基于STM32的脉搏测量仪设计

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基于单片机的心率测试仪设计

基于单片机的心率测试仪设计

基于单片机的心率测试仪设计心率测试仪是一种用来测量人体心率的设备,它使用单片机技术来实现数据处理和显示功能。

本文将介绍基于单片机的心率测试仪的设计原理、硬件组成以及软件实现。

一、设计原理心率测试仪的设计原理是通过测量人体的心电信号来计算心率。

心电信号是由心脏产生的微弱电流,可以通过电极贴在人体皮肤上进行测量。

传感器将心电信号转换为模拟电压信号,然后经过滤波处理和放大处理后,再经过A/D转换,转换为数字信号供单片机处理。

单片机通过计算心电信号的周期来得到心率值,并将结果显示在液晶屏上。

二、硬件组成1.单片机:选择一款适用的单片机,如STM32系列的单片机,具有高性能和丰富的外设接口,以满足心率测试仪的需求。

2.心电信号传感器:选择一款专门用于心电信号测量的传感器,如AD8232芯片,可以提供可靠的心电信号采集。

3.滤波器:使用滤波器对心电信号进行滤波处理,去除杂散信号,只保留心电信号的频率分量。

4.放大器:为了增强心电信号的幅度,需要使用放大器来对滤波后的信号进行放大处理,方便后续的A/D转换。

5.A/D转换器:将放大后的模拟信号转换为数字信号,供单片机进一步处理。

三、软件实现1.心电信号采集与处理:通过传感器采集心电信号,并经过滤波和放大处理,得到滤波后的模拟信号。

2.A/D转换:将模拟信号通过A/D转换器转换为数字信号,供单片机处理。

3.心率计算:单片机通过计算心电信号的周期来得到心率值,可以使用峰值检测算法或阈值判定算法来实现。

4.数据显示:将计算得到的心率值通过串口或并口发送到液晶屏上进行显示,可以设计显示界面,包括心率值、时间等信息。

总结:基于单片机的心率测试仪设计主要包括硬件组成和软件实现两个部分。

硬件组成包括单片机、心电信号传感器、滤波器、放大器、A/D 转换器和液晶屏等。

软件实现包括心电信号采集与处理、A/D转换、心率计算和数据显示等。

通过合理的设计和编程,可以实现一个功能完善的心率测试仪。

便携式心率采集系统设计

便携式心率采集系统设计

便携式心率采集系统设计学生:学号:指导教师:助理指导教师:专业:摘要随着生物医学工程技术的开展, 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严密。

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,这其中脉搏信号包含丰富的人体健康状况信息,从中提取的心率值对人体健康有着重要的参考作用。

本文采用光电反射式传感器, 设计了一套便携式可穿戴的获取和保存脉搏信号的系统。

本设计主要是基于STM32L低功耗单片机,利用光电传感器产生脉冲信号,经过放大整形滤波后,输入单片机内AD进展采样并将数字化后的脉搏信号和计算出的心率值保存在SD卡中。

后期通过上位机软件可以观测脉搏信号,对人体健康进展评估,因此该系统适用于保健中心、医院和家庭等场所。

本设计所设计的基于单片机的便携式心率采集系统对推进脉诊技术客观化和HRV研究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ABSTRACTWith the development of the biomedical engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinical medicine and health care increasingly close ties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse inclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and puter nowadays, the pulse diagnosing technology should be objective and quantitive. this text access to the pulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realization method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter is quick and convenient. Through observing the pulse signal, human health can be inspected, it is usually used in health care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology.Key words:Pulse, MCU, Photoelectric Sensor, Pulse Signal, Portable目录摘要IABSTRACTIII1 绪论11242 整体系统结构62.1 脉搏测量模块772.1.2 光电式脉搏传感器711131319213 系统软件设计233.1功能配置:233.2硬件相关配置:243.3文件系统配置:24325.总结33参考文献341 绪论随着人们生活水平的提高,地球环境遭到破坏,多种疾病威胁着人们的生命,而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病。

手腕式血氧心率检测仪的设计陈天骄许有熊顾庆瑞汪纯羽杨开呈

手腕式血氧心率检测仪的设计陈天骄许有熊顾庆瑞汪纯羽杨开呈

手腕式血氧心率检测仪的设计陈天骄许有熊顾庆瑞汪纯羽杨开呈发布时间:2023-05-13T09:03:34.183Z 来源:《科技新时代》2023年5期作者:陈天骄许有熊顾庆瑞汪纯羽杨开呈[导读] 市面上的心率血氧检测仪多为耳夹式或指夹式,穿戴不方便,使用者无法在运动、工作或睡眠中无障碍实时监测心率、血氧饱和度等生理参数。

为此,提出了一种基于STM32微处理器和Android系统的手腕式心率血氧检测仪,采用JFH141多光谱生理数据测量模块实时采样,通过光电容脉搏波描记法和反射式血氧测量方法得到转换后的心率、血氧参数,利用蓝牙技术构建无线传输网络,以KEIL搭建的软件程序,以AppInventor搭建的AndroidApp上位机软件,实现了在手腕处检测血氧及心率等生理参数,并将参数实时上传至上位机进行分析以及预警的功能。

南京工程学院 211167摘要:市面上的心率血氧检测仪多为耳夹式或指夹式,穿戴不方便,使用者无法在运动、工作或睡眠中无障碍实时监测心率、血氧饱和度等生理参数。

为此,提出了一种基于STM32微处理器和Android系统的手腕式心率血氧检测仪,采用JFH141多光谱生理数据测量模块实时采样,通过光电容脉搏波描记法和反射式血氧测量方法得到转换后的心率、血氧参数,利用蓝牙技术构建无线传输网络,以KEIL搭建的软件程序,以AppInventor搭建的AndroidApp上位机软件,实现了在手腕处检测血氧及心率等生理参数,并将参数实时上传至上位机进行分析以及预警的功能。

实验表明,该设计既能保留完整脉搏信息又能最大程度抑制运动干扰和血流灌注的影响,实现无监督状态下血氧及心率准确有效的检测及预警。

关键词:手腕式;血氧饱和度;心率检测;PPG引言:随着我国经济的飞速增长,人们的消费意识与健康意识相应增强,对医疗产品的消费量也不断增加。

手腕式血氧心率检测仪是一种佩戴于腕部进行血氧饱和度与心率检测的可穿戴医疗设备,相较于传统的有创血氧饱和度检测方案,无创的设计更利于人们的日常使用,也更加卫生、可靠,相较于耳夹式、指夹式等检测设备,腕式检测设备使用更加方便,应用场景更加广阔。

基于STM32的心率血氧监测系统的毕业论文设计

基于STM32的心率血氧监测系统的毕业论文设计

设计一个基于STM32的心率血氧监测系统是一个具有挑战性和实际应用意义的课题。

以下是一个可能的毕业论文设计框架:1. 选题背景与意义:-介绍心率血氧监测系统在医疗保健领域中的重要性和应用价值,说明选择该主题的原因和意义。

2. 文献综述:-回顾相关的心率血氧监测技术,包括传感器原理、信号处理方法、嵌入式系统设计等方面的理论和应用现状,并分析已有的类似系统的特点和局限性。

3. 系统整体设计:-描述整个监测系统的设计思路和总体架构,包括硬件部分(传感器选择、信号采集电路、嵌入式处理器)和软件部分(数据处理算法、用户界面设计)。

4. 传感器选择与接口设计:-选择合适的心率血氧传感器,并设计传感器与STM32的接口电路和通讯协议,确保有效的数据采集和传输。

5. 数据采集与处理:-设计STM32的数据采集程序和信号处理算法,实现心率和血氧饱和度的准确测量和计算。

6. 嵌入式系统软件设计:-开发嵌入式系统的软件,包括实时数据处理、用户界面设计、数据存储和传输等功能。

7. 系统性能测试与验证:-进行系统的功能测试和性能验证,包括对测量结果的准确性和稳定性进行评估。

8. 实验结果分析:-分析实验结果,包括系统的准确性、灵敏度、响应速度等关键性能指标,并与市场上常见的商用设备进行比较。

9. 改进与展望:-针对实验结果中发现的问题和不足,提出系统改进的建议,并对未来的技术发展和应用前景进行展望。

10. 参考文献与引用:-在毕业论文中合理引用相关文献和资料,确保研究的可信度和学术性。

以上是基于STM32的心率血氧监测系统毕业论文设计的可能内容框架,希望可以为你提供一些启示。

在具体的研究过程中,还需要根据实际情况进行详细的研究和设计。

基于STM32人体脉搏无线监测系统的设计

基于STM32人体脉搏无线监测系统的设计

基于STM32人体脉搏无线监测系统的设计随着人们对健康的关注日益增加,人体脉搏无线监测系统的设计变得越来越重要。

本文将介绍一种基于STM32的人体脉搏无线监测系统的设计。

人体脉搏无线监测系统是一种能够实时监测人体脉搏并将数据传输到手机或电脑的设备。

它能够帮助人们随时了解自己的健康状况,并及时采取措施以防止疾病的发生。

在这个系统中,STM32是一种微控制器,它能够控制和处理系统的各个部分。

该系统由传感器、信号处理模块、数据传输模块和显示模块组成。

首先,传感器用于检测人体脉搏信号。

传感器通常采用光电传感器,它能够测量血液通过皮肤的光强度变化,并将其转换成电信号。

然后,信号处理模块对传感器采集到的数据进行处理和滤波。

这是为了提高数据的准确性,并去除噪声干扰。

STM32微控制器负责控制信号处理模块的运行并协调各个模块之间的通信。

接下来,数据传输模块将处理后的数据通过无线方式传输到手机或电脑。

这可以通过蓝牙或Wi-Fi技术实现。

这样,用户就可以通过手机或电脑查看自己的脉搏数据,并进行分析和记录。

最后,显示模块可以将数据以图表或数字的形式显示在设备上,方便用户进行实时观察和分析。

这种基于STM32的人体脉搏无线监测系统具有许多优点。

首先,它具有高精度和稳定性,可以准确地检测人体脉搏信号。

其次,该系统具有实时性,可以实时监测脉搏并及时传输数据。

此外,它还具有便携性和易用性,用户可以随时随地监测自己的健康状况。

总之,基于STM32的人体脉搏无线监测系统是一种重要的健康监测设备。

它不仅能够提供准确的脉搏数据,还能够帮助人们随时关注自己的健康状况。

相信在未来,这种系统将会得到更广泛的应用,并为人们的健康保驾护航。

基于STM32单片机的人体心率采集系统

基于STM32单片机的人体心率采集系统

基于STM32单片机的人体心率采集系统王毅;杨志;黄晓英;聂云浩;徐建【摘要】针对目前便携式人体心率采集系统的研究,本文提出了一种通过搭建以STM32ZET6为控制核心,以脉搏传感器SON1205为外部检测模块,通过C语言在KEIL5编程软件下,设计心率检测算法来实现对人体心率的检测,本系统还能够通过无线传输模块NRF2401实现将采集到的人体心率等信息进行实时的传输,从而可以实现一种远程监控,同时,系统还能够将检测到的人体心率通过液晶模块显示.实验表明,该系统工作稳定,误差较小,数据传输正常,能够达到我们整套系统的要求.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)020【总页数】2页(P51-52)【关键词】心率采集;STM32;脉搏传感器;NRF2401【作者】王毅;杨志;黄晓英;聂云浩;徐建【作者单位】湖北民族学院信息工程学院;湖北民族学院信息工程学院;湖北民族学院信息工程学院;湖北民族学院信息工程学院;湖北民族学院信息工程学院【正文语种】中文随着现代社会的不断的发展以及人们生活水平的不断提高,人们对自己健康的在意度也在不断的加强,可是快速化的生活规律迫使人们没有更多的时间好好的监控自己的身体状况。

同时大多数的孤巢老人身边没有子女的监护,一旦发生了任何的意外情况,所有人都只能鞭长莫及,无能为力。

因此如何得到一套能够十分便携又可以远程监控的心率采集统[1],是十分重要的。

改革开放以来,在无数前辈们的努力下,中国的科技有了快速的发展,小型化、集成化的MCU不断的进入中国市场,从而使更多的电子器件进入普通百姓家中成为了可能。

医院虽然有高精度的心电测量仪,但是很多都是有线检测,这在一定的程度上限制的病人的自由活动的空间,并且需要让病人经常在医院与家庭之间长期奔波。

同时高精度的测量仪价格昂贵、笨重,无法进入普通百姓家,也无法进行随身携带。

STM32单片机开发成本低廉,我们只需要在上面运行我们用C语言编写的心率检测算法结合我们所搭建的外围电路模块就能实现人体的心率采集,以及心率传输,操作简单方便。

基于单片机心率脉搏检测仪设计

基于单片机心率脉搏检测仪设计

目录一、设计的背景和意义 (1)二、设计方案的论证和确定 (1)(一)设计要求分析 (1)(二)设计方案确定 (1)三、 设计过程 (3)(一) 设计原理 (3)(二)主要器件选型 (5)(三)硬件结构设计 (7)(四)软件控制设计 (11)四、调试过程 (20)1.仿真调试. (20)2.实物演示 (22)五、设计创意说明和总结 (25)六、参考文献 (26)七、致谢 (27)一、设计的背景和意义背景: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。

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。

脉象探头式样很多,有单部、三部、单点、多点、刚性接触式、软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子母式等组成,脉象探头的主要原件有应变片、压电晶体、单晶硅、光敏元件、PVDF压电薄膜等,其中以单部单点应变片式为最广泛,不过近年来正在向三部多点式方向设计[2]。

意义:近年来国内外致力于开发无创非接触式的传感器,这类传感器的重要特征是测量的探测部分不侵入机体,不造成机体创伤,能够自动消除仪表自身系统的误差,测量精度高,通常在体外,尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。

二、设计方案的论证和确定(一)设计要求分析总体由设计由STC89C52、按键、LCD1602、光电传感器、等构成,见图3.1所示,系统设有四个按键,设置上下限脉搏数,当超过范围的时候单片机会驱动蜂鸣器发响,脉搏测量的时候需要人把手轻轻的按在光电传感器上面,由于人脉搏跳动的时候,血液的透光性不一样会导致接收器那边接收的信号强弱不一样,间接的把人脉搏信号传回,通过运放对其进行放大、整形后连接到单片机的IO 口,单片机利用外部中断对其进行计数,最终换算成人一分钟脉搏的跳动次数,最终在液晶屏上显示。

基于单片机的脉搏心率测量仪的开发与设计毕业论文

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。

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关键词:脉搏;光电传感器;单片机;数码管AbstractIn 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。

基于STM32的脉搏心率检测仪的信号处理与滤波设计

基于STM32的脉搏心率检测仪的信号处理与滤波设计

基于STM32的脉搏心率检测仪的信号处理与滤波设计脉搏心率检测仪是一种用于测量人体心率的设备,通过检测脉搏波形信号并进行信号处理与滤波来得出准确的心率数据。

基于STM32的脉搏心率检测仪可以有效地处理脉搏信号,提高测量的准确性和可靠性。

在设计基于STM32的脉搏心率检测仪的信号处理与滤波方案时,我们需要考虑以下几个关键问题:1. 信号采集与预处理:首先,需要使用传感器采集到心脏脉搏的波形信号,并通过STM32微控制器进行模数转换(ADC)将模拟信号转化为数字信号。

通过对采集的数据进行预处理,比如去除噪声、基线漂移等,可以提高信号的质量。

2. 信号分析与特征提取:得到经过预处理的心脏脉搏波形信号后,需要对信号进行特征提取,以便得出心率数据。

常见的特征提取方法包括峰值检测、交叉相关分析等。

通过这些方法,可以识别出脉搏波形中的特征点,比如峰值、峰谷等,并计算出脉搏波形的周期时间。

3. 信号滤波与噪声抑制:在脉搏信号的处理过程中,由于环境因素和传感器本身的噪声等原因,会引入一定的噪声。

为了准确地测量心率,我们需要针对不同类型的噪声设计合适的滤波算法。

常见的滤波方法有低通滤波、中值滤波、小波变换等,可以有效地去除噪声并保留有用的信号信息。

4. 心率计算与显示:根据脉搏波形的周期时间,可以计算出心率数据。

心率计算可以根据实时心率或者平均心率的需求进行。

通过将计算得到的心率数据进行显示,可以让用户直观地了解自己的心率情况。

为了实现基于STM32的脉搏心率检测仪的信号处理与滤波,我们可以使用STM32开发板和相关软件开发工具,比如Keil MDK。

首先,需要根据硬件连接要求将心脏脉搏信号传感器与STM32微控制器连接好,并编写相应的驱动程序进行信号采集。

接下来,可以使用C语言编程语言编写信号处理和滤波的算法。

在算法的设计过程中,需要结合实际的脉搏信号特点、噪声类型和滤波需求来选择合适的算法。

同时,需要根据实际情况进行算法参数的调整和优化,以保证信号处理的准确性和效率。

基于STM32_的人体体质监测系统设计与实现

基于STM32_的人体体质监测系统设计与实现

第18期2023年9月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.18September,2023基金项目:2023年度河北省体育科技研究项目;项目名称:基于云计算的国民体质监测系统的研究;项目编号:2023QT15㊂项目名称:新业态背景下我省电竞产业发展对策研究;项目编号:2023CY13㊂2019年张家口市科技局科研项目;项目名称:基于大数据的智能交通控制系统;项目编号:1911002B ㊂作者简介:杨凯(1987 ),男,湖北黄冈人,助教,硕士;研究方向:电子信息㊂∗通信作者:吉高卿(1987 ),男,河北张家口人,讲师,硕士;研究方向:大数据㊂基于STM32的人体体质监测系统设计与实现杨㊀凯1,王润修2,倪笑宇2,吉高卿2∗(1.江西财经职业学院,江西九江332000;2.河北建筑工程学院,河北张家口075000)摘要:由于人们生活节奏的加快和生活压力的增大,人体体质健康越来越受到重视㊂为了使人们更为直观地关注自身的体质健康,文章设计了一款基于STM32单片机的人体体质监测系统㊂系统以STM32单片机作为主控制模块,通过血氧传感器模块㊁脉搏心率测量模块㊁体温测量模块,分别对心率㊁血氧㊁体温等人体体质参数进行监测,并通过蓝牙模块实现无线传输功能,将测量的数据传送到手机上㊂利用该系统,用户既可以在液晶显示屏上查看体质数据,也可以在手机App 上了解到自身的体质参数㊂经实验测试,该系统运行平稳㊁工作正常,符合设计要求㊂关键词:人体体质;STM32;传感模块;血氧中图分类号:TP31㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀目前,我国经济快速发展,但人口老龄化问题化日趋严重[1]㊂在我国人民生活水平不断提升的同时,生活压力也变得越来越大,由于错误的饮食习惯和较少的运动,导致人们的健康问题与日俱增[2]㊂在现实生活中,还存在医疗资源匮乏㊁少部分人支付不起昂贵的医疗费用㊁就医不及时等一系列问题[3]㊂人体体质监测是医疗健康领域的一个新兴研究方向,随着社会对健康生活的重视和人民对疾病预防意识的提高,越来越多的人开始关注自身的体质与潜在健康风险,以上因素推动了体质监测技术的快速发展[4]㊂人体体质监测系统可以实现关键生理参数的实时采集与数据分析,对个体体质特征及疾病发病风险进行评估,能够有效帮助人们做到早发现㊁早预防㊁早治疗[5]㊂1㊀系统硬件设计㊀㊀本文设计的人体体质监测系统硬件组成,如图1所示㊂系统主要由主控制器㊁温度采集模块㊁心率与血氧采集模块㊁显示模块㊁蓝牙模块等构成,不仅可以实现对体温㊁心率㊁血氧等数据的实时监测,还可以将数据通过蓝牙模块发送到手机等设备㊂本文设计的人体体质监测系统中,主控制器的作用是对系统各个组成模块进行总体控制;温度采集模块的作用是利用温度传感器,对人体体温等数据进行采集;心率和血氧采集模块的作用是利用相关传感器,对人体心率和血氧等体质数据进行采集;蓝牙模块的作用是利用蓝牙芯片,对已经获得的人体体质数据进行发送,使用户在手机端也可以查看自身的体质数据㊂图1㊀系统硬件构成1.1㊀主控制器模块㊀㊀系统采用STM32F103c8t6作为主控制器,它是ST 公司STM32系列32位ARM Cortex -M3内核微控制器的一款产品,属于STM32主流系列入门级产品,芯片采用高性能的ARM 内核,内置丰富的外设和接口,拥有软硬件资源丰富的生态系统[6]㊂该芯片内置了64KB 闪存㊁20KB SRAM 以及多个通信接口,如USART㊁SPI㊁I2C 和CAN 等,还有丰富的外围设备,如ADC /DAC㊁定时器和PWM 等㊂此外,它还支持多种电源模式,包括低功耗㊁停机㊁待机和休眠等,适用于多种应用领域,如工业控制㊁汽车电子㊁家电控制等[7]㊂1.2㊀温度采集模块㊀㊀系统选用DS18B20作为温度传感器,DS18B20数字温度传感器由Dallas半导体公司(现Maxim Integrated)开发制造[8]㊂芯片采用单总线接口,通信方式简单,连接方便,只需要一条数据线即可与微控制器连接实现温度数据的读取㊂DS18B20具有以下特点:(1)测量结果精度较高㊂DS18B20提供的温度测量范围是-10~85ħ精度为ʃ0.5ħ㊂这使得它非常适合需要准确温度测量的应用㊂(2)芯片采用单线连接㊂DS18B20传感器使用单一的数据线进行通信,这使得它在布线和连接方面非常方便,只需使用一个引脚就可以进行数据传输和供电㊂(3)芯片的功耗较低㊂DS18B20在进行温度测量和通信时消耗的功率非常低,这使得它非常适合用于低功耗和电池供电的应用场景㊂(4)芯片采用多种封装形式㊂DS18B20传感器提供了不同的封装选项,包括TO-92㊁TO-220㊁SOT-223等,以适应不同的应用需求㊂1.3㊀心率与血氧采集模块㊀㊀心率与血氧数据的采集模块采用的是MAX30102芯片㊂该芯片是Maxim Integrated公司推出的一款可穿戴生物传感器㊂它是一种集成了红外(IR)和可见光(Visible Light)LED发光器㊁光电传感器和数字信号处理电路的高度集成脉搏氧合仪和心率监测模块㊂芯片利用反射式光谱测量技术,通过测量光线在皮肤上的反射率和吸收率,来获取血氧饱和度(SpO2)和心率等人体体质数据㊂该芯片的主要特点和功能:(1)芯片采用双波长测量㊂MAX30102集成了红外(IR)和可见光(Visible Light)LED发光器,可同时进行双波长的光谱测量㊂这使得它能够有效地消除来自皮肤颜色和环境光的影响,确保血氧饱和度和心率测量的准确度㊂(2)芯片具有灵敏的光电传感器㊂MAX30102内置高灵敏度的光电传感器,能够检测微弱的光信号,并将其转换为电信号进行处理㊂(3)芯片具有灵活的数据接口㊂MAX30102通过I2C(Inter-Integrated Circuit)总线接口与主控制器进行通信㊂它提供了多个配置寄存器,可以调整采样速率㊁工作模式㊁阈值设置等参数,以满足不同应用的需求㊂(4)洗牌具有低功耗模式㊂AX30102支持多个低功耗模式,可以在不同的功耗和性能需求之间进行权衡,以延长电池寿命㊂1.4㊀显示模块㊀㊀本文的显示模块采用的是LCD1602芯片㊂LCD1602是一种基于液晶技术的字符显示模块,性能稳定,使用方便,价格低廉㊂它由两行,每行16个字符的显示区域组成,每个字符由5ˑ8点阵组成㊂LCD1602具有广泛的应用领域,包括电子设备㊁嵌入式系统㊁工业控制以及教育实验等㊂通过与控制器的连接,可以向LCD1602发送指令和数据,以控制显示内容㊁位置和外观等㊂用户可以在LCD1602上显示自定义的文本㊁数字㊁符号和图形,以满足各种应用的需求㊂1.5㊀蓝牙模块㊀㊀本文通过JDY-30蓝牙模块与手机软件连接,可以将测量得到的数据发送到手机上,人们通过手机便可以清楚地观察到自身体质数据㊂JDY-30是一种基于SPP(串口蓝牙传输协议)蓝牙模块,是一种小型且易于使用的无线通信模块,常用于与蓝牙设备进行串口通信㊂JDY-30模块配置方式简便,用户可以通过发送AT指令来配置模块的参数,如蓝牙名称㊁波特率等;JDY-30模块可工作在主从模式或仅从模式㊂主从模式可实现双向数据传输,而仅从模式只能接收数据㊂另外,JDY-30模块采用低功耗设计,适合于对电源功耗有要求的场景,带有蓝牙连接状态的指示灯,可以方便地了解蓝牙连接状态㊂STM32主控模块与手机端App之间采用JDY-30蓝牙模块进行通信㊂该模块体积小巧㊁使用灵活,用户可根据需要设置波特率,通信距离可达10m㊂该蓝牙芯片非常适合在人体体质监测系统中使用㊂2 系统软件设计㊀㊀本系统的程序设计以模块化为设计原则,将每个模块封装为函数,每个模块完成特定的功能㊂使用模块化开发,可以将代码耦合度降低,模块化的意义在于最大化的设计重用,以最少的模块㊁零部件,更快速地满足更多的个性化需求,提高系统程序的可维护性和可测试性㊂此外,如果需要对程序进行升级优化及功能扩展,可在不影响程序原有功能的情况下,加入相应模块的代码即可实现,提高开发效率和降低开发成本㊂本系统中,程序设计模块包括以下几种:脉搏波传感模块㊁蓝牙通信模块㊁LCD屏幕显示模块㊁存储模块㊁时钟及辅助模块等㊂系统主程序可以控制单片机系统按预定的操作方式运行㊂它是单片机系统程序的框架㊂系统上电后,需对系统进行初始化㊂初始化程序主要完成对单片机内专用寄存器㊁定时器工作方式及各端口的工作状态的设定㊂在系统初始化之后,进行按键扫描㊁液晶显示等工作㊂系统主流程,如图2所示㊂图2㊀系统主流程3 测试及结论㊀㊀在完成系统的硬件设计和软件设计后,可进行人体体质监测系统的工作性能测试㊂当系统接通电源后,系统便开始正常工作㊂在监测人体体质时,系统不仅可以通过LED显示屏显示被监测人的体质信息,还可以将数据通过蓝牙发送到手机端㊂LCD显示屏上显示的信息包括:当前测得的心率(HR)㊁血氧(SpO2)㊁体温(HeartRate)㊂经测试,本文所设计系统㊀㊀可以稳定㊁正常的工作㊂参考文献[1]张金榜,吴荣春,何骞,等.可穿戴的生理监测系统设计[J].微型机与应用,2013(20):29-31. [2]管培培,丁宁炜,汤强,等.三维加速度counts估算不同步速能量消耗应用初探[J].山东体育科技,2018 (1):72-75.[3]叶宏,彦秉军,高晓飞,等.单片机温度自动控制系统[J].黑龙江电子技术,2017(3):25-28. [4]刘会忠,程煜.Flash存储管理在嵌入式系统中的实现[J].计算机工程,2010(8):88-90.[5]李冰冰,俞帅东,杨象校,等.基于可穿戴的运动强度监测系统[J].计算机系统应用,2015(5):32-39.[6]龙晓庆,陈忠平.基于51单片机的小型分配性冷库温控系统[J].中国科技信息,2019(8):89-92. [7]钱钧,惠王伟,高莹,等.RC滤波电路实验设计与研究[J].大学物理实验,2017(5):116-119.[8]仝兆景,时俊岭,李月,等.基于无线通讯技术脉搏检测仪的设计与实现[J].计算机测量与控制,2017 (1):13-16.(编辑㊀姚㊀鑫)Design and implementation of a human physical fitness monitoring system based on STM32Yang Kai1Wang Runxiu2Ni Xiaoyu2Ji Gaoqing2∗1.Jiangxi Vocational College of Finance and Economics Jiujiang332000 China2.Hebei University of Architecture Zhangjiakou075000 ChinaAbstract Due to the acceleration of people s pace of life and the increase in life pressure the physical health of the human body is increasingly valued.In order to make people pay more intuitive attention to their physical health the article designs a human physique monitoring system based on the STM32microcontroller.The system uses the STM32 microcontroller as the main control module and monitors human physical parameters such as heart rate blood oxygen and body temperature through the blood oxygen sensor module pulse heart rate measurement module and body temperature measurement module.The wireless transmission function is achieved through the Bluetooth module and the measured data is transmitted to the mobile phone.With this system users can view their physical fitness data on the LCD screen and also learn about their physical fitness parameters on the mobile App.After experimental testing the system runs smoothly and operates normally meeting the design requirements.Key words human constitution STM32 sensing module blood oxygen。

基于STM32的脉搏心率检测仪设计方案

基于STM32的脉搏心率检测仪设计方案

基于STM32的脉搏心率检测仪设计方案脉搏心率检测仪是一种常见的医疗设备,用于测量人体心脏的脉搏和心率数据。

本文将详细介绍基于STM32的脉搏心率检测仪的设计方案。

1. 引言脉搏心率检测仪是一种用于检测和监测人体心脏功能的设备,具有广泛的应用领域,如医疗机构、健康管理等。

本设计方案旨在利用STM32微控制器实现一个高效、精准、可靠的脉搏心率检测仪。

2. 系统硬件设计基于STM32的脉搏心率检测仪的硬件设计包括传感器模块、信号处理模块和显示模块。

传感器模块用于感知人体脉搏信号,常用的传感器有光电传感器和压阻传感器。

信号处理模块通过采样和滤波算法来提取脉搏信号,并计算心率值。

显示模块用于展示心率数据,可以选择LCD屏幕或LED显示。

3. 传感器模块设计本设计方案选择光电传感器作为脉搏信号的感知装置。

光电传感器工作原理是利用红外光的透射和反射来检测脉搏信号。

传感器通过检测红外光线的反射变化来感知脉搏信号。

在设计时,需要合理选择传感器的灵敏度和工作范围,并采用适当的信号调理电路来增强信号质量。

4. 信号处理模块设计信号处理模块的设计是脉搏心率检测仪的核心。

该模块主要包括信号采样、滤波和心率计算三个部分。

信号采样应根据传感器输出脉搏信号的特点,选择适当的采样频率和分辨率。

滤波算法主要用于去除噪声和干扰,保留脉搏信号的有效部分。

常用的滤波算法有移动平均滤波和巴特沃斯滤波。

心率计算可以通过测量脉搏波的峰距离和时间间隔来估算心率值。

5. 显示模块设计显示模块的设计用于展示心率数据。

可以选择LCD屏幕或LED显示来实现数据的可视化。

LCD屏幕可以显示详细的心率波形和数值,而LED显示适合于简单的心率数据展示。

在设计时,需要考虑显示模块的分辨率、刷新率和功耗等因素。

6. STM32控制器选型和编程在本设计方案中,选择STM32微控制器作为系统的核心控制单元。

合适的STM32型号应具备足够的计算能力和丰富的接口资源,以满足传感器模块、信号处理模块和显示模块的连接需求。

STM32基于的脉搏心率检测仪设计与实现方法

STM32基于的脉搏心率检测仪设计与实现方法

STM32基于的脉搏心率检测仪设计与实现方法1.引言脉搏心率检测仪是一种用于测量人体心率的设备。

近年来,由于心血管疾病的普遍发生率和人们对健康的关注度增加,脉搏心率检测仪得到了广泛应用。

本文将介绍基于STM32的脉搏心率检测仪的设计与实现方法,并提供详细的实施步骤和关键技术。

2.系统架构设计脉搏心率检测仪主要由传感器模块、信号处理模块和显示模块组成。

传感器模块用于感知人体的脉搏信号,信号处理模块对采集到的脉搏信号进行滤波和放大,以提取出心率信息,最后通过显示模块将心率数值以可视化的方式呈现给用户。

3.硬件设计与实现3.1 传感器模块脉搏信号传感器模块的设计是整个系统的核心。

一种常见的传感器是使用红外光和光敏电阻来检测血流量的变化。

在实际实现过程中,可以使用红外LED发射器和光敏二极管来搭建一个光电传感器。

3.2 信号处理模块信号处理模块通过对传感器模块采集到的信号进行滤波、放大等处理来提取心率信息。

滤波的目的是去除信号中的噪声和干扰,保留有效的脉搏信号。

常用的滤波方法包括低通滤波器和带通滤波器。

放大的目的是将脉搏信号增强到适合进行后续处理的范围。

3.3 显示模块显示模块的设计可以采用TFT液晶屏、LED数码管或者通过串口将心率数值传输到上位机进行显示。

其中,TFT液晶屏可呈现更丰富的图像和信息,能够提供更好的用户体验。

4.软件设计与实现4.1 硬件驱动在STM32上实现脉搏心率检测仪的软件设计时,首先需要编写硬件驱动程序,与硬件模块进行交互。

硬件驱动程序主要包括传感器模块驱动、信号处理模块驱动和显示模块驱动。

使用STM32的GPIO引脚配置外部中断,可以实现对传感器模块的触发和数据采集。

4.2 信号处理算法信号处理算法是提取心率信息的关键环节。

可以使用傅里叶变换、时域滤波和数字滤波等方法对采集到的脉搏信号进行处理。

这些算法可以通过编程语言(如C 语言)实现,并在STM32上运行。

4.3 用户界面设计用户界面设计是为了方便用户操作和信息展示。

基于STM32WB55的脉冲治疗仪设计与实现

基于STM32WB55的脉冲治疗仪设计与实现

• 114•为了研制生成中频脉冲信号的治疗仪,研究脉冲波形生成方法、特点与用法,确定中频脉冲治疗仪整体功能、技术参数与软件工作流程。

在uCOS系统基础上,编码实现2.5KHz与4KHz基波脉冲信号;利用基波脉冲生成方波、三角波、阶梯波等治疗波形;组合治疗波形实现具有按摩、锤击与针灸疗效的14种治疗方案。

在STM32WB55主处理器基础上,设计实现脉冲治疗仪主板整流滤波电路、电压转换电路、电平转换与蜂鸣器电路、数模信号转换电路、脉冲信号放大电路等;并完成对脉冲治疗仪的测试。

1.引言日新月异的变化、激烈的竞争与巨大的生活压力使人们需要面对高强度的工作,这容易诱发各类疾病。

包括:腰背痛、颈肩痛、失眠与神经衰弱等(乔志恒,理疗学:华夏出版社,2016)。

在这种亚健康的状态下,人们的生活质量受到了极大影响。

目前疾病的治疗方式包括四种:药物治疗、手术治疗、心理治疗与康复理疗设备治疗。

脉冲治疗仪是康复理疗类设备中的重要组成部分,利用脉冲治疗仪进行疾病的治疗,不仅能够消除疾病引发的疼痛,而且能降低服用药物诱发的不良反应与手术治疗产生的副作用(白晓东,李顺月,张东,等.针灸治疗仪作用原理及其临床应用:中华中医药杂志,2015)。

脉冲治疗仪为部分疾病提供了新的治疗方式。

脉冲治疗仪的治疗原理是:电脉冲信号能够兴奋神经与肌肉组织,促进人体内活性物质与有益酶的分泌。

此外,电脉冲刺激能够影响细胞与体液内离子的比例,促进人体物质代谢(金荣疆,张宏,物理治疗学:人民卫生出版社,2012)。

通过增强细胞膜通透性,实现对人体内分泌机能的调节(Nakamura S,Azuma M,Maruhashi T,et al.Steroid pulse therapy in patients with encephalopathy associated with severe fever with thrombocytopenia syndrome:Journal of Infection,2018)。

基于单片机的脉象信号采集系统设计

基于单片机的脉象信号采集系统设计

05
系统测试与验证
测试方案设计
测试目的:验 证脉象信号采 集系统的性能
和稳定性
测试环境:实 验室和临床应
用环境
测试方法:对 比实验、模拟 实验和实际应
用测试
测试步骤:搭 建测试平台、 采集数据、分 析结果、优化
系统
测试环境搭建
硬件设备:单片机的脉象信号采集系统、信号放大器、数据采集卡等 软件环境:单片机开发环境、信号处理软件等 测试步骤:连接硬件设备、编写测试程序、运行测试程序、记录测试结果等 测试结果分析:对测试结果进行数据分析和处理,评估系统的性能和可靠性
技术发展将推动医疗设备行 业的创新与变革
感谢观看
汇报人:XX
脉象信号采集模块
信号处理:对采集到的电信 号进行放大、滤波等处理
采集电路:将脉象信号转换 为电信号
A/D转换:将处理后的模拟 信号转换为数字信号
传输接口:将数字信号传输 到单片机进行处理
信号处理模块
信号采集:使用传感器采集脉象信号 信号调理:对采集的信号进行放大、滤波等处理 A/D转换:将模拟信号转换为数字信号 数据传输:将处理后的数据传输至上位机进行显示或存储
程序功能:实 现脉象信号的 采集、处理和
显示
程序流程:启 动程序、信号 采集、信号处 理、数据显示
程序语言:C 语言或汇编语

程序模块:信 号采集模块、 信号处理模块、 数据显示模块
信号处理算法
信号采集:使 用单片机对脉 象信号进行采

信号预处理: 对采集到的信 号进行滤波、 放大等操作, 提高信号质量
系统扩展性探讨
硬件扩展:支持多种类型的传感器和设备连接 软件扩展:可定制和升级,满足不同需求和场景 通信协议:遵循标准协议,方便与其他系统集成 兼容性:可与多种操作系统和软件平台无缝对接

基于STM32的脉搏测量仪设计毕业设计

基于STM32的脉搏测量仪设计毕业设计

安徽机电职业技术学院毕业论文基于STM32的脉搏测量仪设计安徽机电职业技术学院2015届毕业生毕业论文成绩评定单姓名xxx 专业xx 班级xxxx课题基于STM32的脉搏测量仪设计评分标准分值得分指导教师评语(40分)设计方案合理、实用、经济、原理分析正确、严密,内容完整。

10计算方法正确,计算结果准确,程序设计正确简洁,工艺合理。

5元器件(材料)选择合理,明细表规范。

5图面清晰完整,布局、线条粗细合理,符合国家标准。

5文字叙述简明扼要,书写规范。

5按时独立完成,同学相互关心,遵守制度,认真负责。

10合计得分:指导教师签名:日期:年月日评阅教师评分(30分)内容充实,有阶段性成果,有应用价值。

10图纸、论文如实反映设计成果,有理论分析,又有实践过程。

10语句通顺,思路清晰,符合逻辑。

5图标清晰,文字工整,字符和曲线标准化。

5合计得分:评阅教师签名:日期:年月日答辩评分(30分)自述条理明确,重点突出。

5基本概念清楚,回答问题正确。

15专业知识运用灵活,解决问题技术措施合理。

10合计得分:答辩组长签名:日期:年月日总得分:等级系主任签名:日期:年月日指导教师评语等级签名日期安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级x 顺序号第 1次学生完成毕业论文(设计)内容情况第一周: 指导老师布置毕业设计课题,要求学生查阅有关毕业设计的相关资料;学生签名:时间:年月日教师指导内容记录教师签名:时间:年月日安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级x 顺序号第 2次学生完成毕业论文(设计)内容情况第二周:主要是把毕业设计方案要确定下来。

和同学们熟悉实验室相关设备并掌握单片机结构原理。

学生签名:时间:年月日教师指导内容记录教师签名:时间:年月日安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级x 顺序号第 3次学生完成毕业论文(设计)内容情况第三周:在指导老师的指导下,完成毕业设计并焊出实物得出相关结论并写报告;学生签名:时间:年月日教师指导内容记录教师签名:时间:年月日安徽机电职业技术学院毕业论文指导过程记录表题目基于STM32的脉搏测量仪设计学生姓名x 学号x 指导教师xx系部电气工程系班级xx 顺序号第 4次学生完成毕业论文(设计)内容情况第四周:完成基于基于STM32的脉搏测量仪设计得出结论并总结,把论文的内容主体写好。

基于STM32单片机的心率计步体温显示系统设计

基于STM32单片机的心率计步体温显示系统设计

基于STM32单片机的心率计步体温显示系统设计设计一个基于STM32单片机的心率计步体温显示系统,主要包括以下几个方面的内容:系统功能设计、硬件设计、软件设计、系统测试等。

一、系统功能设计:1.心率测量功能:通过传感器测量用户心率,将数据显示在液晶屏上。

2.计步功能:通过加速度传感器测量用户的步数,将数据显示在液晶屏上。

3.体温测量功能:通过温度传感器测量用户体温,将数据显示在液晶屏上。

4.数据存储功能:将心率、步数、体温等数据保存在存储设备中,以便后续查询和分析。

二、硬件设计:1.主控芯片:选用STM32单片机作为主控芯片,具有强大的计算和控制能力。

2.传感器:选择专业的心率传感器、加速度传感器和温度传感器,提供准确的测量数据。

3.显示模块:采用液晶屏显示传感器测量的数据和其他相关信息。

4.存储设备:使用闪存芯片或SD卡作为数据的存储设备,保证数据的可靠性和安全性。

5.电源模块:设计适配器和电池两种供电方式,保证系统的持续工作时间。

三、软件设计:1.硬件初始化:对主控芯片和传感器进行初始化设置,配置相关参数。

2.数据采集:通过传感器采集心率、步数和体温等数据,并进行滤波处理。

3.数据显示:将采集到的数据通过液晶屏显示出来,包括心率、步数和体温等信息。

4.数据存储:将采集到的数据存储到闪存芯片或SD卡中,以便后续查询和分析。

5.数据上传:设计数据上传功能,可以通过USB接口或蓝牙等方式将数据上传到电脑或手机。

6.参数设置:设计参数设置功能,用户可以根据需要设置心率、步数和体温的阈值,系统会发出警报。

四、系统测试:1.系统功能测试:逐步测试各个功能模块,验证数据的准确性和功能的稳定性。

2.整体性能测试:对整个系统进行测试,验证系统的性能指标是否符合设计要求。

3.用户体验测试:邀请用户进行测试,收集用户的反馈意见和建议,进行优化和改进。

这个系统可以作为一款便携式的健康监测设备,可以方便用户随时随地监测自己的心率、步数和体温等健康数据,有助于用户及时发现和预防潜在的健康问题。

基于STM32和物联网开发平台的心率监测仪设计

基于STM32和物联网开发平台的心率监测仪设计

图1 系统组成示意图系统硬件电路设计
2.1 传感器电路
图2 MAX30102接线图2.2 显示电路
图3 OLED接线图
2.3 无线通信电路
使用安信可开发的集成了ESP8266的ESP-12F Wi-Fi STM32的UART2(PA2、PA3)进行串口通信。

ESP-12F的管脚图与连接方式如图4所示[2]。

图4 Wi-Fi模块接线图
物联网平台介绍
本设计云端搭建在OneNET-中国移动物联网开发平台上。

OneNET是由中国移动打造的PaaS物联网开放平台。

平台能够帮助开发者轻松实现设备接入与设备连接,快速完成产品开发部署,为智能硬件、智能家居产品提供完善的物联网解决方案。

将STM32计算得出的数据传输给ESP-12F,通过EDP
为周期循环发送数据到OneNET云平台,通过OneNET
台实时监测心率数据。

若检测到心率异常时平台将会及时发出警报。

Onenet平台监测数据如图5所示。

图5 基于OneNET平台的监测数据界面
通过以上研究发现,基于物联网设计的心率监测仪,有利于对心率的远程监测以及有效的预警。

在此基础上,优化系统软硬件设计有利于提高心率测量的精确度与警报的准确度。

基于物联网平台下设计远程医疗监护系统,可以借鉴和应用上述参考文献
[1] 王亚玲.基于NB-IoT技术的可穿戴式老人摔倒监测系统的设计与开发[D]. 南昌:江西师范大学,2019.
[2] 袁桂芳.低功耗穿戴式心率监测仪的设计[J].
43-45.。

基于STM32的脉搏心率检测仪设计与实现的系统框架与功能拓展

基于STM32的脉搏心率检测仪设计与实现的系统框架与功能拓展

基于STM32的脉搏心率检测仪设计与实现的系统框架与功能拓展一、系统框架设计基于STM32的脉搏心率检测仪设计涉及硬件和软件两个方面。

在硬件方面,系统框架包括传感器模块、数据处理模块、显示模块和通信模块。

传感器模块负责采集脉搏信号,数据处理模块对信号进行处理和分析,显示模块将结果展示给用户,通信模块实现和其他设备的连接。

具体而言,传感器模块可以选用脉搏传感器,通过电极与用户的皮肤接触来采集脉搏信号。

数据处理模块采用STM32微控制器,对采集到的脉搏信号进行放大、滤波和数字化处理。

通过算法分析脉搏波形,可以计算出心率等相关指标。

显示模块可以选用LCD显示屏,将测量结果以数字或图形的形式展示给用户。

通信模块可以选择无线通信模块,实现与其他设备的数据传输和控制。

在软件方面,系统框架包括信号采集与处理、数据分析与计算、结果显示和通信控制等不同模块。

信号采集与处理模块负责实时采集脉搏信号,并对信号进行滤波和数字化处理。

数据分析与计算模块基于采集到的信号,使用适当的算法计算出心率等相关指标。

结果显示模块将计算结果以数字或图形的形式展示给用户。

通信控制模块则负责系统与其他设备之间的数据传输与控制。

二、系统功能拓展除了基本的脉搏心率检测功能外,还可以对系统进行功能的拓展,以提升用户体验和医疗监测的准确性。

1. 多参数监测:除了心率,可以拓展系统能够监测血氧饱和度、血压、体温等生理参数,从而为用户提供更全面的健康监测。

2. 数据存储与分析:将每次测量得到的数据保存到存储设备中,可以使用户随时查看过往记录,并通过数据分析模块进行深入分析,以便用户和医生获取更多关于身体健康的信息。

3. 报警功能:根据用户先前设置的阈值,可以在测量结果超出正常范围时触发报警,提醒用户及时就医。

4. 移动APP支持:设计移动APP与脉搏心率检测仪进行无线连接,将测量结果实时传输到用户的智能手机上,并提供更多健康管理、数据分析和分享等功能。

STM32单片机在心率检测仪中的应用研究与设计

STM32单片机在心率检测仪中的应用研究与设计

STM32单片机在心率检测仪中的应用研究与设计心率检测仪是一种用于测量人体心率的设备,它通过检测心脏搏动的频率来获取人体的心率数据。

在现代医疗和健康监测领域,心率检测仪被广泛应用于医院、健身房、家庭等场景。

本文将介绍STM32单片机在心率检测仪中的应用研究和设计。

1. 简介心率检测仪通常由多个部分组成,包括心率传感器、信号调理电路、数据处理模块和显示模块。

其中,数据处理模块是关键部分,负责对从心率传感器获取的模拟信号进行数字化处理,并计算出心率值。

STM32单片机作为一种嵌入式微控制器,具有高性能、低功耗和丰富的外设接口,非常适合用于心率检测仪的数据处理模块。

2. STM32单片机的选择在选择适合的STM32单片机型号时,我们需要考虑以下几个方面:- 处理能力:根据心率检测仪的要求,选择适当的处理器速度和内存容量,以满足实时处理心率数据的需求。

- 电源管理:心率检测仪通常是便携式设备,需要考虑芯片的低功耗特性和电源管理功能,以延长电池寿命。

- 外设接口:选择具备足够的通信接口和IO口,以连接心率传感器、显示屏和其他外部设备。

3. 心率传感器接口设计心率传感器通常采用光电测量原理,通过检测皮肤上的血液流动变化来获得心率数据。

在STM32单片机中,我们可以使用模拟输入通道来接收心率传感器的模拟信号。

该模拟信号由心脏搏动引起的光电信号经过信号调理电路处理后产生。

4. 数据处理算法设计在STM32单片机中,我们可以使用数字信号处理算法来处理从心率传感器获得的模拟信号,并计算出心率值。

常用的方法包括傅里叶变换、滤波和波形识别等。

这些算法可以通过软件实现,也可以借助STM32单片机的硬件加速器和数学运算预处理模块来提高计算效率。

5. 数据显示设计STM32单片机通常配备有液晶显示屏和触摸屏接口,可以用于显示心率数据和用户交互。

在心率检测仪中,我们可以将心率值实时显示在屏幕上,并设计相关界面和功能,如历史数据记录、报警功能等。

基于STM32的多功能心电信号监测系统设计

基于STM32的多功能心电信号监测系统设计

电子产品世界基于STM32的多功能心电信号监测系统设计Design of multifunctional ECG signal monitoring system based on STM32冯 蓉1,杨建华2,赵 妤2,吴 桐2(1.西安工商学院信息与工程学院;2.西安工业大学电子信息工程学院,西安 710000)摘 要:为了检测人体心电、运动姿态以及体温生理信息,设计实现了一种基于STM32系列MCU的多功能心电信号监测系统,系统包含心电信号采集模块、体表温度采集模块、运动信息测量模块、无线数据传输模块、系统控制模块。

实现对人体心电信号、体表温度信息、走路运动信息的实时采集、计算、显示与无线传输。

实验测试可得心率测量相对误差在3%以内,体表温度测量误差绝对值小于0.3 ℃,运动步数记录相对误差小于1%,运动距离记录相对误差小于5%,实验结果表明该设计具有较高的实用价值。

关键词:心电信号;STM32;无线传输;运动信息0 引言随着人们物质生活水平的提高,人们对身体健康问题越来越关注,而人体的生理信号作为临床诊断和健康监护的重要参考依据,对现代医疗和人体保健有着重要意义[1],因此人们对便携式、智能化、穿戴式电信号采集系统的需求日益增加,然而,医院的心电监护仪等仪器设备虽然精度高、功能全,但是一般价格昂贵,体积庞大,不适合作为日常健康保健监测装备。

许多学者对相关理论和应用技术不断进行研究探索,刘恒等设计基于单导联的实时心电监测系统,应用了数字卡尔曼滤波和迭代滤波方法,克服了心电检测信号的基线漂移和低频噪声干扰等问题[2],王睿等设计了低成本高精度单导联心电信号采集电路[3],江涛设计了一种基于MSP430单片机的心率测量仪,充分利用了MSP430处理器低功耗的特点[4]。

梁嘉琪等设计了家用心电信号检测系统设计,用LabVIEW软件实现上位机的实时存储、显示等功能[5]。

也有学者基于Android平台设计多生理参数监测系统,实现将智能手机与人体生理参数监测相结合[6]。

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安徽机电职业技术学院毕业论文基于STM32的脉搏测量仪设计系别电气工程系专业xxxxxxxxxxxxx班级xxxxxxxxxxx姓名xxxxxxxxx学号xxxxxxxxxxx指导教师xxxxxx2014 ~ 2015 学年第一学期安徽机电职业技术学院2015届毕业生毕业论文成绩评定单摘要人们测量脉搏的传统方法是使用测量脉搏的听诊器,或者使用吸附在人体上的电极等。

这些老式的方法有其自身的局限性,不便于室外场所使用。

基于此,本论文设计了一种基于STM32F103VET6主控芯片的脉搏测量仪,体积小,精度高,使用方便。

在采集脉搏使用的介质,测量的部位和测量的方式有了重大改变。

它采用红外对管TCRT5000来进行人体的脉搏测量,检测的部位为被检测人的任意一个手指,耳垂等组织较薄的部分。

其原理是根据血液舒张和收缩血液浓度的不同,红外线传感器的红外信号透过血液的强度不同,因此可以测量并计算每分钟其血液收缩扩张的次数,通过示波器能够很直观的观察出来,并且该测量仪能够实现保存测量的数据,在回放状态时,能回放所保存的测量数据,如波形等。

通过液晶屏实现光电脉搏信号波形动态显示,其设计理念新颖,可实现性好。

关键词:主控芯片STM32F103VET6 红外对管TCRT5000 液晶屏目录第一章绪论 (4)第二章脉搏测量仪现状及意义 (5)2.1 脉搏测量仪现状 (5)2.2 意义 (6)第三章方案论证 (7)3.1 方案选择 (7)3.2 系统框图 (8)第四章 STM32处理器概述 (9)4.1 STM32简介 (9)4.2 STM32的引脚图 (9)4.3 STM32的内部资源 (10)4.4 Cortex-M3内核简介 (10)第五章基本结构模块 (12)5.1 脉搏信号采集模块及原理 (12)5.2 脉搏信号放大和整形模块 (13)5.3 显示模块及STM32最小板 (17)5.4 测量仪整体电路图 (19)5.5 测量仪实物图 (20)第六章软件设计 (21)6.1 STM32开发环境 (21)6.2 MDK370简介 (21)6.3 JTAG仿真器介绍 (22)第七章功能测试 (23)6.1 脉搏波形测试 (23)6.2 脉搏数测试 ................................ 错误!未定义书签。

6.3 液晶显示及波形回放功能测试 ................ 错误!未定义书签。

6.4 脉搏上下限报警测试 ........................ 错误!未定义书签。

结束语. (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论脉搏,临床科学的说法为心率,是病理研究中非常重要的参数之一。

现在医疗监测仪器的基本功能中,就包含心率的测量。

及时迅速准确的对心率进行测量和评估,是对个人的生命体征的一种检查与监测。

随着科学的发展,电子技术的进步,脉搏测量仪的形态有了很大的变化,逐步向体积小,操作灵活的方向发展。

目前,用于脉搏监测的仪器为传统的大型机。

其体型硕大,操作不便。

本次设计的目标,是要通过红外传感器,将信号传输至主控芯片,并由主控芯片计算脉搏信号。

其间的测试参数,全部显示于液晶显示屏上。

当前市场上的脉搏测量仪器基本上采用的有传统的听诊器,大型的生命体征仪。

听诊器由于是依靠人体感官进行测量,其精度较低、可靠性差、功能也比较单一、受外界影响很大,而生命体征仪由于测量的精度高,成本非常高,并且体积较大。

第二章脉搏测量仪现状及意义2.1 脉搏测量仪现状进入到科技迅猛发展的21世纪,科学技术不断地被应用于实际的产品生产和生活消费中,人们的生活日新月异蒸蒸日上。

与此同时,迅猛的科技发展、崛起的工业生产,也造成了许许多多的生活问题烦扰着人们。

科技极大地促进了社会的发展变化,使人们的生活节奏加快,生活环境不再舒适优雅,生活习惯随之也发生了剧烈的变动,生活质量因此而下降,人体的健康也受到了严重的干扰与破坏。

在众多的危害人类健康的疾病当中,各色各样的心血管疾病成为其中的一种。

这种疾病的发病率在逐年提高,发病群体也在不断扩大,并呈年轻化趋势,而且经常引起极为严重的病危后果。

这种疾病长期困扰着众多的患者,市场上也迫切需要解决如此种类疾病的解决方案和治疗方法。

早期的预防与及早的发现病情就显得极为的重要,这促使了很多的此种医疗仪器产品的研发与诞生。

在当今的医学领域中,通过使用测量脉搏跳动以获取病人的身体健康状况信息的电子医疗产品,愈来愈受到人们的欢迎。

脉搏作为了解个人身体活动状况的重要窗口,测量脉搏信号的电子医疗产品显示了它的优势之处。

这种测试脉搏信号的研发引起了众多专家教授的普遍关注,受到了研发探究者的青睐。

除了这些还带来了其他利益和好处,此类医疗仪器的研发与生产,商家可以赚到更多的钱,产品更加热卖,人们的身体健康水准也随之提高。

在当前的国际医疗研发领域中,有许多国家的医生学者针对脉搏信号的采集提出了很多的设计思路与研究方法,其中不乏非常高效而精确的测量仪器及装置,但由于他们的装置和仪器都存在这样或者那样的缺陷,最终并未把原来的设计思路和解决方案应用于大规模的产品工业化生产中去,也没有应用于医学检测。

比如,有的医学测量仪器虽然高效而精确,但价格过于昂贵,不在普通消费者所能承受的范围内。

或者有的电子医学测量产品由于测量需要比较精确的固定之后,才能采集到准确的脉搏信号,操作环境要求过于理想,无法在通常中的条件正确测量。

此外有的仪器装置由于操作过程过于复杂,本身不具备广泛推广的条件,因而无法推广成为产品销售。

还有很多的医疗仪器由于这样或者那样的原因,仅仅只存在于理论设计和实验研究当中。

在当前的市场上,也存在相当多的心血管的医疗测量仪器,它们各有优缺点,但是有的测量不是相当准确,有的测量过程有些繁琐,有的价格可能比较昂贵,有的在诊断过程中可能会冒有不小的风险,根据不同的人群和消费者,人们也可以各取所需。

于是市场上迫切需要一种操作过程简单化、测量比较准确有效、价格合适可以推广、诊断过程安全高效、操作环境最普遍常见的智能脉搏测量的电子医学测量仪器。

2.2 意义脉搏信号是人体生理活动状况最重要的信号之一,能够反映人体生理活动的基本信息,从而反映人体的生理甚至心理健康状况。

脉搏信号信息的获取,也为人体其他方面的检查提供了各种数据信息的参考。

“望、闻、问、切”是我国古代中医的行医方法,“把脉”成为了解患者身体状况的重要途径,脉搏信号蕴含的丰富的信息为医生为患者的诊断和开药提供了重要依据。

通过采集和获取人体准确的脉搏信号,得到大量的身体状况信息,我们一般采用市场上已有的各色各样的传感器。

利用传感器获得患者的脉搏信号和信息,一般对个人的身体都不会造成危害,都是极为安全的。

其次在于它操作过程和步骤的简单化,使用起来会非常方便,非常受到消费者和各位医学专家教授的欢迎。

通过脉搏信号采集,获取人体的身体健康信息逐渐成为一种趋势,由于脉搏信号的种种优势,它的市场应用前景非常广泛,应用和使用价值也极为巨大,在未来的医学领域当中,它也必定是研究探索的热门话题。

利用当今迅速发展的电子技术应用于脉搏的医学测量,极大地促进了医学医疗仪器的发展与生产,随之而带动的智能脉搏电子测量仪也会在医疗产品市场上具有一席之地,消费者和市场空间大门会为之而打开。

本次设计所采用的大致方法如下,整个系统控制将由STM32F103VET6主控芯片构成。

选用TCRT5000作为红外线测试元件,液晶作为显示器件,各个检测信号、显示信号可由芯片的I/O口进行。

血液是一种高度不透明液体, 血液中含有大量的血红细胞, 这种细胞具有很强的吸收红外线的功能。

因此, 红外线在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍。

当人体动脉血管随心脏周期性地收缩和舒张, 动脉血管的血液容积随之发生变化时, 动脉所在部分的人体组织对于红外光的透射性就会发生变化。

这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显, 因而取手指尖或耳垂作为信号采集部位,从而更好的实现测量功能。

第三章方案论证3.1 方案选择在本次的方案设计当中,脉搏信号的采集和获取是整个脉搏测量仪设计中的重中之重。

只有准确、高效、可靠地采集到个人的脉搏信号,整个设计才有成功的可能,整个设计才会有实在的意义。

由于脉搏的信号极弱,振动幅度非常有限,不易于进行采集和获取,会给收集脉搏信号者带来不小的麻烦。

在脉搏信号本身极弱的同时,它还很容易收到其他生理信号的干扰,对于每一个生物体来说,其各个部分的生理信号都是相互干扰、相互影响的。

再者,每个生物体的情绪的不同,喜怒哀乐的变化,也会造成生理信号的改变,在这种情况下,脉搏信号就会受到噪声的干扰,只有选择一个恰当的脉搏测量传感器,才能够获得准确、高效、可靠的脉搏信号。

脉搏信号的频率是很低的,1分钟的次数大致如下,且对于不同的个体也是有差别的:男性的是60到100次,女性的是70到90次,小孩的大概是90次。

在本设计中我选用了光电传感器。

光电传感器是将光信号转化为电信号进行测量。

在脉搏测量中,我们可以通过红外线照射人体时由于脉搏的跳动,透光度不同而产生不同的电流,而获取脉搏跳动的信号。

用光电传感器测量时,我就可以不用考虑脉搏的振动幅度过小,而且受到的干扰也较小。

一般光电传感器的应用也有两种,耳脉测量和指脉测量。

耳脉的特点是光电信号较弱,并且在不同的温度、不同的季节中,测量结果也不相同,因此会造成测量的数据不准确,但测量环境较为清洁。

而指脉测量由于汗腺发汗会使测量仪器变脏,致使测量不准确,需要经常清洗。

从整体上来考虑,指脉的光电信号较强,且操作简单易行,所以选择使用指脉测量。

指脉光电传感器也分为两种,分为透射型的和反射性的两种:(1)透射型:图3-1透射型光电传感器如图3-1是透射型光电传感器,透射型指脉光电传感器是由上端的发光二极管发出红外光,红外线通射过手指,手指内的血液浓度由于脉搏的跳动而发生变化,投射过的红外线强度发生变化,产生不同的光电信号。

(2)反射型:图3-2 反射型光电传感器如图3-2是反射型光电传感器,反射型是指发光二极管和光敏三极管在同一水平端上,发光二极管发射出红外线,由于脉搏跳动而使血液浓度发生变化,由于血液可以选择性吸收红外光致使光敏三极管接受率发生变化,由于血液循环流动,脉搏周期跳动,所以其变化也呈周期性,所以本次设计我采用反射式。

3.2系统框图整个电路的各个部分框图如下图所示:图 3-3 脉搏测量系统结构示意图第四章 STM32处理器概述4.1 STM32简介STM32F103xx增强型系列使用高性能的ARM/Cortex-M3/32位的RISC内核,工作频率为72MHz,内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM),丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。

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