本實用新型涉及一種基于單片機(jī)的脈搏測量儀，屬于脈搏測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈搏測量技術(shù)也越來越先進(jìn)，對脈搏的測量精度也越來越高，國內(nèi)外先后研制了不同類型的脈搏測量儀。起初用于體育測量的脈搏測試集中在對接觸式傳感器的研究，利用此類傳感器所研制的指脈、耳脈等測量儀各有其優(yōu)缺點。指脈測量比較方便、簡單，但因為手指上的汗腺較多，指夾常年使用，污染可能會使測量靈敏度下降：耳脈測量比較干凈，傳感器使用環(huán)境污染少，容易維護(hù)。但因耳脈較弱，尤其是當(dāng)季節(jié)變化時，所測信號受環(huán)境溫度影響明顯，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。過去在醫(yī)院臨床監(jiān)護(hù)和日常中老年保健中出現(xiàn)的日常監(jiān)護(hù)儀器，如便攜式電子血壓計，可以完成脈搏的測量，但是這種便攜式電子血壓計利用微型氣泵加壓橡膠氣囊，每次測量都需要一個加壓和減壓的過程，存在體積龐大、加減壓過程會有不適、脈搏檢測的精確度低等缺點。針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實有必要進(jìn)行研發(fā)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、精度高，不侵入機(jī)體，不造成機(jī)體創(chuàng)傷的基于單片機(jī)的脈搏測量儀。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為：

基于單片機(jī)的脈搏測量儀，包括可放置于人體各部位的光電傳感器，光電傳感器連接一用以處理光電傳感器采集到的低頻信號的信號處理器，信號處理器連接一用以對輸入的脈沖電平進(jìn)行運(yùn)算的單片機(jī)電路，單片機(jī)電路連接一用以顯示脈搏的顯示器。光電傳感器測量時不侵入機(jī)體，不會對機(jī)體產(chǎn)生損傷，利用單片機(jī)接受處理數(shù)據(jù)成本低，精度高，效果好。

進(jìn)一步地，光電傳感器包括可以反應(yīng)皮膚淺部微動脈信息的光源、用以接受光源信號的光電變換器。

進(jìn)一步地，光源為一定波長500nm-700nm的發(fā)光二極管。

進(jìn)一步地，所述發(fā)光二極管為峰值波長為515nm的綠光LED，型號為SON1303。

進(jìn)一步地，所述信號處理器包括低通濾波器和由運(yùn)放SON3103構(gòu)成的放大器。

進(jìn)一步地，所述單片機(jī)電路的單片機(jī)型號為STC89C51，其封裝形式是PDIP40。

進(jìn)一步地，光電傳感器的形狀為指套式。采用指套式測量時不侵入機(jī)體，不會對機(jī)體產(chǎn)生損傷。

進(jìn)一步地，所述單片機(jī)電路連接一用以無線傳輸?shù)乃{(lán)牙模塊。利用藍(lán)牙模塊進(jìn)行無線傳輸使得顯示更加靈活多樣。

進(jìn)一步地，所述的顯示器為帶有藍(lán)牙模塊的手機(jī)或電腦或筆記本或顯示屏。直接利用現(xiàn)有的手機(jī)和筆記本進(jìn)行顯示可以節(jié)省成本，并且方便使用者隨時觀看。并且通過編程可以長時間記錄數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

進(jìn)一步地，所述的顯示器為與單片機(jī)電路通過數(shù)據(jù)線相連接的顯示屏或筆記本。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

1.本實用新型的光電傳感器測量時不侵入機(jī)體，不會對機(jī)體產(chǎn)生損傷。

2.本實用新型的可重復(fù)使用且速度快，精度高。

3.本實用新型測試的適用電壓為5V-9V的直流電壓，電壓小，對人體沒有危害。

4.本實用新型穩(wěn)定性好、磨損小、壽命長、維修方便。

5.本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量輕、性價比優(yōu)越。

6.本實用新型測量的有效范圍為50次-199次/分鐘，適用范圍廣。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接示意圖；

圖2為本實用新型的使用示意圖；

圖3為本實用新型的單片機(jī)的封裝形式。

其中：1-光電變換器，2-光源。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

相反，本實用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在下文對本實用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實用新型。

如圖1-3所示，基于單片機(jī)的脈搏測量儀，包括可放置于人體各部位的光電傳感器，光電傳感器連接一用以處理光電傳感器采集到的低頻信號的信號處理器，信號處理器連接一用以對輸入的脈沖電平進(jìn)行運(yùn)算的單片機(jī)電路，單片機(jī)電路連接一用以顯示脈搏的顯示器。

光電傳感器利用光電容積法根據(jù)人體組織在血管搏動時造成透光率不同來進(jìn)行脈搏測量。光電傳感器包括可以反應(yīng)皮膚淺部微動脈信息的光源2、用以接受光源信號的光電變換器1。光源2一般采用對動脈血中氧和血紅蛋白有選擇性的一定波長(500nm～700nm)的發(fā)光二極管。當(dāng)光束透過人體外周血管，由于動脈搏動充血容積變化導(dǎo)致這束光的透光率發(fā)生改變，此時由光電變換器接收經(jīng)人體組織反射的光線，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑵浞糯蠛洼敵?。由于脈搏是隨心臟的搏動而周期性變化的信號，動脈血管容積也周期性變化，因此光電變換器的電信號變化周期就是脈搏率。

由于560nm的波可以反應(yīng)皮膚淺部微動脈信息，適合用來提取脈搏信號，光電傳感器的光源可以采用了峰值波長為515nm的綠光LED，型號為SON1303。光電變換器可以采用APDS9008，這是一款環(huán)境光感受器，感受峰值波長為565nm，兩者的峰值波長相近，靈敏度較高。此外，由于脈搏信號的頻帶一般在0.05～200Hz之間，信號幅度均很小，一般在毫伏級水平，容易受到各種信號干擾。光電傳感器連接一信號處理器，所述信號處理器包括低通濾波器和由運(yùn)放SON3103構(gòu)成的放大器。信號處理器將信號放大了331倍，同時采用分壓電阻設(shè)置直流偏置電壓為電源電壓的1/2。

脈搏主要由人體動脈舒張和收縮產(chǎn)生的，在人體指尖組織中的動脈成分含量高，而且指尖厚度相對其他人體組織而言比較薄，透過手指后檢測到的光強(qiáng)相對較大，因此光電式脈搏傳感器的測量部位通常在人體指尖。手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織，其中非血液組織的光吸收量是恒定的，而在血液中，靜脈血的搏動相對于動脈血是十分微弱的，可以忽略。因此可以認(rèn)為光透過手指后的變化僅由動脈血的充盈而引起的，那么在恒定波長的光源照射下，通過檢測透過手指的光強(qiáng)將可以間接測量到人體的脈搏信號。

所述光源也可以為紅外發(fā)光二級管，所述光電變換器可以為紅外接收三極管。采用GaAs紅外發(fā)光二極管作為光源時，可基本抑制由呼吸運(yùn)動造成的脈搏波曲線的漂移。紅外接收三極管在紅外光的照射下能產(chǎn)生電能，它的特性是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光源和光電變換器相對擺放以獲得最佳的指向特性。

光電傳感器的形狀為指套式，可以直接套在手上，使用簡單方便，實現(xiàn)了光電隔離，減少了對后級模擬電路的干擾。從光源發(fā)出的光除被手指組織吸收以外，一部分由血液漫反射返回，其余部分透射出來。光電傳感器按照光的接收方式可分為透射式和反射式2種。其中透射式的發(fā)射光源與光電變換器1的距離相等并且對稱布置，接收的是透射光，這種方法可較好地反應(yīng)出心律的時間關(guān)系。

所述單片機(jī)電路的單片機(jī)型號為STC89C51，其封裝形式是PDIP40。運(yùn)用了宏晶公司的89C51單片機(jī)作為核心元件，在這里運(yùn)用單片機(jī)能更快更準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，而且可以根據(jù)實際情況進(jìn)行編程，所用外圍元件少，輕巧省電，故障率低。

信號處理器把光電傳感器的脈沖電平放大后，輸入單片機(jī)89C51的/INTO腳，單片機(jī)設(shè)為負(fù)跳變中斷觸發(fā)模式，故每次脈沖下降沿到達(dá)時觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生中斷并進(jìn)行計時，來一個脈沖脈搏次數(shù)就加一；定時器中斷主要完成一分鐘的定時功能。單片機(jī)對一分鐘內(nèi)的脈沖次數(shù)進(jìn)行累加，通過P0、P2口把測量過程和結(jié)果送到顯示器顯示出來，或者傳輸?shù)剿{(lán)牙模塊等待數(shù)據(jù)的無線傳輸。

所述的藍(lán)牙模塊采用CSR主流藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙V2.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；串口模塊工作電壓3.3V；波特率為1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200用戶可設(shè)置；核心模塊尺寸大小為：28mm x 15mm x 2.35mm；工作電流：40MA；休眠電流：小于1MA；可以與藍(lán)牙筆記本電腦、電腦加藍(lán)牙適配器、PDA等設(shè)備進(jìn)行無縫連接。

所述的顯示器可以為帶有藍(lán)牙模塊的手機(jī)或電腦或筆記本或顯示屏，直接通過藍(lán)牙通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，顯示器也可以通過數(shù)據(jù)線連接單片機(jī)電路?？梢跃帉憣ｉT的軟件用于手機(jī)或者筆記本的數(shù)據(jù)顯示。

本實用新型具體實施例，光源發(fā)射光照射到人體的手指部位，經(jīng)過手指組織的反射和衰減由裝在光電變換器1把它轉(zhuǎn)換成電信號。由于手指動脈血在血液循環(huán)過程中呈周期性的脈動變化，所以它對光的反射和衰減也是周期性脈動的，于是光電變換器1輸出信號的變化也就反應(yīng)了動脈血的脈動變化。信號經(jīng)信號處理器放大后傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過計算處理通過數(shù)據(jù)線傳輸給顯示器進(jìn)行顯示，或者傳輸給藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊與帶有藍(lán)牙模塊的顯示器相連接進(jìn)行無線傳輸進(jìn)而顯示數(shù)據(jù)。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。