无线传输数字血压计的设计硬件部分(附件)
无线传输数字血压计是利用现代电子技术利用单片机与血压间接测量原理对血压进行测量的医疗设备，它已经成为测量血压的主要工具。本课题研究了基于无线传输的数字血压计，提出了整体设计方案和原理框图。硬件部分包括袖带、压力传感器、单片机、电源、充放气驱动模块、气泵气阀系统、液晶显示模块及无线传输模块。该设计可以完成对血压的测量，测量值通过液晶显示，并且将测量值通过蓝牙串口发送到电脑中。基于无线传输的数字血压计，使得病人能够更加方便地测量血压。关键词 数字血压计，单片机，无线传输目录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本课题研究的主要内容 4
2 无线传输电子血压计硬件设计 4
2.1 本课题总体方案 4
2.2 血压的测量原理 5
2.3 各单元模块电路设计 6
2.3.1 电源模块 6
2.3.2 压力传感器模块 6
2.3.3 充放气控制模块 8
2.3.4 主控电路模块 9
2.3.5 液晶显示模块 13
2.3.6 ATK-HC05模块 14
3 系统测试 18
3.1 硬件的调试 18
3.2 血压测量注意事项 18
3.3 测量结果 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录A 23
附录B 24
1 绪论
1.1 研究背景
血压是指血管内流动时在血管壁上的横向压力，它全面反映了循环血容量和心输出量，外周血管阻力和动脉管壁弹性等血流动力学的变化，并且它与血容量、心功能及外周阻力等有关系。血压是生命体征的重要指标之一，一些相关疾病的诊断、治疗、护理及预后直接影响到血压测量值是否正确。所以血压计的产生以及它的发展有着非常重要的意义。通过不断的努力，人们如今已经将一种用单片机控制的数字血压测量设备研制出来。它的设计电路简单，容易让人理解，并且易于通过设计软硬件结构模块化来完成实物。
电子血压计是利用现代电子技术通过单片机控制来实现和血压间接测量
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
、心功能及外周阻力等有关系。血压是生命体征的重要指标之一，一些相关疾病的诊断、治疗、护理及预后直接影响到血压测量值是否正确。所以血压计的产生以及它的发展有着非常重要的意义。通过不断的努力，人们如今已经将一种用单片机控制的数字血压测量设备研制出来。它的设计电路简单，容易让人理解，并且易于通过设计软硬件结构模块化来完成实物。
电子血压计是利用现代电子技术通过单片机控制来实现和血压间接测量的医疗设备。它已经成为自我检测血压的重要工具，同样也地被越来越多的医院等医疗机构用于检测血压。
电子血压计的技术经历了三个阶段，从最初的第一代电子血压计发展到第二代半自动电子血压计和第三代智能电子血压计。辅皋鸣和巫琦对这三代电子血压计的结构分别进行以下描述：
第一代G1-NIBPM手动电子血压计，它由手动加压气泵或快速加压泵、气压压力传感器、机械式定速排气阀、电子快速排气阀等器件所组成。它采用减压时测量技术。它可以很快的加压，当到达某一个压力值时，按每秒2至7毫米汞柱的速度通过一个机械式定速排气阀放气，并在这放气的过程中进行对血压的测量。它具备①使用机械式慢速排气阀和螺线管快速排气阀这两个排气阀，②设定200毫米汞柱左右作为初始的基本压力值，并且加圧速度要快，所以大多数到达设定的加压值只需要10秒，③当刚停止加压时，排气阀的放气速度一般要超过每秒10毫米汞柱，并且它的排气速度很不稳定，不过在几秒钟之内就能大致稳定每秒在2至10 毫米汞柱之间的三个特征；
第二代G2-NIBPM半自动电子血压计，它由加压气泵、电子控制排气阀、气压压力传感器等器件所组成。它同样采用的是减压时测量技术。它采用电子控制排气阀通过伺服技术按照一定的速度排气，并且速度保持不变，同时在测量者检测血压时能自动的加压，当排除其他影响因素时，半自动电子血压计测量的结果更加稳定。它具备①一个可以同时用来定速和测量结束时的快速排气的电子控制排气阀，②血压计会在加压过程中预先对测量者血压进行一次粗略的判断，从而智能决定最终所需要加至的压力值，通常测量者的压力值加到30毫米汞柱左右，③放气速度一开始就能稳定在每秒3至4毫米汞柱之间的三个特征；
第三代G3-NIBPM智能电子血压计，它是由伺服加压气泵、气压压力传感器、电子控制排气阀等器件所组成。它采用加压时测量技术，它的加压速度不变，并在加压的过程中进行血压测量。它具备①使用伺服加压气泵控制加压速度，能够在加压的同时测量血压，②只使用一个用于测量结束时的快速排气的电子快速排气阀的两个特征[1]。
从手动到智能的变化中可以看出，随着科技的不断发展，电子血压计在不断地完善，人们对于血压的测量也越来越方便。
1.2 国内外研究现状
如今，血压计大致上可分为水银柱式血压计和电子血压计这两大类。
两种血压计各自存在着不同的优缺点。包旭鹤在便携式电子血压计设计中通过对于水银柱式血压计和电子血压计的比较得出：水银柱式血压计虽然其数值稳定，但体积较大，携带不方便，观察误差大，并且没办法一人自行操作，只有在专业的医护人员下才可以操作；而电子血压计的体积轻巧，方便携带，并且使用容易，易于测量值记录，几乎所有的人都可以自己使用，是自我简单检查血压的工具，它很受高血压患者的欢迎[2]。
电子血压计有臂式电子血压计、腕式电子血压计和手指式电子血计这三种形式。
通过对测量方式的分析，得到它们适用范围不同的结论。刘必跃在影响电子血压计测量准确的因素中提到了，手指式电子血压计对于人的健康有影响，所以被证明它不能使用于血压的测量。患有血液循环障碍的病人不能使用腕式电子血压计来测量血压，因为像“三高”等疾病会使动脉的硬化程度加速，从而障碍血管末梢的循环，与此同时这些患者的手腕和上臂测量的血压值相差比较大，所以希望这些患者和老年人都选择使用臂式电子血压计来测量血压[3]。
电子血压计有柯氏音法电子血压计和振荡法电子血压计两种测量方法。
柯氏音法又称听诊法。它具有其固有的缺点：第一，由于舒张压在对应于第四相或第五的相问题上一直存在争论引起的很大的误差判别；第二，通过听柯氏声来判别的收缩压和舒张压受到它读数医生情绪、听力、环境噪音、被测者的紧张等一系列因素的影响，被测值容易被加入读数医生的主观误差，难以标准化。所以用听诊法原理制成的电子血压计，虽然实现了自动检测的功能，但是依旧没有彻底解决它自身的缺点，任然误差大、重复性差并且听诊法电子血压计不容易抵抗外界噪声的干扰。
大部分的间接测量血压的自动电子血压计和血压监护仪都使用示波法。示波法通过是构建收缩压、舒张压、平均压与袖带压力振荡波的关系来检测血压。因为脉压振荡波与血压之间的关系比较稳定，所以在的实际应用中，利用示波原理自我检测血压的结果比听诊法测量的结果更加准确些。与此同时示波法测血压时袖套中没有拾音器件，而且它能够测得平均压的同
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本课题研究的主要内容 4
2 无线传输电子血压计硬件设计 4
2.1 本课题总体方案 4
2.2 血压的测量原理 5
2.3 各单元模块电路设计 6
2.3.1 电源模块 6
2.3.2 压力传感器模块 6
2.3.3 充放气控制模块 8
2.3.4 主控电路模块 9
2.3.5 液晶显示模块 13
2.3.6 ATK-HC05模块 14
3 系统测试 18
3.1 硬件的调试 18
3.2 血压测量注意事项 18
3.3 测量结果 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录A 23
附录B 24
1 绪论
1.1 研究背景
血压是指血管内流动时在血管壁上的横向压力，它全面反映了循环血容量和心输出量，外周血管阻力和动脉管壁弹性等血流动力学的变化，并且它与血容量、心功能及外周阻力等有关系。血压是生命体征的重要指标之一，一些相关疾病的诊断、治疗、护理及预后直接影响到血压测量值是否正确。所以血压计的产生以及它的发展有着非常重要的意义。通过不断的努力，人们如今已经将一种用单片机控制的数字血压测量设备研制出来。它的设计电路简单，容易让人理解，并且易于通过设计软硬件结构模块化来完成实物。
电子血压计是利用现代电子技术通过单片机控制来实现和血压间接测量
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
、心功能及外周阻力等有关系。血压是生命体征的重要指标之一，一些相关疾病的诊断、治疗、护理及预后直接影响到血压测量值是否正确。所以血压计的产生以及它的发展有着非常重要的意义。通过不断的努力，人们如今已经将一种用单片机控制的数字血压测量设备研制出来。它的设计电路简单，容易让人理解，并且易于通过设计软硬件结构模块化来完成实物。
电子血压计是利用现代电子技术通过单片机控制来实现和血压间接测量的医疗设备。它已经成为自我检测血压的重要工具，同样也地被越来越多的医院等医疗机构用于检测血压。
电子血压计的技术经历了三个阶段，从最初的第一代电子血压计发展到第二代半自动电子血压计和第三代智能电子血压计。辅皋鸣和巫琦对这三代电子血压计的结构分别进行以下描述：
第一代G1-NIBPM手动电子血压计，它由手动加压气泵或快速加压泵、气压压力传感器、机械式定速排气阀、电子快速排气阀等器件所组成。它采用减压时测量技术。它可以很快的加压，当到达某一个压力值时，按每秒2至7毫米汞柱的速度通过一个机械式定速排气阀放气，并在这放气的过程中进行对血压的测量。它具备①使用机械式慢速排气阀和螺线管快速排气阀这两个排气阀，②设定200毫米汞柱左右作为初始的基本压力值，并且加圧速度要快，所以大多数到达设定的加压值只需要10秒，③当刚停止加压时，排气阀的放气速度一般要超过每秒10毫米汞柱，并且它的排气速度很不稳定，不过在几秒钟之内就能大致稳定每秒在2至10 毫米汞柱之间的三个特征；
第二代G2-NIBPM半自动电子血压计，它由加压气泵、电子控制排气阀、气压压力传感器等器件所组成。它同样采用的是减压时测量技术。它采用电子控制排气阀通过伺服技术按照一定的速度排气，并且速度保持不变，同时在测量者检测血压时能自动的加压，当排除其他影响因素时，半自动电子血压计测量的结果更加稳定。它具备①一个可以同时用来定速和测量结束时的快速排气的电子控制排气阀，②血压计会在加压过程中预先对测量者血压进行一次粗略的判断，从而智能决定最终所需要加至的压力值，通常测量者的压力值加到30毫米汞柱左右，③放气速度一开始就能稳定在每秒3至4毫米汞柱之间的三个特征；
第三代G3-NIBPM智能电子血压计，它是由伺服加压气泵、气压压力传感器、电子控制排气阀等器件所组成。它采用加压时测量技术，它的加压速度不变，并在加压的过程中进行血压测量。它具备①使用伺服加压气泵控制加压速度，能够在加压的同时测量血压，②只使用一个用于测量结束时的快速排气的电子快速排气阀的两个特征[1]。
从手动到智能的变化中可以看出，随着科技的不断发展，电子血压计在不断地完善，人们对于血压的测量也越来越方便。
1.2 国内外研究现状
如今，血压计大致上可分为水银柱式血压计和电子血压计这两大类。
两种血压计各自存在着不同的优缺点。包旭鹤在便携式电子血压计设计中通过对于水银柱式血压计和电子血压计的比较得出：水银柱式血压计虽然其数值稳定，但体积较大，携带不方便，观察误差大，并且没办法一人自行操作，只有在专业的医护人员下才可以操作；而电子血压计的体积轻巧，方便携带，并且使用容易，易于测量值记录，几乎所有的人都可以自己使用，是自我简单检查血压的工具，它很受高血压患者的欢迎[2]。
电子血压计有臂式电子血压计、腕式电子血压计和手指式电子血计这三种形式。
通过对测量方式的分析，得到它们适用范围不同的结论。刘必跃在影响电子血压计测量准确的因素中提到了，手指式电子血压计对于人的健康有影响，所以被证明它不能使用于血压的测量。患有血液循环障碍的病人不能使用腕式电子血压计来测量血压，因为像“三高”等疾病会使动脉的硬化程度加速，从而障碍血管末梢的循环，与此同时这些患者的手腕和上臂测量的血压值相差比较大，所以希望这些患者和老年人都选择使用臂式电子血压计来测量血压[3]。
电子血压计有柯氏音法电子血压计和振荡法电子血压计两种测量方法。
柯氏音法又称听诊法。它具有其固有的缺点：第一，由于舒张压在对应于第四相或第五的相问题上一直存在争论引起的很大的误差判别；第二，通过听柯氏声来判别的收缩压和舒张压受到它读数医生情绪、听力、环境噪音、被测者的紧张等一系列因素的影响，被测值容易被加入读数医生的主观误差，难以标准化。所以用听诊法原理制成的电子血压计，虽然实现了自动检测的功能，但是依旧没有彻底解决它自身的缺点，任然误差大、重复性差并且听诊法电子血压计不容易抵抗外界噪声的干扰。
大部分的间接测量血压的自动电子血压计和血压监护仪都使用示波法。示波法通过是构建收缩压、舒张压、平均压与袖带压力振荡波的关系来检测血压。因为脉压振荡波与血压之间的关系比较稳定，所以在的实际应用中，利用示波原理自我检测血压的结果比听诊法测量的结果更加准确些。与此同时示波法测血压时袖套中没有拾音器件，而且它能够测得平均压的同
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