基于单片机的脉搏测量仪设计-文献综述

第1页开题报告（文献综述）1.引言脉搏测量仪是检测有无脉搏以及计数有多少次的仪器，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。利用波长600-1000nm的红光或红外发光二极管产生的光线照射到人体的手指尖、耳垂等部位，用装在该部位另一侧的红外接收二极管接收信号，脉搏测量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，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。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。其中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。通过光电式脉搏传感器所研制的脉搏测量仪已经应用到临床医学等各个方面并收到了理想效果。2.方案选择现今市场上有许多关于血压、脉搏、体温等电子仪器，体积小，使用方便，但相对的价格比较贵。通过查阅资料发现主要的脉率采集有三种方法：采用一对红色发光二极管实现、采用反射式的红外管实现和采用压电陶瓷芯片实现。2.1.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第2页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，但成本较高。2.2.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。2.3.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，但这是一种很陈旧的方法。3.系统模块设计3.1.系统硬件设计框图脉搏测量仪器原硬件选用MCS51系列AT89S52作为主控中心。为实现对系统的处理，将脉搏传感器、光电传感器采集得到的值，将结果送到液晶屏显示。硬件框图见图1所示：第3页图1硬件框图4.总结本设计中，在对光电传感器、信号处理、单片机电路、数码显示、电源、AT89S52的工作原理理解基础上，设计了一款脉搏测量仪，完成了基于单片机的脉搏测量仪的设计与实现。利用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，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏变化，最后要得出每分钟的脉搏次数，就需要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。第4页参考文献1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，242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，23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，134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，255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，136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，2147郁道银，谈恒英工程光学M机械工业出版社，1998年11月，2792818张福学传感器应用及其电路精选(下册)M北京：机械工业出版社，1221349