基于STM32的血氧心率检测仪的研制

发布时间：2021-03-29 18:12

我国的政治经济在改革开放以来都取得了较大的发展,当前我国正处于全面建成小康社会的关键时期、决胜阶段,人们的生活质量也随着政治经济的发展有了很大的提高,解决了基本的温饱问题,民众便开始更加注重生活品质的提升,对自身健康水平的关注度也日益提高。科学技术的发展为智能硬件设计的发展提供了前所未有的机遇,也对智能领域的发展提出了巨大的挑战。心率不齐一般分为心跳过缓或心跳过快,人们的身体状况也因此受到很大的影响,轻者会出现头晕、胸闷、多汗,重者会引起昏迷,甚至危及生命。在我国“未备先老”的大背景下,人口老龄化问题日益突出,对老人的身体状况及一些基础的生理指标进行的实时性监测,能够为家里老人的身体健康带来非常有力的保障,不仅可以减轻老人们患病的风险,也可以减轻子女的养老压力。在当下的医疗器械市场中出现了各式各样花样繁多的医疗器械,许多的器械也已进入寻常百姓家。大部分的血氧心率检测的产品存在功耗大、抗干扰能力差的局限性,也有一部分设备存在穿戴不方便和运动状态下干扰较大的问题。本文给出了一种基于STM32平台的的血氧心率检测的研制办法,采用OSRAM公司SFH7050光电传感器,增加了绿光LED,使得血氧和心率信号的独立检测成为可能,主要研究内容如下:(1)本文详细阐述了穿戴式设备的发展历史以及当前国内外在穿戴式设备研制方面的重大成果,提出了整个研究的背景意义。对心率血氧检测所依据的理论基础——朗伯比尔定律进行了系统的阐释,并讲述了心率信号和血氧信号测量的理论基础;(2)对整个设计的硬件电路部分分别论述。电源、信号采集、I/V转换、放大模块、滤波模块以及USB串口的转换模块的硬件电路设计,包括设计的依据和一些元件参数。同时对整个系统的软件部分给出了流程图和程序软件实现;(3)本文最后对整个设计过程进行了总结,指出了设计中已完成的工作和需要改进的部分,预测了将来的研究和发展趋向,血氧测量的实验结果误差在允许范围内。本设计可在疾病初期及时发现,减少多种疾病的发病率,使人们的生命安全得到保障,另外可穿戴设备也符合科技发展的要求,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH776

文章目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 题目的来源及背景意义

1.2 发展历史及研究现状

1.2.1 血氧心率测量的发展历史

1.2.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要组成部分

1.4 本章小结

第二章血氧心率检测的理论基础

2.1 朗伯-比尔定律

2.2 脉搏心率的测量

2.2.1 人体脉搏波的产生

2.2.2 心率的测量原理

2.3 血氧饱和度信号的测量

2.3.1 血氧信号测量的理论基础

2.3.2 血氧饱和度计算的公式推导

2.4 测量位置的选取

2.5 本章小结

第三章血氧心率检测仪的硬件电路设计

3.1 电源模块

3.2 USB转串口模块

3.3 利用SFH7050传感器的信息采集

3.4 电流电压转换

3.5 信号滤波

3.5.1 心率设备的实现

3.5.2 血氧设备的实现

3.6 信号放大

3.7 本章小结

第四章血氧心率检测仪的软件实现

4.1 SFH7050传感器驱动

4.2 A/D转换

4.3 脉搏波特征点的提取

4.4 血氧饱和度的测定

4.4.1 血氧饱和度中R值的标定

4.4.2 血氧饱和度中A、B值的确定

4.4.3 实验数据分析

4.5 本章小结

第五章总结与展望

5.1 设计总结

5.2 设计展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢

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