便携式心率测试仪(开题报告)
便携式心率测试仪电子系统设计报告
五邑大学电子系统设计结题报告题目：便携式心率测试仪院系信息工程学院专业电子信息工程学号学生姓名指导教师报告日期2012.12.18目录1、摘要 (2)2、课题研究意义 (2)2.1.背景 (2)2.2 设计任务与要求 (2)3、方案设计说明 (2)3.1硬件电路原理分析说明 (2)3.1.1信号放大电路 (2)3.1.2滤波电路 (3)3.1.3整形电路 (4)3.1.4单片机信号处理电路 (4)3.1.5数码管显示电路 (5)3.2软件设计 (6)3.2.1编程环境与开发工具 (6)3.2.2源程序及注解 (7)4、调试过程遇到的问题与解决的方法 (9)5、5、设计总结及体会 (9)6、参考文献 (9)7、附录 (10)1、摘要本文设计了一种基于STC89C51单片机实现的便携式心率测试仪.接受心率测试检测模块发送的信号并对信号进行检测分析并显示，从而实现心率测试功能。
该系统的硬件单元包括信号放大电路、滤波电路、整形电路、单片机控制电路和数码管显示电路。
采用了放大电路后，使得采集的脉搏信号放大到整形电路要求的电压幅度。
滤波电路消除了干扰，得到特定频率的低频信号。
整形电路把模拟信号转换成单片机能够处理的数字信号。
单片机内的处理程序将接收到的信号进行监测分析，得出心率值，经单片机I/O口发送给由数码管组成的显示模块显示。
2、课题研究意义2.1背景1）健康的重要性不言而喻，越来越多的研究表明心率是健康极其重要的指标。
一般人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人、运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。
为了贯彻党和国家“预防为主”的医疗方针，满足人们能享受基本医疗保健的愿望，便携式心率测试仪应运而生，也极具市场潜力。
2）心脏病人往往需要经常去医院定期心脏检测，此仪器可以随时将病人的心脏情况记录和保存，并发送给医生，从而给病人带来便捷也有助于治疗；当心脏类疾病突发时，也可以提前将心脏情况发送给医生，从而缩短救援时间，提高救援成功率。
心率计开题报告
心率计开题报告1、选题背景与意义心率(Heart Rate)是用来描述心跳周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动的次数, 它不仅是反映心脏功能强弱的重要标志，也是反映人体运动强度的生理指标。
心率携带有丰富的人体健康状况信息。
自我国最早的脉学专著《脉经》问世以来，脉学理论得到不断发展和提高。
在中医四诊(望、闻、问、切)中，脉诊具有非常重要的位置。
它是我国传统医学中最具特色的一项诊断方法，历史悠久，内容丰富，是中医“整体观念”、“辨证论证”基本精神的体现与应用。
脉诊作为“绿色无创”诊断的手法，得到了中外人士的关注。
但由于中医是靠手指获取心率信息，虽然脉诊具有简便、无创、无痛的特点易为患者接受，然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。
进入21世纪以来，科技不断的发展，电子产品越来越多，系统的价格越来越便宜；产品的科技含量比例也越来越大，性能越来越可靠。
人们日常的生产、生活都在慢慢走向高度自动化和智能化。
医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟心跳数，方法是用听诊器放在胸口处，根据心脏的跳动进行计数。
为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒内的心跳数，再把结果乘以6得到每分钟的心跳数，这样做比较费时，而且精度也不高。
为了提高心率测量的精确性与速度，多种心率监测仪被运用到医学上来，从而开辟了一条全新的医学诊断方法。
随着国民经济的不断发展，人们生活水平不断提高，健康已成了人们关注的焦点和追求的目标。
参加锻炼无疑是保持健康的最佳方法，但很多人急于求成，往往适得其反，达不到锻炼的效果，甚至可能对身体造成一定程度的伤害。
目前市场上单纯的跑步计步器不能同时监测人体生理参数并实时显示，反馈给锻炼者。
心率监测仪是一种可对跑步者跑步等各种身体运动心率参数进行实时监测的仪器，并能将实时监测的心率参数显示出来。
目前心率监测仪在多个领域被广泛应用，除了应用于医学领域，如无创心血管功能检测、妊高症检测、中医脉象、脉率检测等等，商业应用也不断拓展，如运动、健身器材中的心率测试都用到了技术先进的心率监控仪。
人体心率与体温监测系统设计的开题报告
人体心率与体温监测系统设计的开题报告一、题目：人体心率与体温监测系统设计二、选题背景人体心率和体温是身体健康的重要指标，监测这些指标可以及时发现身体异常情况，从而采取相应的措施进行保健和治疗。
传统的心率和体温监测方式需要使用专业设备，且操作不便，不够便捷。
随着传感器技术的不断发展，结合互联网和移动终端的普及，开发一款便携式人体心率与体温监测系统有着很好的市场前景和发展空间。
三、研究内容和方法本研究的主要内容是设计一款便携式人体心率与体温监测系统，主要包括以下几个方面：1. 心率监测模块：设计一套基于心率传感器的心率监测模块，可测量人体心率并输出数字信号。
2. 体温监测模块：设计一套基于体温传感器的体温监测模块，可测量人体体温并输出数字信号。
3. 数据处理模块：采用微处理器和算法来处理心率和体温数据，对数据进行滤波、处理和分析，输出符合标准的心率和体温值，从而提高监测数据的准确性和精度。
4. 通信模块：设计一套无线通信模块，将监测数据传输到移动终端上，使用户可以随时随地监测自己的心率和体温数据，并提供记录功能，对用户身体健康管理提供便利。
研究方法主要采用实验室研究和样机制作，利用现有的传感器技术和通讯技术，进行电路设计、软件编程等步骤，最终制作出符合要求的人体心率与体温监测系统样机。
四、论文结构与预期成果本研究的论文结构主要分为五个部分：1. 绪论：对人体心率和体温监测的现状和市场需求进行介绍和分析。
2. 人体心率与体温监测系统设计：对人体心率与体温监测系统的硬件和软件设计进行介绍和详细说明。
3. 实验与测试：对样机进行实验和测试，检验系统的可行性和准确性，并对实验和测试结果进行分析和讨论。
4. 结果与分析：整理分析实验和测试数据，对测试结果进行分析和讨论，提出最终的监测系统的优化方案。
5. 结论与展望：对研究结果进行总结，展望人体心率与体温监测系统未来的发展和应用前景。
预期成果：设计出一个可测量人体心率与体温的便携式监测系统，并进行测试和验证，最终达到规定的监测准确性要求，取得令人满意的研究成果。
便携式心率测试仪(开题报告)
便携式心率测试仪(开题报告)五邑大学电子系统设计开题报告题目：便携式心率测试仪院系信息工程学院专业电子信息工程学号学生姓名指导教师开题报告日期一、课题、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。
1．课题便携式心率测试仪2．国内外研究现状与水平便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。
现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。
未来，还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。
满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。
虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍，但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。
医疗市场的相关需求往往很难协调，如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟，以及超长电池使用寿命与高处理能力等。
这些产品需要模数转换器(ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。
这些都将是需要我们更多的去研究和发展。
3．研究意义和目的以往专门测量心率值的仪器较少，人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人或运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。
为了观测“预防为主”的方针，为了实现人人能享受基本医疗保健的目标，把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必然趋势。
所以便携式医疗仪器已相继问世。
便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪；同时它适合在家庭和社区条件下使用。
心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。
该心率仪可用于临床心率监护；并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。
二、研究内容，拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。
（附主要。
最新便携式心率测试仪--毕业论文
便携式心率测试仪--2012毕业论文一、题目的要求和意义及所做工作随着科技的不断发展，人们在生活中利用科技给自己带来了许多的好处，于是我们便想着能否设计一个心率测频仪，使大家即便在家中就能方便的测量自己的心率，看自己的身体是否健康，并且省去了在医院排队所浪费的时间，这可是一举多得呀！本人的专业是电子信息工程，对于设计这心率测频仪有一点的信心，并且我相信自己在设计过程中能够更全面地应用单片机、信号的采集与处理、Proteus软件和Protel99SE软件，提高自己的动手能力。
研究出这种心率计也能够推动中国科学技术的发展，推动医疗设备的发展。
所以，我选择了这个课题。
本人所做的工作: 负责单片机的程序设计和PCB图的排版.二、方案的设计及具体电路的设计和参数的计算(1)、概述本设计包5大模块：稳压电源模块、传感器模块、信号放大整型模块、单片机控制处理模块、显示模块、串口通讯模块。
本设计以51单片机为核心，把各个模块有机结合成一个整体，以实现无创性人体心率检测功能。
以下为各个模块的功能的概述：1、稳压电源模块：提供+5V直流电压，为各个模块提供稳定纯正的电压。
2、传感器模块：根据容积法原理制作光电传感器，以作为人体信号与电信号转换。
3、信号放大整型模块：放大传感器接收回的微弱信号，并对其滤波整型以方便处理。
4、单片机控制处理模块：利用51单片机的高性能对各个模块进行控制并对信号进行处理5、显示模块：使用数码管显示数值(2)、稳压电源模块电源模块有两个方案:1、双电源供电信号放大部分使用运算放大器，利用双电源供电可以方便地使用运算放大器的典型电路。
但是需要外置双输出变压器，双稳压电路并为作品增加成本，大大提高了设计制作的难度。
同时，由于需要背负重量较大的变压器，降低作品的轻便型。
而且负电压并不适合数字电路处理。
2、单电源供电单电源供电可以节省负电压稳压电路，而且可以直接利用干电池供电，降低电路设计制作复杂性，但是信号放大处理部分则需要较为复杂的设计。
便携式心电监护仪开题报告
便携式心电监护仪开题报告1. 引言心电监护仪是一种用于监测和记录人体心电活动的设备。
传统的心电监护仪通常较为庞大，只能在医院或诊所等专业医疗场所使用。
然而，随着人们对健康的重视和对个人身体状况的监控需求增加，市场上对便携式心电监护仪的需求也越来越大。
便携式心电监护仪不仅可以方便患者随时进行心电监测，还可以准确记录和分析心电信号。
本报告将对便携式心电监护仪的设计和开发进行探究，并提供具体的实施计划。
2. 研究目标本次研究的目标是设计和开发一款功能完善、易于携带的便携式心电监护仪。
具体目标包括： - 实现对心电信号的实时监测和记录 - 提供用户友好的操作界面和数据展示方式 - 能够进行心电信号的即时分析和报警 - 设备体积小巧、重量轻便，方便患者携带 - 提供长时间的电池续航能力3. 研究方法3.1 设备硬件设计首先，需要进行便携式心电监护仪的硬件设计。
设计过程将包括以下步骤： -选择适用的心电信号采集传感器，确保信号质量和准确性。
- 设计并确定合适的心电信号采集电路，包括滤波电路、放大电路等，以保证信号的稳定性。
- 针对设备的携带性要求，选择合适的电源模块和电池以及控制电路，以提供稳定的电力支持和延长电池寿命。
3.2 设备软件设计在硬件设计完成后，需要进行便携式心电监护仪的软件设计。
设计过程将包括以下步骤： - 开发设备的操作界面，包括设置功能、显示界面等。
- 实现心电信号的实时监测和记录功能，确保数据的完整性和准确性。
- 开发心电信号分析算法，并实现报警功能，提醒用户及时求助。
- 进行设备与移动设备（如手机、平板电脑）的数据传输接口设计，以便用户方便查看数据和共享数据。
4. 实施计划本项目的实施计划如下： - 第一阶段：需求分析和项目计划制定，确定硬件、软件设计的要求和目标，完成初步的市场调研。
- 第二阶段：硬件设计和开发，包括传感器选择、电路设计、搭建实验平台等。
- 第三阶段：软件设计和开发，包括界面开发、信号采集和处理算法实现等。
(完整版)心跳测量仪毕业设计开题报告
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毕业设计（论文）开题报告
一、基本信息
学生
姓名
胡杉杉
班级
电子1113
学号
2011532105
系名
称
自动化技术系
专业
应用电子
毕业设计（论
文）题目
心跳测量仪一一肥 胖症人群专用
心跳测量仪
指导教师
李玮
二、开题意义
课题
的现 状与 发展 趋势
例如，自
内容
动计算运动强度，到时提醒，播放音乐，并且能在游泳时使用。
一、项目创新点：
在我浏览了心跳测量仪的现状之后发现测量仪目前心跳测量仪的使用对象没特别强
的针对性，本次设计有一下几个创新点：
1、本课题主要针对的对象为肥胖症人群；
2、该设计的最大创新是自动计算运动强度并实时提醒；
3、本系统主要能给予使用者更加人性化的服务。
准确，体积更轻巧，应用更广泛的方向发展。
课题
随着人民生活水平的提高，越来越多的人因肥胖症苦恼。过度肥胖不仅会使身
材走样，更重要的是它会影响健康，引起很多疾病的产生。但是节食减肥、药物减
肥对身体都有或多或少的伤害。通过适量的运动减肥，不仅能锻炼身体，
增强体质，
ห้องสมุดไป่ตู้的背
同时训练强度达到 定量时，还能达到减肥的效果。
景、意
设计肥胖症人群专用心跳测量仪的意义：1、保证运动目的的达到，提供数据化
义；课
的锻炼结果2、将减肥计划事半功倍的效果3、有效判断您的运动是否超过心脏及身体的
题欲
负荷，避免意外发生4、监控运动强度，防止运动不足或过度， 减少肌肉的拉伤和酸痛5、
便携式心电信号采集电路设计 开题报告
[6]孙文铎.十二导联心电信号采集及分析系统的研究[D].长春：吉林大学，2006.
[7]张鹏，孙万蓉.基于FPGA的3道生理信号检测仪电路设计[J].电子科技，2007（12）：60-62
ZHANG Peng，SUN Wang?鄄rong. Circuit design a FPGA-Based three?鄄channel physiological Apparatus[J].Electronic Sci & Tech，2007（12）：60-62.
[10]杨秀增.基于FPGA的心电信号处理研究与实现[D].桂林：广西师范大学，2007.
三、研究方案（主要研究内容、目标、研究方法、进度）
研究内容：便携式心电信号采集电路的设计过程，给出了设计原理以及详细的设计过程。
研究目标：本论文将结合国内外对心电信号的研究，设计一个心电信号检测放大电路，要求充分考虑人体心电信号的特点，采用前置差动放大+带通滤波器+50HZ陷波器（带阻滤波器）组成的模式、并且利用Multisim软件对相应的电路进行仿真。最后将结果显示出来。
二、文献综述内容（在充分搜集研究主题相关资料基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献）
心电信号是心脏电活动的一种客观表示方式，是一种典型的生物电信号，具有频率、振幅、相位、时间差等特征要素，比其他生物电信号更易于检测，并具有一定的规律性。由于心电信号从不同方面和层次上反映了心脏的工作状态，因此在心脏疾病的临床诊断和治疗过程中具有非常重要的参考价值。对心电信号的采集和分析一直是生物医学工程领域研究的一个热点，是一项复杂的工程，涉及到降低噪声和抗干扰技术，信号分析和处理技术等不同领域，也依赖于生命科学和临床医学的研究进展。自1903年心电图引入医学临床以来，无论是在生物医学方面，还是在工程学方面，心电信号的记录、处理与诊断技术均得到了飞速的发展，并积累了相当丰富的资料。当前，心电信号的检测、处理仍然是生物医学工程界的重要研究对象之一。
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五邑大学
电子系统设计开题报告题目：便携式心率测试仪
院系信息工程学院
专业电子信息工程
学号
学生姓名
指导教师
开题报告日期
一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。
1．课题来源
便携式心率测试仪
2．国内外研究现状与水平
便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。
现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。
未来，还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。
满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。
虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍，但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。
医疗市场的相关需求往往很难协调，如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟，以及超长电池使用寿命与高处理能力等。
这些产品需要模数转换器 (ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。
这些都将是需要我们更多的去研究和发展。
3．研究意义和目的
以往专门测量心率值的仪器较少，人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人或运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。
为了观测“预防为主”的方针，为了实现人人能享受基本医疗保健的目标，把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必
然趋势。
所以便携式医疗仪器已相继问世。
便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪；同时它适合在家庭和社区条件下使用。
心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。
该心率仪可用于临床心率监护；并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。
二、研究内容，拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。
（附主要参考文献）1．研究内容
将脉搏通过传感器转为电压信号，再通过不同的集成芯片将电压信号完成放大、滤波、整流等一系列工作，然后利用单片机进行处理计算。
实现在任何地点任何时间都能快速检测出人体的心率，达到集轻型化、一体化、可视化等优点于一身的系统。
2．拟采取的研究方法
了解课题所需知识点，然后翻阅相关资料和教材，通过网页搜索查找相关资料，计算各参数，了解各元器件的功能作用，设计电路图，用相关的仿真软件进行仿真，最后进行实物调试。
3．具体的设计方案(重点)
系统总体框图
（1）传感器的选择
①光电式传感器
血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性要比血液中大几十倍，据此特点，采用光电效应手指脉搏传感器来拾取脉搏信号。
血管的容积和透光度会随心搏的改变而改变，这样通过光电传感器可得到相应的光电流信号。
采用红外反射传感器RPR220，通过手指的血液浓度会随着心脏的跳动发生变化，红外对管对应的信号便会发生相应的变化，采集此信号经过放大，滤波，比较等处理便可以得到理想的信号。
采用反射式的红外管。
现在市场上的心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，因此便不用考虑每个人手指情况不同所造成的麻烦。
接收的是血液漫反射回来的光，此信号可以精确地测得血管内容积变化。
○2集成传感器
当前,市面上有很多类型的集成心电传感器,其灵敏度高,集成度高,直接就可以反映出心率的变化,且已包含了滤波等抗干扰电路,波形经过放大可以直接处理使用。
缺点是价格非常昂贵，一般均在五百元以上，就本次设计来说，考虑到经费以及锻炼自己的目的，不选择使用该型传感器。
综上所述，虽然光电式传感器的价格相对较高，但是为了测量方便和使本系统达到稳定性和准确性，所以选择红外反射传感器RPR220。
（2）信号处理
①前置放大
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。
心率测试仪通过光电传感器获得脉搏信号的电压比较小，在几毫伏左右，且频
率较低，所以需要低噪声，低漂移，高输入阻抗的放大器。
本系统才用同相放大器，同相放大器具有输入阻抗高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。
○2信号滤波
由于脉搏信号的频率在1.33HZ左右，正常情况下不会出现高于2HZ的信号，因此需要设计一个低通滤波器，用来滤去高频信号。
在这个系统中最大的干扰就是来自市电的50HZ干扰信号，考虑到有些病人在患病时可能会出现较高的脉搏，因此在设计滤波器的截止频率在4HZ左右，这样不但能保证不滤去脉搏信号，而且能很好的将干扰滤去。
方案选择：
1）无源滤波器
采用RC低通滤波器。
其特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。
2）二阶低通滤波器
采用二阶有源滤波器，通带内幅频特性曲线比较平坦，而且二阶也可以达到较陡的衰减的特性。
由于主要的干扰出现在50HZ左右，所以在截止频率较低时，采用二阶滤波器即可达到很好的滤波效果。
综上所述，由于使用二阶有源滤波器能够很好的实现系统的滤波目的，所以选择使用方案2）。
（3）整形电路
由于单片机只能检测到数字信号，因此，经过信号调理电路后得到的模拟信号必须转换为数字信号。
这里有两个方案可以选择。
方案一: 使用三极管进行整形.
方案二：使用集成芯片74LS13
74LS13为具有施密特触发器的两组4输入端与非门（正逻辑），通过74LS13实现对信号的整形，输出单片机可以处理的脉冲信号。
由于三极管的调试较为复杂，且工作性能不如施密特触发器稳定，所以我们选用74LS13作为一个施密特触发器。
（4）显示电路
本系统使用四段数码管作为数据显示器，通过单片机对处理过的信号计数（心率），然后通过数码管动态显示将所测得的心率值显示出来，并同时将其心率值存储到单片机自带的EEPROM中，可以通过按键来提取其值。
（5）报警电路
报警电路是对每次脉冲的到来均响铃，与脉搏同步。
这样，就可以通过声光的形式形象地把脉搏的快慢显示出来。
此外，当所测得的心率值低于50次/分，或高于160次/分时，报警电路连续响铃。
4．预期成果
能够不受地域与时间限制，较为稳定准确快速地检测到人体的心率，并且将其用数码管显示出来，真正地做到轻型化、一体化、可视化。
5．研究过程中可能遇到的困难，以及解决的措施
（1）可能由于红外反射传感器采集到的信号非常微弱，甚至可能采集不到任何信号，而无法进行下一步的工作。
如果实在采集不到信号的话，我们就换一种传感器，比如压电式传感器。
（2）可能由于放大器的放大倍数不够，导致放大之后的信号不能够使74LS13产生脉冲信号。
对此，我们先测试RPR220采集到的最小信号，然后再设置好放大器的放大倍数，确保能将采集到的信号通过施密特触发器变为单片机可处理的脉冲信号。
6．进度安排
第7周之前画好各部分的电路原理图，并领取元件。
第8~9周进行电路板的制作、电路安装与调试。
第10~16周将作品完善或改进，并完成课程设计报告。
7．主要参考文献
【1】陈贵银《单片机原理及接口技术》电子工业出版社2011年
【2】侯殿有《单片机C语言程序设计》人民邮电出版社 2010年
【3】吴丙申《模拟电路基础》北京理工大学出版社 2009年。