光电脉搏信号检测电路

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脉搏测量仪

引言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，但是能实现精确测量、精确显示且计时功能准确等多种功能的便携式全数字脉搏测量装置很少。

随着人们生活环境和经济条件的改善，以及文化素质的提高，其生活方式，保健需求以及疾病种类、治疗措施等发生了明显的变化。

但在目前，我国的心脑血管疾病仍呈逐年上升趋势。

其发病率和死亡率均居各种疾病之首，是人类死亡的主要原因之一。

因此，认识、预防及早期发现这些疾病是十分必要的。

从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。

几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。

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。

1 基本结构模块1．1 脉搏波检测电路目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：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。

近年来光电检测技术在临床医学应用中发展很快，这主要是由于光能避开强烈的电磁干扰，具有很高的绝缘性，且可非侵入地检测病人各种症状信息。

用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。

本系统设计了指套式的透射型光电传感器，实现了光电隔离，减少了对后级模拟电路的干扰。

传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。

所用光电式传感器由发光二级管和光敏二极管组成，其工作原理是：发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。

数字脉搏计实验实训报告

一、实验目的1. 理解数字脉搏计的原理和组成；2. 掌握数字脉搏计的测量方法；3. 熟悉数字脉搏计的调试与维护；4. 提高数字电路的实验技能。

二、实验原理数字脉搏计是一种利用光电传感器检测人体脉搏的仪器，其原理是利用光电效应将脉搏信号转换为电信号，然后通过模数转换器（A/D转换器）将模拟信号转换为数字信号，最后由微处理器进行处理，得出脉搏频率。

实验原理图如下：光电传感器→光敏电阻→放大电路→滤波电路→A/D转换器→微处理器→显示屏三、实验器材1. 数字脉搏计实验装置；2. 信号发生器；3. 示波器；4. 电源；5. 线路连接线。

四、实验步骤1. 连接实验装置：将光电传感器、放大电路、滤波电路、A/D转换器、微处理器和显示屏按照实验原理图进行连接。

2. 信号测试：使用信号发生器产生一定频率的模拟信号，输入到放大电路中，观察放大电路输出信号的变化。

3. 滤波电路测试：观察滤波电路对输入信号的滤波效果，确保输出信号稳定。

4. A/D转换器测试：将模拟信号输入到A/D转换器中，观察数字信号的输出。

5. 微处理器测试：将A/D转换器输出的数字信号输入到微处理器中，观察微处理器的工作状态。

6. 显示屏测试：观察显示屏是否能够正确显示脉搏频率。

7. 脉搏计调试：将光电传感器放置在人体脉搏部位，调整光电传感器与皮肤的距离，使信号输出稳定。

8. 脉搏计测量：将脉搏计佩戴在人体手腕上，观察显示屏上脉搏频率的实时变化。

9. 脉搏计维护：检查各电路连接是否牢固，确保脉搏计的正常工作。

五、实验结果与分析1. 放大电路输出信号稳定，滤波电路滤波效果良好。

2. A/D转换器输出数字信号准确，微处理器工作状态正常。

3. 显示屏能够正确显示脉搏频率。

4. 脉搏计佩戴舒适，测量结果准确。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了数字脉搏计的原理和组成，掌握了数字脉搏计的测量方法，熟悉了数字脉搏计的调试与维护。

在实验过程中，我们遇到了一些问题，如放大电路输出信号不稳定、滤波电路滤波效果不佳等，通过分析原因，我们解决了这些问题，提高了实验技能。

光电监测心率方案

光电监测心率方案1. 引言光电监测心率是一种非侵入式的监测心率的方法，通过使用光电传感器来检测心率的变化。

本文将介绍光电监测心率的原理、应用场景、硬件和软件方案，以及相关的优缺点和注意事项。

2. 原理光电监测心率的原理基于反射式光电技术。

通过一个发光二极管（LED）发出红外光或绿色光，血液中的红色血红蛋白能够吸收这些光线，而血液中的脉搏会导致血液的流动和光线的吸收程度发生变化。

光电传感器接收到反射回来的光线，并通过计算光线的变化来获取心率数据。

3. 应用场景光电监测心率方案广泛应用于健康监测设备和运动追踪设备中。

以下是一些常见的应用场景：•智能手环和智能手表：通过佩戴在手腕上的设备，可以实时监测用户的心率，并提供健康报告和提醒功能。

•运动耳机：通过在耳机上集成光电传感器，可以在运动过程中监测用户的心率，为用户提供运动数据和健身建议。

•医疗设备：光电监测心率方案也可以应用于一些医疗设备中，用于监测和记录患者的心率变化。

4. 硬件方案4.1 发光二极管（LED）选择合适的发光二极管是设计光电监测心率方案的重要一环。

常见的有红外光LED和绿色光LED两种选择。

红外光LED对肤色的影响较小，适用于长时间佩戴，但对环境光的影响较大。

绿色光LED的环境光干扰较小，但对皮肤过敏较敏感的人可能产生不适。

4.2 光电传感器光电传感器用于接收反射回来的光线，并将其转换为电信号。

常见的光电传感器有光电二极管（Photodiode）和光电三极管（Phototransistor）。

光电二极管具有较高的灵敏度和响应速度，适用于高精度的心率监测。

光电三极管灵敏度较低，但成本更低。

4.3 信号处理器信号处理器主要用于对光电传感器的信号进行滤波、放大等处理，以提取出准确的心率数据。

常见的信号处理器包括专用的心率处理芯片和通用的微控制器（MCU）。

4.4 供电和通信模块光电监测心率方案通常需要电池供电，并通过蓝牙、无线电频率等模块与手机或其他设备进行通信。

测试技术课程设计脉搏测量仪

《机械工程测试技术》课程设计脉搏测量仪的设计姓名：张峰学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2010级本科4班学号：201015130457完成日期：2012年12月28日摘要医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。

为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。

本文介绍一种用单片机制作的脉搏测量仪，只要人把手指放在传感器内2秒钟就可以精确测量出每分钟脉搏数，测量结果用三位数字显示。

关键词：AT89C2051；单片机；脉搏测量仪目录第一章引言 (1)第二章基本结构模块 (2)2.1脉搏波检测电路 (2)2.2脉搏信号拾取电路 (2)2.3信号放大 (3)2.4波形整形部分 (5)第三章整体电路分析 (7)3.1光发射电路 (7)3.2光电转换电路 (7)3.3信号采集及处理系统 (8)3.4过采样技术的应用 (8)3.5整体硬件电路设计 (9)参考文献 (10)第一章引言脉搏测量属于检测有无脉博的测量，有脉搏时遮挡光线，无脉搏时透光强，所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。

用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。

这二种测量方式各有优缺点，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。

从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。

几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。

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。

光电脉搏测量仪

光电脉搏测量仪设计报告一、设计意义从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临Array床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。

目前医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。

为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高，因此，需要有使用更加方便，测量精度更高的设备。

二、关键技术脉搏检测中关键技术是传感器的设计与传感器输出的微弱信号提取问题, 本文设计的脉搏波检测系统以光电检测技术为基础，并采用了脉冲振幅光调制技术消除周围杂散光、暗电流等各种干扰的影响。

并利用过采样技术和数字滤波等数字信号处理方法，代替实现模拟电路中的放大滤波电路的功能。

本系统模拟电路简单，由ADC841芯片实现脉搏信号采集，信号处理和脉搏次数的计算等功能，因此体积小，功耗低，系统稳定性高。

本系统可实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机(PC机)的实时通讯, 因此可作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。

三、硬件设计3.1 设计框图光电脉搏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、数码显示、电源等部分。

脉搏测量仪硬件框图如图1所示。

当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。

由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。

该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。

单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。

3.2脉搏信号采集与放大整形目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：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。

光电脉搏测试报告

光电脉搏检测电路测试报告电路总体设计思路：电路总体要求：1．稳定提取人体手指信号2．对频率在0.5-20Hz内信号进行有效放大3．将50Hz干扰尽量滤除4．将脉搏波信号放大至伏量级进行观察单元电路测试与分析：1．光电传感电路电路主要功能：提取人体指端脉搏信号，将其转化为电信号输出。

测试方法：测试者平稳的将手指轻压光敏三极管上方，尽量覆盖它的透明部分，用发光二极管或其他光源照射手指。

测试结果：输出端得到约为4V直流信号，在其基础上有交流信号的变化，幅值约为1mV。

测试分析：光发射部分：测试时采用了实验室的台灯照射手指，因其功率较大，实验效果较好。

光接受部分：光敏三极管阻值随光照发生变化，从有到无变化范围为20-400k欧姆，通电后光敏三极管两端分压范围约为1-4V。

手指轻压在金属封装的光敏三极管上，基本遮住了光接受部分，减少了环境光的干扰，通电时从输出端测得信号为3.96V直流信号基础上含有交流信号，交流信号幅值为0.940mV频率为50Hz，即为光电传感器转化得到的人体脉搏信号，由于信号微弱，被工频干扰所覆盖。

2．前级处理、放大电路电路主要功能：去除直流低频信号，抑制高频信号，对50Hz工频干扰进行初步衰减，同时对有用的脉搏信号进行了初步的放大。

测试方法：用实验室信号发生器输入同一幅值的正弦信号，通过调节输入不同的频率用示波器进行输出信号幅值的观察。

测试结果：输入信号幅值为80mV理论放大10倍，截止频率为23Hz。

实验数据如下：f(Hz) 5.786 7.035 9.17 14.11 16.05 18.02 20.9 23.41 30.81 40.29 50.02 100 V(V) 0.45 0.506 0.562 0.6 0.597 0.584 0.564 0.543 0.479 0.405 0.348 0.19 可见，实际放大7.5倍左右，截止频率在30多Hz，在50Hz有4.35倍的放大。

光电容积脉搏波描记法原理、应用及其电路设计

供电源与电流监控。
北京：北京航空航天大学出版社，１９９８．
［５］曹全新．航空电子综合仿真系统研究【Ｊ】．
测控技术，２００７．
员座椅、机械师座椅和万向机械臂等组成，如
图２所示。
（５）其他机柜：包括无线电设备激励柜、
作者简介
赵永红，女，现为中航通飞研究院有限公司主
ＮＩ．ＲＩＧ、航电设备柜。模拟座舱中的操纵系统和模拟件等通过Ｉ／非航电系统ＭＩ
０计算机与飞行仿真系统进行铰接，航电系统、４总结顶部控制板等真件直接与飞行仿真系统交联，
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主控台上安装的试验软件主要包括：ＩＣＤ开发与管理工具；硬线连接管理软件；试验健
实现仿真模型与参试设备的半物理仿真。数据服务器能够将Ｉ／Ｏ接口采集的数据连同时钟同
台和条件。
康监控管理软件；自动化测试软件；航电仿真步信息进行保存。参考文献管理软件；综合配线／配电管理软件；ＩＯ资源（２）Ｉ／ｏ接口柜：在试验台与真件设备［１】飞机设计手册．第１７分册［Ｍ］．北京：航配置与数据激励软件；试验数据采集监控管理间搭建桥梁，为仿真模型提供硬件接口资源，
空工业出版社，２００１．
【２】新航空概论【Ｍ】．北京：航空工业出版
社，２０１０．
［３］莫伊尔等著．范秋丽等译．民用航空电子
系统［Ｍ］．北京：航空工业出版社，２００９． … ４王行仁．飞行实时仿真系统及技术［Ｍ］．

脉搏测试仪

电路工作原理该脉搏测试仪电路由电源电路、脉搏信号检测放大电路、延时复位电路和数码显示电路组成，如图所示。

电源电路由电源开关Sl、电池GB和滤波电容器C6组成。

脉搏信号检测放大电路由传声器BM、电阻器Rl-R7、电位器RPl、电容器Cl-C5、二极管VD1、VD2、运算放大器集成电路ICl(Nl-N3)和六施密特触发器IC2(D1-D6)内部的Dl组成。

延时复位电路由复位控制按钮S2、电阻器R8、R9、电位器RP2、电容器C7、C8、二极管VD3、1C2内部的非门施密特触发器D2-D6和译码器集成电路IC3内电路组成。

显示驱动电路由IC3、译码驱动集成电路IC4、电阻器RlO-R2O、晶体管Vl-V3和数码显示器组成。

使用时，将BM放在人体脉搏跳动最明显的部位，接通电源开关Sl，再按下复位控制按钮S2，D2输出低电平，D3和D4输出高电平，IC3清零复位，VD3导通，C7快速充电，D5、D6也输出低电平，IC3允许计数。

松开S2后，C7通过D5和D6的输入端放电，使D5和D6维持输出低电平。

在按下S2的同时，BM将脉搏跳动的音频信号转换成电信号，该电信号经运算放大器Nl-N3和Dl放大整形处理后，作为IC3的12脚(CLK)的计数脉冲。

此计数脉冲经IC3和1C4译码处理后，驱动数码显示器工作，显示器上的数字随着脉搏的跳动而同步变化。

延时60s 后，C7放电结束，D5和D6输出高电平，lC3停止计数，数码显示器上的小数点被点亮，表示测量结束。

此时数码显示器上显示的数字即是被测者脉搏每分钟跳动的次数。

调节RP1的阻值，可使脉搏跳动于显示同步(使脉搏每跳动一次数码显示器的数字加上"1")。

调节RP2的阻值，可改变延时计时的准确性(使延时时间刚好为605)。

元器件选择Rl-R2O均选用1/4W金属膜电阻器。

RPl和RP2选用小型合成碳膜电位器或可变电阻器。

Cl、C2、C4、C6和C7均选用耐压值为16V的铝电解电容器;C3和C5选用独石电容器或涤纶电容器;C8选用高频瓷介电容器或CBB电容器。

光电脉搏信号检测电路设计

光电脉搏信号检测电路设计生物医学工程１班－唐维－3004202327摘要：系统采用硅光电池做为光电效应手指脉搏传感器识取脉搏信号。

信号经放大后采用低通放大器克服干扰。

关键词：脉搏测量放大器二阶低通一、前言脉诊在我国已具有2600多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。

随着科学技术的发展，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。

利用血液是高度不透明的液体,光照在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍的特点, 可通过传感器对脉搏信号进行检测,这种技术具有先进性、实用性和稳定性,同时也是生物医学工程领域的发展方向。

本文将详细介绍一种光传导式的脉搏信号检测电路，并说明所涉及到的问题和方法。

二、系统设计1 系统目标设计及意义设计制作一个光电脉搏测试仪，通过光电式脉搏传感器对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号，并在显示器上显示所测的脉搏跳动波形，要求测量稳定、准确、性能良好。

2 设计思想（1）传感器：利用指套式光电传感器，指套式光电传感器的换能元件用硅光电池,由于心脏的跳动,引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化（当心脏收缩时，微血管容积增大；当心脏舒张时,微血管容积减少），当光通过手指尖射到硅光电池时,产生光电效应,两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化,因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化, 而非血液组织(皮肤、肌肉、骨格等)的光吸收量是恒定不变的, 这样就把人体的脉搏(非电学量) 转换为相应于脉博的电信号, 方便检测。

（2）按正常人脉搏数为60~80次/min ，老人为100~150次/min ，在运动后最高跳动次数为240次/ min 设计低通放大器。

5Hz 以上是病人与正常人脉搏波体现差异的地方，应注意保留。

（3）测量中考虑到并要消除的干扰有：环境光对脉搏传感器测量的影响、电磁干扰对脉搏传感器的影响、测量过程中运动的噪声还有50Hz 干扰。

基于心电信号－光电容积脉博波信号多特征参数无创血压监测系统设计

基于心电信号－光电容积脉博波信号多特征参数无创血压监测系统设计佚名【摘要】针对传统血压计袖带使用给患者带来的不便以及现有的利用单一脉搏波传导时间( pulse wave translation time,PWTT)进行无创血压监测稳定性较差等问题,本研究提出基于心电信号(electrocardiograph, ECG)－电容积脉搏波信号( photoplethysmo graphy ,PPG)多特征参数融合的无创血压监测、检测方法,并设计相应的血压监测系统.系统通过采集ECG和PPG提取特征并建立血压计算模型.模型以PPG传导时间PWTT、PPG上升支时间与PPG周期之比λ和PPG峰峰值φ为自变量,实测血压值为因变量进行回归分析,得到收缩压(systolic blood pressure ,SBP)和舒张压( diastolic blood pressure ,DBP)回归方程,实现无袖带血压连续监测、检测.利用该方法对30名志愿者进行验证实验,结果显示,本系统所测SBP与实测SBP绝对误差均值Ed＝2.3067 mmHg,标准差SD＝1.4633 mmHg;DBP绝对误差均值Ed＝2.4133 mmHg,标准差Sd＝1.9894 mmHg,符合AAMI推荐标准.通过Bland－Altman一致性分析,本系统与水银血压计所测SBP、DBP相关系数分别为0.9878、0.9730,一致性界限分别为(－4.9300,5.6770)、(－6.1950,6.0620).实验结果证明,通过本方法可以实现无袖带血压的连续监测、检测,为便携式可穿戴设备血压实时监测及临床无袖带血压检测提供了可参考的实施方法.【期刊名称】《生物医学工程研究》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】7页(P447-453)【关键词】心电信号－光电容积脉博波信号;血压监测;无袖带;单一脉博波传导时间;无创;Bland－Altman【正文语种】中文【中图分类】R318;O657.331 前言血压(blood pressure，BP)是心血管功能评估的重要指标[1]。

光电脉搏测量仪电路图、PCB图、全部程序

附录附录一：电路图附录二：PCB图附录三：主要程序#include "STC89.h"#include <intrins.h>#include <stdlib.h>//*******宏定义****************************#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit Key_A = P1^0;sbit Key_B = P1^1;sbit Key_C = P1^2;sbit Key_M = P1^3;sbit Beep = P0^0;sbit SEG1 = P0^6;sbit SEG2 = P0^5;sbit SEG3 = P0^4;sbit SEG4 = P0^7;//*******变量定义************************************************ uchar code table[]={0x05,0xDD,0x46,0x54,0x9C,0x34,0x24,0x5D,0x04,0x14}; uchar Heart_Rate1[]={0,0,0};//甲的心率uchar Heart_Rate2[]={0,0,0};//乙的心率uchar Heart_Rate3[]={0,0,0};//丙的心率uchar Heart_Rate_Temp[] = {0,0,0,0,0};uchar Heart_Rate_Temp2[] = {0,0,0,0,0};uchar Heart_count = 0;uchar Heart_Current = 0;uchar Heart_Save = 0;uchar Heart_High;uchar Heart_Low;uint Ms_5count;uint Ms_5count_temp;uint Ms_5count_old;uchar Error_count = 0;uchar Error_count2 = 0;uchar Disp_wei_count;uchar Disp_Buf;uchar Status;uchar Status_temp;uchar Record;uchar Times_Count;bit Flag_Disp_en = 0;bit Flag_Count = 0;bit Flag_Save = 0;//*******函数声明************************************************ void init(void);void delay(uint z);void display(uchar disdata);void Key_Scan(void);void BEEP(void);void Auto_Save(void);uchar Isp_Read(uint addr);void Isp_Write(uint addr,uchar Data);void Isp_Erase(uint addr);void Isp_Idle();//*******主函数*************************************************** void main(){init();Flag_Disp_en = 1;Heart_High = Isp_Read(0x2600);Heart_Low = Isp_Read(0x2800);while(1){Key_Scan();//按键扫描//计算及处理采集回来的5次心率if(Flag_Count){uchar ii,jj;uint temp;Flag_Count = 0;//用冒泡排序法，将采集回来的5次数据从小到大排序for(ii = 0;ii<4;ii++){for(jj = 0;jj<4;jj++){if(Heart_Rate_Temp[jj]>Heart_Rate_Temp[jj+1]){temp = Heart_Rate_Temp[jj];Heart_Rate_Temp[jj] = Heart_Rate_Temp[jj+1];Heart_Rate_Temp[jj+1] = temp;}}}temp = 0;ii = 0;jj = 0;//去掉首尾两个数据，取中间三个数据的平均值for(ii = 1;ii<3;ii++){if(Heart_Rate_Temp[ii] > 0){temp = temp + Heart_Rate_Temp[ii];jj++;}}Heart_Current = temp/jj; //取平均值//判断是否超出了范围，如果超出了，打开蜂鸣器，否则关闭if(Heart_Current>Heart_High || Heart_Current<Heart_Low) {Error_count2++;if(Error_count2>3){Error_count2 = 0;Beep = 0;}}else{Error_count2 = 0;Beep = 1;}//自动记录数据Times_Count++;if(Times_Count>4)Times_Count = 0;Heart_Rate_Temp2[Times_Count] = Heart_Current;if(Times_Count == 4){uchar xx,yy;uint temp2;for(xx = 0;xx<4;xx++){for(yy = 0; yy<4; yy++){if(Heart_Rate_Temp2[yy]>Heart_Rate_Temp2[yy+1]){temp2 = Heart_Rate_Temp2[yy];Heart_Rate_Temp2[yy] = Heart_Rate_Temp2[yy+1];Heart_Rate_Temp2[yy+1] = temp2;}}}temp2 = 0;xx = 0;yy = 0;//去掉首尾两个数据，取中间三个数据的平均值for(xx = 1;xx<3;xx++){if(Heart_Rate_Temp2[xx] > 0){temp2 = temp2 + Heart_Rate_Temp2[xx];yy++;}}Heart_Save = temp2/yy;Flag_Save = 1;}}//保存时的处理if(Flag_Save){BEEP();Flag_Disp_en = 0;Auto_Save();delay(500);Flag_Disp_en = 1;BEEP();delay(600);Flag_Disp_en = 0;delay(600);Flag_Disp_en = 1;BEEP();delay(600);Flag_Disp_en = 0;delay(600);Flag_Disp_en = 1;BEEP();delay(600);Flag_Disp_en = 0;delay(600);Flag_Disp_en = 1;BEEP();delay(800);Record++;Heart_Current = 0;Status = 0;Flag_Save = 0;Ms_5count = 0;EX0 = 1;TR0 = 1;}//显示处理部分switch(Status){case 0: Disp_Buf = Heart_Current ; //显示当前的心率break;case 1: Disp_Buf = Heart_Rate1[Record]; //显示甲的心率break;case 2: Disp_Buf = Heart_Rate2[Record]; //显示乙的心率break;case 3: Disp_Buf = Heart_Rate3[Record]; //显示丙的心率break;case 4: Disp_Buf = Heart_High; //显示上限break;case 5: Disp_Buf = Heart_Low; //显示下限break;default:break;}}}。

脉搏心率检测算法在STM32上的优化与实现

脉搏心率检测算法在STM32上的优化与实现在STM32上优化和实现脉搏心率检测算法脉搏心率检测算法是医疗领域中常用的技术之一，用于监测患者的心率变化情况。

本文将讨论如何在STM32上优化和实现脉搏心率检测算法，以提高检测精度和效率。

首先，我们需要了解脉搏心率检测算法的原理。

脉搏心率检测算法基于光电测量原理，通过测量光电传感器接收到的光强变化来推测心率。

光电传感器通常与STM32微控制器相连，传感器会产生一个与心跳相关的光强信号，并将其输入到STM32上进行处理。

在STM32上实现脉搏心率检测算法的第一步是数据采集。

在光电传感器接收到的光强信号经过模数转换器（ADC）输入到STM32的输入端口。

为了提高采样精度，可以增加ADC的分辨率，并选择合适的采样速率。

此外，为了减少电磁干扰，应该合理布局电路，降低噪声对信号质量的影响。

第二步是预处理数据。

接收到的光强信号可能受到杂讯、基线漂移和运动伪影等因素的干扰。

为了减少这些干扰，可以采用数字滤波器和信号处理算法对数据进行预处理。

常见的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器，可以根据需要选择合适的滤波器参数。

第三步是提取脉搏信号。

通过阈值判定和波峰检测等算法，可以提取出脉搏信号。

阈值判定可以根据实际情况设定适当的阈值，并对光强信号进行二值化处理。

然后，通过波峰检测算法可以找到脉搏信号的峰值，并确定峰值的时间间隔，从而计算出心率。

第四步是心率计算。

通过测量脉搏信号的峰值时间间隔，可以推算出心率。

心率计算可以根据峰值时间间隔与实际心跳周期之间的关系进行估计，并将结果输出到显示器或其他外设上。

为了提高心率计算的准确性，可以选择适当的算法，例如基于卷积神经网络（CNN）的心率估计算法。

现在我们来讨论如何在STM32上优化脉搏心率检测算法。

首先，我们可以优化数据采集过程。

选择合适的采样速率和分辨率，并合理设计电路布局，可以提高采集数据的质量。

此外，可以使用DMA（直接内存访问）技术来提高数据传输效率，减少对CPU的负载。

hk2000c型人体脉搏传感器原理

hk2000c型人体脉搏传感器原理HK2000C型人体脉搏传感器是一款检测人体脉搏信号的传感器。

该传感器能够通过接触人体皮肤，提取出与人体脉搏相关的生物信号，并将其转化成数字信号供其他系统分析和处理。

下面我们来详细介绍HK2000C型人体脉搏传感器的原理和工作方式。

HK2000C型人体脉搏传感器的原理基于光电传感技术。

其核心部件是一对红外光源和光敏电阻，分别用于发射和接收光信号。

传感器先将红外光源照射到人体皮肤上，并通过光敏电阻来检测经皮血管中的血流变化。

当血液通过经皮血管时，它会吸收红外光，导致光强度的变化。

光敏电阻会感知这种变化，并将其转换为电流信号。

在接收到电流信号之后，传感器会将其转换为数字信号，以便与其他系统进行通信和处理。

传感器内部的电路通过采样和滤波来提取出脉搏信号的特征。

传感器还配备了一些算法来去除干扰信号，如运动和环境光的影响，以确保准确地检测到人体脉搏信号。

此外，传感器还具有一些辅助功能，如心率计算和呼吸率计算。

传感器可以根据脉搏信号的特征来计算心率和呼吸率，并将结果显示在传感器上或通过通信接口传输给其他设备。

这些功能使得传感器在医疗、健康监测和运动追踪等领域具有广泛的应用。

HK2000C型人体脉搏传感器的工作方式可以分为以下几个步骤：1.红外光源发射：传感器首先会通过红外光源发射一束红外光。

红外光具有较强的穿透力，可以通过人体皮肤层，照射到经皮血管上。

2.血流光吸收：当红外光照射到经皮血管上时，其中的血液会吸收部分红外光。

吸收量与血液的浓度和血流速度有关。

由于人体的脉搏会引起经皮血管中血液的脉动，因此血流光吸收也会有相应的变化。

3.光敏电阻检测：传感器的光敏电阻会感知血流光吸收的变化。

光敏电阻是一种电阻，它的电阻值会根据光照强度的变化而变化。

当光敏电阻感知到血流光吸收的变化时，其电阻值会发生相应的变化。

4.信号转换：光敏电阻感知到的变化会被传感器内部的电路转换成电流信号。

电流信号可以更方便地被其他系统读取和处理。

光电式指脉搏波心率检测仪实验报告

光电式指脉搏波心率检测仪实验报告一．实验目的①掌握光电法脉搏信号检测、心律检测显示原理，电路设计、制作、调试方法；②初步掌握电子电路读图、分析方法；③初步掌握电子电路设计、计算方法；④掌握电子电路连接、焊接、制作、调试技术；⑤掌握常用电子元器件的辨识、参数、使用注意事项；⑥初步了解电路的实验板电路制作和PCB板设计制作；⑦掌握电路制作常用工具及其使用。

二．实验器材电路板，各种电子元器件，电焊笔，焊锡丝，焊铁架，尖嘴钳，剥线钳，铜丝，镊子，十字螺丝刀，一字螺丝刀等三．实验原理人体手指末端微血管随动脉搏动发生容积变化，若用一束光透过指端的血管其输出光强也将随之变化；利用光敏元件可将光信号转换成电信号输出,即可获得指端容积脉搏波信号。

光电传感器根据其接收光的方向又分为反射式和透射式，透射式的光源与光敏接收器件的距离相等并且对称布置，从光源发出的光穿过皮肤进入深层组织，除被皮肤、色素、指甲、血液等吸收外，一部分被血液漫反射，其余则透射出来，这种方法可较好地指示心律的时间关系，并可用于脉搏测量，但不利于精确度量容积；反射式的测量原理与透射式的基本相同，所不同的是探测头中的发射光源和光敏器件位于同一侧，接收的是漫反射回来的光，此信号可精确地测得血管内容积变化。

四．实验电路图1.信号检测电路包括光电转换电路、滤波放大电路、以及滞回比较器电路。

如图1。

图1 信号检测电路1.1光电转换电路光电转换电路由光电传感器、1R 、2R 、4R 组成，1R 的作用是限流，提供光电转换器中发光二极管稳定的正向电流，使发光二极管发出稳定的光，光电三极管受到发光二极管的光照后，产生光电流，2R 的作用是分压，4R 的作用是将光电转化后的电流变化转化为电压的变化，便于进行进一步处理。

1.2前级放大由R 3、R 5、R 6以及N 1构成同相比例运算放大电路，此时测量N 1的输入电压及4R 的端电压约为0.1V （该电压因传感器的灵敏度不同稍有变化）。

光电脉搏检测电路

光电脉搏检测电路设计报告报告人：陈云指导教师：李刚2007年1月12日目录1.系统设计 (3)1.1设计目的 (3)1.2整体电路 (4)2.单元电路设计 (4)2.1光发射电路 (4)2.2光电转换电路 (5)2.3前级放大 (5)2.4滤波电路 (6)2.5后级放大 (6)3.系统测试 (6)3.1测试仪器 (7)3.2单元电路测试 (7)3.3系统整体测试 (9)4.总结 (9)参考文献 (9)光电脉搏检测电路摘要：本电路由光电池、LM324等构成，实现对光电脉搏信号的提取和放大。

采用目前效果较好光电池的电流转电压电路实现对脉搏的测量。

整个电路的简化能够有效减小器件间匹配和级联引起的干扰，提高脉搏测量精度。

在实验测试过程中，采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测量，得到比较理想的脉搏波形，为实现脉搏信息的提取和分析提供了参考方案。

1．系统设计1．1设计目的1．近年来，随着生活水平的不断提高，人民对健康的观念和医疗的认识也在发生着变化，开始从单纯对疾病的治疗，逐渐转向积极预防和促进健康。

而现在社会的快节奏和高压力引起的“亚健康状态”人群的增加使得人们开始越来越注重家庭医疗保健和体育锻炼。

脉搏波中包含有丰富的人体生理信号，因此脉搏波的监测在医疗保健和体育锻炼监测中都有重要的意义和广泛的应用。

2．通过亲自动手设计分析制作电路，能让我们从质上对从人体上如何取得医学信号及怎样处理有了一定的了解。

系统组成框图如下：1．2整体电路2．单元电路设计根据设计思路将整体电路分成五大模块介绍。

光发射电路、光电转换电路、前级放大、滤波电路及后级放大。

2．1光发射电路光发射电路采用了常见恒流源电路，通过稳压管使流过R1的电流为一定值，进而保证流过LED的电流为恒定值。

电路参数如下：（以下参数均是结合实验室现有元件取用，与理论上有些误差）稳压管：2V三级管：8050LED：850nmR1：65Ω(20mA)R2：390Ω(5~10mA)2．2光电转换电路光电转换电路采用了电流转电压型电路，根据米勒定律光电池的负载电阻为R=Rf/(A+1)。

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。

光电容积脉搏法

光电容积脉搏法简介光电容积脉搏法是一种非侵入性的心率和脉搏波形监测技术，通过检测光线在血液中的吸收变化来间接测量心率和血流动力学参数。

本文将对光电容积脉搏法的原理、应用以及优势进行详细探讨。

原理光电容积脉搏法基于光吸收定律，利用LED光源发射的光线经过血液时会被不同程度地吸收，血红蛋白对红光和红外光的吸收率不同，这种差异可用于测量心率和脉搏波形。

光电容积脉搏法使用传感器（通常为光电二极管）将反射或透射回的光信号转化为电信号。

通过分析这些电信号的幅度和周期变化，可以计算出心率和血流动力学参数。

应用1. 临床监护光电容积脉搏法可用于监测患者的心率和脉搏波形，有助于了解患者的血流动力学状态。

在手术室、重症监护室和康复病房等环境中，通过光电容积脉搏法可以对患者的心脏功能进行实时监测，并及时判断和处理心脏相关的问题。

2. 运动生理学研究光电容积脉搏法可以在运动过程中实时监测运动员的心率和血流动力学参数，帮助了解运动员的心血管适应性和疲劳状况。

这对于制定科学合理的训练计划和提高运动表现具有重要意义。

3. 心血管疾病诊断光电容积脉搏法可以用于心血管疾病的早期诊断，通过监测脉搏波形的变化，可以判断是否存在心血管疾病风险。

同时，光电容积脉搏法还可以对患者的血流动力学参数进行动态监测，及时发现心血管疾病的变化。

优势1.非侵入性：光电容积脉搏法不需要插管或穿刺，通过对皮肤表面的光信号进行监测，避免了传统测量心率和血流动力学参数的不便和不适。

2.实时性：光电容积脉搏法可以实时监测心率和血流动力学参数的变化，提供即时的生理数据，有助于及时调整治疗方案或训练计划。

3.精确度：光电容积脉搏法具有较高的测量精度，可靠地反映心脏功能和血流动力学状态的变化。

使用步骤1.安装传感器：将光电二极管传感器安装在需要监测的部位，通常是手指或耳垂。

2.连接设备：将传感器与监测设备连接，确保信号传输的稳定和可靠。

3.启动设备：启动监测设备，等待信号稳定后开始测量。

课程设计光电脉搏检测电路设计报告

光电脉搏检测电路设计报告脉搏波的概述1.脉搏波的定义脉搏波是以心脏搏动为动力源, 通过血管系的传导而产生的容积变化和振动现象。

当心脏收缩时, 有相当数量的血液进入原已充满血液的主动脉内, 使得该处的弹性管壁被撑开,此时心脏推动血液所作的功转化为血管的弹性势能; 心脏停止收缩时, 扩张了的那部分血管也跟着收缩, 驱使血液向前流动, 结果又使前面血管的管壁跟着扩张, 如此类推。

这种过程和波动在弹性介质中的传播有些类似, 因此称为脉搏波(pulse wave) 。

2.脉搏信息血液在人体内循环流动过程中, 经历过心脏的舒张、内脏流量的涨落、血管各端点的阻滞、血管内波的折一反射以及血管壁的黏弹等过程。

脉搏波不仅受到心脏状况的影响, 同时要受到内环境调控功能器官(脏器) 状态所需血液参数以及系统状态参数等的影响。

所以脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息, 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。

3.脉搏测量的意义脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象, 包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。

人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。

人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。

通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息, 可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势, 如:血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形和波速等性质的改变, 而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件, 脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现, 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。

设计目的与意义❖目的应用光电式传感器、放大滤波电路组成的脉搏测量电路通过示波器显示人体指端动脉脉搏信息❖意义通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息, 为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号系统设计1.测量信号的特征❖人体信息本身具有不稳定性、非线性和概率特性。