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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711006461.X (22)申请日 2017.10.23 (71)申请人 天津奔奇科技发展有限公司 地址 300072 天津市南开区卫津路天津大 学6村26楼1606号 (72)发明人 戴品忠戴路 (51)Int.Cl. A61N 5/06(2006.01) (54)发明名称 用基因编码控制调光玻璃透光率的生物反 馈装置 (57)摘要 一种利用存贮在微处理器U1中的基因编码 序列控制调光玻璃P透光率， 使采光窗具有养生 保健功能的生物反馈型医疗器械， 程序中所提取 与各。
2、碱基A， G， T， C对应的控制电压被转换为按基 因编码量化的时段， 经光耦双向可控硅U4使 500Hz逆变器T对调光玻璃泵浦， 在微处理器每个 周期性重复的中断中， 电子窗帘的开放占空比随 基因编码各有不同， 使透射光携带健康人特定基 因编码信息。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 107754095 A 2018.03.06 CN 107754095 A 1.一种由调光玻璃、 太阳能电池驱动的控制线路板和相应的软件系统构成的， 利用基 因编码序列控制调光玻璃透光率， 使采光窗具有养生保健功能的生物反馈型医疗器械， 其 特征在于， 将健康人特定的DNA片段中的碱基对编码， 按腺嘌。
3、呤(A)、 胞嘧啶(C)、 鸟嘌呤(G) 和胸腺嘧啶(T)四种碱基的分子量表示的量化权重存放在微处理器的flash存贮单元中， 微 处理器的程序系统设计得使其每0.1秒发生一次中断， 在每次中断过程中， 将存贮在Flash 中的量化基因编码依次提取， 形成相应的激励调光玻璃的控制电压， 使室内采光中携带了 健康人DNA信息。 2.根据权利要求(一)所述的生物反馈型医疗器械， 其特征在于， 对调光玻璃激励的控 制电压通过具有比较电压输入端的单稳电路转换为按基因编码序列量化的时段， 该比较电 压来自DAC0端的D/A转换寄存器输出的模拟电压， 经二极管D3连接到运算放大器U2反向输 入端， U1的。
4、P0.0在初始化程序中已设置为输出端口I/Oa， 由程序指令输出带上升沿的单稳 触发脉冲， 经C1， R2构成的微分电路， 触发单稳电路U2的准稳态过程(微分电路时间常数远 小于最小的单稳电路生成的方波宽度20mS)， U2输出端产生负向跳变， 使C2经R3， R4的并联 电路充电， U1同向端电压呈指数曲线上升， 当该同向端电压大于DAC0输出的比较电压时， 单 稳的准稳态结束， U2输出稳定的高电平， 完成与比较电压数值相应的脉冲宽度转换过程， C2 充电过程的非线性特性， 使单稳输出脉冲宽度与DAC0输出的比较电压也非线性关系， 为得 到对应各碱基的单稳输出方波宽度， 通过试验可得到相应。
5、的比较电压数值， 用来决定程序 代码中， 表达各碱基的代码数值， 在每次中断中， 按基因编码量化权重， 电子窗帘的开放占 空比各有不同， 从而使透射光携带健康人特定基因编码信息。 3.根据权利要求(一)所述的生物反馈型医疗器械， 其特征在于， 在该调光玻璃上开辟 一块约占总面积1/20的无调光膜的全透明区， 用于贴敷薄膜型太阳能光电池板， 其产生的 6V电能除降压后为微处理器及外围电路供电外， 在单稳生成方波的时段内， 通过光耦双向 可控硅U4使500Hz逆变器T对调光玻璃泵浦， 完成每次中断中调光玻璃由暗到透的激励过 程。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107754095 A 2 用基因。
6、编码控制调光玻璃透光率的生物反馈装置 技术领域 0001 本发明涉及一种利用基因编码序列控制调光玻璃透光率， 使采光窗具有养生保健 功能的装置， 属于生物反馈型医疗器械。 技术背景 0002 中国传统医学把生命的存在和运动概括为 “精、 气、 神” 。 精乃精华、 精髓之意， 是生 命之本， 是物质存在。 现代医学证明， 一个精子或卵子细胞， 虽不构成完整生命体， 却携带全 部遗传基因， 是生命的精华所在， 即决定生命体在宏观和微观上形态、 结构和功能， 由DNA分 子结构所组成的基因编码。 气的涵义是 “气流” 、“气息” 之意， 它表明人体内存在复杂的信息 传递过程和通道。 中医之所谓 “。
7、正气内存， 邪不可干； 邪之所奏， 其气必虚” ， 不仅辩证地论述 了内因和外因的关系， 更揭示了人体内信息传递的事实及其重要作用。“神” 则意指 “神情” 、 “神态” ， 既表示控制中枢和意念的活动， 又反映各生理参数的表象及自我感觉。 一个人被先 天赋予的健全的精华不是一种简单静止的客观存在， 而是包含着复杂的检测与调整的控制 过程。 在此控制过程中， 要受到各种外来因素的作用和干扰， 并以特定的输出影响环境， 稳 定是相对的， 在不稳定中通过调节达到稳定才是健康的生命状态。 作为中医治病和养生的 调节阴、 阳平衡的学说， 正是这一客观过程的体现。 0003 古今中外有许多通过人为干预实。
8、现养生治病的案例， 无论是通过气功外气还是催 眠师的诱导， 都推定为信息传递的结果， 是气功师或催眠师将自身特定的基因编码， 通过通 常认为是经调制的红外光传递到被施功者， 干预了被施功者的信息流通和控制过程。 然而， 由于施功者功力良莠不齐， 且属于不可复制的稀缺资源， 成为信息医学的瓶颈。 0004 本发明的目的在于， 找到一种技术方法， 利用被调制的太阳光作为传递健康人DNA 信息的载体， 使生活在被此阳光照射室内的人员接受健康人DNA信息的反馈， 达到养生保健 和治疗疾病的效果。 0005 本发明的实质在于， 将健康人特定的DNA片段(例如哺乳动物的每一细胞中至少有 100万个基因。 。
9、但其中极大部分为重复序列， 而非重复的序列中， 编码肽链的基因估计不超 过10万个。 )中的碱基对编码， 按腺嘌呤(A)、 胞嘧啶(C)、 鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)四种碱基 的分子量(或电泳迁移率)表示的量化权重存放在微处理器的flash存贮单元中， 在微处理 器时钟作用下， 依次提取， 经D/A转换后， 成为控制调光玻璃透光率的模拟电压， 则室内采光 中携带了健康人DNA信息。 发明内容 0006 本发明在结构上分为三部分， 即机体部分、 软件部分和电气部件。 0007 1.机体部分 0008 本发明的机体是一个替代建筑物采光窗玻璃的调光玻璃(市售产品)， 其阳光透射 率由加在电气输入端。
10、的交流电压控制， 公知的技术手段是该控制电压相对稳定不变， 使之 成为可开关的电子窗帘。 本发明中该控制电压被转换为按基因编码序列量化的时段， 在每 说明书 1/4 页 3 CN 107754095 A 3 次中断中， 按基因编码量化权重， 电子窗帘的开放占空比各有不同， 从而使透射光携带健康 人特定基因编码信息。 在该调光玻璃上开辟一块约占总面积1/20 的无调光膜的全透明区， 用于贴敷薄膜型太阳能光电池板， 为电气部件供电。 0009 2.软件部分 0010 本发明的软件框图如图1所示。 在微处理器初始化中， 配置某定时器为自动重装载 方式， 且按所选时钟频率计算得出定时器初值并保存在相应。
11、寄存器， 确保每0.1秒发生中 断。 与此同时， 启动数模(D/A) 转换器DAC数据更新， 并清零单稳触发端(此处所指单稳是一 个电压-脉冲宽度转换电路， 后详述)。 0011 在中断子程序中， 主要执行的指令为MOVC A， A+PC， 即将存贮在Flash中的基因代 码字节送往累加器， 作为D/A转换的依据， 并得以D/A转换寄存器输出的模拟电压更新。 在中 断子程序的开始， 还依单稳触发端置位， 启动电压一脉冲宽度转换电路。 与更新的D/A转换 器输出的模拟电压相应宽度的方波， 在单稳电路输出端生成。 该方波的后沿， 因被I/O口线 I/Ob检测到， 经适当延时， 又使单稳触发端所在I。
12、/O 口线I/Oa再次清零， 准备进行下一次电 压-脉冲宽度转换。 0012 根据DNA碱基分子量： A-313.23， T-304.2， C-289.18， G-329.21， 归一化处理后， 取 其立方值做为基因编码权重， 得出： D/A转换器输出的模拟电压转换后， 单稳输出方波宽度 分别为： A-26mS， T-23mS， C-20 mS， G-30mS。 由于调光玻璃由暗到透的上电激发时间小于 5mS， 由透到暗的液晶无序还原时间小于50mS， 在每次中断(100mS)中， 可完成按基因编码顺 序调节的透光过程。 0013 受到指令MOVC A， A+PC中地址偏移量最大为256的限制。
13、， 读取基因编码的顺序由 地址偏移量指针RO 决定， 当R0递增至零(256)时， 读取基因编码被指向下一个256个编码区 块， 直到提取编码至最后的区块， 循环往复。 0014 3.电气部件 0015 本发明的电气部件是以微处理器最小系统为主体的控制电路板， 采用具有64K bytes闪烁存贮器(用于固化程序指令和基因编码)的新一代单片微型计算机。 包括微处理 器初始化、 编码提取， 延时和D/A转换等指令所占存贮器空间不足1Kb bytes， 其余63K bytes的存储空间全部用来写入经量化的基因编码。 按基因编码提取率10次/秒计算， 当基 因编码写满存贮空间时， 每约100分钟循环一。
14、次， 反复无限。 0016 控制电路板的供电电源由前述薄膜型太阳能光电池提供。 无需充电电池， 日落后 该电路板停止工作， 调光玻璃处在不透明的关断状态。 0017 本发明电气部件原理图如图2所示。 0018 微处理器U1接入12MHz晶振(CRYSTAL)， D/A转换寄存器输出的模拟电压自DACO端 输出， 做为电压一脉冲宽度转换单稳的比较电压， 经二极管D3连接到运算放大器U2反向输 入端。 U1的P0.0在初始化程序中已设置为输出端口I/Oa， 由程序指令输出带上升沿的单稳 触发脉冲， 经C1， R2构成的微分电路， 触发单稳电路U2的准稳态过程(微分电路时间常数远 小于最小的单稳电路。
15、生成的方波宽度20mS)。 在I/Oa 触发脉冲作用下， U2输出端产生负向 跳变， 使C2经R3， R4的并联电路充电， U1同向端电压呈指数曲线上升。 当该同向端电压大于 DACO输出的比较电压时， 单稳的准稳态结束， U2输出稳定的高电平， 完成与比较电压数值相 应的脉冲宽度转换过程。 C2充电过程的非线性特性， 使单稳输出脉冲宽度与DACO输出的比 说明书 2/4 页 4 CN 107754095 A 4 较电压也非线性关系。 为得到前述对应各碱基的单稳输出方波宽度， 通过试验可得到相应 的比较电压数值， 用来决定程序代码中， 表达各碱基的代码数值。 0019 U3构成反向器， 其输出。
16、经限流电阻R5被连接到光耦可控硅双向开关U4 YLP181GB 的发光管输入端， 在正向方波驱动下， 使调光玻璃P受到500Hz逆变器T泵浦， 完成在单稳产 生脉宽的时段内， 调光玻璃由暗到透的激发转换。 0020 500Hz逆变器T是由公知技术构成的电气部件， 靠前述在调光玻璃上开窗的太阳能 电池板S生成的6V 直流电压供电， 保证所输出的交流正弦电压可为调光玻璃提供所需功率 (通常小于8瓦/平方米)。 0021 单稳电路U2的输出端还接向在初始化程序中设定的单稳输出检测端I/Ob。 检测到 单稳电路进入准稳态后， 经延时数微秒， 程序使单稳触发端I/Oa清零， 以备下一次中断中， 重复上述。
17、工作过程。 附图说明 0022 附图1： 软件框图 0023 1-a微处理器初始化， 制订中断周期为0.1秒及I/O口线； 0024 1-b在中断中提取基因编码并按特定权重生成相应脉宽的方波； 0025 1-c判断是否已中断256次， 若不足则继续等待下次中断； 0026 1-d若中断已足256次， 则切换到下一个基因编码存贮空间等待中断， 循环往复。 0027 附图2： 用基因编码控制调光玻璃透光率的生物反馈装置电气部件原理图 0028 U1-Signal微处理器C80F023； 0029 U2-单电源四运算放大器LM324(3/4)， 用做构成有比较电压输入的单稳电路； 0030 U3-单。
18、电源四运算放大器LM324(4， /4)， 用做构成反相器； 0031 S-在调光玻璃上开窗的太阳能电池板， 用做整机供电电源； 0032 T-500Hz逆变器， 用作调光玻璃的激发电源； 0033 P-液晶覆膜调光玻璃； 0034 U4-光耦可控硅双向开关， 用做接通调光玻璃激发电源； 0035 U5-3.3V稳压芯片， 生成微处理器供电电源VDD； 0036 VCC-由5V齐纳稳压管生成的5V直流电源， 作为微处理器上拉电源和运算放大器供 电电源； 0037 J1JTAG-微处理器与上位机通讯接口， 用于写入程序和基因序列编码。 0038 实施方式 0039 附图2是本发明典型实施例的电原。
19、理图， 对其具体实施方式做以下说明： 0040 实施本发明的中心环节是制造一块主线路板， 包括按原理图合理设计的PCB印制 版图， 选择高质量元器件、 先进的电子安装工艺和进行必要的调试。 线路板上安装的微处理 器芯片为第三代带有大规模Flash ROM的C8051F023， 其Flash ROM为64K bytes。 以其完备 的定时器、 D/A转换和输入输出端口灵活配置的功能， 完全胜任本发明微机最小系统的要 求， 并具有足够高的性价比。 0041 线路中的运算放大器采用单电源供电的4运放芯片LM324， 实际运用中只使用其中 两个运放， 尚有硬件扩展空间。 说明书 3/4 页 5 CN 。
20、107754095 A 5 0042 太阳能电池板生成的6V直流电通过3.3V降压芯片U5和5V稳压管分别生成VDD (3.3V)和VCC(5V)， 对微处理器和单稳等电路供电。 0043 500Hz逆变器按市售50Hz逆变器产品订制改造， 提高交流输出频率， 为的是在低至 20mS的调光玻璃加电激励中， 确保有多个正弦波周期， 完成液晶分子排列由暗变透的转换。 0044 利用微处理器JTAG接口J1与上位机通讯， 可方便写入驱动程序和选定的基因编 码。 鉴于已公布的人类基因编码序列片段有不同的生理表达， 本仪器通过JTAG接口与上位 机通讯可易于变换所选基因片段。 说明书 4/4 页 6 CN 107754095 A 6 图1 说明书附图 1/2 页 7 CN 107754095 A 7 图2 说明书附图 2/2 页 8 CN 107754095 A 8 。