无线传输数字血压计的设计软件部分(附件)
高血压病是最常见的内科病之一，发病率随着年龄增高而增高，让高血压病折磨的人痛不欲生。为了使人们能更加实时、便捷地测量出自己的血压，发现患高血压时能及时采取有效治疗手段，设计了基于蓝牙的数字式血压计。该血压计是通过单片机对血压信号进行采集并通过蓝牙进行数据传输。此次主要对软件部分进行编程和调试，实现了单片机和智能手机之间的连接，通过蓝牙传输将数据显示在手机app上。关键词 数字式血压计，单片机，蓝牙，压力传感器
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外发展现状 2
2 数字血压计基本原理 4
2.1 血压的水平定义 4
2.2 数字血压计工作原理 4
2.3几种常用的血压计 5
3 系统设计方案 6
4硬件电路的介绍 7
4.1压力传感器 7
4.2 STC89C52单片机 8
4.3 液晶显示部分 10
4.4泄气电磁阀控制电路 12
5蓝牙传输部分 13
5.1蓝牙技术简介 13
5.2蓝牙技术的规范和特点 13
6系统软件部分 14
6.1程序的主要流程图 14
6.2系统软件仿真 17
6.3头文件下载 24
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录 源程序代码 32
1 绪论
1.1 课题研究背景
随着我国人口老龄化问题的日益严峻以及慢性疾病的持续增长,传统的医疗手段面临着巨大的压力[1]。2013年疾病控制中心针对国人患高血压病展开了调查，结果显示每三个中国人当中就有一人患有高血压病，这意味着中国高血压患者人数已经超过了三亿。每年有超过三百万人直接或则间接因为高血压病死亡，对社会和家庭造成了巨大的损失[2]。所以，人们迫切需要一款能够方便有效测量血压的血压计。
目前常用短距离无线通信技术主要有蓝牙、射频、超宽带技术和红外通信[3]，此外还有代表远距离通信的4G、5G和GPRS技术。只要通信距离在10米以内就可以选择蓝牙技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
术，设备之间的连接采用无线方式无需线路。通过蓝牙技术连接的两台设备之间互传数据速率可以达到每秒1兆字节的速度。蓝牙技术应用广泛，常见用于手机通手机之间，手机同电脑之间，手机同耳机之间进行无线信息交换。国际上对蓝牙的定义是IEEE802.15，工作在2.4GHz的频带，带宽为1兆字节。作为一种无线技术，蓝牙支持语音和数据传输，具有广泛的传输能力，可以穿透物质或物质之间传播，具有很强的抗干扰能力，功耗低、成本低。常用的传统的血压计，体积较大携带不方便更不具备无线功能，操作很容易产生误差。然而使用无线通信技术，不但可以方便地测量出血压，并能将测量信息远程传输到后台数据库，便于综合分析管理和医疗专家远程诊断[4]。正因为如此，开发出无线传输血压计很有意义。
本课题旨在研究基于蓝牙的数字式血压计，不仅能准确地测量血压，还能将血压数据通过蓝牙传送至监控中心或手机，以供数据保存及数据分析。基于单片机的蓝牙传输血压计可以实现人性化的语音播报，能同步播报所测数据,从而大大方便血压计的使用者,尤其是老年和盲人使用者。 1.2 国内外发展现状
如果我们要了解自己的心脏和血管健康状况，可以通过测量、分析血压数据。临床上也经常以血压数据作为疾病诊断与治疗效果评估的判断依据之一[5]。若能做到对血压实时监测,也意味着对自身健康状况实时监测[6]。
目前大多数无创血压测量采用的是袖带示波测量法[7]，仪器携带不方便；袖带由充气泵充气，测量时间太长，不能对血压进行接连测量。考虑开发一种可穿戴式的血压测量头带来不间断地对人体进行血压测量。这种仪器缺点在于体积较大，携带起来非常不方便且对血压的实时监测效果不是很理想[8]。同时要求需要测量血压的人测量前一定是处于安静平和的状态。还有一种测量方法叫做柯氏音法，它是基于心音的，我们经常看到的水银血压计就是基于心音的代表产品。它有一个明显的缺点就是在测量过程中很大程度上受医生的主观因素或则噪声干扰而产生误差，计算精度比较低；而且水银对人体健康和环境都存在不良影响，所以现在大部分推广使用的是无汞血压计[9]。因此，设计出一款方便携带、测量精准，传输快捷的数字式血压计在未来医疗中一定很受欢迎。患者可以足不出户自行测量，更不需要专业人员的指导，减少了不必要的时间浪费，同时测量的结果可以通过蓝牙发送至专业的血压监测中心的数据接收端。监护医生可以通过相应的应用程序及时了解和分析患者现在的具体健康情况并提供专业的指导意见，方便患者及其家属及时了解情况并作出正确的应对方法，将损失降到最低。
基于脉搏传导时间测量血压的本质是利用脉搏传导时间与血压值之间相关性[10]，属于一种间接测量方式，通过测量脉搏传输时间继而计算出血压值。如何抉择脉搏的最小采样时间间隔会很大程度上影响到测量精确度。实验表明采样的频率越高那么测量精确度越高，当然测量数据多了，数据处理时间也就长了。无线血压测量头带，对人体血压进行无创连续测量[11]；使用高分辨率ECG采集芯片从头部收集微弱的心电图信号；具体使用特殊的传感器对眉骨处进行实时PPG（光电容积脉搏波信号)采集。分别对ECG和PPG进行定位并分析它们的特点，计算出PPG信号的传输时间。与此同时选择一个时间点，测量其对应的血压值并进行回归分析和线性分析；充分利用这些数据可以建立血压监测模型。此时可以根据PWTT求出血压值。大量数据显示，使用该血压装置和用传统的无创血压测量法测量血压，数据对比误差在百分之五以内。但是这种方法有明显的优势在于信号采集方便，功耗低；不会给受测者带来不适感，是一种可行性极高的无创连续式血压监测装置。同时可将测量数据通过蓝牙同步传输到用户手机显示并储存，完成长时间的动态血压监测。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外发展现状 2
2 数字血压计基本原理 4
2.1 血压的水平定义 4
2.2 数字血压计工作原理 4
2.3几种常用的血压计 5
3 系统设计方案 6
4硬件电路的介绍 7
4.1压力传感器 7
4.2 STC89C52单片机 8
4.3 液晶显示部分 10
4.4泄气电磁阀控制电路 12
5蓝牙传输部分 13
5.1蓝牙技术简介 13
5.2蓝牙技术的规范和特点 13
6系统软件部分 14
6.1程序的主要流程图 14
6.2系统软件仿真 17
6.3头文件下载 24
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录 源程序代码 32
1 绪论
1.1 课题研究背景
随着我国人口老龄化问题的日益严峻以及慢性疾病的持续增长,传统的医疗手段面临着巨大的压力[1]。2013年疾病控制中心针对国人患高血压病展开了调查，结果显示每三个中国人当中就有一人患有高血压病，这意味着中国高血压患者人数已经超过了三亿。每年有超过三百万人直接或则间接因为高血压病死亡，对社会和家庭造成了巨大的损失[2]。所以，人们迫切需要一款能够方便有效测量血压的血压计。
目前常用短距离无线通信技术主要有蓝牙、射频、超宽带技术和红外通信[3]，此外还有代表远距离通信的4G、5G和GPRS技术。只要通信距离在10米以内就可以选择蓝牙技 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
术，设备之间的连接采用无线方式无需线路。通过蓝牙技术连接的两台设备之间互传数据速率可以达到每秒1兆字节的速度。蓝牙技术应用广泛，常见用于手机通手机之间，手机同电脑之间，手机同耳机之间进行无线信息交换。国际上对蓝牙的定义是IEEE802.15，工作在2.4GHz的频带，带宽为1兆字节。作为一种无线技术，蓝牙支持语音和数据传输，具有广泛的传输能力，可以穿透物质或物质之间传播，具有很强的抗干扰能力，功耗低、成本低。常用的传统的血压计，体积较大携带不方便更不具备无线功能，操作很容易产生误差。然而使用无线通信技术，不但可以方便地测量出血压，并能将测量信息远程传输到后台数据库，便于综合分析管理和医疗专家远程诊断[4]。正因为如此，开发出无线传输血压计很有意义。
本课题旨在研究基于蓝牙的数字式血压计，不仅能准确地测量血压，还能将血压数据通过蓝牙传送至监控中心或手机，以供数据保存及数据分析。基于单片机的蓝牙传输血压计可以实现人性化的语音播报，能同步播报所测数据,从而大大方便血压计的使用者,尤其是老年和盲人使用者。 1.2 国内外发展现状
如果我们要了解自己的心脏和血管健康状况，可以通过测量、分析血压数据。临床上也经常以血压数据作为疾病诊断与治疗效果评估的判断依据之一[5]。若能做到对血压实时监测,也意味着对自身健康状况实时监测[6]。
目前大多数无创血压测量采用的是袖带示波测量法[7]，仪器携带不方便；袖带由充气泵充气，测量时间太长，不能对血压进行接连测量。考虑开发一种可穿戴式的血压测量头带来不间断地对人体进行血压测量。这种仪器缺点在于体积较大，携带起来非常不方便且对血压的实时监测效果不是很理想[8]。同时要求需要测量血压的人测量前一定是处于安静平和的状态。还有一种测量方法叫做柯氏音法，它是基于心音的，我们经常看到的水银血压计就是基于心音的代表产品。它有一个明显的缺点就是在测量过程中很大程度上受医生的主观因素或则噪声干扰而产生误差，计算精度比较低；而且水银对人体健康和环境都存在不良影响，所以现在大部分推广使用的是无汞血压计[9]。因此，设计出一款方便携带、测量精准，传输快捷的数字式血压计在未来医疗中一定很受欢迎。患者可以足不出户自行测量，更不需要专业人员的指导，减少了不必要的时间浪费，同时测量的结果可以通过蓝牙发送至专业的血压监测中心的数据接收端。监护医生可以通过相应的应用程序及时了解和分析患者现在的具体健康情况并提供专业的指导意见，方便患者及其家属及时了解情况并作出正确的应对方法，将损失降到最低。
基于脉搏传导时间测量血压的本质是利用脉搏传导时间与血压值之间相关性[10]，属于一种间接测量方式，通过测量脉搏传输时间继而计算出血压值。如何抉择脉搏的最小采样时间间隔会很大程度上影响到测量精确度。实验表明采样的频率越高那么测量精确度越高，当然测量数据多了，数据处理时间也就长了。无线血压测量头带，对人体血压进行无创连续测量[11]；使用高分辨率ECG采集芯片从头部收集微弱的心电图信号；具体使用特殊的传感器对眉骨处进行实时PPG（光电容积脉搏波信号)采集。分别对ECG和PPG进行定位并分析它们的特点，计算出PPG信号的传输时间。与此同时选择一个时间点，测量其对应的血压值并进行回归分析和线性分析；充分利用这些数据可以建立血压监测模型。此时可以根据PWTT求出血压值。大量数据显示，使用该血压装置和用传统的无创血压测量法测量血压，数据对比误差在百分之五以内。但是这种方法有明显的优势在于信号采集方便，功耗低；不会给受测者带来不适感，是一种可行性极高的无创连续式血压监测装置。同时可将测量数据通过蓝牙同步传输到用户手机显示并储存，完成长时间的动态血压监测。
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