基于pc的心率監(jiān)測儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械，尤其涉及一種基于PC的心率監(jiān)測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，心率測試技術(shù)越來越先進(jìn)，消費(fèi)者對心率監(jiān)測儀精度的要求也越來越高。國內(nèi)外科學(xué)家先后研制了不同類型的心率測試儀，而設(shè)計關(guān)鍵是對高精確度高靈敏度傳感器的開發(fā)。由于電子計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能傳感器也逐步應(yīng)用到多個領(lǐng)域。醫(yī)用領(lǐng)域?qū)鞲衅髋c放大濾波裝置、信號采集、計算機(jī)等相結(jié)合構(gòu)成新型智能測量系統(tǒng)。這種醫(yī)學(xué)測量系統(tǒng)不僅可以測量心率、血壓等，也可對人體進(jìn)行多點(diǎn)測量，完整檢測脈搏的波動狀態(tài)，能夠更加科學(xué)的反映心率的變化，從而為醫(yī)生的診斷提供詳細(xì)參考依據(jù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于PC的心率監(jiān)測儀，使用方便，只需將手指端輕輕放在透析式紅外脈搏傳感器上，即可實(shí)時顯示出每分鐘心跳的次數(shù)并在PC機(jī)內(nèi)進(jìn)行存儲。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:這種基于PC的心率監(jiān)測儀，包括透析式光電傳感器，透析式光電傳感器依次連接有電流電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路、濾波電路、整形電路、比較電路和單片機(jī)，單片機(jī)還分別連接有電平轉(zhuǎn)換電路和報警電路，電平轉(zhuǎn)換電路連接VB波形顯示器，報警電路連接控制電路。
[0005]為了進(jìn)一步完善，單片機(jī)采用STC89C52單片機(jī)。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:8k字節(jié)Flash，32位I/O 口線，512字節(jié)RAM，MAX810復(fù)位電路，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)(兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu))，全雙工串行口。另外STC89X52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。
[0006]其中透析式光電傳感器包括5V電源供電端，5V電源供電端的輸入回路經(jīng)過限流電阻Rl并連接發(fā)光二極管發(fā)出可見光，5V電源供電端的輸出回路經(jīng)過限流電阻R2并連接光敏三極管提供直流工作電壓，光敏三極管電容Cl。光敏三極管在發(fā)光二極管的光輻射作用下，完成光-電轉(zhuǎn)換，電流經(jīng)電容耦合輸出控制后續(xù)電路工作，輸入輸出完全隔離，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
[0007]本實(shí)用新型有益的效果是:本實(shí)用新型采用紅外透析式脈搏傳感器對人體的脈搏進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。得到的信號經(jīng)過濾波、放大、整形等處理之后送入單片機(jī)進(jìn)行處理。單片機(jī)將采集到的脈搏跳動情況送到PC機(jī)在VB界面上實(shí)時顯示出來，同時還設(shè)置了心率監(jiān)測儀的上下限報警功能。本文設(shè)計的人體心率監(jiān)測儀使用方便，只需將手指端輕輕放在傳感器上，即可實(shí)時顯示出每分鐘脈搏次數(shù)。本系統(tǒng)實(shí)時性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，移植、擴(kuò)展方便，安全可靠，系統(tǒng)通用性好，同時具有體積小，功耗低，操作簡單，便于隨身攜帶等特點(diǎn)，適合家庭和社區(qū)醫(yī)療保健使用，對心血管疾病的早期診斷具有重要的意義。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的原理圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型中透析式光電傳感器的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0011]參照附圖:本實(shí)施例中基于PC的心率監(jiān)測儀，包括透析式光電傳感器，透析式光電傳感器依次連接有電流電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路、濾波電路、整形電路、比較電路和單片機(jī)，單片機(jī)還分別連接有電平轉(zhuǎn)換電路和報警電路，電平轉(zhuǎn)換電路連接VB波形顯示器，報警電路連接控制電路。單片機(jī)采用STC89C52單片機(jī)。其中透析式光電傳感器包括5V電源供電端，5V電源供電端的輸入回路經(jīng)過限流電阻Rl并連接發(fā)光二極管發(fā)出可見光，5V電源供電端的輸出回路經(jīng)過限流電阻R2并連接光敏三極管提供直流工作電壓，光敏三極管電容Cl。
[0012]1.透析式光電傳感器:透析式光電傳感器為本設(shè)計最關(guān)鍵部分，旨在將血脈流量變化的物理信號轉(zhuǎn)換成電信號并輸出。傳感器的精確度、靈敏度、以及抗干擾能力和安裝方式?jīng)Q定了心率的測量誤差。如附圖2所示，因為傳感器輸出信號的頻率很低，如當(dāng)脈搏為50次/分鐘時，只有0.78Hz, 200次/分鐘時也只有3.33Hz，因此信號首先經(jīng)R2、C1組成的低通濾波器濾除高頻干擾，當(dāng)傳感器與手指斷開或檢測到較強(qiáng)的干擾光線時，輸出端的直流電壓會出現(xiàn)很大變化，用背靠背串聯(lián)組成的雙極性耦合電容把它隔斷，濾除直流成分。
[0013]2.電流電壓轉(zhuǎn)換電路:用電阻作為轉(zhuǎn)換元件，電流流過電阻時，自然會在電阻上建立與電流大小相應(yīng)的電壓。
[0014]3.信號放大電路:由于傳感器所測得的心率信號比較微弱，所以在經(jīng)過后續(xù)濾波處理以前必須先將信號進(jìn)行放大，使得輸出電信號在整形電路中能滿足施密特觸發(fā)器的穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電壓值。
[0015]4.濾波與整形電路:由于心率信號的頻率很低，因此，在信號處理電路中，必須設(shè)計低通濾波器將信號中夾雜的高頻信號濾除掉。然后通過整形將模擬的不規(guī)則的信號轉(zhuǎn)變成便于信號處理的數(shù)字脈沖信號。
[0016]5.電平轉(zhuǎn)換電路:利用驅(qū)動芯片，實(shí)現(xiàn)電路板TTL電平與232電平之間的轉(zhuǎn)換，確保串口通訊正常工作。
[0017]6.控制電路:由于在題目中要求在短時間內(nèi)測得實(shí)驗結(jié)果，因而需要一個電路來控制整個電路的運(yùn)行、復(fù)位、自啟動等，控制電路是用來控制計數(shù)脈沖的輸入以及控制計數(shù)器的工作狀態(tài)，在心率計設(shè)計中起到“閘門”的作用。
[0018]7.顯示部分:將所測信號最終在上位機(jī)顯示出來。
[0019]雖然本實(shí)用新型已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
【主權(quán)項】
1.一種基于PC的心率監(jiān)測儀，其特征是:包括透析式光電傳感器，透析式光電傳感器依次連接有電流電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路、濾波電路、整形電路、比較電路和單片機(jī)，所述單片機(jī)還分別連接有電平轉(zhuǎn)換電路和報警電路，電平轉(zhuǎn)換電路連接VB波形顯示器，所述報警電路連接控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC的心率監(jiān)測儀，其特征是:所述單片機(jī)采用STC89C52單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC的心率監(jiān)測儀，其特征是:所述透析式光電傳感器包括5V電源供電端，5V電源供電端的輸入回路經(jīng)過限流電阻(Rl)并連接發(fā)光二極管發(fā)出可見光，5V電源供電端的輸出回路經(jīng)過限流電阻(R2)并連接光敏三極管提供直流工作電壓，光敏三極管電容(Cl)。
【專利摘要】一種基于PC的心率監(jiān)測儀，包括透析式光電傳感器，透析式光電傳感器依次連接有電流電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路、濾波電路、整形電路、比較電路和單片機(jī)，單片機(jī)還分別連接有電平轉(zhuǎn)換電路和報警電路，電平轉(zhuǎn)換電路連接VB波形顯示器，報警電路連接控制電路。本系統(tǒng)實(shí)時性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，移植、擴(kuò)展方便，安全可靠，系統(tǒng)通用性好，同時具有體積小，功耗低，操作簡單，便于隨身攜帶等特點(diǎn)，適合家庭和社區(qū)醫(yī)療保健使用，對心血管疾病的早期診斷具有重要的意義。
【IPC分類】A61B5-0245
【公開號】CN204293147
【申請?zhí)枴緾N201420786774
【發(fā)明人】陶吉剛, 殳佳輝, 沈陽, 葉國文
【申請人】麗水學(xué)院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月12日