基于AVR及無線收發模塊的脈搏監測系統設計

摘 要：人體脈搏系統是心血管系統的重要組成部分，它包含有豐富的人體健康狀況信息，是反映人體健康狀況的重要窗口。由于對脈搏的提取非常快速，方便，因此利用脈搏信號快速的發現病癥是一個有效的方法。本設計采用嵌入式與無線通訊技術，將實時采集的數據通過無線收發傳輸給上位機并顯示。此設計結構簡單，處理速度快，極大地提高了工作效率。

關鍵詞：Atmega8515單片機；無線收發；脈搏監測

中圖分類號：TP273+5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 24-0000-01

脈搏是心臟和血管狀態等重要生理信息的外在反映。因此本系統利用人的脈搏信號來監測人體的健康狀況，它可較客觀地得到盡可能多的信息，一方面此裝置對人體無創傷，且使用方便。另一方面它對于臨床監護和醫學基礎研究都具有重要的價值。

一、總體設計

本設計采用的主控芯片為Atmega8515單片機。利用普通咪頭采集脈搏信號，經過放大，濾波，整形電路處理使脈搏信號輸出為矩形波。通過下位機的計數并運算，最后將脈搏信息通過無線收發模塊發送到上位機顯示部分。上位機可以實時監測無線收到的脈搏信息。

二、硬件結構

（一）主控芯片

系統的主控芯片采用Atmega8515單片機。ATmega8515是基于增強的低功耗8位CMOS微控制器，它具有8K 字節的系統內可編程Flash，512字節EEPROM，512字節SRAM，一個外部存儲器接口，一個SPI串行端口，以及三個可以通過軟件進行選擇的省電模式。

（二）脈搏采集與放大電路

脈搏信號采用普通的咪頭傳感器采集，他將脈搏跳動產生的力通過傳感器轉化為電信號。由于采集的信號比較微小，所以需要將脈搏信號進行放大處理。放大電路采用LM324組成的基本放大電路進行兩級放大處理。

（三）濾波與整形電路

人們的脈搏跳動頻率很低，而且經過放大含有干擾信號，所以需要將干擾過濾掉。濾波電路采用有源低通濾波。然后經過由NE555構成的施密特整形電路。此時經過轉換后輸出的信號為矩形波。信號的濾波處理電路如圖3所示。

圖3 信號的濾波處理電路

（四）無線收發模塊

無線收發模塊采用NRF905無線收發模塊。NRF905片內集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率等模塊，無需用戶對數據進行曼切斯特編碼，因此使用非常方便。通過無線收發模塊將下位機采集的信息發送到上位機。

（五）顯示電路

顯示電路一方面采用LCD1602液晶顯示器。LCD1602液晶顯示器其體積小，功耗低，顯示操作簡單，顯示值清晰。通過它實時顯示通過無線接收到的脈搏信息。

另一方面顯示部分是單片機通過MAX232芯片以及串口接口和串口程序跟PC機進行通信。單片機將脈搏信息發送到PC機兵顯示。通過PC機的顯示，人們可以分析被監測者的身體狀況。

三、結束語

本設計通過無線收發模塊將上位機與下位相連接在一起。下位機部分負責脈搏信號的采集與初步處理，上位機部分進行串口通訊以及PC機顯示等處理。通過實時檢測的脈搏信息，可以幫助人們了解自身的身體狀況。由于有無線收發模塊，因此該系統具有較強的靈活性、適應性和遠距離性，對于人體脈搏的采集與監測是相當便利和有效，具有很高的實用性。

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