便携式多功能实时生理参数监测仪的设计(精)
便携式多生理参数检测仪设计
便携式多生理参数检测仪设计【摘要】便携式多生理参数检测仪,用于同时检测人体的心电、血压、血氧等基本生理参数。
本文介绍了便携式多生理参数检测仪的总体设计方案。
该方案将无创检测技术、嵌入式系统技术、数字信号处理技术、人工神经网络技术相结合,拟研制出多功能、微型化、智能化的便携式多生理参数仪。
【关键词】便携式;嵌入式系统技术;微型化引言临床上重要的生理参数包括心电图(ecg)、血压、血氧饱和度等,这些基本生理参数中蕴涵着丰富的人体健康状态信息,对病人的治疗有着极其重要的临床意义。
在传统的生理参数检测中,医生分别利用心电图机、血压计、血氧仪等分立仪器来得到病人的这些指标。
这些检查步骤使得医生在对病人的检查时需要花费较多的时间,而且过多的检查步骤容易使病人产生抵触感,使得检测效率降低。
虽然针对多生理参数检测的问题,市场上出现了多参数监护仪,但是多参数监护仪存在的问题是它以危重病人的监护为目的,主要面向大型医院及icu病房,虽然功能齐全,各项生理指标监测完备,但是体积较大、而且价格昂贵。
不适用于在基层医疗机构进行推广。
为了解决这一问题,针对基层医疗机构的特点,以检测普通大众的基本生理指标为目的,拟设计出将电子血压计、血氧饱和度仪、心电图机的功能集合在一起的检测系统。
与传统的多个分立仪器相比,该检测仪的出现将在保证生理参数检测完备的基础上,降低仪器的成本,减小体积,缩短检测时间,方便医生对患者进行诊断。
同时也有利于医生掌握病人在血压、心电、心率、血氧等多参数同时变化时的情况,对医生的诊疗更有帮助。
本检测仪与传统的多个独立检测仪器相比具有检测速度快、成本低、体积小、重量轻等优点,其检测对象以基层大众为主要目标,使用简单、携带方便、智能化程度高,完全可以满足如社区医疗机构、乡镇医院、甚至野外作业等场所对多生理参数检测的需要,从而改善基层的医疗卫生条件,帮助医生提高诊疗手段,增强我国社区医疗的诊断水平,因此该仪器的推广和应用具有良好的社会效益。
便携式多功能实时生理参数监测仪立项
大学生研究训练计划项目(SRITP )立项项目名称:便携式多功能实时生理参数监测仪项目负责人:所在系、年级:填表时间:学科类别:□文科口理工科项目类别:□社科类社会调查报告及学术论文□自然科学类学术论文口发明制作类作品教务处制3、 4、项目立项依据1、 人们对高质量的 对生命健康的关注2、 目前,随着当今科学技术的发展和人们生活水平的不断提高, 生活习性也有较大改变,而且人们的生活观念也与时俱进, 也是越来越多。
身体的健康状况使人们的重中之重。
当人们需要做身体检查时, 必须要到医院借助医院的各项仪器做身体的全面检 测,而这些仪器大多是比较贵重,而且不易移动的,其便携性非常的差。
故而 仅仅只能在特定的情况和场合下使用,然而身体的变化却是实时的,难以随时预料的,这就需要我们随时掌握我们的身体状况。
在当前,人们对低碳生活的追求与向往,低能耗的生活用品也越来越受人们的喜欢,而我们的立项也考虑到了这一点,使其性能更加的稳定与可靠。
生理健康的实时关注一直都是人们最为重要的部分,而且是我们生存所不可或缺的。
所以人们追求更高品质的生活前提就是要有一个良好的身体。
人们的生活才会更加完美。
大学生研究训练计划项目立项申请表社科类社会调查报告及学术论文( ) 自然科学类学术论文 () 发明制作类作品(2 )此系统仪器基于便携、多功能、超低功耗等众多优点于一身,可以 实现对人体重要参数的实时监测,从而可以提示人们在必要情况下,做出必要的防范措施,以减少自身危险的发生。
此系统仪器,在广泛倡导低碳生活的原则下,采用超低功耗的方案可以较大程度的减少能源的消耗。
而且此系统仪器可以广泛地应用于家庭、医院、学校、健身房等众多场合,为各种情况下自身的身心健康安 全做出重要的保障。
项目名称便携式多功能实时生理参数监测仪项目类别 关键词Msp430传感器、模块化,低能耗。
项目研究 内容摘要参考文献[1]张华林.电子设计竞赛实训教程[M].1版.北京:北京航空航天大学出版社,2007: 152-164。
便携式人体生理指标检测毕业设计
便携式人体生理指标检测毕业设计2014届毕业生毕业设计说明书题目: 便携式人体生理指标智能检测系统院系名称:电气工程学院专业班级:测控1002 学生姓名:学号:指导教师:教师职称:副教授2014年 5月 9日摘要目前,由于中国的老龄化速度加快,中国老年人的数量越来越大,对于老年人来说,身体状况是第一大需要关心的问题,而目前最大的问题就是老年人不能实时地知晓自己的身体各项生理指标,主要是隔一段时间去医院体检一次,但是随着年龄的增长,一些疾病的发作是非常快的,对于某些突发的疾病,并不能做到一出现状况马上通知家人或者医院,以至于造成严重的后果。
例如,老年人在运动时,由于运动量过大导致心率突变,接着导致心脏病突发等等。
针对以上情况,本文设计了一款便携式人体生理指标检测器,可以实时地检测人体的脉搏、体温,并对使用者的运动量进行大致估计,使使用者对自己的身体状况有大致的了解。
本设计分为两部分:第一部分为基于单片机的人体指标检测系统.该检测系统采用层次化、模块化设计。
传感器采集数据,采集的数据送给单片机进行分析处理,通过软件编程设定各项指标的阈值,用字符型TC1604液晶显示所测的各项数值。
并且可以制作PCB板使模块体积尽可能小,系统集成度高、工作稳定、电路简单、检测精度高、调试方便,非常具有实用价值。
另一部分是通过SIM900A的GPRS模块进行通信,即传感器检测到人体参数异常,此时单片机控制SIM900A发送预置短信或者拨打预置电话,以便及时通知家人或者医院,对患者进行救治。
实现了检测与处理的功能。
关键词:人体生理指标;DS18B20;HK-2000A;AT1604;GPRS;ND-3Title Portable physiological index detectorAbstractCurrently, due to China 's accelerated aging , the number of China 's old people becoming more and more large , for the elderly, the needs of health care is the biggest problem , but now the most important problem is that the elderly can not know in real time the body's own physiological indicators ,usually once in a while to a medical hospital,But with the increasing of age,the onset of some diseases are very fast,for some diseases occured in a very short of time,we can not notice the family or the hospital timely,then there wil be a serious consequences.for example,when the elder people doing some exercise,due to excessive movement mutations cause heart disease.For the above situations,This paper designed a portable physiological index detector system,The detection system uses a hierarchical, modular design.the sensors collect the dates,then microcontroller analysis the date,Set thresholds of the indicators by software programming,useing the LCD1604 to display the numbers,and we can use PCB to make the volume as small as possible.System is highly integrated, stable, simple circuit, high precision, easy debugging,the systemhas highly practical value,The other part is to communicate via GPRS module SIM900A.the sensors detact the unnormal date,the the MCU orderd SIM900A to call the proset phone number or send the text message to notice the family or the hospital timely and then treat the patients.achieve the function of detect and control.Key words: Physiological indicators;DS18B20;HK-2000A;AT1604;GPRS ND-3目录摘要.................... 错误!未定义书签。
基于单片机的便携式多功能实时生理参数监测仪
基于单片机的便携式多功能实时生理参数监测仪摘要:本设计是在PROTEUS环境下完成的,以单总线数字温度传感器DS18B20、AT89C51单片机、HK-2000A集成化脉搏传感器、ND-3微振动传感器、LM041L字符型显示器构成的多功能实时生理参数监测仪系统的硬件电路及软件系统的设计。
本文介绍了PROTEUS和KEIL软件,DS18B20单线数字温度传感器、AT89C51单片机和LM041L字符型显示器的结构、性能特点以及工作原理,以及HK-2000A集成化脉搏传感器和ND-3微振动传感器的性能参数。
该系统可以完成对温度、心率、步数等参数的采集、处理和显示,并且能在这些参数超过设定的阈值时,进行报警提示。
关键词:单片机;DS18B20;LCD;PROTEUS;KEILPortable multi-function physiological parametersreal time monitor which is based on MCUAbstract:My design is depend on PROTEUS, using the extensively used single-bus digital temperature sensor DS18B20, AT89C51 MCU, HK-2000A integrated pulse sensor, ND-3 micro-vibration sensor, LM041L character display design a multi-functional real-time physiological parameters monitor,s hardware circuits and software system.PROTEUS and KEIL software, DS18B20 single-wire digital temperature sensor, AT89C51 MCU andLM041L character display structure, performance characteristics and working principles, as well as the HK-2000A integrated pulse sensors and ND-3 micro-vibration sensor performance parameters is introduced in this paper. This system can be completed on collect, processing and display the parameters the temperature, heart rate, paces, and more than these parameters in the threshold that we set for alarm.Key words:MCU; DS18B20; LCD; PROTEUS; KEIL目录引言 (1)1 系统设计简介 (2)2 元器件选择 (3)2.1 AT89C51单片机 (3)2.1.1 主要特性 (4)2.1.2 管脚说明 (5)2.1.3 振荡器特性 (6)2.1.4 芯片擦除 (7)2.2 LCD芯片 (7)2.2.1 LCD接口 (7)2.2.2 指令描述 (7)2.2.3 接口时序说明 (11)2.3 DS18B20智能温度控制器 (12)2.3.1 DS18B20的内部结构 (12)2.3.2 DS18B20温度传感器的存储器 (14)2.3.3 DS18B20使用中注意事项 (16)2.4 HK-2000A集成化脉搏传感器 (17)2.5 ND-3微振动传感器 (18)3 系统硬件电路设计 (19)3.1 Proteus软件的介绍 (19)3.1.1 Proteus软件的介绍 (19)3.1.2 proteus 的工作过程 (19)3.1.3 Proteus 软件所提供的调试手段 (20)3.1.4 Proteus和Keil uVision的联调 (20)3.2模块的说明 (21)3.2.1 复位电路部分 (21)3.2.2 晶振电路部分 (22)3.2.3 数据采集部分 (22)3.2.4 LCD显示部分 (22)3.2.5 报警电路部分 (23)3.3 整体电路图 (23)4 系统软件设计 (25)4.1 Keil uVision软件介绍 (25)4.2 程序的编写和调试 (25)4.2.1 DS18B20的工作过程 (25)4.2.2 中断服务程序 (28)4.2.3 LCD显示子程序 (29)4.2.4 系统主程序 (29)5仿真与调试 (30)6总结 (34)参考文献 (35)附录1 程序清单引言随着国民经济的不断发展,人们生活水平不断提高和完善,健康已成了人们关注的焦点和追求的目标。
便携式心率监测仪的设计
便携式心率监测仪的设计目录绪论 (1)1 系统统方案设计 (2)1.1 系统功能要求 (2)1.2 医学常识 (2)1.3 系统方框图 (3)2系统硬件设计 (5)2.1 单片机介绍 (5)2.1.1 AT89C2051主要性能 (5)2.1.2 AT89C2051的引脚说明 (6)2.2 传感器与信号处理电路的设计 (7)2.2.1 光电式脉搏波传感器 (7)2.2.2 前置放大与滤波电路 (8)2.3 显示电路 (10)2.3.1 ULN2003的功能 (10)2.3.3 显示电路接口设计 (10)2.4 报警电路 (11)2.5 时钟和复位电路设计 (11)2.5.1 时钟电路设计 (11)2.5.2 复位电路的设计 (12)3 软件设计 (13)3.1 中端程序流程图 (13)3.1.1 定时器中断程序流程图 (13)3.1.2 INT中断程序流程图 (14)3.2 显示程序流程图 (15)4 调试与仿真 (16)4.1 仿真软件 (16)4.2 调试仿真中注意的问题 (16)结论 (17)参考文献 (18)附录A 心率监测仪电气原理图 (19)附录B 部分源程序 (20)致谢 (25)便携式人体心率监测仪的设计摘要多年来,心率监测仪在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用,它们所记录的心脏活动时的生物电信号,已成为临床诊断的重要依据。
目前,检测心率的仪器虽然很多,但是能像本文设计的系统一样实现精确测量、便于携带、报警等多种功能的便携式全数字心率测量装置却不多。
本系统以AT89C2051单片机为核心控制芯片,光电式脉搏波传感器采集信号,以七段数码管作为显示系统,经信号处理电路后脉冲送入单片机,由数码管显示心率。
本文设计的人体心率监测仪使用方便,只需将手指端轻轻放在传感器上,即可实时显示出每分钟脉搏次数,特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。
采用红外光学检测法,能够在运动的状态下进行心率测量。
基于C8051F330的便携式生理参数监测仪设计
基于C8051F330的便携式生理参数监测仪设计随着人们生活水平的提高,越来越多的人希望通过简便的方式了解身体基本状况。
因此人体生理监护仪开始出现并呈不断增多的趋势,已经由过去的单一测试仪发展为现在的多参数监护仪。
在实际生活中,生理参数监测仪多是基于PC机平台的多参数测量、价格昂贵、体积庞大、不便于移动。
现在多数生理参数监测仪无法准确的实时测量人体运动时的生理参数,导致有些人特别是老年人运动强度过大,对身体造成较大伤害。
而教练员因无法准确掌握运动员运动时生理参数变化,而不能“因材施教”,有针对性的制定训练方案,所以运动员训练方式都是大众化训练。
综上所述,开发一种体积小、价格低,基于嵌入式系统的便携式生理参数监测仪就具有重要的意义。
1 便携式生理参数监测仪系统方案本系统采用C8051F330作为该系统的单片机。
系统整体硬件电路包括电源电路,脉搏传感器电路,温度传感器电路,计步电路,声光报警电路和LED数码管显示电路等,如图1所示。
脉搏传感器采用HK-2000A,辅以电平拉高电路使输出脉搏信号满足单片机I/O口的输入高低电平要求,计数通过单片机外部中断0。
温度传感器采用 DS18B20,传感器使用Vcc 供电。
计步模块使用HA35DE,传感器采用Vcc供电,步伐计数通过单片机外部中断1,路程、卡路里等计算通过公式换算。
LED数码管采用4位共阴极连体数码管,数码管驱动芯片采用周立功公司的ZLG7289B;系统电源采用单电源3.3 V。
2 便携式生理参数监测仪系统的硬件设计2.1 脉搏与温度测量电路设计本系统采用压力型集成脉搏传感器HK-2000测量人体脉搏,直接将脉搏信号转换成数字型脉冲信号输出,其硬件电路如图2(a)所示。
脉搏传感器输出的脉冲信号高电平为Vcc=-1.5 V,不足以使单片机识别为逻辑高电平,采用分压式电压提升电路,产生单片机可识别到脉冲信号。
本系统采用DS18B20数字型温度传感器,测量结果输出为2 Byte数字信号,测量分辨率为0.1℃。
便携式远程生理多参数实时监护报警系统的研制
[ 键 词 】 生理 参数 ; 程 监 护 ; 警 系统 ; 户机 ; 关 远 报 用 中心 站
【 国 图书 资 料 分 类 号 】 R 1. [ 献标 识码 ] A [ 章 编 号】 10 — 8 8 2 1 )8 0 3 — 3 中 38 6 文 文 0 3 8 6 (0 0 0 — 0 9 0
m k el t e dans n a ae e tt ad a et i m re c ae ISsibe f l ia ue【 hn s a era—i i oi ad m n gm n o rspt ns n e egn ycs. t ut l o c ncl s. ie e m g s w i a r i C
1 引言
血 管 病 患 者 或 高危 人 群 进 行 有 效 的 院 外 监 测 和实 时 报 警 . 有
随 着 我 国进 入 人 口老 龄 化 增 长 最 迅 速 的 时 期 [ 人 口老 1 1 .
利 于 预 防 各种 重 症 心血 管 疾 病 及 猝 死 的 发 生 , 降低 死 亡 率 [ 8 1 。
P ENG S e g h a ,L i g h n — u IP n
( . e at n fMe ia De ie u n d n o d a dDr gVo ain l olg , u n z o 0 2 , hn ; .L n h u 1Dpr me t dcl vc ,G a g o gF o n u c t a l e G a gh u 5 5 0 C ia 2 a zo o o C e 1
sg a d t i l y t e tr i as a d t e r n mi te d t o a h s i lc n r l tt n t r u h tl p o e l e a e o in l aa t mey b h e n l, n h n t s t h aa t o pt e ta sa i h o g e e h n i s b s n m a a o n
便携式多功能监护系统设计与实现
便携式多功能监护系统设计与实现便携式无线多参数监护仪具有体积小巧,价格便宜,稳定性高,功耗低等特点,可长时间监测患者生理参数如血压、血氧、心电呼吸和体温。
使病人可以随身携带,24小时监护病人的生理参数,当病人觉得不适或者需要超出医生建议阈值时,并可通过蓝牙协议将储存的生理参数信息以2.4G频带传递至手机,再通过手机发送到医院数据库平台按照参数超出幅度联系值班医生,实现足不出户可实现安全监护。
由北京时代民芯公司开发的MXT89C551为这种多功能便携式无线多参数监护仪的实现提供了硬件平台。
通过对该高速单指令周期MCU的外围电路设计和软件编程,实现了如图1的设计框架结构。
电路设计及工作原理血压采用电机转动对袖带进行加压来阻断动脉血。
通过匀速漏气阀漏气。
当袖带的气压逐渐减小时,动脉血流逐渐增加,脉搏波逐渐增大,当袖带内的压力等于收缩压的时候,开始产生第一声柯式音,当袖带内的压力继续减小时脉搏波的振幅会减小直到消失,产生最后一声柯式音。
将袖带连接的压力传感器MPS2107产生的差分信号通过高通放大滤波器,将脉搏波信号进行放大滤波后,通过AD采样将信号采进系统。
求出脉波信号的包络线,算出峰峰值最大的点对应的气压值,按照多权值示波法原理再进一步计算舒张压和收缩压。
电路结构如图2。
根据包络线的特征,采用最大振幅法,得出血压值。
目前比较一致的医学看法是当袖带压力振荡波的振幅最大时,袖带的压力就是动脉的平均压。
动脉的收缩压对应于包络线的第一个拐点,舒张压对应于包络线的第二个拐点。
收缩压判据的确定:通常采用最大振幅法,即在放气过程中脉搏波幅度包络线的上升阶段,当某一脉冲波的幅度Ai与最大幅度Ax之比≥Ks时,就认为此时对应的袖带压力为收缩压。
舒张压判据的确定:也是用最大振幅法来判定,不过是在脉搏波幅度包络线的下降段,当某一个脉搏波的幅度Ai与Am之比≤Kd时,就认为此时对应的气袖压力为舒张压:Pd=P/Ai=Kd×Am根据上海医用仪表厂多年的研究成果,经验取值勋=0.58,Kd=0.77:血压交直流信号及收缩压和舒张压的对应位置,如图3。
便携式体温检测仪的设计
便携式体温检测仪的设计摘要随着科学技术的发展,医疗水平也不断提高,出现了各种医学仪器。
医学仪器主要用于对人的疾病进行诊断和治疗。
医用监护仪是医学仪器中不可缺少的一大类仪器,在医院中起着越来越重要的作用。
医用监护仪的主要作用是连续、实时的测量病人的生理参数。
本课题研究的便携式体温监测仪可以实现体温的实时测量,可以将测得的温度显示在液晶显示屏上,也可以将测得的温度传输给计算机,根据需要可以进步编写软件,由计算机绘制出患者在一定时间内的体温波动曲线,以供医护人员进一步分析患者的病情。
配合不同的温度传感器,本系统可以测量患者不同部位的温度。
配合不同的温度传感器,本系统可以测量患者不同部位的温度。
而且本系统的体积小巧,能耗很低,可以由电池供电,长时间的工作。
而且本系统的体积小巧,能耗很低,可以由电池供电,长时间的工作。
本系统的核心是TI公司生产的新型低功耗单片机MSP430F413。
这种单片机特别适合于低功耗的场合,能够使用电池长时间工作。
而且MSP430F413的价格相对较低。
本系统主要由三大部分组成。
第一部分是温度采集部分。
第二部分是液晶显示部分。
第三部分是串行通信部分。
关键词:MSP430;体温监测;液晶显示;串行通信Portable temperature detectorAbstractWith the development of technology,medical treatment level improved also,all kinds of medical instruments appeared.Medical instruments are mostly used when diagnosing and therapy hominine illness.Medical monitor is a sort of medical instruments,and it effects more andmore important function in hospital.The most important function ofmedical monitor is real time measuring patient's physiology parameter.Portal animal heat monitor in this article,can measure animal heat real time and show the temperature on LCD.It can transmit the temperature to PC.Then PC can make the temperature curve to help the doctors to diagnose.By using different temperature sensor,it can measure animal heat at different part.The main part of this system is new type、low power MCU MSP430 manufactured by TI company.This MCU is very suitable for ultra-low consumption situation,and it can work long time powered by battery.This MSP430F413 has low price.This system consists of there parts.The first part is temperature measure part.The second part of the system is LCD display.The third part of the system is UART.Key Words:MSP430;animal heat monitor;LCD display;UART引言体温是临床诊断各种疾病的重要依据。
便携式多生理参数监测设备的研制的开题报告
便携式多生理参数监测设备的研制的开题报告一、选题背景随着人口老龄化和生活方式的改变,慢性疾病的发生率不断增加,其中高血压、心脏病、糖尿病、肾病等疾病是常见的慢性病。
许多慢性疾病需要长期监测,才能掌握病情,及时调整治疗计划。
传统的监测设备大多体积庞大、价格昂贵,使用不够便捷,无法满足日常生活中对多生理参数监测的需求。
因此,研发一种便携式多生理参数监测设备,对于提高慢性病患者生命质量和健康管理具有重要意义。
二、研究目的研制一种便携式多生理参数监测设备,具备以下功能:1.血压、心率、血糖、肾功能等多种生理参数的同时监测和记录;2.可以上网上传数据,方便医生进行远程监护;3.便携式设计,方便患者携带和使用。
三、研究内容1.设计硬件系统:根据监测参数需要,设计硬件系统,包括传感器、模拟电路、数字电路等部分,实现对多种生理指标的监测。
2.软件系统开发:设计具有人机交互功能的软件系统,实现数据的采集、处理、存储、显示和上传,方便用户进行数据管理和查询。
3.系统测试与验证:对研发的便携式多生理参数监测设备进行测试和验证,检查其性能是否符合设计要求。
四、研究意义1.提高慢性病患者的生命质量:便携式监测设备可以方便患者随时随地进行生理数据监测,及时掌握病情变化,调整治疗方案,从而加强自我管理,提高生活质量。
2.方便医师进行远程监护:研制的监测设备可以实现数据上传,方便医生进行远程监护,减轻医生工作负担。
3.促进医疗信息化建设:便携式监测设备的研制与推广,促进医疗信息化建设,提高医疗服务水平。
五、预期成果1.便携式多生理参数监测设备的实物样机;2.软件系统的开发和测试;3.研究论文的撰写和发表。
六、研究方法1.调研:了解市场上已有的多生理参数监测设备的性能和特点,为研究设计提供参考。
2.建立系统模型:根据监测要求,建立便携式多生理参数监测设备的系统模型,并进行仿真分析。
3.硬件设计:根据系统模型,设计传感器、模拟电路、数字电路等硬件系统。
人体生理参数监测仪设计
人体生理参数监测仪设计1 引言随着人们健康意识的逐渐增强,户外运动越来越受到重视。
然而运动量过强或不足都不能达到锻炼的目的,甚至会危害身体。
这里介绍一种多功能实时生理参数监测仪的设计方法,该监测仪具有廉价、实用、便携,并有语音播报测量值及越限报警等多种功能。
2 总体结构与工作原理该监测仪以凌阳16位单片机SPCE061A为控制核心,通过温度传感器、水银开关、压电陶瓷片获得人体温度、跑步者的步数及脉搏跳动情况,再由CPU实时计算测量值并将结果送至液晶显示器显示,同时进行语音播报。
系统设有键盘、人工复位和自动上电复位及硬件看门狗电路。
SPCE061A内部带有硬件乘法器功能,可方便地实现测量数据的记录、计算和语音播报功能。
系统总体结构框图。
3 硬件电路设计3.1 体温测量模块温度传感器采用DALLAS的DS18B20,该器件无需外部元件,通过数据线供电即可提供最高12位的温度读数,器件的温度信息经单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出,从CPU 到DS18B20仅需连接1条线。
读、写和完成温度变换所需的电源由数据线本身提供,测量范围为-55℃~+125℃,增量值为0.0625(以12位数值方式读出温度),在1s(典型值)内把温度变换为数字,具有用户可定义的非易失性温度告警设置。
输出的温度数值由单片机的IOA15口读入,。
经单线接口访问DS18B20的协议如下:(1)初始化单线总线上的所有处理均从初始化序列开始。
初始化序列包括:总线主机发出一个复位脉冲,接着从属器件送出存在脉冲,程序清单见初始化DS18B20子程序intInit_1820(void)。
(2)ROM操作命令一旦总线主机检测到从属器件便可发出,ROM操作命令,ROM操作命令均为8位长,程序见读DS18B20子程序unsignedintRead_1820_Byte(void)和写DS18B20子程序voidWrite_1820_Byte(unsignedintData)。
便携式生命体征动态监测仪设计
便携式生命体征动态监测仪设计赵文丽【摘要】This article has designed the AVR microcontroller ATmega16 as the control core , with single bus digital temperature sensorDS18B20,photocell sensor 2DU6,pressure sensor MPX2050 and acceleration sensor ADXL202 acting as main parts of the portable vital signs dynamic monitor system. The system overall design as well as hardware and software design of each module are given. The function of collecting and recording signals , LCD display and alarm prompt can be realized through the software programming and simulation. The monitor system has merits of simple to operation , low power loss, humanization and easy to take with etc.%设计了一款以AVR 单片机 ATmega16为控制核心,以单总线数字温度传感器 DS18B20、硅光电池传感器2DU6、压力传感器MPX2050、加速度传感器ADXL202为主体的便携式生命体征动态监测仪。
完成了系统总体设计和各模块软硬件设计。
通过软件编程和仿真,实现了对信号的采集和记录,液晶显示、报警提示等功能。
具备操作简单、功耗低、人性化及方便携带等特点。
便携式多功能实时生理参数监测仪的设计(精)
便携式多功能实时生理参数监测仪的设计前言本文利用凌阳单片机设计了便携式多功能实时生理参数监测仪,具有播放MP3的功能,可达到提高身体锻炼质量的效果。
系统硬件设计系统以单片机为核心,配置了各种集成传感器,体积小巧。
由于采用了微型封装的芯片及元器件,使连线变短,减少了通信接口,从而提高了整机工作的可靠性。
系统硬件结构如图1所示。
SPCE061A单片机SPCE061A单片机内部集成了ADC、 DAC、32KB的Flash和2KB的SRAM,以及液晶驱动模快。
利用该单片机作为处理芯片,使得模、数信号之间的转换以及液晶驱动可以通过软件来实现,避免了外界信号的干扰,提高了系统的稳定性及抗干扰能力。
740)this.width=740" border=undefined>图1 系统硬件结构框图DS18B20温度传感器DS18B20温度传感器采用12位存储温度值对应的数字表示形式,理论精度可达到0.05℃ ,能实时、精确地检测到人体温度的变化,可通过单片机在液晶显示器上显示温度。
DS18B20与单片机的典型接口设计可以采用外接电源与寄生电源(即从数据线上得到供电电源)两种方式供电,如图2所示。
使用DS18B20的注意事项(1)DS18B20从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间,这是必须保证的,不然会导致转换错误,使温度输出总是显示85℃。
(2)在实际使用中发现,应使电源电压保持在5V左右,若电源电压过低,会使所测得的温度与实际温度出现偏高现象,经过试验发现,一般在5V左右。
(3)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS18B20与单片机间采用串行方式传送数据,因此,在对DS18B20进行读写编程时,必须严格保证读写时序,否则将无法读取测温结果。
(4)在DS18B20测温程序设计中,向DS18B20发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20的返回信号,一旦DS18B20接触不好或断线,当程序读该DS18B20时,将没有返回信号,程序进入死循环,这一点在进行DS18B20硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。
便携式微电脑多参数生理监护仪的研制
摘要:介绍一种便携式微电脑多参数重理监护仪的工作原理、系统构成及软、硬件设计。
该系统由二个Intel-196单片机构成双CPU系统,完成数据的采集、处理、显示,对病人进行实时监控,并可采用串行通信的方式将数据送给PC机,对数据进行进一步的分析处理。
关键词:便携式多参数生理监护前言多参数重量监护仪能为医学临床诊断提供重要的病人信息,可实时检测人体的心电信号、心率、血氧饱和度、血压、呼吸频率和体温等重要参数,实现对各参数的监督报警。
信息存储和传输,是一种监护病人的重要设备,但目前国内的监护仪一般功能单一,多为CRT显示,体积较大,移动不方便,存在着不足。
该便携式微电脑参数生理监护仪,检测参数多,设计紧凑,体积小巧,携带方便,既可用于病房,也可用于室外,可以定时、连续、长时间地检测病人的重要生命特征参数,它在保障病人的生命安全方面具有重要的临床使用价值。
工作原理1.系统工作原理便携式微电脑多参数生理监护仪的主机由两个16位微控制器80C196组成。
系统通过信号检测与预处理模块将生物医学信号转换成电信号,并进行干扰抑制、信号滤波和放大等预处理。
然后,通过数据提取与处理模块进行采样、量化,并对各参数进行计算分析,结果与设定阈值比较,进行监督报警,将结果数据实时存储到RAM,并可实时传送至PC机上,在PC机上可实时显示各参数值。
2.系统结构系统原理框图如图1所示。
该监护仪由两个单片机组成双CPU系统。
单片机1完成对体温、心电波形、脉搏脉形的信号检测、处理、数据存储,并通过LCD 显示屏对各波形、参数进行定时显示、报警。
单片机2承担其中耗时较长的血压测量及血氧饱和度的检测,使之不影响整个系统的正常工作,同时还承担对心率、呼吸频率的测定。
两个单片机间的信息交换通过1个8位的并行口进行,由2根I/O口实现通信控制。
具体是用P1口,配合两个高速输入、输出I/O口(HIS.0、HSO.0),用作两个单片机之间的数据传送。
一种便携式多生理参数采集系统的设计
一种便携式多生理参数采集系统的设计苌飞霸;尹军【摘要】一种便携式多生理参数采集系统可以实现对人体生理参数低生理、心理负荷及无创的采集,该系统实现了对人体呼吸、指脉、动作、皮电、血压、心电等六个体征参数的采集;同时,该系统利用串口转USB传输可以实现采集到的人体生理参数与PC间的相互传输,测量结果和分析报告可以在PC机进行实时显示和存储或者可以通过Internet向远程医疗服务中心进行数据的上传、备份、分析与反馈;所以,便携式多生理参数采集系统可以实现对人体生理参数实时、连续的采集与监测.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)007【总页数】3页(P2574-2576)【关键词】便携式;多生理参数;连续采集;实时监测【作者】苌飞霸;尹军【作者单位】第三军医大学大坪医院野战外科研究所医学工程科,重庆400042;第三军医大学大坪医院野战外科研究所医学工程科,重庆400042【正文语种】中文【中图分类】TP206.3慢性疾病预防、早期诊断和护理是医疗电子的主要目标应用。
随着小型化成为可能,便携医疗电子装置成为新的焦点。
移动医疗电子产品的复杂程度即将进入新的阶段。
不论患者身处何处,特别是在舒适的家里,便携式多生理参数采集系统可以让医生能够实时监测病患的生命体征参数[1-3]。
便携式多生理参数采集系统可以实现人体生理参数的低生理、心理负荷采集的特点,选取人体呼吸、指脉、动作、皮电、血压、心电等6个体征参数建立人体生理参数的采集系统[4-6];同时,该系统利用串口转USB传输可以实现采集到的人体生理参数与PC间的相互传输,测量结果和分析报告可以在PC机进行实时显示和存储或者可以通过Internet向远程医疗服务中心进行数据的上传、备份、分析与反馈,同时还可以通过互联网实现与远程紧急救助服务器、医疗数据库服务器、医生服务器等联网,保证了对病人实时情况监测[7-10]。
所以,利用该系统可以实现对人体体征参数实时、连续的采集与监测。
便携式多生理参数检测仪的设计
便携式多生理参数检测仪的设计周延顺;于致远;郭永生;郭圣文【期刊名称】《中国医学物理学杂志》【年(卷),期】2024(41)4【摘要】为了检测人体的电阻抗、血氧、心率和体温等生理参数,设计一种头戴式的多功能便携检测仪。
该设备针对现有阻抗检测设备的激励频率范围窄、精度不足和检测耗时长等问题进行优化:采用四电极阻抗检测方案,通过直接数字频率合成器和Howland电流源生成正弦激励电流流经人体,使用ADI公司的AD8302增益相位检波器芯片和配套算法计算得到人体电阻抗的幅值和相位,有效提高检测的准确性和效率。
为了进一步减小系统误差,设计模拟开关电路并配合高精度采样电阻和相移电容实现系统参数的自校准。
实验结果表明,在10 kHz~1 MHz的检测频率范围内,阻抗幅值和相位的平均检测误差分别小于0.5%和0.59°,最大检测误差分别小于1.54%和1.38°,显示出比基于TI公司AFE4300芯片的阻抗检测方案更优的性能。
此外,设备还整合了血氧、心率和体温的检测模块。
人体实验验证了其在准确和有效检测多种生理参数方面的优越性。
【总页数】9页(P486-494)【作者】周延顺;于致远;郭永生;郭圣文【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院;广州中康先觉健康科技有限责任公司;华南理工大学自动化科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】R318;TH79【相关文献】1.油液多参数便携式检测仪设计与测试2.便携式生理参数检测仪设计3.便携式大米多品质参数无损检测仪设计与试验4.便携式多参数光学水质检测仪设计5.基于Android便携式生理参数检测仪的设计与实现因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
便携式多功能实时生理参数监测仪的设计
便携式多功能实时生理参数监测仪的设计
朱伟
【期刊名称】《电子设计应用》
【年(卷),期】2006(000)007
【摘要】便携式多功能实时生理参数监测仪是一种可对跑步者跑步时的各种生理参数进行实时监测的仪器,本文以凌阳单片机为核心,配以DS18B20温度传感器、ZD-3微震动传感器和HK-2000脉搏传感器,使得该仪器具有实时监测和显示生理参数的功能.
【总页数】2页(P144-145)
【作者】朱伟
【作者单位】江苏大学电气信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于ARM的便携式电机参数实时监测仪设计 [J], 廖河;周志久
2.基于MSP430的便携式运动量及生理参数监测仪设计 [J], 焦纯;卢虹冰;王舒宜;周智明;张国鹏;常小红
3.基于C8051F330便携式生理参数监测仪设计 [J], 张鑫;王鑫;邬杨波
4.便携式人体生理参数监测仪设计 [J], 李绪勇;毛晓波
5.基于单片机的便携式多功能实时生理参数监测仪 [J], 朱伟;杨成;雷霆钧;高平
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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便携式多功能实时生理参数监测仪的设计
前言
本文利用凌阳单片机设计了便携式多功能实时生理参数监测仪,具有播放MP3的功能,可达到提高身体锻炼质量的效果。
系统硬件设计
系统以单片机为核心,配置了各种集成传感器,体积小巧。
由于采用了微型封装的芯片及元器件,使连线变短,减少了通信接口,从而提高了整机工作的可靠性。
系统硬件结构如图1所示。
SPCE061A单片机
SPCE061A单片机内部集成了ADC、 DAC、32KB的Flash和2KB的SRAM,以及液晶驱动模快。
利用该单片机作为处理芯片,使得模、数信号之间的转换以及液晶驱动可以通过软件来实现,避免了外界信号的干扰,提高了系统的稳定性及抗干扰能力。
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图1 系统硬件结构框图
DS18B20温度传感器
DS18B20温度传感器采用12位存储温度值对应的数字表示形式,理论精度可达到0.05℃ ,能实时、精确地检测到人体温度的变化,可通过单片机在液晶显示器上显示温度。
DS18B20与单片机的典型接口设计
可以采用外接电源与寄生电源(即从数据线上得到供电电源)两种方式供电,如图2所示。
使用DS18B20的注意事项
(1)DS18B20从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间,这是必须保证的,不然会导致转换错误,使温度输出总是显示85℃。
(2)在实际使用中发现,应使电源电压保持在5V左右,若电源电压过低,会使所测得的温度与实际温度出现偏高现象,经过试验发现,一般在5V左右。
(3)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS18B20与单片机间采用串行方式传送数据,因此,在对DS18B20进行读写编程时,必须严格保证读写时序,否则将无法读取测温结果。
(4)在DS18B20测温程序设计中,向DS18B20发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20的返回信号,一旦DS18B20接触不好或断线,当程序读该DS18B20时,将没有返回信号,程序进入死循环,这一点在进行DS18B20硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。
ZD-3微震动传感器
ZD-3微震动传感器是一种有源的高灵敏度微功耗检测元件,以正弦波形式输出,可利用74LS14施密特触发器将其转换成脉冲波,输入单片机检测高电平,能实时记录跑步者或锻炼者的步数,进而得到锻炼者的能量损耗,以利于更有效地进行锻炼。
HK-2000A脉搏检测传感器
HK-2000A传感器是一种主要用在运动、健身器材上检测脉搏的传感器,以脉冲波的形式输出。
当脉搏波动一次时输出一正脉冲,可将其输出信号输入单片机,检测高电平,记录脉搏。
OCM4X8C液晶显示模块
OCM4X8C液晶显示模块采用128×64点阵的汉字图形液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置国标GB2312码简体中文字库(16×16点阵)、128个字符(8×16点阵)及64×256点阵的GDRAM绘图区域。
可与CPU直接接口,提供8位并行及串行连接方式连接微处理器。
该液晶显示模块具有多种功能:光标显示、画面移位、睡眠模式等。
配合1×4键盘可实现参数设置、浏览和修改分析结果,以及进行各种人机对话,能实时显示各种生理参数值。
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图 2 寄生电源供电
报警模块
利用凌阳单片机内部的语音功能,采用软件控制,当参数超过阈值时发出报警信号,同时输出一高电平,用以驱动发光二极管,这样更容易提醒锻炼者。
呼吸气流温度检测模块
为了减少热惰性带来的误差,准确地测量呼吸气流温度的变化,要求热敏元件热容量越小越好,其位置位于呼吸道中气流速度最大的地方。
因此,在电路中选用BLTS101 PN结温度传感器(热响应时间τ<0.2s)。
恒流源向PN结提供100μA的恒定正向电流,则PN结的正向压降仅随温度T的变化而变化,该电压信号由前置放大器放大后,通过一个4.84Hz低通滤波器,再变换为数字信号送入单片机。
系统软件设计
软件设计采用模块化结构和菜单操作。
利用C61(类似于C语言的凌阳单片机编程语言)及汇编语言编写软件,在液晶显示屏上实时显示各种生理参数数据,数据存储采用Flash,这样,在更换仪器电池时不会丢失数据。
所有测量参数均可设定上、下报警阈值,当任一参数超过阈值时都能发出声、光报警。
根据设计的需要,可以利用消声键停止报警。
仪器进入工作状态后,主程序首先完成对液晶显示屏的初始化,然后进入检测状态。
由于呼吸阻抗信号具有基线漂移现象,因此,在软件设计中采用一种变化中值检测法对基线进行校正,具体方法是把上一次呼吸周期内的中值点作为本次呼吸周期的检测点,这样即可克服在正常检测电压范围内的基线漂移现象所带来的漏检情况。
数据采集部分
生理参数的实时数据采集主要通过传感器进行。
在测量人体温度时,由于体温在锻炼时的变化比较缓慢,因此,主要运用软件定时中断的方法进行检测。
在检测步数和脉搏等参数时,主要记录的是频率,只需采用软件计数就可以,根据检测到的高电平,计数器进行自加运算,从而记录频率。
参数阈值设定
由于正常情况下人体温度在36.5℃左右。
因此,设定温度阈值的初值为36.5℃,以0.25℃为步进量,可以用上下键增减,每按一次按键,就递增或递减0.25℃,直到达到锻炼者想要设定的阈值为止(在35℃~42℃之间)。
其它参数的设定情况类似。
液晶驱动程序设计
系统显示功能的实现,实际上就是对OCM4X8C液晶显示模块的驱动编程。
本文按照结构化的编程思想,利用C61语言将上翻、下翻、返回和确定等按键功能编成子函数,这样便于主程序的调用。
限于篇幅,液晶驱动程序不在此详述。
结语
本方案轻便小巧,适合室内、室外锻炼时使用。
同时,如果能将蓝牙模快集成到该仪器中,可以实现这些生理参数的无线传输,实现对老人或病人的远程看护。