arduino开发板的心率监护仪设计
引言
目录
一、绪论 5
（一）课题研究背景 5
（二）国内外研究现状及水平 5
（三）课题研究的目的和意义 6
二、系统整体方案 7
(一）设计思路 7
(二）整体框架 7
三、硬件设计 8
（一）Arduino Nano内部资源 8
（二）Arduino Nano 的输入与输出口I/O 9
（三）Arduino语言 10
（四）电源模块 10
（五）串口模块 MAX232ACSE 10
（六）信号处理电路 11
（七）腕带式传感器采集模块 12
（八）腕带式传感器数字量信号输出模块 12
四、软件设计 14
五、系统实验与分析 15
（一）腕带式传感器 15
（二）腕带式传感器原理 15
（三）腕带式心率传感器的使用方法 16
（四）调整心率波形 16
（七）腕带式传感器测试波形 17
六、总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录一 原理图补充 24
附录二 元器件清单 25
附录三 程序代码 26
一、绪论
（一）课题研究背景
随着生活水平的提高和人口数量上的急剧上涨的同时，中国也是世界上人口数量最庞大的国家，并且经济发展的状况也呈现出快速上涨的趋势，但现实并没有多大的改观，中国目前还是处于一种发展中国家的状态之中。而且医疗水平并没有覆盖全国，一些落后的农村依旧还存在着许多各式各样的健康隐患。因为农村医疗条件相对落后，从而导致许多病人无法和医生进行面对面的交谈，患者也不能够及时的了解清楚自身的病症，导致无法享受到完整的医疗和项目上的诊断。除此之外，中国的老年化问题也越来越严重。在中国，超过60岁以上的老人的人口数量也在上涨，再加上今年刚刚又逐步放开了二孩的政策，普通夫妻家庭的的孩子也会越来越多，这种状况的产生会使得成年人对于自己的的身体状况更加在意，所以人们急需一款能够随时随地检测自己 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
身体健康状况的设备，特别是心脏方面，因为心脏是人体最中心也是最重要的器官。所以心率问题成为了健康问题中的焦点。
（二）国内外研究现状及水平
国外研究现状：在国外这一领域的研究相对来说是很早的，并取得了很多优秀成果。国外的几家大型公司公司包括西门子、飞利浦和GE等，代表着国际医用监护仪的一流技术水平，相继推出了自己的多参数监护系统，如荷兰Philips的Homebase Telemonit oring?system，英国?Home?Telehealth?Limited的Care Companion– Home Monitoring?System以及美国Ameriean?Teleeare的Lireview Video Patient Monitor?System等。这些系统应用的通信技术及计算机技术是目前较为先进的，实现实时对多参数的监护，能够根据病人需要配置监护参数。但是，还有很多系统大部分都是采用声耦合方式来调制到音频，使用电话线进行传输，生理参数模块通过串口通信的方式连接计算机或者移动终端，并且整个设备的价格不菲，不适应我国的基本国情。而且，现在也没有研发出体积小而且便携的健康智能监护设备。
国内研究现状：在中国科技也在进步与发展，对于脉搏的测量也不再局限于人工测试法和与听诊器测试法，人体脉搏信号中包括丰富的生理知识，脉搏测量可以通过电子仪器的测量从而使数据更加精确，想要测量脉搏也会变得更加的方便快捷，这也逐步的引起了临床医生对这方面的极大兴趣。电子测量技术也在飞速的发展，现代电子测量仪器以非常迅猛的速度向自动化方向发展。现在所研究出来的脉搏测量仪器性能良好、结构也相对来说简单，所以综上所述，对脉搏的采集和处理有很高的应用前景和研究价值。
我们国家在这一方面的研究起步较晚，但是同样也取得了一定的成果。如深圳深圳职业技术学院所成立的普泰科技有限公司，推出过一款家庭健康监护测量仪器，测量仪器由嵌入式检测仪.家庭端的PC机、网络服务器和医生端PC机组成，能对家庭各个成员的血压、体温、脉搏和所显示的心电图等多种人体生理指标进行监测，监侧内容同时上传到后台的服务器上，医生们可以立即在网上进行分析并反馈意见咨询。这款系统代表了目前国内该研究领域的较高水平，但是这些系统的家庭端的结构为“PC+监护仪”，监护仪受到了限制不能脱离PC机，多用8位单片机实现，这在一定程度上制约了其推广和发展。?
综上所述，我国医用监护仪在某些性能指标和特殊品种上尚存在差距；在外壳工艺和设计、主要功能指标和硬件结构方面，已经达到或接近国外产品的先进水平能够满足一般的临床医疗需要，部分产品指标甚至达到国际领先水准。但是，至今没有研发出便携式的智能健康监护仪。
（三）课题研究的目的和意义
脉诊是我国中医医疗方面独创的诊断方法，原理是由于人体内部各器官的健康状态可以在脉搏信息中反应出来。所以从很久以前开始，脉诊一直是中医检查患者状况的一种方式。目前科学已经证明脉搏所呈现出来的强度，形态，速率等方面的综合信息，能反映出人体心血管系统中许多未知的疾病和血流特征。随着科学的发展各个学科之间结合也越来越紧密，而心率监护仪就是科学发展下，信息学科和生命学科结合的产物。
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