的印刷電路板即可單芯片獨立工作，通過無線完成充電和通信，可以使芯片工作于水中人體中等原來電子設備完全無法工作的環(huán)境中，極大的提高了物聯(lián)網芯片的應用場景范圍。

本發(fā)明一體化芯片是這樣實現的：一種腸道檢測一體化芯片，包括封裝為一體的腸道檢測傳感器、ADC轉換單元、CPU、藍牙控制電路、藍牙天線、電池、無線充電線圈以及電源管理電路；所述腸道檢測傳感器、ADC轉換單元、CPU、藍牙控制電路以及藍牙天線依次連接；所述電池、無線充電線圈分別連接電源管理電路，且封裝后的芯片表面不留任何電氣接口。

本發(fā)明一體化芯片的實現方法是這樣實現的：一種腸道檢測一體化芯片的實現方法，包括：

S1、在芯片硅片上設置ADC轉換單元、CPU、藍牙控制電路以及電源管理電路；并在芯片硅片外設置腸道檢測傳感器、電池、無線充電線圈以及藍牙天線；且所述腸道檢測傳感器、ADC轉換單元、CPU、藍牙控制電路以及藍牙天線依次連接；所述電池、無線充電線圈分別連接電源管理電路；

S2、對芯片的芯片硅片、腸道檢測傳感器、電池、無線充電線圈以及藍牙天線進行一體化封裝，且封裝后的芯片表面不留任何電氣接口。

進一步的，本發(fā)明芯片及其實現方法中，

所述腸道檢測傳感器包括溫度傳感器、酸堿度傳感器以及至少一種腸道病原菌傳感器，所述溫度傳感器、酸堿度傳感器以及腸道病原菌傳感器均連接所述ADC轉換單元。

所述電源管理電路進一步包括充電檢測單元、穩(wěn)壓電路、第一通路選擇單元、第二通路選擇單元以及供電網絡單元；所述無線充電線圈分別連接充電檢測單元和穩(wěn)壓電路；所述充電檢測單元分別連接第一通路選擇單元和第二通路選擇單元；所述穩(wěn)壓電路分別連接第一通路選擇單元和第二通路選擇單元；所述電池、第一通路選擇單元、第二通路選擇單元以及供電網絡單元依次連接。

所述ADC轉換單元、CPU、藍牙控制電路以及電源管理電路均設在芯片硅片上；所述電池設置為電池板；所述無線充電線圈設置為無線充電線圈膜或板；所述藍牙天線設置為藍牙天線膜或板；

所述一體化芯片的封裝方式為下述的任何種：

(1)、所述腸道檢測傳感器、藍牙天線膜或板、芯片硅片、電池板、無線充電線圈膜或板自上而下依次堆疊在一基板上并通過絕緣膠粘接固定，且所述腸道檢測傳感器和芯片硅片之間，藍牙天線膜或板和芯片硅片之間，所述芯片硅片和電池板之間，所述電池板和無線充電線圈膜或板之間，無線充電線圈膜或板和基板之間，以及芯片硅片和基板之間分別通過焊接線焊接后形成電氣連接；

(2)、所述腸道檢測傳感器、藍牙天線膜或板、芯片硅片、電池板和無線充電線圈膜或板平鋪分布在一基板的正表面并通過絕緣膠粘接固定，且分別與基板通過焊接線焊接后形成電氣連接；

(3)、所述腸道檢測傳感器、藍牙天線膜或板、芯片硅片、電池板自上而下依次堆疊并通過絕緣膠粘接固定在一基板的正面，所述無線充電線圈膜或板則粘接固定在基板的背面；所述腸道檢測傳感器和芯片硅片之間，藍牙天線膜或板和芯片硅片之間，所述芯片硅片和電池板之間，所述電池板和基板之間，無線充電線圈膜或板和基板之間，以及芯片硅片和基板之間分別通過焊接線焊接后形成電氣連接；且基板上設有金屬過孔以連通基板的正面和背面的信號。

所述一體化芯片封裝后的形狀為膠囊形或扁平圓柱體，或是球狀體。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明一體化的腸道健康檢測芯片設計，通過無線方式完成充電和對外通信，不需要外部的印刷電路板即可單芯片獨立工作；

(2)且體積可以做得非常小，利于在腸道內工作；

(3)整個芯片沒有任何對外的物理電氣連接接口，可以使芯片工作于水中人體中等原來電子設備完全無法工作的環(huán)境中，不受腸道內的不利環(huán)境影響，極大的提高了物聯(lián)網芯片的應用場景范圍。

附圖說明

下面參照附圖結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明腸道檢測一體化芯片的電路原理示意圖。

圖2為本發(fā)明腸道檢測一體化芯片的一種封裝方式結構示意圖。

圖2a為圖2的前視結構示意圖。

圖3為本發(fā)明腸道檢測一體化芯片的另一種封裝方式結構示意圖。

圖3a為圖3的前視結構示意圖。

圖4為本發(fā)明腸道檢測一體化芯片的再一種封裝方式結構示意圖。

圖5和圖6為本發(fā)明腸道檢測一體化芯片的外觀結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發(fā)明的腸道檢測一體化芯片，包括封裝為一體的腸道檢測傳感器1、ADC轉換單元2、CPU、藍牙控制電路3、藍牙天線4、電池5、無線充電線圈6以及電源管理電路7；所述腸道檢測傳感器1、ADC轉換單元2、CPU、藍牙控制電路3以及藍牙天線4依次連接；所述電池、無線充電線圈分別連接電源管理電路，且封裝后的芯片表面不留任何電氣接口。

所述ADC轉換單元2、CPU、藍牙控制電路3以及電源管理電路7均設在芯片硅片100上；所述腸道檢測傳感器1、電池5、無線充電線圈6以及藍牙天線4設在芯片硅片100外并與芯片硅片100一封裝為一體。

其中，所述腸道檢測傳感器1包括溫度傳感器11、酸堿度傳感器12以及至少一種腸道病原菌傳感器13，所述溫度傳感器11、酸堿度傳感器12以及腸道病原菌傳感器13均連接所述ADC轉換單元2。

上述各電路單元的功能如下：

所述溫度傳感器11負責監(jiān)測腸道內的溫度信息,并把溫度模擬信號送往ADC轉換單元；

所述酸堿傳感器12負責檢測腸道內的酸堿度信息,并把酸堿度模擬信號送往ADC轉換單元；

所述腸道病原菌傳感器13(包含各種可以檢測腸道細菌的傳感器)負責檢測腸道內的各種病原菌信息，并把病原菌模擬信號送往ADC轉換單元。

所述ADC轉換單元2負責將各路的模擬信號轉換為數字信號然后送往CPU進行處理；

所述CPU負責芯片的程序處理,包括數據處理和通信控制,會將腸道檢測傳感器1各項的數據送往藍牙控制電路3,同時可以接收藍牙控制電路3輸入的藍牙接受信息進行處理；

所述藍牙控制電路3負責進行藍牙數據發(fā)送和接收,藍牙發(fā)送是指接受CPU傳來的待發(fā)送數據經過藍牙調制后發(fā)送到藍牙天線4,藍牙接收是指接受藍牙天線4輸入的信號進行解調成為數字信號后發(fā)送給CPU進行處理；

所述藍牙天線4負責發(fā)送和接收藍牙無線信號；

所述電池5負責為整個芯片提供電源；

所述無線充電線圈6負責對電池5進行無線充電；

所述電源管理電路7用于檢測電池5的工作狀態(tài)，并控制無線充電線圈6是否對所述電池5的進行充電。

而所述電源管理電路7進一步包括充電檢測單元71、穩(wěn)壓電路72、第一通路選擇單元73、第二通路選擇單元74以及供電網絡單元75；所述無線充電線圈6分別連接充電檢測單元71和穩(wěn)壓電路72；所述充電檢測單元71分別連接第一通路選擇單元73和第二通路選擇單元74；所述穩(wěn)壓電路72分別連接第一通路選擇單元73和第二通路選擇單元74；所述電池5、第一通路選擇單元73、第二通路選擇單元74以及供電網絡單元75依次連接。

其中，

所述充電檢測單元71負責監(jiān)測無線充電線圈6是否處于充電狀態(tài),

(1)、如果處于充電狀態(tài)則控制第一通路選擇單元73選通穩(wěn)壓電路72到電池5的充電通路,同時選通穩(wěn)壓電路72到供電網絡單元75的供電通路，讓無線充電線圈6對電池5進行充電同時提供芯片的供電工作；

(2)、如果無線充電線圈6沒有處于充電狀態(tài)，則控制第一通路選擇單元73、第二通路選擇單元74選通電池5到供電網絡單元75的通路,讓電池5完成供電工作。

所述穩(wěn)壓電路72負責對充電線圈輸入的電源能量進行穩(wěn)壓處理,然后將穩(wěn)壓后的電能輸出到電池5進行充電,同時輸出到芯片的供電網絡單元75提供芯片的供電工作。

如圖1至圖4所示，基于上述一體化芯片，本發(fā)明還提供一種腸道檢測一體化芯片的實現方法，包括下述步驟：

S1、在芯片硅片上設置ADC轉換單元2、CPU、藍牙控制電路3以及電源管理電路7；并在芯片硅片100外設置腸道檢測傳感器1、電池5、無線充電線圈6以及藍牙天線4；且所述腸道檢測傳感器1、ADC轉換單元2、CPU、藍牙控制電路3以及藍牙天線4依次連接；所述電池5、無線充電線圈6分別連接電源管理電路7；

S2、對芯片的芯片硅片100、腸道檢測傳感器1、電池5、無線充電線圈6以及藍牙天線4進行一體化封裝，且封裝后的芯片表面不留任何電氣接口，但所述腸道檢測傳感器1的檢測部分裸露于封裝體300的表面。其外觀形狀為膠囊形(如圖2)或扁平圓柱體(如圖3)，或是球狀體(未圖示)，易于吞服。

本發(fā)明在具體實現時，可將所述電池5設置為電池板500；將所述無線充電線圈6設置為無線充電線圈膜或板600；將所述藍牙天線4設置為藍牙天線膜或板400；

然后以下述的任何一種封裝方式進行封裝：

(1)、如圖2和圖2a所示，所述腸道檢測傳感器1、藍牙天線膜或板400、芯片硅片100、電池板500、無線充電線圈膜或板600自上而下依次堆疊在一基板200上并通過絕緣膠粘接固定，且所述腸道檢測傳感器1和芯片硅片100之間，藍牙天線膜或板400和芯片硅片100之間，所述芯片硅片100和電池板500之間，所述電池板500和無線充電線圈膜或板600之間，無線充電線圈膜或板600和基板200之間，以及芯片硅片100和基板200之間分別通過焊接線焊接后形成電氣連接。

(2)、如圖3和圖3a所示，所述腸道檢測傳感器1、藍牙天線膜或板400、芯片硅片100、電池板500和無線充電線圈膜或板600平鋪分布在一基板200的正表面并通過絕緣膠粘接固定，且分別與基板200通過焊接線焊接后形成電氣連接。

(3)、如圖4所示，所述腸道檢測傳感器1、藍牙天線膜或板400、芯片硅片100、電池板500自上而下依次堆疊并通過絕緣膠粘接固定在一基板200的正面，所述無線充電線圈膜或板600則粘接固定在基板200的背面；所述腸道檢測傳感器1和芯片硅片100之間，藍牙天線膜或板400和芯片硅片100之間，所述芯片硅片100和電池板500之間，所述電池板500和基板200之間，無線充電線圈膜或板600和基板200之間，以及芯片硅片100和基板200之間分別通過焊接線焊接后形成電氣連接；且基板200上設有金屬過孔201以連通基板200的正面和背面的信號。

再如圖5和圖6所示，所述一體化芯片封裝后的形狀為膠囊形(如圖5)或扁平圓柱體(如圖6)，或是球狀體(未圖示)，易于吞服。所述溫度傳感器11、酸堿度傳感器12以及至少一種腸道病原菌傳感器13的檢測部分均裸露于封裝體300的表面。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是熟悉本技術領域的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本發(fā)明的權利要求所保護的范圍內。