基于Labview的脉搏监测分析系统

成绩

课程设计说明书

课程设计名称：虚拟仪器课程设计

题目：基于Labview的脉搏监测分析系统学院：电气信息学院

学生姓名：***

专业：测控技术与仪器

学号：***

指导教师：***

日期：2010年12月8日

基于Labview的脉搏监测分析系统

摘要：利用HK-2000系列集成化脉搏传感器通过脉搏跳动来采集信号，通过VISA 与串行接口仪器通信，用Labview做核心处理部分，实时显示出脉搏信号波形，并将数据进行分析和处理，便可得到人体脉搏跳动的幅值和频率。

关键词：虚拟仪器，脉搏传感器，串口通信，信号处理

Abstract：Using HK - 2000 series integrated pulse transducer through the pulse signal to collect, through the VISA and serial interface communication instruments, use the Labview do key processing parts, real-time display a pulse signal waveform and data analysis and processing, can get the human body the pulse amplitude and frequency.

Keywords：Labview, HK - 2000, VISA, Signal processing

目录

1前言 (1)

1.1设计背景 (1)

1.2设计目标 (1)

2总体方案设计 (2)

2.1方案比较 (2)

2.1.1方案一 (2)

2.1.2方案二 (2)

2.2方案论证 (3)

2.3方案选择 (3)

3LabVIEW及脉搏传感器概述 (4)

3.1LabVIEW虚拟仪器简介 (4)

3.1.1虚拟仪器特点 (4)

3.1.2虚拟仪器构成 (4)

3.1.3LabVIEW简介 (5)

3.2脉搏传感器简介 (6)

4单元模块设计 (7)

4.1VISA配置串口 (7)

4.2前面板设计 (8)

4.3程序框图设计 (9)

5指标参数及系统改进 (11)

5.1技术参数与通信协议 (11)

5.2信号调理电路 (12)

6系统调试 (13)

6.1准备工作 (13)

6.2系统测试 (14)

7总结与体会 (16)

8谢辞 (17)

9参考文献 (18)

附录 (19)

1前言

脉搏是由心脏搏动而引起, 经动脉和血流传至远端的桡动脉处, 它携带有丰富的

人体健康状况信息。早在公元前7世纪脉诊就成为中医的一项独特诊病方法。但自古以来中医独特的诊断方法及治病的疗效总是笼罩着一层神秘的面纱。中医一直是靠手指获取脉搏信息, 这难免存在许多主观臆断因素, 况且这种用手指切脉的技巧很难掌握,因此人们迫切期望尽早实现脉诊的科学化和现代化。

随着传感器技术及计算机处理技术的发展，人们希望能够将现代技术应用于中医脉象诊断，以便更科学、更客观地揭示脉象的实质与特征。另一方面从西医的角度看,近年来人们也试图根据脉搏波的变异性来评价和诊断人体心血管系统的病变,以便能找到一个有效的心血管疾病早期无创诊断的方法。

因此,对脉搏信号进行无失真的检测、采集和处理是一项重要而很有意义的基础工作,它是对脉搏信号进一步分析并依此对心脏及动脉血管系统疾病进行预报和诊断的前提。本论文的研究主要是基于这方面来进行的，利用功能强大的虚拟仪器LabVIEW设计出脉搏的采集与分析系统，从客观、物理的角度来诠释人体脉搏系统。

1.1 设计背景

随着在世界范围内，心血管类疾病患者与日俱增，已成为人类健康的头号杀手。美国心脏协会报告称，每年大约有240万美国人死于心血管疾病，其中尤以高血压患者所占比率最高，现象最为普遍。中国卫生部公布中国心血管疾病患者已超过1.5亿，心血管病是目前中国人群最主要的死因。因此预防此类疾病的产生显得尤为重要。

人体脉搏系统是心血管系统的重要组成部分，从脉搏波中提取人体的生理和病理信息作为临床诊断和治疗的依据，受到中外医学界的重视，脉搏波所呈现出的形态、强度、速率、节律等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中的许多生理病理的血流特征。中医的诊脉理论认为脉搏波的传播与心血管系统的血液运动、血管壁运动规律有着密切的联系。

1.2 设计目标

利用HK-2000系列集成化脉搏传感器通过脉搏跳动来采集信号，通过VISA与串行接口仪器通信，用Labview做核心处理部分，实时显示出脉搏信号波形，并将数据进行分析和处理，得到人体脉搏跳动的幅值和频率。

2 总体方案设计 通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述最终选择方案的原因。

2.1 方案比较

利用传感器采集信号时可以考虑的手腕的脉搏跳动，考虑压力传感器，但是采集有点麻烦；手指血液浓度随心脏跳动而产生的有规律的变化，考虑红外管传感；手腕脉搏的跳动，同样考虑压力传感器，相对于胸部心脏的跳动微弱，但是采集方便。考虑到人性化的问题，最后我们考虑选择后两个想法进行验证。

2.1.1 方案一

系统首先通过采集电路迸行脉搏信号的采集，将检测到脉搏经单片机计算出脉率，利用串口控制GSM 模块将超标的脉率数据以短信通讯的形式发送到家属或医生手机。方案一功能模块如图2-1所示。

图2-1 方案一的功能模块图 系统系统由脉搏传感器，GSM 网络、蜂窝通信引擎电路（TC351I 模块）、单片机控制电路（AT89S52）、客户终端（手机）、显示电路构成，系统首先通过采集电路进行脉搏信号的采集，将检测到脉搏经单片机计算出脉率，超标的脉率数据经GSM 模块以短信通讯的形式发送到家属或医生手机，平时的脉率可在显示电路显示。

2.1.2 方案二

图2-2方案二功能模块图 红外管 单片机

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GSM HK-2000B VISA LabVIEW

信号处理

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