基于avr和无线传输的脉搏监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，包括：脉搏采集模块，通过脉搏传感器实时监测脉搏；信号处理模块，将脉搏信号进行滤波、放大和整形处理后输入控制器；控制器，用于将脉搏数据处理分析后输入显示模块和上传给PC机；显示模块，用于显示控制器输入的脉搏数据；无线发射模块和无线接收模块，用于实现控制器和PC机之间的无线通讯；PC机，用于将脉搏信号显示、记录、存储和处理。本实用新型脉搏监测装置能够实现采集脉搏精确度高，无线传输距离远，方便携带，能源消耗少。
【专利说明】
基于AVR和无线传输的脉搏监测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种脉搏监测装置，尤其涉及一种基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，属于脉搏信号采集技术领域。
【背景技术】
[0002]脉搏是人体常见的生理现象，是心脏和血管状态等重要信息的外在反映。它不仅为人体提供生理参考信息，而且它本身也能给出许多有价值的诊断信息。用传感器测试技术来对脉搏信息进行定量分析，是目前国内外医学专家普遍关注的课题之一。
[0003]近年来日本、美国等国家的医生、学者在医学研究、针灸研究中设计了一些脉象客观描记仪器或装置，这些仪器的主要功能是描记脉象波形，是用作临床观察脉象变化的工具。但是这些仪器装置大多数没有形成产品，也没有见到广泛临床应用的报道。其中比较有代表性的仪器有美国医学博士 John.H.研制的一种针灸临床用的新型无创脉波记录仪，日本的田口贤辉发明的一种“压力、脉搏测定装置”、日本的代田文彦设计了一种“局部加压型可偿还脉装置”、日本Colin公司研制的一种CBM—3000/2000型挠动脉脉波检测仪以及日本Sony公司曾经推出的一种利用三个驻体微音器作为脉波传感元件的脉波检测仪等等。
[0004]目前通常采用固定的专门仪器采集脉搏信号，仪器主要是通过PCI并行或串行口以有线的方式传递数据。中国专利CN 201675925 U公开了脉搏信号实时监视装置，是用串行口通信传输数据的脉搏信号检测装置；中国专利CN 201734700 U公开了一种用通用串行总线传输数据的脉搏信号检测装置。有线信号传输方式信号容易衰减和受电磁干扰，导致采集的数据失真，而且限制了被测对象的活动空间。可扩展性差且不易维修。另外目前通用串行总线的最佳传输距离为5米，否则数据传输会不稳定。无线数据采集和传输技术可以减少系统间的电缆连接，具有分布灵活、不受空间条件限制、携带方便等优点，在各种实时监测、野外操作和特殊的场合应用广泛。
[0005]综上所述，无线传输方式为脉搏监测装置提供了一种新的解决方案。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，解决了现有技术中脉搏采集精确度差传输不方便的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，包括:
[0008]脉搏采集模块，通过脉搏传感器实时监测脉搏；
[0009]信号处理模块，将脉搏信号进行滤波、放大和整形处理后输入控制器；
[0010]控制器，用于将脉搏数据处理分析后输入显示模块和上传给PC机；
[0011 ]显示模块，用于显示控制器输入的脉搏数据；
[0012]无线发射模块和无线接收模块，用于实现控制器和PC机之间的无线通讯；
[0013]PC机，用于将脉搏信号显示、记录、存储和处理。
[0014]进一步的，所述脉搏传感器采用指套容积式光电传感器。
[0015]进一步的，所述信号处理模块包括滤波电路、放大电路和波形整形电路。
[0016]进一步的，所述滤波电路为压控电压源有源二阶低通滤波器电路，包括两个RC滤波电路和同相比例放大电路。
[0017]进一步的，所述放大电路为同相放大电路。
[0018]进一步的，所述控制器采用Atmega8515系列的微控制器。
[0019]进一步的，所述无线发射模块和无线接收模块为CCllOO系列芯片。
[0020]进一步的，所述显示模块为数码管显示屏。
[0021 ]与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是:
[0022]1、采用无线收发模块传递脉搏采集控制器与PC机之间的信息，省去了监护记录PC机设备与脉搏传感器之间的连线，使被测对象可以自由活动，并可以采集到被监测者活动状态下的脉搏信号，无线传输距离适中、功耗低、抗干扰能力强，使脉搏监测装置体积小、结构简单、携带方便，有广阔的应用前景。
[0023]2、采用数码管显示屏显示，可以实现实时观测脉搏数据，方便用户观察和操作。
[0024]3、微处理器控制模块采用Atmega8515系列的单片机，具有处理能力强、低功耗特点，能够节约能耗。
[0025]4、脉搏传感器采集的信号经滤波电路、放大电路和波形整形电路处理，能够识别区分微小的信号量，提高脉搏的采集精确度，使相对误差较小，精确度更高。
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的结构不意图；
[0027]图2是本实用新型脉搏采集模块的信号采集电路图；
[0028]图3是本实用新型信号处理模块的滤波电路图；
[0029]图4是本实用新型信号处理模块的放大电路图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0031 ]如图1所示，基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，包括:脉搏采集模块，通过脉搏传感器实时监测脉搏;信号处理模块，将脉搏信号进行滤波、放大和整形处理后输入控制器;控制器，用于将脉搏数据处理分析后输入显示模块和上传给PC机;显示模块，用于显示控制器输入的脉搏数据;无线发射模块和无线接收模块，用于实现控制器和PC机之间的无线通讯;PC机，用于将脉搏信号显示、记录、存储和处理。
[0032]优选的，所述脉搏传感器采用指套容积式光电传感器，采集电路图如图2所示，D2是红外接收二极管(BPW83型)和Dl是红外发射二极管(IR333型)，他们的工作波长都是940nm，在指夹中，红外接收二极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。红外发射二极管中的电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大。在图2中，R5选100 Ω是基于红外接收二极管感应红外光灵敏度考虑的，R5过大，通过红外发射二极管的电流偏小，BPW83型红外接收二极管无法区别有脉搏和无脉搏时的信号。反之，RO过小，通过的电流偏大，红外接收二极管也不能准确地辨别有脉搏和无脉搏时的信号。当红外发射二极管发射的红外光直接照射到红外接收二极管上时，UB的反相输入端电位大于同相输入端电位，Vi为“O”。当手指处于测量位置时，会出现二种情况:一是无脉期。虽然手指遮挡了红外发射二极管发射的红外光，但是，由于红外接收二极管中存在暗电流，仍有ΙμΑ的暗电流会造成Vi电位略低于2.5 V。二是有脉期。当有跳动的脉搏时，血脉使手指透光性变差，红外接收二极管中的暗电流减小，Vi电位上升。因为红外线是不可见光，在接上电源时不能直观的知道他是否导通，因此在R5后面连接一个指示灯来判别他是否正常工作。
[0033]因此脉搏信号的采集实际上是通过红外接收二极管，在有脉和无脉时暗电流的微弱变化，再经过UB的放大而得到的。所采集到的信号为2μν左右的电压信号。
[0034]脉搏采集信号依次串接滤波电路、放大电路和波形整形电路进行信号处理后输入控制器。滤波电路如图3所示，压控电压源(VCVS)有源二阶低通滤波器电路。他由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，信号从运放的同相端输入，故滤波器的输入阻抗很大，其输出阻抗很小，优点是电路性能较稳定，增益容易调节。
[0035]放大电路如图4所示，信号经过滤波电路之后，电源50Hz的强干扰信号都已经被滤掉。他从C9的2端输入，而C9则对信号再次过滤，把前面留有的暗电流进一步滤掉。运放0P07、R15与R17组成一个放大倍数可调的主电路。为了防止放大电压高过单片机可以处理的+5V电压，于是只给运放0P07提供5V是供电电压，这样就可以让信号放大超过5V时，也只有5V。经过滤波放大电路之后的信号有高低电平，可以让MCU系统识别了，但还不是很完美的方波，因此在通过一个波形整形电路，把他整成一个完美的方波信号。
[0036]优选的，控制器采用Atmega8515系列的微控制器。ATmega8515是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega8515的数据吞吐率高达I MIPS/MHz，具有处理能力强、低功耗特点，能够节约能耗。
[0037]进一步的，所述无线发射模块和无线接收模块为CCllOO系列芯片。无线收发模块采用由ETC公司生产的CCl 100芯片，这个芯片的特点是:CC1100是一种低成本真正单片的UHF收发器，为低功耗无线应用而设计。电路主要设定为在315、433、868和915MHz的ISM(工业，科学和医学)和SRD(短距离设备)频率波段，也可以容易地设置为300-348 MHz,400-464MHz和800-928 MHz的其他频率。
[0038]优选的，所述显示模块为数码管显示屏，能够实时观测脉搏数据。
[0039]当不通过无线收发模块连接PC机时，脉搏采集模块、信号处理模块、控制器和显示模块组成一个改进型的便携式脉搏监测装置，可以随身携带，实时显示脉搏数，简小便捷。当通过无线收发模块连接PC机时，系统构成了一个实时脉搏信号监测和记录系统。
[0040]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，其特征是，包括: 脉搏采集模块，通过脉搏传感器实时监测脉搏； 信号处理模块，将脉搏信号进行滤波、放大和整形处理后输入控制器； 控制器，用于将脉搏数据处理分析后输入显示模块和上传给PC机； 显示模块，用于显示控制器输入的脉搏数据； 无线发射模块和无线接收模块，用于实现控制器和PC机之间的无线通讯； PC机，用于将脉搏信号显示、记录、存储和处理； 所述脉搏传感器采用指套容积式光电传感器，容积式光电传感器包括红外接收二极管和红外发射二极管，红外接收二极管和红外发射二极管相对摆放； 所述信号处理模块包括滤波电路、放大电路和波形整形电路； 所述滤波电路为压控电压源有源二阶低通滤波器电路，包括两个RC滤波电路和同相比例放大电路。2.根据权利要求1所述的基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，其特征是，所述放大电路为同相放大电路。3.根据权利要求1所述的基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，其特征是，所述控制器采用Atmega8515系列的微控制器。4.根据权利要求1所述的基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，其特征是，所述无线发射模块和无线接收模块为CCl 100系列芯片。5.根据权利要求1所述的基于AVR和无线传输的脉搏监测装置，其特征是，所述显示模块为数码管显示屏。
【文档编号】A61B5/02GK205667544SQ201521116776
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】蔡力坚
【申请人】南京信息工程大学