实时生理多参数监测系统
基于Android平台多生理参数检测系统设计与实现
基金项 目： 浙 江 省大 学 生科 技 创 新 活 动 计 划 暨新 苗 人 才 计 划 项 目（ ２ ０ １ ２ Ｒ ４ ２ １ ０ ５ ２ ） ． 通信作者 ： 詹 国华 （ １ ９ ５ ７ 一） ， 男， 教授 ， 主要 从 事 计 算 机 应 用 、 物联网研究． Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｇ ｈ ｚ ｈ ａ ｎ ＠ｈ ｚ ｎ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
器 网络监 护方 案 ： 每个传 感 器节 点采 集一种 人 体参数 ， 并 通 过无 线 通 信技 术将 其 发 送 到本 地 处理 单 元 ， 再
由本 地处 理单 元上 传 到监 护服 务器． 文献 ［ ８ ］ 中提 出 了一种 多参 数 连 续监 护 的集 成 化 采集 概 念 性 系统 ， 只
中图分类号 ： ＴＰ ３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ２ ３ ２ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ５ ６ ７ － ０ ７
在人 体正 常生命 活 动 中 ， 血氧 饱 和度 、 血压 、 心 电等生 理参 数是 反映 健康状 况 的重要 指标 ， 对心 血 管疾
Hale Waihona Puke ６ ８ 杭 州 师范大 学学报 （ 自然 科学 版）
２ ０ １ ３
略算 法提 高移动搜 索效 率 ， 并 对 Ａｎ ｄ ｒ ｏ ｉ ｄ Ｊ ＮＩ 和Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ驱 动进 行编译 ， 实现 多生 理参数 融合及 综合 处理
报 表 和用 户 管 理 等 功 能 ． 为 了减 少 数据 冗余 、 提高数据融合 效率 ， 在 多 医学 传 感 器 形 成 的 蓝 牙 散 射 网 中 ， 采 用 捕
测量多种生理参数的无线集散医疗监护系统
测量多种生理参数的无线集散医疗监护系统多参数监护仪是临床护理中的重要设备，该设备可以监测病人的心电、血压、血氧饱和度、呼吸率、脉率和全温等生理参数。
目前，国内普遍使用带有CRT 或LCD 显示屏有便携式监护仪，该仪器能够进行实时的数据和波形显示，并且操作比较灵活，因此主要用于协助医生诊断和分析病人的病情。
然而由于其体积较大、耗电量高（接220V 交流电或内置电流），因此不便于病人随身携带，更无法同时对多个病人进行监护。
本文设计的无线集散医疗监护系统坷以弥补上述之不足。
该系统由于采用三个独立的OEM 模块进行生理参数测量，每个模块分别和一个具有无线收发功能的控制显示模块相连构成独立的装置，因此每个模块的耗电量大为减少，何种也相应减少。
病人可以根据不同的需求选择不同的模块使用，每个模块上的LCD 显示屏可以实现显示测量信号是否正常。
所有这些模块都跟上位机进行无线信息交互，PC 机可以给每个模块注册一个唯一的序列号，并可以访问每个模块的信息，对该信息进行存储、分析、显示、报擎等，这样就非常方便地实现了许多模块的扩展，即实现对这多个病人的实时监护。
1 系统结构及工作原理该系统主要由硬件和软件两部分构成。
硬件主要包括PC 机和三种独立的模块，即心电模块、血氧模块和血压模块，这三种模块都是由OEM 模块和控制显示传输模块组成。
心电模块主要用来测量心电、呼吸率、体温等参数；血氧模块主要用来测量血氧饱和脉率等参数；血氧模块主要用来测量血氧饱和度和脉率等参数；血压模块用来测量血压参数。
软件部分主要是上位机的中央监护软件，包括数据库部分和用户界面。
2 各模块功能与特点2．1 控制显示传输模块控制显示传输模块以Atmega161 单片机为核心，外接WGM-12864WGM。
人体多生理参数监护仪及远程监测系统研究与设计
中国医疗设备 2020年第35卷 12期 V OL.35 No.1270RESEARCH WORK引言人体生理多参数监护仪可以实时监测病人的血压、血氧饱和度、心率和体温等人体生命体征[1-2]，对实时了解病人的状况具有很大的意义，随着Android 手机的普及和物联网技术的发展，使通过手机远程监测病人的生理参数信息成为可能[3-4]。
本文设计了一款多参数监护仪及远程监测系统，该监护仪可以准确测出人体的生理参数信息并将信息通过Wi-Fi 上传到服务器。
远程监测系统通过Android 手机客户端实现多个病人的生理参数信息的查询、显示、保存本地手机SD 卡及语音播报功能，方便及时了解病人的身体状况。
1 人体生理多参数监护仪硬件设计本文设计的监护仪主要测量人体的血压、血氧饱和度、心率和体温四项生理参数信息，监护仪采用STM32F103作为系统的控制芯片，其主要功能是利用人体生理参数各部分的传感器及检测处理电路准确、快速测出人体的生理参数信息，STM32F103内部程序检测到生理参数信息采集完成后，将生理参数信息通过监护仪内部的Wi-Fi 模块实时上传到服务器。
本文设计的多参数监护仪硬件主要包括血压、血氧饱和度、心率和体温的检测及处理电路、Wi-Fi 模块电路，监护仪硬件的结构框图如图1所示。
1.1 人体多生理参数监护仪血压模块硬件设计本文设计的人体血压测量是通过示波法的方法来检测收稿日期：2020-02-24作者邮箱：*************************人体多生理参数监护仪及远程监测系统研究与设计刘彦伟1，孟庆琰1，张兰芹21. 泰安市中心医院 设备科，山东 泰安 271000；2. 山东第一医科大学第二附属医院 医学装备部，山东 泰安 271000[摘 要] 目的 设计一种具有远程监测系统的人体多生理参数监护仪。
方法 采用STM32F103作为主控芯片，根据血压、血氧饱和度、心率和体温的测量原理，设计出各模块的采集和处理电路，手机客户端采用Android 系统平台，设计基于Android 系统的人体生理参数信息查询显示、保存和语音播放功能。
多参数监护系统
Physiology information detecting
目 录
前 言
随着现代医学技术的发展，尤其是电子技术、计算机技术、数字信号处理技术的不断发展，监护仪作为各级各类医院中一种常用设备，得到了广泛应用。现代医学监护仪是一种以测量和控制病人生理参数，并可与已知设定参数进行比较，出现超差而发出报警的一种装置或系统。
关键字：监护仪，单片机，C8051F020,OEM模块，生理信息采集
Abstract
Electrocardiogram (ECG), blood pressure (BP), sphagnum and blood oxygen saturation (SpO2) are the most fundamental bio-indicators of human beings. It's helpful for doctors to measure these biology signals in the first-aid outside the hospital. However, most of the existing monitor systems are inconvenient to be carried and controlled. Therefore, an intillage-timed, portable, low dissipation multi-parametersmonitor system is presented in this paper.
图1－1心电图
随着心脏的搏动，心电图上出现一组特征性的波形(P,QRS,T及U),这些波形对应着心脏的基本电活动。图1-1所示是一个正常状况下的典型的完整心电波形。心电图的各个波、段和间期都有其特殊的生理意义，可作为临床分析心脏疾病的重要参考资料:
基于DICOM标准的多参数生理监护系统的研究
基于DICOM标准的多参数生理监护系统的研究肖建勇【期刊名称】《中国医学物理学杂志》【年(卷),期】2011(028)006【摘要】目的:建立一个基于DICOM标准的多参数生理监护局域网系统,实现对病人生理参数的实时监测,为病人提供及时的救助;实现图像和生理波形图共享,医院标准化和信息数字化的全面实施.方法:在深入研究DICOM通信协议模块、DICOM 网络协商模块、DICOM存储模块、DICOM查询/获取模块等的基础上,利用Visual C++.Net工具,运用C++面向对象编程思想,将DICOM通信相关PDU封装成类,并采用基于TCP的客户端/服务端(SCU/SCP) Socket网络通信编程模型实现系统的主要功能.结果:建立了一个基于DICOM标准的多参数生理监护局域网系统,这个系统由三个部分组成:多参数生理监护设备,多参数生理监护服务器,多参数生理监护工作站.文章讨论了在DICOM医学波形中SCP和SCU的功能,选择DICOM标准的原因,和该局域网系统的功能.医院对系统进行了评估,评估表示该系统满足临床需要.结论:DICOM标准的不断应用将涵盖所有医学成像和信号类设备,多参数生理监护仪数据的DICOM标准化应用,为将来信号类医疗设备跟医院现有的PACS/RIS、HIS等系统互连融合提供了前提基础.【总页数】7页(P3035-3041)【作者】肖建勇【作者单位】广州中医药大学基础医学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.生理多参数无线监护系统的研制 [J], 张迪;吴水才;刘冬麟;白燕萍2.生理多参数远程监护系统的研究进展 [J], 贾文娟;白燕萍;绳秀君;吴水才3.基于Internet的生理多参数远程实时监护系统设计 [J], 韩秀清;李浩敏;杜芳芳;吴水才4.基于B/S模式生理多参数远程监护系统的研制 [J], 吴薇薇;白燕萍;李浩敏;吴水才5.多参数生理监护系统中的Worklist管理服务的设计和实现 [J], 魏贤莉;胡良勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多参数监护仪的原理与维修保养
调试流程
短路 或断路。
对设备的各项功能进行测试，如心电、 血压、血氧等，确保正常工作。
软件设置
根据设备型号和用户需求，正确配置 软件参数。
注意事项
遵循安全规定
遵循当地电气安全法规，确保设备接地良好。
定期维护
按照制造商的建议，定期进行设备维护和校准。
记录与报告
在调试过程中，记录任何异常情况或故障，并及 时报告给专业人员。
03 日常维护与保养
清洁保养
清洁外壳表面
使用柔软的湿布或中性清 洁剂擦拭外壳表面，避免 使用含有酒精或化学溶剂 的清洁剂。
清洁显示屏
使用干燥的柔软布轻轻擦 拭显示屏，避免使用粗糙 的布或用力擦拭，以免划 伤屏幕。
清洁探头和附件
常运行。
性能检测标准
01
02
03
04
准确性
监护仪应能够准确测量和显示 患者的生理参数，如心率、血
压、血氧饱和度等。
稳定性
监护仪应具有较好的稳定性， 能够持续、准确地监测患者的
生理参数。
抗干扰能力
监护仪应具有较强的抗干扰能 力，以减少外界因素对测量结
果的影响。
易用性
监护仪应具有简单易用的操作 界面和功能，方便医护人员快
05 安全与性能检测
安全操作规程
操作前检查
确保监护仪的电源、电 缆连接良好，没有明显
的机械故障或损坏。
正确使用电极片
确保电极片正确粘贴在 患者的胸部或身体其他 部位，避免与金属物品
接触。
避免干扰
定期维护
监护仪应远离磁场干扰 源，如大型医疗设备、
电源线等。
定期对监护仪进行清洁、 除尘和检查，确保其正
输入输出接口
基于单片机的便携式多功能实时生理参数监测仪
基于单片机的便携式多功能实时生理参数监测仪摘要：本设计是在PROTEUS环境下完成的，以单总线数字温度传感器DS18B20、AT89C51单片机、HK-2000A集成化脉搏传感器、ND-3微振动传感器、LM041L字符型显示器构成的多功能实时生理参数监测仪系统的硬件电路及软件系统的设计。
本文介绍了PROTEUS和KEIL软件，DS18B20单线数字温度传感器、AT89C51单片机和LM041L字符型显示器的结构、性能特点以及工作原理，以及HK-2000A集成化脉搏传感器和ND-3微振动传感器的性能参数。
该系统可以完成对温度、心率、步数等参数的采集、处理和显示，并且能在这些参数超过设定的阈值时，进行报警提示。
关键词：单片机；DS18B20；LCD；PROTEUS；KEILPortable multi-function physiological parametersreal time monitor which is based on MCUAbstract：My design is depend on PROTEUS, using the extensively used single-bus digital temperature sensor DS18B20, AT89C51 MCU, HK-2000A integrated pulse sensor, ND-3 micro-vibration sensor, LM041L character display design a multi-functional real-time physiological parameters monitor,s hardware circuits and software system.PROTEUS and KEIL software, DS18B20 single-wire digital temperature sensor, AT89C51 MCU andLM041L character display structure, performance characteristics and working principles, as well as the HK-2000A integrated pulse sensors and ND-3 micro-vibration sensor performance parameters is introduced in this paper. This system can be completed on collect, processing and display the parameters the temperature, heart rate, paces, and more than these parameters in the threshold that we set for alarm.Key words：MCU; DS18B20; LCD; PROTEUS; KEIL目录引言 (1)1 系统设计简介 (2)2 元器件选择 (3)2.1 AT89C51单片机 (3)2.1.1 主要特性 (4)2.1.2 管脚说明 (5)2.1.3 振荡器特性 (6)2.1.4 芯片擦除 (7)2.2 LCD芯片 (7)2.2.1 LCD接口 (7)2.2.2 指令描述 (7)2.2.3 接口时序说明 (11)2.3 DS18B20智能温度控制器 (12)2.3.1 DS18B20的内部结构 (12)2.3.2 DS18B20温度传感器的存储器 (14)2.3.3 DS18B20使用中注意事项 (16)2.4 HK-2000A集成化脉搏传感器 (17)2.5 ND-3微振动传感器 (18)3 系统硬件电路设计 (19)3.1 Proteus软件的介绍 (19)3.1.1 Proteus软件的介绍 (19)3.1.2 proteus 的工作过程 (19)3.1.3 Proteus 软件所提供的调试手段 (20)3.1.4 Proteus和Keil uVision的联调 (20)3.2模块的说明 (21)3.2.1 复位电路部分 (21)3.2.2 晶振电路部分 (22)3.2.3 数据采集部分 (22)3.2.4 LCD显示部分 (22)3.2.5 报警电路部分 (23)3.3 整体电路图 (23)4 系统软件设计 (25)4.1 Keil uVision软件介绍 (25)4.2 程序的编写和调试 (25)4.2.1 DS18B20的工作过程 (25)4.2.2 中断服务程序 (28)4.2.3 LCD显示子程序 (29)4.2.4 系统主程序 (29)5仿真与调试 (30)6总结 (34)参考文献 (35)附录1 程序清单引言随着国民经济的不断发展，人们生活水平不断提高和完善，健康已成了人们关注的焦点和追求的目标。
人体生理参数检测与分析系统设计及应用
人体生理参数检测与分析系统设计及应用随着时代的发展，人们对健康的关注越来越多，尤其是体检、健康管理等项目的普及，人们对自身健康情况的关注度不断提高。
而毫无疑问，人体生理参数的检测与分析成为了健康管理的关键所在。
针对这一需求，人体生理参数检测与分析系统应运而生。
本文将从设计、原理、特点及应用等方面，详细介绍人体生理参数检测与分析系统。
一、设计人体生理参数检测与分析系统是由硬件和软件两部分构成的。
硬件部分包括多个传感器，如血压传感器、体温传感器、心电传感器等；软件部分则需要采集并分析这些传感器所采集到的数据，并生成相应的报告和建议。
整个系统设计一般需要考虑到如下因素：1. 传感器选择与布局不同的传感器对应着不同的生理参数，不同的生理参数则需要在不同的部位进行检测。
为了准确收集各个生理参数的数据，设计师需要在考虑压力传感器、心电传感器、血氧仪等多个传感器的基础上，制定出传感器的布局方案。
2. 数据采集与传输方案采集到的数据必须要被传输至软件系统中进行处理，而传输的方式也同样需要考虑。
另外，还要考虑数据的存储方式，以保证数据不丢失。
3. 分析方案人体生理参数的监测要比普通数据采集更为复杂，需要进行多方位分析，以得出精确的结果。
因此，设计者需要基于人体生理学的知识，并结合计算机科学的相关技术，制定出合理的数据分析方案。
二、原理人体生理参数检测与分析系统是一种基于计算机与生物医学工程相融合的现代技术。
其主要原理可以简单概括如下：通过生理检测仪器采集人体不同部位的生理参数，如血压、心率、体温、血氧、肺活量等多种生理参数。
采集到这些生理参数数据后，通过人体生理学知识对数据进行标准化，并在计算机系统中进行游离度、阈值、标准差等统计分析，最终得到专业的生理参数检测报告和健康建议，为人们提供了宝贵的健康保障。
三、特点人体生理参数检测与分析系统具有以下几个特点：1. 精准性高系统采用了先进的传感器技术，多种不同传感器检测多个生理参数，整合分析后得出的检测报告与健康建议能够反映人体健康状况，对于提高健康管理的精准性作出了巨大贡献。
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Equivital实时生理多参数监测系统
产品介绍：
Equivital是英国Hidalgo公司“训练与研究（TnR）”系列中的其中一个产品。
它旨在提供人体在真实环境中的一些生理数据。
Equivital 技术具有十多年的移动监测经验，TnR 产品系列为用户提供新的传感器系统、软件和分析工具等先进技术。
主要功能：
生命体征监测
活动能量消耗
体温调节监控
临床研究
睡眠和生物周期性
人类行为研究
应用领域：
军事领域、消防训练、体育竞技、康复、人因工程等方面。
硬件简介：
数据接收器，EQ02 SEM内置蓝牙、3轴加速度计、红外探温、8G 内存卡及电池。
电池寿命可以连续工作48小时
监测带
M-Dock充电坞
可对6个SEM同时充电并支持双路数据传输。
五个M-Dock 通过USB 可串联使用，支持30个SEM 同时充电及下载数据。
软件介绍：Equivital Manager
SEM配置与数据管理应用程序，您可以在这里将SEM配置成临床模式、移动模式及能量代谢模式，蓝牙连接、选配传感器的连接方式及其他参数设置；数据管理：将记录的数据下载到电脑上，删除或者清空SEM的数据。
eqView Professional
实时浏览数据、趋势并回放记录数据›
Equivital Activity Module
该模块是一个分析和报告模块，需与Equivitalr 心率、呼吸频率和加速计数据一起使用，以提供能量消耗和活动分析。