穿戴式人体生理参数监测系统软件设计
人们运动的目的是强身健体，但是运动量不合适不仅达不到强身健体的目的，而且可能还会危及健康。有证据表明，运动强度与密度过高会使人体免疫力下降，只有运动强度适中才能提高免疫力达到运动的目的，故在运动过程中实时监测运动量并及时提醒具有重要的意义。
为了在锻炼中监测运动量，使人们避免运动过度，本文开发了一种便携式运动生理参数监测系统，以帮助人们判断运动量。
本系统以单片机作为下位机通过相应的传感器来对人体重要生理参数进行实时的数据采集和显示。而在上位机上，我们则用LabVIEW来设置操作界面。被采集的数据不仅可以在LCD模块动态显示，而且在计算机上同步生成曲线和表格。用户可以根据这些数据来合理安排运动量。
关键词 单片机，传感器，数据采集，LabVIEW
目 录
1 课题简介 1
1.1 立项依据1
1.2 研究内容1
1.3 国内外发展现状2
1.4 研究意义2
1.5 本章小结3
2 软件总体设计及设计工具简介3
2.1 总体设计框图3
2.2 总体设计流程图4
2.3 设计工具简介5
2.4 本章小结6
3 软件设计6
3.1 设计方法6
3.2 功能子程序分析7
3.3 PC机对串口通讯的读取 12
3.4 PC机界面设计 15
3.5 本章小结 16
4 仿真调试16
4.1 程序代码调试16
4.2 软件仿真 17
4.3 本章小结 18
结论 20
致谢 21
参考文献22 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
r /> 附录A 主程序 23
1 课题简介
1.1 立项依据
我们社会的快速发展，人们生活步伐的越发加快以及工作压力与家庭生活的各种烦恼渐渐增多，导致亚健康人群的规模日趋扩大，人们越来越关注和重视自己的健康状况，于是普通人正常的体育训练和运动员的挑战生理极限成了人们的生活中的重要一环，而如何高效、科学的进行训练便成为一个不可避免的问题，要想科学训练，首先必须了解受训人员的生理状况，这样才能做出科学的判断，从而进行有效的训练。
向着微型化、网络化、智能化和个性化的趋势发展的医疗监测仪开始出现，医疗仪器领域的研究热点必将转向穿戴式、移动式的大方向[1]。受训人员可以通过穿戴这种类型的仪器，实时监测自己的状态，能够经过运动量和生理参数等方面研究体育锻炼，如若有报警提醒则说明用户的运动量和生命特征参数等相关的数值不是在合理范围[2]。因而既能确保运动效果，又可以有效预防由过多的活动等因素致使有害身体健康的事发生，从而能达到科学训练和安全训练的目的。
1.2 研究内容
得益于单片机相关技术与计算机技术的高速发展应用，我们将使用单片机与上位微机的串口通信功能达到数据实时检测和存储，这在科学研究和工业化生产中获得了十分普遍的使用。收集到的信号(如电流或电压模拟的信号、开关量或数字脉冲量等)送入计算机并由计算机进行同步显示和进行相关处理研究是大多数测控系统的通用做法[3]。这使得计算机具备能从现场发出节制命令或获得现实数据的功能,这些功能的达成可以通过对作为上位控机的计算机串口的操作完成，简言之，实现计算机对串口的调控与读写功能是测控系统的重要体现。本文的系统设计中将使用美国NI生产的不同于C语言和BASIC开发情况的编程设计语言LabVIEW。一般计算机语言所采用基于文本的语言来写的代码而LabVIEW用图形代替文本形式及用连线加图形构成功能界面的这个特性是他们的本质区别。LabVIEW软件是基于NI平台的核心，也是作为上位控制机来测量或控制单片机系统的最佳方案之一[4]。工程师和科学家迅速构建各类应用所需的全部工具在LabVIEW中都能找到，生产力和创新能力将借助于这个工具大大提高。这都表明它能够极大方便地制作出一个简单的测控体系的应用程序界面[5]。
使用单片下位机与计算机之间串口通讯完成对温度，血压，呼吸等人体活动参数数据的采集和处理的设计方法是本文的论述重点[6]。当中包含了上位微机与单片机串口通迅，数据收集与保存，曲线绘制等一系列理论研究要领，并对数据实行同步显示和分析如何实现信号的监测等方面问题进行探究,提出解决方案。
1.3 国内外发展现状
当前,全世界有大批的科研人员在做穿戴式人体生理监测技术的研究工作,各科技国都充分认识到穿戴式人体生理监测体系的未来的庞大竞争力,它是当今科技研究的一个焦点。在科技日新月异发展的今天,一些发达国家凭借其先进的技术和雄厚的财力,穿戴式人体生理监测技术已经很成熟，普遍用于人体生理监测系统的开发设计,其中美国和欧洲的一些院校和机构对穿戴式人体生理监测技术研究处于领先地位。
随着先进技术的全球化,穿戴式人体生理监测技术已经在国内得到了前所未有的发展。但是我国在这方面有所欠缺，与外国先进水平相比，我们在数据的采集、分析以及设备的便携性、稳定性上和国外先进水平有一定差距。 与此同时，穿戴式设备价格昂贵，一般都是用于医疗和专业的运动员，普及性较差，缺乏针对普通大众的生理监测设备。
1.4 研究意义
人们运动的目标是强体健身，然而运动量不合适不但达不到强体健身的目标，并且还会影响健康状况。有数据证明，运动力度与频率太高会使人体免疫力降低，只有运动强度适中才能提升免疫力达到运动健身的初衷，所以实时监测运动量并立刻提醒处于高强度运动中的用户有着重大的的作用。为实现在活动健身过程当中及时有效监测运动量，本文设计开发了一种便携式运动生理参数监测仪来实现人们在脱离专业医疗机构的前提下预防活动量过度，能自身判别运动量大小。
但是在现实生活中，因为缺少有关指点及必要的监测技术措施，大部分人在健身过程当中没办法判别自身的运动强度适中与否，尤其是少许特别群体(比如年老者、有心血管疾病的患者)会由于运动过度而严重影响身体状况，乃至威胁生命。因此,拟定选择恰当的生理监测方法是很有必要的。
可及时呈现作为参考的个人生理数据并在运动负荷超标时发出报警提示的系统称为穿戴式运动生理参数监测系统，提示人们停止运动或削减运动计划，解决在体育锻炼过程当中运动量的监测难题，帮助人们防止运动过度而对身体产生的负面影响,既有相当大的社会效益，也将产生经济效益。基于单片机的穿戴式人体生理参数监测系统操作方便，拥有良好的人机交互界面，易学易用，便捷与舒适，抗干扰强，造价低，经济效益显著，便于大规模推广[7]。
1.5 本章小结
我国经济的显著发展，人们生活质量逐渐提高并达到中等发达国家水准，致使健康问题而非传统的的温饱问题已成了人们关注的焦点和下一步的追求对象。参加锻炼无疑是保障健康的最好的方法，但大部分人急于事成，每每都事与愿违，达不到锻炼的成效，乃至易于对个人身体状况形成一定程度的危险。在日常生活中，我看过很多携带计步器的人跑步，但它不能显示关乎人生命的重要指标，而本章阐述了该系统的现状和研究意义等内容。
创建一个新的文件夹放置工程文件。
打开软件，新建一个工程。将这个工程命名够保存在新建的文件夹中。
创建一个源程序文本，写入一段完整代码。
输入源程序文件名名称
将源程序文件加到工程项目文件中。
else
{
1 课题简介 1
1.1 立项依据1
1.2 研究内容1
1.3 国内外发展现状2
1.4 研究意义2
1.5 本章小结3
2 软件总体设计及设计工具简介3
2.1 总体设计框图3
2.2 总体设计流程图4
2.3 设计工具简介5
2.4 本章小结6
3 软件设计6
3.1 设计方法6
3.2 功能子程序分析7
3.3 PC机对串口通讯的读取 12
3.4 PC机界面设计 15
3.5 本章小结 16
4 仿真调试16
4.1 程序代码调试16
4.2 软件仿真 17
4.3 本章小结 18
结论 20
致谢 21
参考文献22
r /> 附录A 主程序 23
1 课题简介
1.1 立项依据
我们社会的快速发展，人们生活步伐的越发加快以及工作压力与家庭生活的各种烦恼渐渐增多，导致亚健康人群的规模日趋扩大，人们越来越关注和重视自己的健康状况，于是普通人正常的体育训练和运动员的挑战生理极限成了人们的生活中的重要一环，而如何高效、科学的进行训练便成为一个不可避免的问题，要想科学训练，首先必须了解受训人员的生理状况，这样才能做出科学的判断，从而进行有效的训练。
向着微型化、网络化、智能化和个性化的趋势发展的医疗监测仪开始出现，医疗仪器领域的研究热点必将转向穿戴式、移动式的大方向[1]。受训人员可以通过穿戴这种类型的仪器，实时监测自己的状态，能够经过运动量和生理参数等方面研究体育锻炼，如若有报警提醒则说明用户的运动量和生命特征参数等相关的数值不是在合理范围[2]。因而既能确保运动效果，又可以有效预防由过多的活动等因素致使有害身体健康的事发生，从而能达到科学训练和安全训练的目的。
1.2 研究内容
得益于单片机相关技术与计算机技术的高速发展应用，我们将使用单片机与上位微机的串口通信功能达到数据实时检测和存储，这在科学研究和工业化生产中获得了十分普遍的使用。收集到的信号(如电流或电压模拟的信号、开关量或数字脉冲量等)送入计算机并由计算机进行同步显示和进行相关处理研究是大多数测控系统的通用做法[3]。这使得计算机具备能从现场发出节制命令或获得现实数据的功能,这些功能的达成可以通过对作为上位控机的计算机串口的操作完成，简言之，实现计算机对串口的调控与读写功能是测控系统的重要体现。本文的系统设计中将使用美国NI生产的不同于C语言和BASIC开发情况的编程设计语言LabVIEW。一般计算机语言所采用基于文本的语言来写的代码而LabVIEW用图形代替文本形式及用连线加图形构成功能界面的这个特性是他们的本质区别。LabVIEW软件是基于NI平台的核心，也是作为上位控制机来测量或控制单片机系统的最佳方案之一[4]。工程师和科学家迅速构建各类应用所需的全部工具在LabVIEW中都能找到，生产力和创新能力将借助于这个工具大大提高。这都表明它能够极大方便地制作出一个简单的测控体系的应用程序界面[5]。
使用单片下位机与计算机之间串口通讯完成对温度，血压，呼吸等人体活动参数数据的采集和处理的设计方法是本文的论述重点[6]。当中包含了上位微机与单片机串口通迅，数据收集与保存，曲线绘制等一系列理论研究要领，并对数据实行同步显示和分析如何实现信号的监测等方面问题进行探究,提出解决方案。
1.3 国内外发展现状
当前,全世界有大批的科研人员在做穿戴式人体生理监测技术的研究工作,各科技国都充分认识到穿戴式人体生理监测体系的未来的庞大竞争力,它是当今科技研究的一个焦点。在科技日新月异发展的今天,一些发达国家凭借其先进的技术和雄厚的财力,穿戴式人体生理监测技术已经很成熟，普遍用于人体生理监测系统的开发设计,其中美国和欧洲的一些院校和机构对穿戴式人体生理监测技术研究处于领先地位。
随着先进技术的全球化,穿戴式人体生理监测技术已经在国内得到了前所未有的发展。但是我国在这方面有所欠缺，与外国先进水平相比，我们在数据的采集、分析以及设备的便携性、稳定性上和国外先进水平有一定差距。 与此同时，穿戴式设备价格昂贵，一般都是用于医疗和专业的运动员，普及性较差，缺乏针对普通大众的生理监测设备。
1.4 研究意义
人们运动的目标是强体健身，然而运动量不合适不但达不到强体健身的目标，并且还会影响健康状况。有数据证明，运动力度与频率太高会使人体免疫力降低，只有运动强度适中才能提升免疫力达到运动健身的初衷，所以实时监测运动量并立刻提醒处于高强度运动中的用户有着重大的的作用。为实现在活动健身过程当中及时有效监测运动量，本文设计开发了一种便携式运动生理参数监测仪来实现人们在脱离专业医疗机构的前提下预防活动量过度，能自身判别运动量大小。
但是在现实生活中，因为缺少有关指点及必要的监测技术措施，大部分人在健身过程当中没办法判别自身的运动强度适中与否，尤其是少许特别群体(比如年老者、有心血管疾病的患者)会由于运动过度而严重影响身体状况，乃至威胁生命。因此,拟定选择恰当的生理监测方法是很有必要的。
可及时呈现作为参考的个人生理数据并在运动负荷超标时发出报警提示的系统称为穿戴式运动生理参数监测系统，提示人们停止运动或削减运动计划，解决在体育锻炼过程当中运动量的监测难题，帮助人们防止运动过度而对身体产生的负面影响,既有相当大的社会效益，也将产生经济效益。基于单片机的穿戴式人体生理参数监测系统操作方便，拥有良好的人机交互界面，易学易用，便捷与舒适，抗干扰强，造价低，经济效益显著，便于大规模推广[7]。
1.5 本章小结
我国经济的显著发展，人们生活质量逐渐提高并达到中等发达国家水准，致使健康问题而非传统的的温饱问题已成了人们关注的焦点和下一步的追求对象。参加锻炼无疑是保障健康的最好的方法，但大部分人急于事成，每每都事与愿违，达不到锻炼的成效，乃至易于对个人身体状况形成一定程度的危险。在日常生活中，我看过很多携带计步器的人跑步，但它不能显示关乎人生命的重要指标，而本章阐述了该系统的现状和研究意义等内容。
创建一个新的文件夹放置工程文件。
打开软件，新建一个工程。将这个工程命名够保存在新建的文件夹中。
创建一个源程序文本，写入一段完整代码。
输入源程序文件名名称
将源程序文件加到工程项目文件中。
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