脉搏心率远程监测-设计说明书
编号：
HJJ-51-2021-014-LW
设计摘要：
本设计基于单片机的远程监控脉搏与体温测量仪的设计是以脉搏和体温为研究对象，以STC89C52 单片机为控制核心，远程监控脉搏与体温测量仪可分为单片机模块、按键控制模块、测温模块、脉搏采集模块、GSM模块、蜂鸣器模块以及液晶显示模块，系统将以单片机为核心微处理器，脉搏采集传感器和测温模块实时测量脉搏次数与体温，当脉搏次数与体温大于设定阈值时，蜂鸣器发出警报，将数据在显示屏显示，通过GSM发送至手机达到实时监控的效果。本系统电路稳定性高、抗干扰能力强，处理速度快，功耗低，操作简便因素及智能化上有着先进技术。
关键词：单片机；模数转换；GSM模块；阈值报警
字数：10000+
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内容预览：
目录
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 微控制芯片的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 通讯方案的选择
2.5.1 Zigbee无线通讯
2.5.2 GSM无线通讯
2.6 温度传感器的选择
2.7 脉搏传感器的选择
3 系统设计与分析
3.1 整体设计分析
3.2 控制电路分析
3.2.1 单片机的最小系统
3.3.2 按键输入电路
3.3.3 液晶屏显示模块
3.3.4 GSM模块
3.3.5 心率传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 监测函数流程设计
4.5 显示函数流程设计
4.6 脉搏测量函数流程设计
5 实物调试
5.1 实物总体设计
5.2 设置脉搏阈值实物测试
5.3 设置温度阈值实物测试
5.4 报警实物测试
结论
参考文献
致 谢
附 录
附录1 ：原理图
1 引言
1.1 研究背景与意义
脉搏频率是表皮可以感触到的主动脉脉搏。由于有大量血液进入主动脉时，主动脉的压力将增加，并且导管将膨胀，在浅表皮的主动脉中可以更好的感受到这种膨胀 ，即脉搏。在临床上有很多的疾病，尤其是心脏病，会使得脉搏的频率发生改变。所以，对于患者准确及时地测量脉搏率是很重要的，在古代的中国，很早就出现了通过脉搏的诊断判断病人的身体情况。重症患者的脉搏率将发生显而易见的变化，脉搏的变化也是医生诊断患者的基础之一。众所周知，近几十年来，临床实践活动的水平已逐渐不足：首先，脉搏切割仅依靠医生的手指来区分脉搏诊断的特征，该脉搏诊断分析缺乏合理性；其次，手指进行切脉的难度系数较高。第三，脉搏诊断后不可能合理地记录和存储，使脉搏诊断原理的探索带来了许多困难。人体温度是人体最基本的生理参数之一，也是诊断各种疾病的规范之一。人体温度的实时监控有利于医护人员掌握患者的病情，并立即向患者展示抢救计划，对诊断和治疗有普遍的需求。
近年来，远程医疗系统监控技术已逐渐成为医疗领域的热点。关键生命参数的实时监控为老年人和弱势患者的治疗提供了方便，也为当代医学界的发展趋势做出了巨大贡献。快速发展的GSM技术给远程监控脉搏和体温测量仪提供了技术需求，能够实时监控脉搏与体温，便于随时做出应对。利用单片机和GSM技术，能够将检测到的人体脉搏和体温准确的通过GSM传输到手机上。抵抗外界干扰的能力比较强，通过手机就可以对病人的脉搏与体温情况进行监测，本次选题正是以此为出发点，利用单片机对脉搏与体温的测量同时进行远程监控。
随着经济和电子科技的不断发展，电子产品的价格越来越低，大部分人们都能使用电子产品，人们在追求品质生活的同时，也更加注重自身的身体健康，人体脉搏率数据信号和人体温度包括很多的生理信息内容，逐渐引起临床医生的极大兴趣。随着电子设备精确测量技术的快速发展趋势，当代电子设备测试仪器正以非常快的速度向智能和自动化技术的方向发展。为了实现方便，准确，及时地能对脉搏与体温进行检测的设计显得非常有意义。
利用单片机来设计远程监控脉搏体温检的优点在于测量精度上有着较好的性能表现。做好脉搏采集模块和温度采集模块的选择，提高脉搏次数和体温感知的准确度，在GSM技术的支持下，保证数据传送的稳定性，做到使用者身体状态的实时监控。因此设计一款远程监控脉搏与体温测量仪，一方面能提醒普通人保持健康的生活状态，另一方面能保证病人的生命安全，具有重大意义。
1.2 国内外研究现状
国外的脉搏与体温测量技术发展的非常迅速，早在1973年便已经存在了穿藏式的心率测量专利，九十年代逐渐受到得到重视于2014年进入最高峰。
Malindzak和Meredith设计了基于压电传感器来测量主动脉脉搏波速度，因为主动脉脉搏波速度是对动脉血管的准确测量，该设计方案是为了实现快速简便地测量动脉的脉搏频率。探测器的基本原理是精确测量两个不同部分中的两个单脉冲波，根据测量单个脉冲进入时间的两个地点距离，即可测量脉搏波频率。工作电压的单脉冲测试基于两个压电传感器的应用，以产生可以精确测量的工作电压输出。
结合我国的发展现状来看，这种方便且准确度高的测量仪有良好的发展契机。但同样要注意自身的缺陷，在高速发展的同时，不断的改进。
陈卓设计了基于STC89C52单片机设计为主板芯片的脉搏率监控系统。这种类型的系统软件基于ST188双光束红外光电传感器收集人体脉搏率数据信号。只要把手必须轻轻地按在光电传感器上。主动脉血液的透射率差异将导致传感器协调器接收到不同抗压强度的光学数据信号，然后根据运算放大器将人体脉搏率数据信号放大并连接到单片机的端口。单芯片设计使用外部时钟芯片DS1302对其进行计数，并将其计算为每分钟脉冲率的振动频率，最后在显示屏上显示LCD1602。
毛钰利用单片机来检测脉搏和心率，通过光电传感器采集脉冲信号，然后送到单片机进行内部，然后将结构显示在显示屏上。该设计考虑了心率监测阶段。上限和下限可以通过功能键的实际操作来设置。达到极限值后，将立即激活对话框以将信息内容传输到GSM模块，内部SIM卡将信息传输到匹配号码。使用模拟对话框将数据信号传输到Wi-Fi控制模块，并使用Wi-Fi技术将信息内容传输到计算机以进行显示。
通过对上述文献的研究，国内外学者对脉搏与体温测量仪已经进行了大量的研究，但是大多数对测量结果的实时监控就不是很重视，而脉搏与体温测量的数据代表了人体的健康状况，如果不对其进行实时监控将会大大的耽误预防和治疗疾病的时机。
而本文的基于单片机的远程监控脉搏与体温测量仪设计作出了对脉搏和体温进行实时测量和监控的改进，设计了一个更加稳定、准确的测量仪。
