单片机的脉搏测量仪开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告题目名称 光电脉搏测量仪设计 学生姓名李向荣专业电子信息科学与技术班级一、选题的目的意义随着经济和科学技术的快速发展，人们对脉搏测量技术、测量精度的要求也越来越高，尽管在国内外研制了不同类型的脉搏测量仪，但都存在各种这样那样的不足。近年来世界各地在研制中医脉象仪方面取得很大的发展，国内一些地方也成立了跨学科研究协作组，其中关键是对脉搏传感器的研究。脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖，组织中的动脉成分含量高，因此光电式脉搏传感器的测量部位通常在人体指尖。光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。具有结构简单、无损伤、精度高、可重复使用等优点。因此设计一种便携式脉搏测量仪也随之成为一个重要课题。二、 研究的主要内容和研究方法和要求经过文献查阅和实际情况调研，了解到脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象，是反映心脏和血管状态的重要生理信息。人体脉象中富含着心脏、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。正常人的脉搏和心跳是一致的。临床上有许多疾病，特别是心脏病可使脉搏发生变化。因此，测量脉搏对病人来讲是一个不可缺少的检查项目。资料显示主要的脉搏测量方案有三种。方案一：检测的基本原理：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，组织的半透明度增大。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，本脉率计将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述部位，并用装在该部位另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转换成电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比，故只要把它转换成脉冲并进行整形、计数和显示，就能实现实时检测脉搏次数的目的。方案二：采用反射式的红外管。现在市场上的脉率计普遍采用这种传感器来采集信号，因为此红外管接收和发射都在手指的同一侧，所以就不用考虑每个人手指情况不同所造成的麻烦了。但是同样的，对红外的知识了解相对匮乏，得到需要的信号也不太容易。方案三：采用压电陶瓷片通过脉搏的跳动采集信号。随着心脏的搏动，人体手腕的脉搏和颈部的搏动较为明显，采用压电传感器放于上述部位，把压电传感器测得的信号转换成脉冲并进行整形、计数和显示，就能实现实时检测脉搏次数的目的。当脉搏跳动时，压电陶瓷片便会产生相应的信号，虽然这是一种很陈旧的方法，但是却很实用，测试的时候能够明显的观测到信号的变化。经过综合分析本设计采用方案一，利用光电脉搏测量仪进行测量。脉搏测量仪的设计，通过采集人体脉搏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，通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏次数。通过液晶屏或者数码管实时显示脉搏的信息，并语音提示。对测量仪的要求：体积小，携带方便，使用简单直观，更适合家庭使用，且成本低，价格便宜。三、毕业设计（论文）研究方案及工作计划本设计采用单片机AT89C51为控制核心，实现脉搏测量仪的基本测量功能。系统硬件框图如下图1所示：脉搏传感器信号放大与整形电路报警电路单片机AT89C51显示电路键盘输入图1 脉搏测量仪硬件框图本设计的难点在软件编码与调试这一部分，软件这部分用C语言编写，C语言编写比较简单，而且看起来脉络清晰，明白，易懂。并且调试、修改起来也比较方便。编写时各个模块可以独立编写，各个模块用一个函数表示，需要时只需调用即可，最后再将各个模块联系起来。当然，各个模块程序的编写还是相当不容易的，需要多查阅资料与学习。重点在硬件设计，硬件设计主要就是各个模块的设计，其关键在于仪器选型和电路设计，如：显示电路用LED显示，键盘主要用于设定脉搏波速上下限，不在此范围，则就报警。这部分也需多查阅资料，多多请教别人，多思考。四、主要参考文献与资料获得情况1 张毅坤. 单片微型计算机原理及应用.西安电子科技大学出版社.1998.9第1版2 朱国富，廖明涛，王博亮袖珍式脉搏波测量仪J电子技术应用，1998，第1期，133 任为民. 电子技术基础课程设计. 中央广播电视大学出版社.1997.5第1版4 欧阳俊，谢定等基于BL-410 的指端脉搏波采集系统应用研究J实用预防医学，2004，第11卷第2期，245 朱月秀.单片机原理与应用.科学出版社.2004.2第3版6 李世馨.模拟电子技术基础.高等教育出版社.2001.12 3第1版7 程光，赵崇侃指动脉搏波光电传感器的研制J南京医学院学报，1991年第11卷第4期，3293308 韩文波，曹维国，张精慧光电式脉搏波监测系统J长春光学精密机械学院学报，1999，第22卷第4期，29 刘云丽，徐可欣等微功耗光电式脉搏测量仪J电子测量技术，2005，第2期，2510 刘文，杨欣，张铠麟基于AT89C2051单片机的指脉检测系统的研究J医疗装备，2005，第9期，21411 程咏梅，夏雅琴，尚岚人体脉搏波信号检测系统J北京生物医学工程，2006，第25卷第5期，1312 李海滨 .单片机技术课程设计与项目实例M. 北京：中国电力出版社，200913 J McLaughlin, M McNeill, B Braun and P D McCormack. Piezoelectric sensor determination of arterial pulse wave velocity M. UK：INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING， 2003, 6-4.14 J.C.Candy and G.C.TemesOversamplingMethods fo