基于nRF24L01模塊無線傳輸?shù)娜梭w脈搏紅外探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

羅 簫，奚小東，吳晗平

武漢工程大學(xué)光電信息與能源工程學(xué)院，湖北 武漢 430205

人體脈博在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著極高的參考價(jià)值，可以用于中醫(yī)診斷、睡眠監(jiān)測(cè)、心臟病治療、無創(chuàng)血管功能檢測(cè)等各個(gè)方面［1～3］。由于脈搏信號(hào)微弱，故對(duì)系統(tǒng)的抗干擾和噪聲抑制能力要求較高，設(shè)計(jì)時(shí)需要著重考慮提高探測(cè)系統(tǒng)的分辨率和靈敏度［4］。

目前，探測(cè)人體脈搏信號(hào)使用的傳感器主要有半導(dǎo)體壓力傳感器、超聲波傳感器以及聚偏氟乙烯高分子壓電傳感器等。使用半導(dǎo)體壓力傳感器所構(gòu)成的脈搏探測(cè)系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)、價(jià)格低廉，但靈敏度不高；超聲波多普勒傳感器對(duì)液體穿透本領(lǐng)強(qiáng)，檢測(cè)精度較高，但對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備，不適用于便攜式系統(tǒng)；聚偏氟乙烯高分子壓電傳感器柔韌和加工性比較好、靈敏度高，但只能在有限范圍內(nèi)滿足線性要求，抗干擾能力差［5-7］。通過比較各種傳感器優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)脈搏引起血管血液濃度（流量）的變化，利用Lam?bert-Beer定律，對(duì)近紅外光吸收量的變化進(jìn)行分析，采用ST188紅外傳感器，結(jié)合光電容積脈搏波描記法（photo-plethysmography，PPG）來提取人體脈搏信息，便攜且操作性強(qiáng)。同時(shí)，通過基于nRF24L01模塊的 WIFI（wireless fidelity）方式實(shí)時(shí)傳輸人體脈搏測(cè)量信號(hào)，可以減少醫(yī)療成本，提高醫(yī)療效率。

1 系統(tǒng)主要技術(shù)要求

脈搏紅外探測(cè)系統(tǒng)功能要求如下：1）對(duì)使用者的脈搏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以數(shù)字的形式在屏幕上進(jìn)行顯示；2）當(dāng)脈搏信號(hào)超過人體健康范圍會(huì)啟動(dòng)報(bào)警；3）采集到的脈搏信號(hào)通過WIFI方式傳送到其他數(shù)據(jù)終端。……