睡眠质量监测仪设计
本文介绍了一种以STC89C52单片机为核心的睡眠监测仪系统，用于对人体睡眠的基本参数测量。系统采用传感器对人体的脉搏心率、体温以及体温检测，将采集的数据送入单片机进行处理，最后由LCD12864液晶显示屏将脉搏心率数据、体位以及体温显示出来。为了让检测的信息能够实现存储，通过数据存储芯片将采集的数据存储。系统硬件电路包括电源电路、单片机控制电路、脉搏心率检测电路、体位检测电路、体温检测电路、数据存储电路、LCD12864显示电路等。通过各个电路的信号连接，完成系统的硬件设计。然后进行单片机的程序设计，完成整个睡眠监测仪设计。关键词 脉搏心率，体位，体温，单片机，LCD12864显示
目 录
1 引言 1
1．1 研究背景 1
1．2 发展现状 2
1．3 研究内容 3
2 方案设计 3
2．1 系统介绍 3
2．2 元器件选型 4
3 硬件设计 7
3．1 硬件系统介绍 7
3．2 供电电路 8
3．3 单片机电路 8
3．4 脉搏心率检测电路 10
3．5 体位检测电路 12
3．6 体温检测电路 13
3．7 数据存储电路 15
3．8 LCD12864液晶显示屏 16
4 软件设计 18
4．1 主程序设计 18
4．2 脉搏心率检测程序 19
4．3 体位检测程序 21
4．4 体温检测程序 21
4．5 数据存储程序 22
4．6 显示程序 22
5 系统调试 23
5．1 系统调试内容 23
5．2 仿真调试 24
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录A 电路原理图 30
附录B Proteus仿真图 31
附录C 程序 32
1 引言
1．1 研究背景
睡眠对于每个人来说都是非常重要的，虽然当前的生活质量非常的高，但是睡眠的质量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
还是有待提高的[1]。要想提高人们睡眠质量，就需要对人体睡眠是的一些参数进新房检测，然后通过科学的分析，得出睡眠质量下降的主要原因，然后通过相应的手段去提高。本文就是在这样的情况下，对于人们的睡眠的人体参数检测。要要实现对人体睡眠时的参数检测，就需要对传感器采集方面进行研究，通过各个参数的采集分析，得出睡眠各个时段生理参数，通过对睡眠参数的分析，发现睡眠过程的不足[2]。
随着当前传感器检测技术以及智能芯片的发展，对于一些信号的采集越来越简单，因此在当前的环境其对人体的睡眠参数研究还是比较方便的[3]。在实际睡眠的时候，影响人体睡眠的参数主要有脉搏心率、血压、呼吸、体位以及体温，主要是对上述的参数进行检测[4]。通过相应的传感器对其进行检测，将检测的数进行存储。然后对是对数据的分析，数据的分析是比较重要，将采集大数据进行记录，通过大数据的分析，得出睡眠问题[5]。上述的参数中，比较容易测量的是脉搏心率、体位以及体温，这些参数可以通过传感器进行检测。但是有些参数的检测就是比较复杂的，采用体积较小的传感器就无法实现的，例如血压的检测，血压的检测一般是通过检测气体的压力来确定的，在实际的睡眠过程中，不能通过此种方式进行检测，会影响人的正常睡眠。因此血压的检测一般定期的检查，不能够进行实时的检测[6]。对于人体的呼吸检测也是采用特定的传感器来检测的，因为检测的气体主要是鼻腔流出的，如果在睡眠过程中检测的话也是比较复杂的，也会影响人的正常睡眠，因此这方面的检测也是需要定期的检测，不能进行实时的检测[7]。
通过分析，在当今的发展背景之下，能够利用简单的仪器对睡眠质量检测的参数主要是脉搏心率、体位以及体温。因此对于人体的参数检测方位也就是局限于此，通过这三个参数的检测也是可以得出睡眠质量的基本信息的[8]。本文的研究也是对这三个参数的采集，从而实现对人体的睡眠质量的监测，得到提高睡眠质量的目的。当今的检测仪器都是体积比较小，并且功能比较强大的一起，因此在设计的时候需要保证系统的集成度[9]。同时也需要对各个参数采集的质量进行把控，以为数据的来源传感器，对各个传感器的选择也是非常的重要的。因此本文的研究需要对多种类型的检测方式进行研究，然后通过相应的手段进行选择。通过研究背景的分析，可以让系统设计的目的更加明确[10]。
1．2 发展现状
对于睡眠监测的系统发展还是很有前途的，随着生活质量的不断提高，人们越来越注重自己的身体状况。因此对于睡眠监测系统的设计要求也随着人们的生活质量的提高而提高，因此从睡眠监测系统的发展历史来看，还是非常多的[11]。以往对人体的参数检测内容一般是温度，因为当时的检测仪器是非常有限的，没有一些先进的传感器，所以对人体参数的检测内容特别的少[12]。
随着半导体技术的发展，各种集成式的传感器都得到了发展，对于人体的各项参数的检测也是非常的准确，但是这些检测的仪器都是大型医院里才有的，并且成本都是特别高的，一般家用都是不现实的[13]。由于对人体参数检测的移动性提高，各个传感器的厂商将传感器做的越来越小，因此便携性也是越来越高，慢慢让人们来介绍。在这种发展的趋势下，对于各种传感器的检测系统发展带来很大的好处，同时也促进了本系统的发展[14]。当今对于睡眠监测的参数还是比较多的，主要是由于各个传感器的发展，传感器的检测功能都非常的强大。主要检测的参数有脉搏心率、血压、血氧等一些比较重要的参数，虽然可以进行这些参数的检测，但是各个传感器的价格还是比较高的，因此在普及的应用上还是比较少的[15]。
如今也市场上也有许多的手环，各个手环可以检测人体的很多参数，但是对于检测参数的准确度还是有待考验。主要的检测参数并没有专业的设备检测的准确，大部分的数据都是通过一些算法进行拟合得出的。因此对于一些重要的参数的检测还是需要到医院去进行准确的检查。因此对于当前的睡眠监测的参数测量，只能检测一些基本的参数，检测的参数虽然不多，但是能够准确的进行各个参数的检测[16]。例如睡眠是的心率、体位以及体温，都是可以通过成熟的传感器进行检测的，并且可以检测到准确是信息。对于睡眠时的血压测量还是需要时间去验证的。并且市场上的传感器的种类比较的多，各个传感器的宣传也是非常的夸张，所以对于一些比较重要的生理参数检测，还是需要利用专业的设备进行检测[17]。从当今的睡眠参数的检测系统的设计上来看，所设计的系统一定要可以检测出稳定可靠的参数[18]，这样才可以对身体睡眠的参数做出准确的检测，而不是为了体现多功能的目的，使用一些算法来推算出人体的各个参数[19]。长久的发展肯定是以质量为保证的，系统设计的严谨性也要得到提高，这样才能够设计出比较有意义的系统。睡眠监测仪的发展还会随着半导体技术的发展，不断有新的参数加入，各个参数的综合监测可以让睡眠时的参数检测更有依据[20]。
目 录
1 引言 1
1．1 研究背景 1
1．2 发展现状 2
1．3 研究内容 3
2 方案设计 3
2．1 系统介绍 3
2．2 元器件选型 4
3 硬件设计 7
3．1 硬件系统介绍 7
3．2 供电电路 8
3．3 单片机电路 8
3．4 脉搏心率检测电路 10
3．5 体位检测电路 12
3．6 体温检测电路 13
3．7 数据存储电路 15
3．8 LCD12864液晶显示屏 16
4 软件设计 18
4．1 主程序设计 18
4．2 脉搏心率检测程序 19
4．3 体位检测程序 21
4．4 体温检测程序 21
4．5 数据存储程序 22
4．6 显示程序 22
5 系统调试 23
5．1 系统调试内容 23
5．2 仿真调试 24
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录A 电路原理图 30
附录B Proteus仿真图 31
附录C 程序 32
1 引言
1．1 研究背景
睡眠对于每个人来说都是非常重要的，虽然当前的生活质量非常的高，但是睡眠的质量 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
还是有待提高的[1]。要想提高人们睡眠质量，就需要对人体睡眠是的一些参数进新房检测，然后通过科学的分析，得出睡眠质量下降的主要原因，然后通过相应的手段去提高。本文就是在这样的情况下，对于人们的睡眠的人体参数检测。要要实现对人体睡眠时的参数检测，就需要对传感器采集方面进行研究，通过各个参数的采集分析，得出睡眠各个时段生理参数，通过对睡眠参数的分析，发现睡眠过程的不足[2]。
随着当前传感器检测技术以及智能芯片的发展，对于一些信号的采集越来越简单，因此在当前的环境其对人体的睡眠参数研究还是比较方便的[3]。在实际睡眠的时候，影响人体睡眠的参数主要有脉搏心率、血压、呼吸、体位以及体温，主要是对上述的参数进行检测[4]。通过相应的传感器对其进行检测，将检测的数进行存储。然后对是对数据的分析，数据的分析是比较重要，将采集大数据进行记录，通过大数据的分析，得出睡眠问题[5]。上述的参数中，比较容易测量的是脉搏心率、体位以及体温，这些参数可以通过传感器进行检测。但是有些参数的检测就是比较复杂的，采用体积较小的传感器就无法实现的，例如血压的检测，血压的检测一般是通过检测气体的压力来确定的，在实际的睡眠过程中，不能通过此种方式进行检测，会影响人的正常睡眠。因此血压的检测一般定期的检查，不能够进行实时的检测[6]。对于人体的呼吸检测也是采用特定的传感器来检测的，因为检测的气体主要是鼻腔流出的，如果在睡眠过程中检测的话也是比较复杂的，也会影响人的正常睡眠，因此这方面的检测也是需要定期的检测，不能进行实时的检测[7]。
通过分析，在当今的发展背景之下，能够利用简单的仪器对睡眠质量检测的参数主要是脉搏心率、体位以及体温。因此对于人体的参数检测方位也就是局限于此，通过这三个参数的检测也是可以得出睡眠质量的基本信息的[8]。本文的研究也是对这三个参数的采集，从而实现对人体的睡眠质量的监测，得到提高睡眠质量的目的。当今的检测仪器都是体积比较小，并且功能比较强大的一起，因此在设计的时候需要保证系统的集成度[9]。同时也需要对各个参数采集的质量进行把控，以为数据的来源传感器，对各个传感器的选择也是非常的重要的。因此本文的研究需要对多种类型的检测方式进行研究，然后通过相应的手段进行选择。通过研究背景的分析，可以让系统设计的目的更加明确[10]。
1．2 发展现状
对于睡眠监测的系统发展还是很有前途的，随着生活质量的不断提高，人们越来越注重自己的身体状况。因此对于睡眠监测系统的设计要求也随着人们的生活质量的提高而提高，因此从睡眠监测系统的发展历史来看，还是非常多的[11]。以往对人体的参数检测内容一般是温度，因为当时的检测仪器是非常有限的，没有一些先进的传感器，所以对人体参数的检测内容特别的少[12]。
随着半导体技术的发展，各种集成式的传感器都得到了发展，对于人体的各项参数的检测也是非常的准确，但是这些检测的仪器都是大型医院里才有的，并且成本都是特别高的，一般家用都是不现实的[13]。由于对人体参数检测的移动性提高，各个传感器的厂商将传感器做的越来越小，因此便携性也是越来越高，慢慢让人们来介绍。在这种发展的趋势下，对于各种传感器的检测系统发展带来很大的好处，同时也促进了本系统的发展[14]。当今对于睡眠监测的参数还是比较多的，主要是由于各个传感器的发展，传感器的检测功能都非常的强大。主要检测的参数有脉搏心率、血压、血氧等一些比较重要的参数，虽然可以进行这些参数的检测，但是各个传感器的价格还是比较高的，因此在普及的应用上还是比较少的[15]。
如今也市场上也有许多的手环，各个手环可以检测人体的很多参数，但是对于检测参数的准确度还是有待考验。主要的检测参数并没有专业的设备检测的准确，大部分的数据都是通过一些算法进行拟合得出的。因此对于一些重要的参数的检测还是需要到医院去进行准确的检查。因此对于当前的睡眠监测的参数测量，只能检测一些基本的参数，检测的参数虽然不多，但是能够准确的进行各个参数的检测[16]。例如睡眠是的心率、体位以及体温，都是可以通过成熟的传感器进行检测的，并且可以检测到准确是信息。对于睡眠时的血压测量还是需要时间去验证的。并且市场上的传感器的种类比较的多，各个传感器的宣传也是非常的夸张，所以对于一些比较重要的生理参数检测，还是需要利用专业的设备进行检测[17]。从当今的睡眠参数的检测系统的设计上来看，所设计的系统一定要可以检测出稳定可靠的参数[18]，这样才可以对身体睡眠的参数做出准确的检测，而不是为了体现多功能的目的，使用一些算法来推算出人体的各个参数[19]。长久的发展肯定是以质量为保证的，系统设计的严谨性也要得到提高，这样才能够设计出比较有意义的系统。睡眠监测仪的发展还会随着半导体技术的发展，不断有新的参数加入，各个参数的综合监测可以让睡眠时的参数检测更有依据[20]。
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