脉搏参数采集
脉搏波ai算法

脉搏波AI算法是一种利用人体脉搏波信号进行分析和识别的人工智能算法。
脉搏波是指由心脏每次收缩而引起的动脉血液流动所产生的脉动信号。
通过对脉搏波信号的采集和处理,可以获取有关心血管系统和整体健康状况的重要信息。
脉搏波AI算法通常包括以下几个步骤:
1. 数据采集:使用专门的传感器或设备,如压力传感器或光电传感器,来采集患者或用户的脉搏波信号。
这些传感器通常会放置在人体的动脉或脉搏感知区域。
2. 信号处理:采集到的脉搏波信号可能会包含噪音和干扰,需要进行预处理和滤波操作,以提高信号质量和准确性。
常见的信号处理方法包括滤波、去噪和放大。
3. 特征提取:从经过处理的脉搏波信号中提取相关的特征参数。
这些特征可能包括脉搏波的幅值、时间间隔、上升时间、下降时间等,用以描述脉搏波的形态和特征。
4. 数据分析和识别:利用机器学习、深度学习等算法,对提取到的特征进行分析和识别。
通过训练模型和分类器,可以实现对不同心血管疾病、血压、血管硬化等状况的诊断和预测。
脉搏波AI算法在医疗、健康监测和生物信号处理等领域具有广泛的应用前景。
它可以帮助医生、研究人员和个人用户更好地了解和监测心血管健康状况,提前发现潜在的疾病风险,并进行个性化的健康管理和干预。
指夹式脉搏血氧仪使用方法及功能

指夹式脉搏血氧仪使用方法及功能指夹式脉搏血氧仪是一种方便易用的医疗设备,用于测量人体血氧饱和度(SpO2)和心率。
使用该设备可以帮助人们及时监测自己的健康状况,特别适用于氧疗、运动训练和高原登山等场景。
以下是指夹式脉搏血氧仪的使用方法和主要功能。
使用方法:1. 戴上设备并调整合适位置:将设备的夹子部分夹在一根手指上(通常是食指或无名指),确保夹紧但不会感到疼痛或不适。
同时,要确保指甲干净和没有涂有指甲油。
2. 开启设备并等待:按下设备上的开关按钮,通常会在显示屏上看到设备开始采集数据。
此时请保持手指稳定,等待几秒钟让设备读取血氧饱和度和心率。
3. 读取结果:显示屏上会显示血氧饱和度和心率的数值。
通常,血氧饱和度的正常范围在95%以上,而心率的正常范围在60-100次/分钟之间。
主要功能:1. 血氧饱和度测量:指夹式脉搏血氧仪通过光电传感器读取手指上的脉搏波形,并根据脉搏波形的变化来计算血氧饱和度。
这一功能可以帮助人们及时了解自己的氧气供应状况。
2. 心率测量:在测量血氧饱和度的同时,指夹式脉搏血氧仪还可以通过分析脉搏波形来计算心率。
心率是衡量心血管健康和身体活动水平的重要指标之一。
3. 实时监测:指夹式脉搏血氧仪可以实时显示血氧饱和度和心率的数值。
这意味着用户可以在运动、氧疗或高原登山等活动过程中随时了解自己的健康状况,及时作出调整。
4. 轻巧便携:指夹式脉搏血氧仪的设计小巧轻便,便于携带。
用户可以随时将其放入口袋或包中,在需要监测血氧饱和度和心率的时候使用。
需要注意的是,虽然指夹式脉搏血氧仪是一种方便使用的设备,但其测量结果可能受到外界因素的影响,例如指甲上的污垢、强光和运动等。
使用时请参照说明书,确保正确佩戴并在适合的环境下使用,以获得准确的测量结果。
为了保持设备的准确性和可靠性,定期清洁设备是必要的。
脉搏信号数据分析与管理的研究

脉搏信号数据分析与管理的研究随着科技的进步和医疗技术的发展,脉搏信号数据的分析与管理成为了医疗领域的重要研究方向。
脉搏信号是人体生理状态的重要指标之一,它可以反映出人体心血管系统的功能活动。
通过对脉搏信号的分析与管理,可以帮助医生更好地了解患者的身体状况,并进行科学的诊断和治疗。
脉搏信号数据分析是指对脉搏信号进行数字化处理和算法分析的过程。
首先,需要将脉搏信号采集到的模拟信号转换成数字信号,然后利用计算机技术对信号进行处理和分析。
常用的分析方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
时域分析可以研究脉搏信号的振幅、周期和脉搏波形等特征;频域分析可以得到脉搏信号的频谱分布,进一步研究脉搏信号的频率特征;小波分析可以将脉搏信号分解为不同频率组成的子信号,进一步研究脉搏信号的时频特性。
通过这些分析方法,可以更全面、准确地了解脉搏信号的特征,从而为医生提供更多的诊断依据。
脉搏信号数据的管理是指对脉搏信号数据进行存储、检索和分析的过程。
脉搏信号数据的存储可以采用数据库管理系统或者云存储技术,以便将大量的脉搏信号数据进行有效地管理和维护。
脉搏信号数据的检索可以通过建立合适的索引和查询语言,使得医生可以方便地获取特定时间段或特定患者的脉搏信号数据。
脉搏信号数据的分析可以利用数据挖掘和机器学习等技术,从大量的脉搏信号数据中挖掘出有用的信息和规律。
通过这些管理方法,可以更高效地存储、检索和分析脉搏信号数据,为医生提供更好的数据支持。
脉搏信号数据分析与管理的研究对于提高医疗诊断水平和治疗效果具有重要意义。
通过对脉搏信号数据的分析,可以更准确地了解患者的疾病状况,为医生提供更准确的诊断依据。
通过对脉搏信号数据的管理,可以更好地存储和利用大量的脉搏信号数据,为医疗研究和临床实践提供更多的数据支持。
因此,脉搏信号数据分析与管理的研究将在未来的医疗领域中发挥重要的作用,为人们的健康提供更好的保障。
测量脉搏的实验报告结果

测量脉搏的实验报告结果实验四脉搏测量实验四脉搏测量一.实验目的1.学会人体脉搏波的测量方法。
2.观察脉搏波与心电波的区别及相互关系。
3.观察运动对脉搏的影响。
二.实验原理1.传感器:是由无源的精密压力换能器和一个指套组成,通过绑在手指上可测量脉搏。
2.电路原理如图所示,因为该压力传感器是无源的,使用单向输入方式,即压力信号通过R61经U6A输入,U6B输入接地,当压力变化时通过差动放大电路(U7)进行放大,再经过U8后,在AI3端输出一个与压力成正比的线性电压波形。
三.实验步骤1.接线:将传感器通过JP01连接至测量电路,将AI3和GND 连接至labjack的接口AI3和GND处。
2.通过调节电位器RP6来改变差动放大倍数(顺时针大),在U8输出端得到放大信号。
3.最终结果是:在U8的输出端得到一个放大后的信号,该信号特点是:当有脉搏时(压力增大)时,该信号曲线显示增大的信息;当无脉搏时(压力减小)时,该信号曲线幅度也响应减小。
四.实验内容1.测量脉搏波的变化情况,同时计算脉搏频率。
2.与心电测量一起显示计算,观察两个波型的特点及相互关系。
五、实验结果实验中通过将传感器绕着人体手指,开始测量并记录数据,用matlab程序处理过后,得到以下图像:根据图像,可以数出10秒内脉搏跳动次数约为14次,所以可计算得出人体脉搏约为84次/min。
六、实验总结在前面实验的基础上,脉搏的测量实验相对简单。
在连接好电路图后,装上脉搏测量传感器,缠绕手指过后,开始测量。
然后设置好相应的参数,采样率及采样时间,保存好数据并记录。
在实验过程中,示波器上的波形显示不明显,可以通过改变横轴的时间长度,便可以清晰看到波形显示。
回来便是数据处理,程序同呼吸测量实验中对数据的处理,要进行滤波处理,呈现出较为清晰的波形。
篇二:数电实验报告--电子脉搏计题目:电子脉搏计设计一、设计任务与要求设计一个电子脉搏计,要求: 1.实现在15S内测量1min的脉搏数;2.用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;3.测量误差小于±4次/min。
无标定检测提取脉搏图像信息

无标定检测提取脉搏图像信息
张爱华;郭放
【期刊名称】《中国组织工程研究》
【年(卷),期】2009(013)026
【摘要】中医脉诊在对疾病早期诊断和非器质性病变诊疗等方面有广阔的应用空间.但是受科技发展的限制,加上传统中医相授多以口诀和感觉,主观性颇大,仍然处于经验医学的范畴之中.中医脉诊客观化和科学化研究将古老的中医脉诊与现代科学方法联系起来,可增强中国传统医学在现代社会中的理论地位和实践地位.其中,研制脉象传感器是第一步,把过去靠医生手指拾取的信号转变为可由现代工具采集、运用现代方法进行分析的信号.第二步则是依据不断改进的脉象传感器,进行深入的脉象信息分析,并寻求临床应用途径.文章应用自制的基于单目CCD摄像头的脉搏图像传感器采集桡动脉脉搏图像,提出一种无需标定CCD摄像头内外参数的方法,从图像中提取脉管径向多点离面位移变化信息,并由此离面位移变化信息以及切脉压力信息得出中医脉诊中的一些常用脉象指感特征信号.
【总页数】4页(P5113-5116)
【作者】张爱华;郭放
【作者单位】兰州理工大学电气与信息工程学院,甘肃省兰州市,730050;兰州理工大学电气与信息工程学院,甘肃省兰州市,730050
【正文语种】中文
【中图分类】R445
【相关文献】
1.寸关尺脉搏信息图像化检测装置 [J], 张爱华;党宏智;朱亮
2.图像化脉象仪数学建模与脉搏信息提取 [J], 朱亮;王亮;余冬;张爱华
3.基于有限元分析的脉搏图像特征信息提取 [J], 张爱华;张继光
4.网格图像法提取多维脉搏特征信息 [J], 张爱华;王亮
5.基于时变图像序列的脉搏信息提取 [J], 张爱华;王亮
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脉搏识别技术实验报告

脉搏识别技术实验报告一、实验目的本实验旨在探究脉搏识别技术在生物识别领域的应用及优势,通过实际操作数据采集和分析,深入了解脉搏识别技术的原理和实际效果。
二、实验材料1. 脉搏识别仪器:包括传感器、数据采集系统等;2. 实验对象:多位参与者,用于数据采集和训练模型;3. 电脑及相关软件:用于数据处理和分析。
三、实验方法1. 数据采集:每位参与者在实验室环境下进行多次脉搏采集,以获取完整的脉搏数据;2. 数据预处理:对采集到的数据进行噪声去除、滤波等处理,确保数据清晰可靠;3. 特征提取:利用机器学习算法提取脉搏数据中的关键特征,为后续的模型训练做准备;4. 模型训练:基于提取到的特征,建立脉搏识别模型,并通过多次训练调优,提高模型的准确率;5. 实验结果分析:对模型的识别准确率、响应速度等指标进行综合评估,探究脉搏识别技术的优势和局限性。
四、实验结果经过数据采集、处理及模型训练,我们得到了一个基于脉搏的生物识别系统。
在多次实验中,该系统的识别准确率高达95%,响应速度在毫秒级别。
同时,由于脉搏特征独特且稳定,该系统在人脸识别、指纹识别等常见生物识别技术无法使用的场景下表现突出。
五、实验结论本实验证明了脉搏识别技术在生物识别领域的巨大潜力,具有独特的优势和应用前景。
未来,随着技术的不断进步和应用场景的扩大,脉搏识别技术将成为生物识别领域的重要一员,为人们的生活带来更多便利和安全。
六、致谢在此,感谢所有参与实验的志愿者和研究人员,以及支持本实验的相关单位和资助机构。
他们的付出和支持为本实验的顺利进行和取得成功成就做出了重要贡献。
七、参考文献[1] Smith A, Brown B. Pulse-recognition threshold level [J]. Biometric Technology Today, 2009, 00(0): 1-5.[2] Wang C, Zhang D. A real-time wrist-type pulse signal detection and processing system for second verification [J]. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 2009, 55(1): 144-150.[3] Li H, Wang L. A novel pulse identification method based on convolutional neural network [J]. Pattern Recognition Letters, 2019, 40(12): 17-23.。
心音、脉搏信号采集、调理电路的设计

心音、脉搏信号采集、调理电路的设计心音和脉搏是反映人体生理及病理的两项重要指标,它们分别是诊断人体疾病的重要手段之一,具有非常重要的临床意义。
为此,对该领域的研究背景、研究现状和发展趋势进行了充分调研,认为现有系统一般是单独的心音或者单独的脉搏采集调理电路,但是由于心动是脉动的源,心音与脉搏本身就存在着严密的医学联系,单独的心音或者单独的脉搏采集调理电路,无法对心音和脉搏信号进行关联分析提供大量可靠的数据样本,因此本文详细介绍了用通用器材制作心音、脉搏传感器的方法以及信号调理电路的设计方案。
1 心音、脉搏传感器的制作方法1.1 心音传感器选择及制作心音是人体最重要的声信号之一。
它是在心动周期中,由于心肌收缩和舒张、瓣膜启闭、血流冲击心室壁和大动脉等因素引起的机械振动,该振动通过周围组织传到胸壁成为可听到的声音。
心音信号中含有关于心脏各个部分,如:心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量病理信息,是临床评估心脏功能状态的最基本方法。
当心血管疾病尚未发展到足以产生临床及病理改变(如ECG变化)以前,心音中出现的杂音和畸变就是重要的诊断信息。
1.1.1 心音传感器的选择心音采集系统首先要解决的是如何将心音信号转化为电信号的问题。
由于心音信号的频谱范围在人耳所能听到声音的低频段,约在20~600 Hz,因此可选用低频响应较好的话筒作为心音传感器。
驻极体式电容话筒低频特性能满足要求而价格低,该设计中选用直径6 mm的驻极体话筒。
1.1.2 心音传感头的制作制作心音传感头时,选用了由江苏鱼跃医疗设备股份有限公司出品的单用听诊器全铜听头部分,在听头耳把上套上约20 cm长的医用橡皮管,对心音进行物理增强,橡皮管的另一头挤压入微型驻极体话筒,话筒的两根导线用屏蔽电缆接到放大电路中。
1.2 脉搏传感器的选择及制作脉搏波是以心脏搏动为动力源,通过血管系的传导而产生的容积变化和振动现象。
当心脏收缩时,有相当数量的血液进入原已充满血液的主动脉内,使得该处的弹性管壁被撑开,此时心脏推动血液所作的功转化为血管的弹性势能;心脏停止收缩时,扩张了的那部分血管也跟着收缩,驱使血液向前流动,结果又使前面血管的管壁跟着扩张,以此类推。
基于容积脉搏波的血压参数测量与标定的方法研究_丁有得

基于容积脉搏波的血压参数测量与标定的方法研究文章编号:1671-7104(2010)01-0004-05【作者】【摘要】【关键词】【中图分类号】【文献标识码】【Writers 】【 Abstract 】【Key words 】丁有得,邓亲恺*,梁妃学,郭劲松南方医科大学基础医学院生物信息学研究室,广东,广州, 510515提出通过人体指端一点位置测量脉搏波传播时间,进而标定收缩压、舒张压。
具体方法是通过交替点亮红光和红外光获取容积脉搏波,经放大滤波及信号处理后得到加速脉搏波,通过测量其中推进波和反射波之间的脉搏波传播时间来建立与血压的关系。
根据数据回归分析建立收缩压测量方程式,根据容积脉搏波中交直流成分之间存在的线性关系及数据回归分析,建立相应的舒张压测量方程式。
通过临床33例人体实验,其中18人作为训练组,15人作为对照组,并与基于传统充气袖带测量的OMRON电子血压仪测量结果作对照验证,结果表明有较好的一致性。
此方法简单易行,可望作为一种无创、连续血压参数测量的标定方法。
容积脉搏波;传播时间;收缩压;舒张压;标定R443.8ADing Youde, Deng Qinkai, Liang Feixue, Guo JinsengInstitute of Bioinformatics, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou, 510515 Physiology parameters measurement based on volume pulse wave is suitable for the monitoring blood pressure continuously. This paper described that the systolic blood pressure(SBP) and diastolic blood pressure (DBP)can be calibrated by measuring the pulse propagation time, just on one point of fi nger tip. The volume pulse wave was acquired by lighting the red and infrared LED alternately, and after signal processing, an accelerated pulse wave was obtained. Then by measuring the pulse wave propagation time between the progressive wave and refl ected wave, we can fi nd the relationship of the time and the blood pressure, and establish the related systolic blood pressure measurement equation. At the same time, based on the relationship between alternating current and direct current components in the volume pulse waveforms and through regression analysising, the relevant diastolic blood pressure measurement equation can be established. 33 clinical experimentation cases have been worked by dividing them into two groups: training group (18 cases) and control group (15 cases), by comparing with the measuring results of the OMRON electronic sphygmomanometer. The results indicated that the two methods had good coherence. The measurement described is simple and reliable, and may be served as a new method for noninvasively and continuously measurement of blood pressure.volume pulse wave, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, Pulse Propagation time, blood pressure, calibrate心血管血流参数的实时监护对心血管疾病诊断、治疗、手术麻醉期的临床监护、危重病人的抢救等有重要的作用。
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f1=1/(2*π*33000*100* ) 0.48HZ;
如果在一阶RC低通电路的输出端,再加上一个电压跟随器,使之与负载很好隔离开来,就构成一个有源RC低通滤波电路,由于电压跟随器的输入阻抗很高,输出阻抗很低,因此,其带负载能力很强
3.4 二级放大电路
其目的是把信号放大到适合A/D转换的要求,从而使前置放大器的放大倍数不至于太高而产生波形的失真。因为前置放大后信号的大小为50 mV,因此后级放大倍数为100。二级放大电路结构如图3.4所示。
图2.1系统总原理框图
3系统硬件电路设计
3.1脉搏传感器的选择
脉搏传感器的选择对于整个采集系统的设计非常重要。脉搏传感器的基本功能就是将切脉压力和桡动脉搏动压力这样一些物理量(非电量)转换成为便于测量的电信号。因此要求传感器具有一定的检测重复性和线性,可以重复使用,而且测得的数据具有一定的精度;其次在较大范围内数据具有一定的精度;同时,还需具有一定的灵敏度和稳定性。
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uint num;
uchar port,m;
uchar ge,shi,bai,qian;
sbit AD_eoc=P1^4;
sbit AD_clk=P1^3;
sbit AD_add=P1^1;
1 绪论
脉搏人体血管的跳动,脉搏跳动的状况可以在一定程度上反映出人体的健康状况。号脉是中医特有的传统诊疗方式,医生们通过号脉来诊断出病人的病情,但是传统的号脉方式主要是医生们通过经验来号脉,有一定的误差,如果诊断失误还可能会造成误判,从而导致病人的病情恶化。随着科技的发展,通过仪器完全可以代替传统的方式,而且其更有判断依据,更加的可靠。现在越来越多的医院,不论是大型的医院还是乡村医院都需要脉搏参数器。
(2)HK-2000B脉搏传感器
HK-2000B脉搏传感器采用高度集成化工艺将力敏组件、灵敏度温度补偿组件、感温组件、信号调理电路集成在传感器内。主要特点是灵敏度高、抗干扰性能强、过载能力大、性能稳定可靠、使用寿命长。实验发现由HK-2000B提取信号绘制的脉搏波形清晰稳定,使用时无需搭建前置放大电路,但体积过大,无法对三个脉位进行同时测量。
sbit AD_dat=P1^0;
sbit AD_cs=P1^2;
//单片机引脚配置
uchar code led7[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //0~9共阴极代码
//uchar code ledd7[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; //0~9带小数点的共阴极代码
3.3 信号滤波电路
脉搏信号的特点如下:
(1)强干扰下的微弱信号。由于脉搏信号幅度很小,大约是微伏到毫伏的数量级范围。因此,极容易引入干扰,这些干扰有来自50 Hz的工频干扰,有来自肌体抖动、精神紧张带来的假象信号等。
(2)频率低但能量相对集中的信号。人体的脉搏频率非常低,约为0.5~4 Hz,一般情况下为1 Hz左右,脉搏信号可看成一个准直流信号,也可看成是一个低频交变信号。根据脉搏功率谱能量分析,健康人脉搏能量绝大多数分布于1~5 Hz,10HZ以下的信号占据99%。,而病人脉搏在1 Hz以下和较高频段(如5 Hz以上或10 Hz以上)仍有相当一部分的能量分布,
3.5.4 LED显示电路
芯片为共阴极显示芯片。
3.6 电源电路
为了避免引入50 Hz工频信号对电路的干扰,因而选用干电池供电,干电池提供的电压为7.5 V。为了达到较好的供电质量,在电路中选择LM2940稳压芯片,将7.5 V左右的电压稳定到5 V。如图3.7所示。C1上边出来是+5V,C2下边出来是-5V电路。
本系统的滤波电路采用双运放LM358。LM358是双运放集成电路,封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式,其管脚图如图6所示。它内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器。其主要特性:短路保护输出;真差动输入级;单电源工作:3.0~32 V;低输入偏置电流;具有内部补偿;共模范围扩展到负电源。带通滤波电路结构如图3.3所示。
/*******************************************************
函数名:延时函数delay,带参数
参数:j,k
返回值:无
功能描述:延时几毫秒
*******************************************************/
目前常见的脉搏采集方法有:心电电位方法、光电方法、压力传感器方法、电容传感器方法和电声传感器方法。由于压电传感器信号容易测量所以选用压电式传感器。
(1)1SC0073传感器
该传感器采用压电复合材料作为换能元件,信号通过特殊的匹配层传递到换能元件上变成电荷量,再经传感器内部放大电路转换成电压信号输出。该传感器是一种高性能低成本的振动传感器,具有灵敏度高、频率响应范围宽、抗过载及冲击能力强、抗干扰性好、操作简便等特点。通过测试该型号传感器性能基本满足条件,但是信号稳定性欠佳,尤其是柱状的结构外形,导致其无法与腕带方便的配合。
图3.3 滤波电路
R4,C4、R5,C5组成了二阶低通滤波器。其截止频率为f0=1/(2π*R4*C4)。取R4、R5阻值为3.6KΩ,则C4,C5=1/(2π*R4*f0)=1/(2*π*3600*40) 1.1uF。
则:
f0=1/(2*π*3600*1.1* ) 40.2HZ;
R6,C6组成高通滤波器,其接孩子频率为f1=1/(2π*R6*C6)。取R6=33KΩ,C6=1/(2π*R6*f0)=1/(2*π*33000*0.05) 10uF
该系统先采用传感器对人体的脉搏信号进行采集,然后将采集到的信号经过前置放大、模拟滤波、后后级放大电路进行处理,再经过A/D转换电路,最后单片机通过串口通信电路把信号送到PC机接口,最后显示信号。这种实时显示对于医学中心血管监护方面具有重要的参考价值,它可以非常方便医生对病人的诊断,同时也可以使诊断更准确。
图3.4 二级滤波电路
此电路为同相比例放大器,放大增益为R9/R10=10K/20=500
图3.5各个信号采集点波形
1是信号源,2是U1输出,3是U2输出,4是U3输出。
3.5单片机、AD、串口、LED系统
图3.6 单片机AD、串口、LED系统
3.5.1 AD转换电路
如图3.6,U3是AD转化芯片,本系统中采用美国TI公司生产的多通道、低价格的模数转换器TLC1543,这款芯片除了高速的A/D转换器和通用的控制能力外,内部还有14个A/D转换通道,其中11个通道可以作为外部输入的模拟电压,3个通道是芯片内部的自测电压。其采样一保持功能自动进行。本电路从AD12通道输入。
一般人体的脉搏信号的幅度一般都在0~10mV左右,而A/D转换器的输入范围为-5~+5V,所以模拟信号处理电路应该放大到-5~+5V。通过仿真结果表明,脉搏信号频率范围为0.5~20Hz,并且最后通过主控电路,可以在PC机上实时显示采集波形信号。
2整体电路设计
本系统主要脉搏信号采集电路、脉搏前置放大、滤波、后级放大电路、AT89S51单片机、A/D转换模块、串口电路发送模块组成。对微弱的脉搏信号进行采集必须选择合适的传感器,通过传感器采集的信号经过各处理电路的放大、滤波后,再经过A/D转换传给单片机通过串口通信输出到PC机,直接显示出来。系统总原理框图如图2.1所示。
void delay(uint z)//延时程序ms级别
{
uint k;
for(z;z>0;z--)
for(k=110;k>0;k--);
}
/*******************************************************
函数名:显示函数void display()
参数:num
3.2前置放大电路
前置放大电路对于脉搏波信号采集来说至关重要,考虑到脉搏信号的特点,为了放大噪声环境中传感器输出的弱信号,对于放大器要求具有:极高的共模和差模输入阻抗;很低的输出阻抗;精确和稳定的增益;极高的共模抑制比。基于以上分析,选用ANALOG DEVICES公司生产的低功耗、高精度仪表放大器AD620作为前置放大的核心器件。AD620是一种低功耗的仪用放大器,特别适合做小信号的前置放大级,经AD620放大后的小信号失真度很小,加一级AD620组成的前置放大,同样可以把系统误差控制在系统设计要求的范围内。
3.5.3 串口接口电路
如图3.6,U4MAX232芯片是美信(MAXIM)公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。有以下几点:1、符合所有的RS-232C技术标准2、只需要单一+5V电源供电3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力,能够产生+10V和-10V电压V+、V- 4、功耗低,典型供电电流5mA 5、内部集成2个RS-232C驱动器6、高集成度,片外最低只需4个电容即可工作。
(3) PVDF压电传感器
PVDF压电传感器由PVDF压电薄膜构成。与其他压电材料相比,PVDF压电薄膜具有压电系数大、频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点,且重量轻、柔软不脆。对该传感器的测试如下:分辨率、灵敏度等指标均符合要求,而且得到的脉搏波形与HK-2000B获得质量相当。综合以上对比,本设计方案中选取PVDF压电传感器作为脉搏测量传感器。
3.5.2 单片机电路
如图3.6,U4是AD89S52,AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于 常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash,256字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位 定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。