基于MSP430单片机的智能健康管理系统的设计

基于MSP430单片机的智能健康管理系统的设计
马遥遥;彭鸿昌;张润博;陈世林;吴春红
【摘要】This design is a simply-constructed and healthy product, based
on the MSP430 SCM, which can get the data of heart rate, the blood pressure and the body temperature. By capturing and processing those data, MSP430 SCM will send the switched data to the appointed cellphone number by a module called GSM. The owner of the cellphone can have knowledge of the elder's physical condition in no time. MSP430G2553 is chosen to be the main-controlled chip for our design. It has different advantages consisting of consuming low power, having excellent competence in dealing with data and high velocity of operation. This paper mainly introduced the theory and the way of its realization of this system.%本设计是基于MSP430单片机的一款集心率、血压、体温测量于一体的简易健康设备.MSP430单片机通过对心率、血压、体温等数据的采集和处理,最终通过GSM模块将转换后的数据发送到特定的手机号码,通过收到的短信可以实时了解老人的身体状况.本设计的主控芯片选用低功耗的MSP430G2553,其处理能力强,运算速率快.本文简单介绍了此系统的原理与实现方式.
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2017(000)009
【总页数】2页(P14-15)
【关键词】MSP430单片机;心率;血压;体温;GSM
【作者】马遥遥;彭鸿昌;张润博;陈世林;吴春红
【作者单位】东南大学成贤学院,江苏南京,210088;东南大学成贤学院,江苏南
京,210088;东南大学成贤学院,江苏南京,210088;东南大学成贤学院,江苏南
京,210088;东南大学成贤学院,江苏南京,210088
【正文语种】中文
根据全国老龄办的调查结果显示，目前我国城市老年人空巢家庭的比例将近达到50%，由于年轻一代异地工作的普遍化，使得独居老人增多，而老人的健康监护
就成为一个普遍的社会问题。

因此，拥有一套可以记录老人的心率、体温、血压这些健康数据的设备是十分必要的，并且通过短信或互联网和子女之间形成远程互动，让子女可以随时掌握父母的身体健康状况，有效节约医疗成本，缩短诊疗流程。

本系统主要以 MSP430G2553 单片机作为主控模块，由体温模块、心率模块、血压模块、GSM模块组成完整体系。

另外，本系统可以通过电池独立供电，方便携带和使用。

系统整体结构图如图 1 所示。

2.1 主控芯片的选择
本系统采用的是 MSP430G2553 单片机——德州仪器公司的一款超低功耗的16
位精简指令集微处理器，此芯片内置16位定时器，多达24个支持触摸感测的
I/O引脚，一个10位模数转换器，成本低，系统稳定，方便携带。

2.2 心率采集模块
本系统选用Pluse Sensor 光电反射式模拟传感器作为心率采集模块，它是一款创新性的心率传感器，体积很小，纽扣般大小，将其佩戴于手指、耳垂等身体部位，通过导线连接正确端口可将采集到的模拟信号传输给MSP430G2553单片机，通
过单片机进行计算后得到心率数值。

2.3 体温采集模块
对于体温的检测，我们选择了DS18B20传感器，其独特的单线接口方式使其只需一条信号线便可实现与单片机的双向通信。

另外，它不需要任何外围电路，大大减小了成品的体积。

此传感器测温范围大概在-55至+125度之间，固有测温分辨率0.5摄氏度，用它测量手指的温度从而预测体温是否正常。

2.4 血压采集模块
对于血压的采集，我们利用了XGZP6847压力传感器，微型气泵，泄气阀及一系
列外围电路。

使用的原理是压迫会改变血管内血流的声音。

正常情况下，血液在血管内流动是没有声音的，当绑带内的压力等于或稍低于心缩压时，随着心缩射血，血液即可冲开被阻断的血管形成涡流，此时所显示的压力值即相当于收缩压。

当绑带压力降低到等于或稍低于舒张压时，血流复又畅通，伴随心跳所发出的声音便突然变弱或消失，此时所显示的压力值即相当于舒张压。

2.5 GSM模块
在GSM系统中有124个频道，频道间隔是200khz，每个频道由8个用户共享，在时间上进行时分复用。

也就是信号的发送是突发的，不是连续发送的。

上行和下行规定使用相同的信道号（ARFCN）和时系号，而且基站和移动台相差三个时系，即上行电路落后于下行电路三个时系时间。

GSM 使用了TDMA和FDMA多路传输，时分多址接入技术使其在性能上显现出绝对的优势。

我们在GSM模块中插入手机卡，将单片机采集并处理后的心率和体温值通过uart端口传送到GSM模块，对软件的设置可以将数值发送到特定的手机号码，而血压的高压和低压值则显示在液晶屏上。

为了实现程序的可移植性，我们将本系统程序分成了多个模块分别处理，并且各个模块有相应的形参作为接口。

系统程序主要包括main函数、心率检测函数、温度检测函数、血压检测函数、时钟函数、中断函数、GSM短信发送函数及显示函数。

给系统上电后，首先会对相关参数进行基本的初始化设置，然后根据人的正确检测
显示出心率、体温、血压。

本文设计的智能管理健康系统，是大学生创新实践项目，经过精心设计和完善后，各模块可以较好地运行，可以方便在外打工的年轻人及时地了解家中老人的身体状况，从而避免不必要的担心。

【相关文献】
[1]李艳华，陈慧明.单片机控制GSM手机的技术及运用[J].单片机与嵌入式系统应用，2005.
[2]傅强，杨艳.LaunchPad 口袋实验平台——MSP-EXP430G2篇，2013.。