基于单片机的智能脉搏测试仪设计
基于51单片机的脉搏测量仪器心率计设计方案
3 硬件设计
HARDWARE DESIGN
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4 软件设计
SOFTWARE DESIGN
5 调 试 总 结 DEBUGGING SUMMARY
GENERAL PLANNING
硬件设计 3
HARDWARE DESIGN
4 软件设计
SOFTWARE DESIGN
5 调试总结
DEBUGGING SUMMARY
1 研 究 现 状 RESEARCH STATUS
随着科学技术的发展,脉搏测量技术也越来越先进,对脉搏的测量精度也越来越高,国内外先 后研制了不同类型的脉搏测量仪,而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测 试集中在对接触式传感器的研究,利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指 脉测量比较方便、简单,但因为手指上的汗腺较多,指夹常年使用,污染可能会使测量灵敏度下降 :耳脉测量比较干净,传感器使用环境污染少,容易维护。但因耳脉较弱,尤其是当季节变化时, 所测信号受环境温度影响明显,造成测量结果不准确。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出 现的日常监护仪器,如便携式电子血压计,可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用 微型气泵加压橡胶气囊,每次测量都需要一个加压和减压的过程,存在体积庞大、加减压过程会有 不适、脉搏检测的精确度低等缺点。 因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。 但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号 ,因此必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
基于单片机的心率计设计
[键入文字]
基于单片机的心率计设计
学院:_______________
专业:_______________
姓名:_______________
学号:_______________
2013年月日
目录
摘要 (3)
第一章引言 (4)
1.1 心率计的研究背景和意义 (4)
1.2 心率计的研究现状及发展动态 (4)
第二章方案论证及元器件选择 (5)
2.1 研究内容及设计指标 (5)
2.2 方案设计与论证 (5)
2.2.1 传感器的选择与论证 (5)
2.2.2 信号处理方案选择和论证 (7)
2.2.3 单片机系统选择和论证 (8)
2.2.4 显示模块选择和论证 (9)
2.3元器件选择及其功能介绍 (9)
2.3.1单片机AT89S52 (9)
2.3.2红外传感器 (11)
2.3.3双运算放大器LM358N (11)
2.3.4 LCD1602 (12)
第三章硬件系统设计 (13)
3.1 系统设计框图 (13)
3.2 信号采集电路 (14)
3.3 信号放大电路 (15)
3.4 信号比较电路 (17)
3.5 LCD显示电路 (18)
3.7 键盘电路 (19)
第四章软件系统设计 (19)
4.1 测量计算原理 (20)
4.2 主程序流程图 (20)
4.3 中断程序流程图 (21)
4.4 定时器T0,T1的中断服务程序 (21)
第五章系统测试与结果分析 (22)
5.1 测试方法和仪器 (22)
5.2 仿真与焊接阶段 (23)
5.2.1 仿真阶段 (23)
5.2.2 焊接与完成阶段 (23)
5.3 测试数据与结果分析 (25)
基于单片机的脉搏心率测量仪-参考论文.
摘要
脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度,本课题设计了一种基于52单片机的脉搏心率测量仪。系统以STC89C52单片机为核心,以红外反射式传感器ST188为检测原件,并利用单片机系统内部定时器来计算时间,由红外反射式传感器ST188感应产生脉冲,单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数,时间由定时器定时而得。系统运行中能显示脉搏心率次数和时间,系统停止运行时,能够显示总的脉搏心率次数和时间。经测试,系统工作正常,达到设计要求。
关键词:脉搏心率测量仪;STC89C52单片机;红外反射式传感器
Abstract
Pulse meter in our daily life have got the very extensive application.In order to improve the simplicity and accuracy of the apparatus used to measure the pulse, this topic has designed a pulse measuring instrument based on 52 microcontroller.System with STC89C52 single-chip microcomputer as the core, with original ST188 infrared reflection type sensor for the detection, and use the single chip microcomputer system internal timer to measure time, pulse generated by the reflecting type of infrared sensor ST188 induction, microcontroller pulse is obtained by the pulse accumulation number, time by the timer timing.System can display the pulse frequency and time, the system stops running, can display the total pulse frequency and time.After the test, the system works well, to meet the design requirements.
基于单片机的心率检测系统设计
目录
1.引言 (2)
2.系统基本方案 (2)
2.1.系统总结构 (3)
2.2.各个部分电路的方案选择及分析 (3)
2.2.1.脉搏传感器部分 (3)
2.2.2.单片机选择 (3)
2.2.3.显示部分 (4)
2.3.系统各模块的最终方案 (4)
3.系统硬件设计 (5)
3.1.单片机处理电路 (5)
3.1.1.STC89C51系列单片机的主要性能特点: (5)
3.1.2 .C51系列单片机的基本组成: (6)
3.2.复位电路 (9)
3.2.1.单片机复位电路 (9)
3.3.振荡电路 (10)
3.4.脉搏传感器部分 (10)
3.4.1.HK-2000A 集成化脉搏传感器 (10)
3.4.2.脉搏传感器接收电路 (12)
3.4.3 .电源电路 (12)
3.5显示报警部分 (13)
3.5.1.数码管显示电路 (13)
4.系统软件设计 (14)
4.1 主程序流程的设计 (14)
4.2 定时器/计数器中断程序流程的设计 (15)
4.3 显示程序流程的设计 (16)
5.总结 (18)
参考文献 (19)
1.引言
心率是最为常见的临床检查与生理研究的生理现象,且包含两个人类生命的重要信息,那就是血管和心脏的生理状态。人体各器官的健康状况、疾病等信息将以某种方式出现在脉冲的脉冲条件。许多有诊断价值的信息,比如有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息,我们可以通过对脉搏波检测脉冲图包含大量的诊断价值信息,也可以用来预测一些身体器官结构和功能的转变趋势, 通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。同时脉搏测量还为血压测量,血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号[1]。
基于51单片机的脉搏心率测量仪-参考论文
基于51单片机的脉搏测量仪
摘要:脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度,本课题设计了一种基于51单片机的脉搏心率测量仪。系统以STC89C51单片机为核心,以红外反射式传感器ST188为检测原件,并利用单片机系统内部定时器来计算时间,由红外反射式传感器ST188感应产生脉冲,单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数,时间由定时器定时而得。系统运行中能显示脉搏心率次数和时间,系统停止运行时,能够显示总的脉搏心率次数和时间。经测试,系统工作正常,达到设计要求。
关键词:脉搏心率测量仪;STC89C51单片机;红外反射式传感器
一脉搏心率测量仪系统结构
脉搏心率测量仪的设计,必须是通过采集人体脉搏心率变化引起的一些生物信号,然后把生物信号转化为物理信号,使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏心率变化,最后要得出每分钟的脉搏心率次数,就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏心率次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。
1.1 光电脉搏心率测量仪的结构
光电脉搏心率测量仪是利用光电传感器作为变换原件,把采集到的用于检测脉搏心率跳动的红外光转换成电信号,用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码管显示电路、电源等部分。
1.光电传感器
即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件,它由红外发射二极管和红外接收三极管组成,它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。
基于单片机的脉搏测量仪的设计与实现
基于51单片机的脉搏 测量仪的设计与实现
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目录
1 引言 2 设计原理 3 硬件设计 4 软件设计 5 实验结果与讨论
ห้องสมุดไป่ตู้ 引言
PART 1
引言
在日常生活和医疗领域,脉搏 测量仪是一种非常常见且有用
的设备
它能有效地监测人体的健康状 况,特别是在心脏和血液循环
方面
基于51单片机的脉搏测量仪设 计,不仅实现了基本的脉搏测 量功能,还具有低成本、便携
信号
最后:程序将脉搏值通过 串口发送到连接的电脑上,
或者直接在51单片机的液 晶显示屏上显示
软件设计
需要注意的是,由于环境的 干扰可能会对PPG测量产生 影响,因此在软件设计中, 我们需要加入滤波算法来处 理这些干扰,以提高测量的
准确性
实验结果与讨论
PART 5
实验结果与讨论
我们在实验室环境下进行了测试,结果表 明基于51单片机的脉搏测量仪能够有效地 监测人体的脉搏。但在实际使用中,由于 人体的个体差异和环境因素(如温度和湿 度),可能会对测量结果产生影响。为了获 得更准确的测量结果,我们可以在硬件设 计和软件算法上进行改进,例如增加温度
程序的主要任务是控制LED光源的开关, 接收光电传感器的信号,并进行处理
和显示
2
3
具体流程如下
软件设计
STM32单片机生理监控心率脉搏设计
STM32单片机生理监控心率脉搏设计
随着现代生活节奏的加快和生活方式的改变,人们对自身的生理健康
开始日益关注。心率和脉搏是人体生理健康状况的重要指标之一,因此设
计一种可实时监测心率和脉搏的生理监控系统对人们的健康来说具有重要
意义。
为了实现这一目标,可以使用STM32单片机作为系统的核心部件。STM32单片机是一种高性能、低功耗、容易编程的微控制器,能够满足心
率脉搏监测系统的要求。
首先,需要选择合适的传感器来获取心率和脉搏信号。常见的心率和
脉搏传感器通常使用光电传感技术,通过发射红外光并测量反射光的强度
来检测心率和脉搏。传感器可以将检测到的信号转换为电信号,供STM32
单片机进行处理。
接下来,需要设计合适的信号处理算法来提取心率和脉搏。这个算法
通常包括滤波、峰值检测和计算心率的步骤。滤波可以去除噪音,并保留
心搏信号的主要成分。峰值检测可以找到心搏信号的峰值,用于计算心率。利用STM32单片机的功耗低、运算速度快的特点,可以实现实时的信号处理。
在信号处理过程中,可以将数据显示在液晶显示屏上,以便用户实时
查看心率和脉搏的数值。液晶显示屏可以使用STM32单片机的GPIO口进
行控制,通过驱动液晶屏来显示数据。
此外,可以通过串口或蓝牙无线通信模块,将心率和脉搏数据传输给
手机等外部设备进行进一步处理和存储。通过与手机应用程序配合使用,
可以实现更加便捷的数据管理和分析。
为了提高用户的使用体验,还可以加入一些附加功能。例如,可以设置阈值,当心率和脉搏超过或低于设定阈值时,系统会发出声音或震动警告用户。此外,还可以增加一个记步功能,实时统计用户的运动步数和消耗的卡路里。
心率测试仪的设计
摘要
随着生物医学工程技术的发展, 医学信号测量仪器日新月异。生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益紧密。通过对人体各种生理信号的检测,能更好的认识人体的生命现象。脉象包含丰富的人体健康状况信息, 脉诊技术应客观化、定量化。本设计利用光电式传感器, 设计脉搏信号获取的方法。本设计主要是基于单片机的便携式脉搏测试仪的具体实现方法,利用光电传感器产生脉冲信号,经过放大整形后,输入单片机内进行相应的控制,从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数,快捷方便。通过观测脉搏信号,可以对人体的健康进行检查,通常被用于保健中心和医院。本设计所设计的基于单片机的便携式心率测试仪对推进脉诊技术客观化的实现具有积极的促进作用。
关键词:脉搏;单片机;光电传感器;脉冲信号;便携式
目录
摘要......................................................................................................................................... I 第1章引言 .. (1)
1.1概述 (1)
1.2基于单片机的心率测试仪的发展与应用 (2)
1.3本设计的主要内容 (3)
第2章整体方案分析 (4)
2.1任务 (4)
2.2要求 (4)
2.3系统的整体方案 (4)
2.4 方案的对比和论证 (4)
2.4.1脉搏检测传感器的选择 (4)
2.4.2单片机的选择 (6)
2.4.3显示部分的选择 (6)
2.5设计时要考虑的问题 (7)
基于STM32的脉搏心率检测仪的软件设计与算法实现
基于STM32的脉搏心率检测仪的软件设计与
算法实现
脉搏心率检测仪是一种用于测量人体脉搏和心率的设备,其软件设计和算法实现是实现正常运行和准确测量的关键。本文将介绍基于STM32的脉搏心率检测仪的软件设计和算法实现。
软件设计方面,基于STM32的脉搏心率检测仪可以采用嵌入式系统的设计方法。首先,需要对外部硬件进行初始化设置,包括传感器模块、显示模块、存储模块等。接下来,设计主控模块的程序控制流程,包括数据采集、信号处理、心率算法和结果显示等步骤。为了保证系统的实时性和可靠性,可以使用中断和定时器等技术来精确控制不同模块的运行顺序和时间间隔。此外,为了便于用户操作和结果查看,还可以设计人机界面(UI)。
在算法实现方面,心率检测是基于脉搏信号的分析和处理。常用的心率检测算法包括峰值检测法、互相关法和自适应阈值法等。其中,峰值检测法是最常用的一种方法。其基本原理是从脉搏信号中检测出心脏收缩(峰值),根据心脏收缩的频率计算心率。具体实现上,可以通过差分运算和阈值检测来提取峰值。为了减少噪音和干扰的影响,可以采用滤波算法进行信号预处理,如低通滤波、中值滤波等。
除了基本的心率检测算法,还可以结合机器学习的方法提高准确性和可靠性。通过对大量的心率数据进行训练和学习,可以建立模型来预测心率。常用的机器学习算法包括支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)和深度学习等。利用这些算法,可以根据病人的个体差异和生理特征建立个性化的心率检测模型。
在软件设计和算法实现过程中,还需要注意以下几点。首先,要选择合适的开发环境和开发工具,以确保代码的可靠性和可维护性。其次,要对各个模块进行充分测试和调试,以确保系统的稳定性和准确性。此外,要考虑系统的功耗和资源占
基于单片机的脉搏心率测量仪的开发与设计毕业论文
毕业设计(论文) 题目:基于单片机的脉搏测量仪的研究与设计
摘要
在传统的医疗检测中,脉象检测一直都起着非常重要的作用,人体的脉象包含着大量的人体的生理和病理方面的信息。脉诊一直是医生诊断疾病的重要手段之一,但受人为因素的影响很大。经医学观察研究表明,人体手指末端含有丰富的毛细血管和小动脉,这些动脉和人体其他地方的动脉一样,含有丰富的生理信息。由于光电脉搏检测技术具有很高的绝缘性,且抗电磁等干扰能力强,可以对人体进行无损伤检测。本文设计通过光电法对人体指尖的脉搏进行测量,并将测量信息送入单片机进行处理,最后通过数码管将测量结果显示出来。将对脉搏信号的检测模块,脉搏信息的处理模块,单片机,数码管显示模块等电路集成在一块电路板上,形成一个简易的脉搏测量仪。这种测量仪具有精确度高,体积小,价格便宜,易于操作等特点,特别适合于个人使用和家庭使用,给我们的生活带来极大方便,让我们第一时间对自己的身体状况有进一步的了解。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
关键词:脉搏;光电传感器;单片机;数码管
Abstract
In the traditional medical testing,the pulse condition detection has been playing a very important role.The pulse condition of the human body contains a large number of physiology information and pathology information,the pulse examination has been being one of the important means for the doctor to diagnosis the illness.But the man-made factors influence it very much,the medical observation research shows.The end of the finger contains rich capillaries and small arteries.These arteries and the other arteries of the body hold rich physiologic information.The Photoelectric pulse detecting technology can test the body without damage owing to its high insulation and strong ability to resist the electromagnetic interference.This design in the text can survey the pulse of the finger tip through photoelectric method and transport the information to the microcontroller to do with it.At last,the result is showed by the digital tube.When the electric circuit such as the detection module of the pulse signal,the processing module of the pulse information,SCM,digital tube are integrated in the board of electric circuit,it formed an simple pulse measuring instrument,this instrument has high accuracy,small, cheap,and easy to operate.It is especially suitable for personal use and family use.It brings great convenience to our life,so we can have a further understanding of our body condition.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
单片机的智能脉搏测试仪设计方案
基于单片机的智能脉搏测试仪设计摘要
脉搏测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏测量仪的简便性和精确度,本课题设计了一种基于51单片机的脉搏测量仪。系统以AT89C51单片机为核心,利用光电传感器采集信号,通过硬件电路整形放大后,实现单片机对脉搏的累加计数。系统运行中能显示脉搏次数,系统停止运行时,能够显示总的脉搏次数。经测试,系统工作正常,能准确达到设计要求。
关键词:脉搏计数 AT89C51单片机光电传感器
Abstract
Pulse measuring instrument has been widely used in our daily life. In order to increase its simplicity and accuracy,this subject designs one system based on single-chip microcomputer . The system takes the
AT89C51 microcontroller as the core, uses the optical sensor to collect signals.After shaping and enlarging by hardware circuits, the microcontroller can make the pulse accumulated counting. The system can display the time of the pulse during operation. It can also show the total number when it stops. After testing, the system works well and meets the design requirementsaccurately.
基于STM32单片机的脉搏血氧测量仪的设计
计算机工程应用技术
本栏目责任编辑:梁
书
基于STM32单片机的脉搏血氧测量仪的设计
卢妙婷,鄢艳红
(广州中医药大学医学信息工程学院,广东广州510006)
摘要:主要介绍了一种无创便携式脉搏血氧饱和度测量仪的软硬件设计。该测量仪以STM32单片机为主控制核心,采用
MAX30100芯片为传感器,使用反射式方法对血氧饱和度进行测量,经过对比试验证明具有较好的准确性。关键词:脉搏;血氧饱和度;STM32单片机;MAX30100;无创测量中图分类号:TP39
文献标识码:A
文章编号:1009-3044(2021)01-0235-02
开放科学(资源服务)标识码(OSID ):
Design of Pulse Oximeter Based on STM32Single Chip Microcomputer LU Miao-ting,YAN Yan-hong
(Guangzhou University of Chinese Medicine School of Medical Information Engineering,Guangzhou 510006,China)Abstract:This paper mainly introduces the software and hardware design of a non-invasive portable pulse oximeter.The measuring instrument uses STM32single-chip microcomputer as the main control core,MAX30100chip as the sensor,and uses the reflective method to measure blood oxygen saturation,which is proved to have good accuracy by comparative test.
基于单片机的体温脉搏测量仪设计
电子技术
块、信号处理模块、上位机PC模块以及相应的软件构成,包括体温测试、脉搏测试两个主要功能。其中电源模块主要实现测量仪的供电,保证测量仪的正常工作。传感器检测模块实现人体生理信号脉搏和体温的采集,信号处理模块通过硬件电路和程序对采集的信号进行处理并通过USB口上传到上位机。测量仪上电后由工作指示灯和收发指示LED显示基本工作情况和监测系统的通信状态。下文中将详细介绍体温测量仪的主要功能、特点以及硬件系统设计方案。
1 体温脉搏测量仪功能特点
本测量仪工作电压为5VDC,脉搏波测量范围为幅值0~5VDC,体温测量范围为10~45°,主要实现对人体体温、脉搏波的采集和处理,具有可操作性好、成本低、重复性好的优势,非常方便与居家使用以及社区的推广服务,可以实现以下几个功能。
①实现脉搏、体温的全自动测量; ②模数转换、数据存储、数据传输功能及USB通信;③电池供电或USB供电两种备选供电模式。
2 硬件设计方案
本测量仪的硬件系统主要由主控芯片HT66F0185模块、体温脉搏采集模块、电源模块、通讯模块四个主要模块构成,其硬件框图如图1所示。■2.1 体温脉搏测量仪功能设计
本文设计的体温脉搏测量仪主要实现的功能设计为:电池或者USB为系统提供5V电源;HK-2000B型脉搏传感器输出的信号通过硬件电路进行放大、滤波等处理后输入单片机的模数转换端口;PT1000体温传感器输出的信号通过硬件电路放大、滤波等处理后输入单片机I/O端口;考虑到具有RS-232接口的电脑越来越少,作品选用USB芯片CH341作为通信接口,数据通过USB口将数据传送到上位机进行处理。最终可记录到实时体温和两路脉搏信号,通过两个脉搏信号传输时间差,可方便的计算出心血管重要评价参数PWV。
基于单片机的人体脉搏检测系统设计
基于单片机的人体脉搏检测系统设计
摘要
脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息,能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。本课题是人体脉搏测量仪的设计。由于脉搏信号的特殊性,在设计时必须要注意实现测量的准确。该系统的重点就在于要求实现测量的简便化和精确化。系统测量出人体一分钟的脉搏,并且保证误差在2次以内。本系统以89S51单片机作为中心,通过使用单片机来实现系统最核心的计算脉搏功能。在信号的前端处理上,使用压电陶瓷片采集人体脉搏信号,然后经过AD620放大,施密特触发器整形,低通滤波器滤波等一系列操作,将脉搏信号转换为同频率的脉冲信号输入到单片机内,并利用单片机对其进行计数。计数的方法是利用单片机的计时器,然后由该周期计算出频率,继而就可以求出一分钟的脉搏数。计数结果将最终送至液晶屏1602来进行显示。虽然压电陶瓷片的性能并非很好,在信号的采集上不能实现非常精确的采集,但是它的价格低廉,并且在经过系统的信号调理电路后,也能比较满意的实现我们所要实现的目标。系统运行中能显示脉搏次数和时间,系统停止运行时,能够显示总的脉搏次数和时间。本文首先描述本设计的整体思路,然后介绍各个部分设计中的细节问题,最后提出一些完善本设计的改进意见。
关键字:脉搏测量;压电陶瓷片;液晶显示屏;单片机
THE DESIGN OF HUMAN PLUSE DETECTION SYSTEM
BASED ON MCU
ABSTRACT
The shape, intensity, speed, and rhythm of pulse signals mostly reflect the physical and pathological characters of heart-blood system in human bodies. This topic is a design of body pulse measuring instrument. Because of the specificity of the pulse signal, the design must pay attention to achieve an accurate measurement.The point of this design is the simple and precise of the measurement.We need to measure the pulse of the human body in one minute,and to ensure that the error in less than 2 times..The whole system is center on single-chip microcomputer 89s51,using the signle-chip to achieve the system core function of counting pulse.In the front-end of the signal, we use piezoelectric ceramics to collect the signal of the human body pulse.And then,after after amplification of the AD620, shaping of the 555, filtering of the low-pass filter and other operations,the signal will be converted to the pulse signal with the same frequency,and this signal will be input to the single-ship.The single-ship will count to this.The method of counting is using the timer of the single-ship,and then use the cycle,get the frequency,by the frequency,we can get the number of the one-minute pulse. The final result of the count will display in the 1602 LCD screen.Although the performance of the piezoelectric ceramics is not very good,in the signal collection.it can’t do it very precise.But its price is very low,and after the signal conditioning circuit of the system,the signal can be quite satisfactory to achieve our objectives. At the beginning of the paper, the integral notion of the device design is brought out. Afterwards, the detail information of each part is narrated. At last part, some suggestions for improving the device are provided.
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计共3篇
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设
计共3篇
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计1
基于单片机的远程监控脉搏测量仪设计
近年来,随着科技的发展,智能医疗设备成为了研究的热点之一。远程监控脉搏测量仪作为智能医疗设备的一种,它的出现为医疗行业带来了很大的便利和改善。本文将介绍基于单片机的远程监控脉搏测量仪的设计思路。
一、前期准备
在实际设计前,需要进行前期准备工作,包括了解脉搏测量原理、单片机的基本原理和网络通信原理。在此基础上,我们还需要对脉搏测量仪进行分析和测试,以确定脉搏信号的特征参数和采样周期等重要参数。
二、硬件设计
1.传感器模块
脉搏测量仪的核心部分是传感器模块。传感器模块的设计需要兼顾数据精度和实现难度。在本设计中,我们采用了压力传感器模块,它是一种成本较低、测量精度较高的传感器。在使用时,压力传感器模块根据脉搏的频率产生相应的压力波形,传
感器模块通过变换电路将压力信号转换为电信号,然后输入到单片机系统中进行处理。
2.单片机系统
本设计采用的是AT89S51单片机,它是一种高性价比的通用单片机。单片机系统由单片机、AD转换器、RAM、ROM、EEPROM 等部分组成。单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号,存储在RAM中,并通过通讯模块与用户终端进行交互和传输。
3.通讯模块
在远程监控中,通讯模块是非常重要的组成部分。通讯模块用于将单片机系统采集到的脉搏信号通过网络传输到用户终端。在本设计中,我们采用的是ESP8266 Wi-Fi模块,它是一种高集成度的Wi-Fi芯片,具有低功耗、可靠性高等优点。
基于单片机的脉搏测试系统设计
基于单片机的指脉检测系统的设计
摘要
脉搏测试仪是用来测量一个人脉搏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分,因此,在现代医学上具有重要的作用。目前检测脉搏的仪器虽然很多,但是价格都比较昂贵,本文拟设计一款适合家庭使用的简易的脉搏测试仪。
脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息,在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频弱信号,脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。
本文的设计使用光电传感器来获得人体的脉搏信息,通过信息处理,单片机的控制将脉搏信息传递到LCD显示屏上,从而可以直观清晰的获得人体脉搏跳动的频率等信息,自此构成了我们设计的脉搏测试系统。从中可以得知脉搏跳动是否正常以及每分钟跳动的次数。
最后,本文对脉搏测试系统的进一步发展提出了自己的看法。
关键字:指脉检测、光电传感器、单片机、LCD显示
Microcontroller-based design refers to the pulse detection system
Abstract
Pulse test instrument was used to measure an individual pulse number of electronic instruments, and electrocardiogram of main component, therefore, in the modern medicine has an important role in. The detection of pulse instrument although many, but the price is relatively expensive, this paper is intended to design a suitable for household use recommended pulse tester.
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机械工程测试技术课程设计说明书
课题题目:智能脉搏测试仪设计
专业名称:机械设计制造及其自动化学生班级: xxxxxx 班
学生姓名: xxxxxx 学生学号: xxxxxxxxx 指导教师:
xxxx年x月x日
课程设计任务书
目录
第1章绪论 (2)
技术指标 (2)
1.1 目的及意义 (2)
1.2 检测方法 (2)
第2章智能脉搏测试仪的总体设计 (3)
2.1 拟解决的问题 (3)
2.2 光电传感器检测原理 (3)
2.3 方案1 (3)
2.4 方案2 (4)
第3章硬件电路设计 (5)
3.1 信号采集结构图 (5)
3.2 信号采集电路 (5)
3.3 放大整形电路 (6)
3.4 单片机处理 (7)
3.5 显示模块 (7)
3.6超限报警模块 (7)
第4章软件电路设计 (8)
4.1 主程序流程 (8)
4.2 定时器中断程序流程 (9)
4.3 外部中断程序 (10)
4.4 超限报警程序 (11)
4.5 程序说明 (12)
第5章实验调试及结果 (12)
5.1 测量使用方法 (12)
参考文献 (13)
第1章绪论
技术指标
要求设计一个智能脉搏测试仪,其主要技术指标如下:
(1)心率测量范围:0~300次/分
(2)被测心率达到小于50次/分或大于120次/分时,蜂鸣器工作。
1.1发展趋势
心率是指单位时间内心脏搏动的次数,一般是指每分钟的心跳次数,是临床常规检查的生理指标。语音心率测试仪是通过红外光电传感器采集手指动脉波信号,经过放大和整形处理后将信号送入单片机进行计算,快速地转换为一分钟心率,结果在液晶显示器是显示,同时会有心率超限检测报警。
目前脉搏测量仪在多个领域被广泛应用,除了应用于医学领域,如无创心血管功能检测、妊高症检测、中医脉象、脉率检测等等,商业应用也不断拓展,如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的脉搏测量仪。
1.1目的及意义
制作语音心率测试仪的过程中,我可以充分的将理论知识灵活的运用到实际当中,也学习到专业以外更多的知识,扩展自己的视野。随着科技的发展,为了提高脉搏测量的精确与速度,多种脉搏测量仪被运用到医学上来,从而开辟了一条全新的医学诊断方法。
1.2检测方法
1.2.1传统
1、通过把脉来进行心跳的计数。
2、使用听诊器计数,一般记下10s左右的心跳数,然后乘以6就可以得到一分钟左右的心率
1.2.2现代
光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。光电检测较之其它的方法具有很大的优势,譬如,光能避开强烈的电磁干扰,可以非侵入地检测病人各种症状信息,具有结构简单、无损伤、精度高、可重复性好等优点。
第2章智能脉搏测试仪的总体设计
2.1拟解决的问题:
采集信号、处理信号、显示测试结
2.2光电传感器检测原理
随着心脏的搏动,人体组织半透明度随之改变。当血液送到人体组织时,组织的半透明度减小,当血液流回心脏,组织半透明度则增大;这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显。因此本设计将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的手指部位,经过手指组织的反射和衰减由装在该部位旁边的光敏三管来接收其透射光并把它转换成电信号。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化,所以它对光的反射和衰减也是周期性脉动的, 于是红外接收三极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。再将此电信号转换成脉冲并进行整形、计数和显示,即可实时的测出脉搏的次数。
2.3方案1
通过红外发光二极管和光敏三极管来进行信号的采集,经过放大
整形和单片机的处理,最后将结果显示在数码管上。
该方案的优点:结构简单、传感器可重复使用、维修方便、结果显示直观。
硬件流程框图如下:
图2.3
2.4方案2
在方案一的基础上,我增加了语音播报及报警功能,这样更加的方便使用,并且能够清除的知道使用者的心跳数是否处于正常范围。
硬件流程框图如下:
图2.4
经过比较,我最终选择方案二设计。
第3章硬件电路设计
3.1信号采集结构图
本设计采用的是指套式透射式光电传感器,这样可以尽量的较少干扰。结构图如图所示:
图3.1 透射式光电传感器
3.2信号采集电路
图 3.2是脉搏信号的采集电路,红外二极管和光敏三极管是发射和接收装置。当手指离开传感器或检测到较强的干扰光线时,输入端的直流电压会出现很大变化,为了使它不致泄露到输入端而造成错误指示,用C8、C9串联组成的双极性耦合电容把它隔断。但该传感器输出信号的频率很低,因此信号首先经R22、C10滤波以滤除高频干扰,再由耦合电容C8、C9加到线性放大输入端。
3.2 信号采集电路
3.3放大整形电路
由于光电传感器所输出的信号波源强度比较弱,且为类似于正弦波波形,所以对信号进行放大整形处理,使其以较强方波形式输出。
图3.3 放大整形电路
3.4单片机处理
本设计运用89C51单片机作为核心元件,来自传感和整形输出电路的脉冲电平输入单片机89C51的P3.5/T1引脚,单片机设为下降沿中断触发模式,故每次脉冲下降沿到达时触发单片机产生中断并进行计数,来一个脉冲脉搏次数就加一;定时器中断主要完成十秒钟的定时功能。单片机对十秒钟内的脉冲次数进行累加并进行计算得出所测人一分钟的脉搏次数,通过P0、P2口把测量过程和结果送到数码管显示出来。
图3.4 单片机处理简图
3.5显示模块
本设计采用的是1602型号的液晶显示器,这样能直观的显示心率,便于观察。
3.6超限报警模块
蜂鸣器使用三极管驱动,电路图如下: