CN109805916A - 一种基于无线传感的血压测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无线传感的血压测量系统，属于血压测量技术领域。包括报警系统、血压采集系统、血压数据处理系统、无线传输系统、监控系统；血压采集系统包括A/D转换器、气体压力传感器、袖带、气泵和电磁阀；血压数据处理系统内含单片机模块A，无线传输系统为射频接收发送模块，监控系统包括单片机模块及显示屏；气体压力传感器与A/D转换器连接，A/D转换器与单片机模块A连接，单片机模块A判断气体压力传感器检测到的实时血压是否在正常值范围内，单片机模块A分别与射频接收发送模块、报警模块连接，射频接收发送模块与单片机模块B连接，单片机模块与显示屏连接。主要功能是将所测得血压数据远程传送到终端。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于无线传感的血压测量系统，属于血压测量技术领域。
背景技术
随着大众意识到血压疾病的危害后，人们越来越重视自身的健康状况，为了时刻检测到个人及家庭成员血压的情况，掌握血压变化趋势，有助于更好的进行健康管理以及提早发现情况及时就医，从而降低高血压发病率，早在18世纪初，就出现了早期的血压检测器，随着技术的发展，血压计也逐渐完善。
现有技术的血压测量只能手动测量且不能近距离传输给医护人员，使用不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于无线传感的血压测量系统，实现准确、方便快捷的测出血压并进行远程无线传输。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于无线传感的血压测量系统，包括报警模块及依次连接的血压采集系统、血压数据处理系统、无线传输系统、监控系统；血压数据处理系统与报警模块连接；
血压采集系统包括 A/D转换器、气体压力传感器、袖带、气泵和电磁阀；血压数据处理系统内含单片机模块A，无线传输系统为射频接收发送模块，监控系统包括单片机模块及显示屏；
气泵和电磁阀一端与单片机模块A连接，单片机模块A控制气泵和电磁阀工作，气体压力传感器与A/D转换器连接，A/D转换器与单片机模块A连接，单片机模块A判断气体压力传感器检测到的实时血压是否在正常值范围内，单片机模块A分别与射频接收发送模块、报警模块连接，射频接收发送模块与单片机模块B连接，单片机模块与显示屏连接。
具体地，所述的单片机模块A包括STC89C52RC单片机及与STC89C52RC单片机连接的STC89C52复位电路和STC89C52振荡电路；
STC89C52复位电路包括按键K1、电解电容C2、电阻R5，按键K1一端、电解电容C2的一端接电源VCC，按键K1的另一端、电解电容C2的另一端、电阻R5的一端均接STC89C52RC单片机的RST复位端，电阻R5的另一端接地；
STC89C52振荡电路包括电容C4、电容C6、晶振Y1，电容C4、电容C6的一端接地，另一端接晶振Y1的两端，晶振Y1的两端同时接STC89C52RC单片机反相振荡器的输入端18引脚和输出端19引脚。
具体地，所述的A/D转换器采用12位串行模数转换器TCL2543，气体压力传感器采用XGZP6847传感器，XGZP6847传感器的5号引脚与电阻R2的一端连接，R2的另一端分别与电容C12的一端、TCL2543的1号引脚连接，电容C12的另一端接地。
具体地，所述无线传输系统采用NRF24C01无线射频模块。
具体地，所述的显示屏采用LCD1602显示屏。
具体地，所述的报警模块为蜂鸣器。
具体地，所述的单片机模块B也采用STC89C52RC单片机。
本发明的有益效果是：本发明提出的基于无线传感的血压测量系统通过单片机模块A控制气泵和电磁阀工作，单片机模块A将气体压力传感器检测的实时血压信号通过射频模块无线传送给远处的监控系统，实现了对血压的远程无线监控。
附图说明
图1是系统连接框图；
图2是本发明的TLC2543与传感器连接电路；
图3是STC89C52复位电路的电路图；
图4是STC89C52振荡电路的电路图；
图5是本发明STC89C52RC单片机的部分连接电路图；
图6是本发明的LCD1602显示屏的连接电路图。
具体实施方式
下面结合附图所示的流程对本发明进行详细的描述。
实施例1：如图1-6所示，一种基于无线传感的血压测量系统，包括报警模块及依次连接的血压采集系统、血压数据处理系统、无线传输系统、监控系统；血压数据处理系统与报警模块连接；
血压采集系统包括 A/D转换器、气体压力传感器、袖带、气泵和电磁阀；血压数据处理系统内含单片机模块A，无线传输系统为射频接收发送模块，监控系统包括单片机模块及显示屏；
气泵和电磁阀一端与单片机模块A连接，单片机模块A控制气泵和电磁阀工作，气体压力传感器与A/D转换器连接，A/D转换器与单片机模块A连接，单片机模块A判断气体压力传感器检测到的实时血压是否在正常值范围内，单片机模块A分别与射频接收发送模块、报警模块连接，射频接收发送模块与单片机模块B连接，单片机模块B与显示屏连接。
进一步地，所述的单片机模块A包括STC89C52RC单片机及与STC89C52RC单片机连接的STC89C52复位电路和STC89C52振荡电路；
STC89C52复位电路包括按键K1、10uF电解电容C2、10k电阻R5，按键K1一端、电解电容C2的一端接电源VCC，按键K1的另一端、电解电容C2的另一端、电阻R5的一端均接STC89C52RC单片机的RST复位端（也就是STC89C52RC单片机的9号引脚），电阻R5的另一端接地；
STC89C52振荡电路包括30p电容C4、30p电容C6、晶振Y1，电容C4、电容C6的一端接地，另一端接晶振Y1的两端，晶振Y1的两端同时接STC89C52RC单片机反相振荡器的输入端18引脚和输出端19引脚。它的作用是给单片机电路提供时钟信号流。晶振的内部由电容和电阻组成，功能是充放电。两个30pF的电容接地是为了稳定频率，排除干扰。
血压数据处理系统的中央处理单元用的是STC89C52RC单片机，它的芯片具有处理和存储数据的功能，并作为控制单元对血压的测量及数据的采集进行控制。
进一步地，所述的A/D转换器采用12位串行模数转换器TCL2543，气体压力传感器采用XGZP6847传感器，XGZP6847传感器的5号引脚与电阻R2的一端连接，R2的另一端分别与电容C12的一端、TCL2543的1号引脚连接，电容C12的另一端接地。
本发明的A/D转换器也就是模数转换器，本发明选用的是TI公司的12位串行模数转换器TCL2543，由于它是串行输入结构，能够节省单片机的I/O资源，且成本低，分辨率高。传感器将收集到的压力信号通过OUT端输出给A/D转换器的模拟量输入端，经过信号的转换后，将数字信号通过15、16、17、18、19输出端口连接到单片机，实现模拟信号转换为数字信号的过程。
在A/D转换器程序中，首先CLK时钟端置0，CS片选端置0，激活串行输出端，，设定为12个时钟周期，接着读取第一个数据，延时3个操作周期后输出第二个数据，此时寄存器左移一位，将最低位空出，装入第二位数据。转换以后将CS置高位，停止数据的转黄，最终得到所需要的AD值。
进一步地，所述无线传输系统采用NRF24C01无线射频模块。
进一步地，如图6所示，所述的显示屏选用的是显示清楚、亮度高、整体轻便、功耗低的数字式接口LCD1602显示器，能够将所测血压数据清晰的显示出来。单片机模块B将从NRF24L01接收模块上的数字信号处理在显示屏上显示出来。液晶显示器对比度调整端通过接入一个3K的电位器来调整对比度。
进一步地，所述的报警模块为蜂鸣器。
进一步地，所述的单片机模块B也采用STC89C52RC单片机。
本发明气泵和电磁阀的额定电压都为6V，并且都用8850三极管来控制工作状态，并且并联一个IN4007二极管在输入端做续流二级管保护气泵和电磁阀。
电源采用的是7805(一种固定式的三端集成稳压器)，它可以在满足一定条件下输出5V电压，电路内部有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便、而且价格便宜。
本发明无线传输系统采用的是具有编程简单、传输速率高、节点简单、功耗小、成本低的NRF24C01无线通信模块，分为发送模块和接收模块，它将从单片机模块A处理好的数据通过发送模块发送到单片机模块B。
当节点有数据需要发送时，射频模块的CE置高电平，接着数据便会按其时序送到NRF2401中。单片机模块A将CE置为低电平时，开始发送，RF前端加电，给射频模块（RF）加字头和CRC校验来完成数据打包。数据高速发送，完成后返回等待。
先对接收到的RF包的有效数据长度和地址进行核对，将模块的CE置高电平，启动RX经过延时处理后，启动子系统监测数据信号。若核对到正确的数据包，子系统会去除字头、低着和CRC位。接着将DR1置高电平与单片机建立连接以通知接受的数据了，然后把CE置低电平，单片机模块B按照时序将数据从射频模块中取出来并进行存储。在这个接收的过程中，CE的高低电平决定了接收下一个数据包还是重新接收。如果是要接收下一个数据包，需要保持CE高电平和DR1低电平。
在发送和接收系统中，NRF24L01模块的1引脚接地，5引脚接入3V的电压，CE、CSN、MISO、IRQ、MOSI、SCK分别与单片机模块A的P3.1~P3.7管脚相连，发送模块是用来接收单片机模块A处理好多数字信号，然后无线传输到接收模块，接收模块接收到数字信号后传入到单片机模块B内，然后单片机模块B控制将数据在显示屏中显示出来。
显示屏主要显示了3中数据，收缩压SBP、舒张压DSP还有脉搏pulse，其中SBP和DSP的单位为mmHg。在这个程序中，由延时函数、命令写入函数、数据写入函数和初始化函数组成。最后界面显示的为第一行写入SBP及其数据和Pulse，第二行写入DBP及数据，mmHg和脉搏的数据。
本发明的工作原理是：电源接通后，工作指示灯亮起，将袖带戴在手腕上，工作人员通过STC89C52复位电路中的按键K1控制气泵充气和放气，气体压力传感器将准确感应的压力值传给A/D转换器，通过A/D转换器将信号转变为压电信号，再将这个信号传输到单片机模块A，所述的单片机模块A内存储有人体血压正常值范围，单片机模块A将气体压力传感器检测到的实时血压值与存储的人体血压正常值范围进行比较，但实时血压值不在正常值范围内时，控制报警模块报警，同时单片机模块A同时将接收到的实时血压信号通过射频接收发送模块发送给监控系统的单片机模块B，单片机模块B控制显示器显示检测到的血压数据，供远处的医护人员或其他监控人员查看并采取相关措施。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种基于无线传感的血压测量系统，其特征在于：包括报警模块及依次连接的血压采集系统、血压数据处理系统、无线传输系统、监控系统；血压数据处理系统与报警模块连接；
血压采集系统包括 A/D转换器、气体压力传感器、袖带、气泵和电磁阀；血压数据处理系统内含单片机模块A，无线传输系统为射频接收发送模块，监控系统包括单片机模块及显示屏；
气泵和电磁阀一端与单片机模块A连接，单片机模块A控制气泵和电磁阀工作，气体压力传感器与A/D转换器连接，A/D转换器与单片机模块A连接，单片机模块A判断气体压力传感器检测到的实时血压是否在正常值范围内，单片机模块A分别与射频接收发送模块、报警模块连接，射频接收发送模块与单片机模块B连接，单片机模块与显示屏连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感的血压测量系统，其特征在于：所述的单片机模块A包括STC89C52RC单片机及与STC89C52RC单片机连接的STC89C52复位电路和STC89C52振荡电路；
STC89C52复位电路包括按键K1、电解电容C2、电阻R5，按键K1一端、电解电容C2的一端接电源VCC，按键K1的另一端、电解电容C2的另一端、电阻R5的一端均接STC89C52RC单片机的RST复位端，电阻R5的另一端接地；
STC89C52振荡电路包括电容C4、电容C6、晶振Y1，电容C4、电容C6的一端接地，另一端接晶振Y1的两端，晶振Y1的两端同时接STC89C52RC单片机反相振荡器的输入端18引脚和输出端19引脚。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于无线传感的血压测量系统，其特征在于：所述的A/D转换器采用12位串行模数转换器TCL2543，气体压力传感器采用XGZP6847传感器，XGZP6847传感器的5号引脚与电阻R2的一端连接，R2的另一端分别与电容C12的一端、TCL2543的1号引脚连接，电容C12的另一端接地。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于无线传感的血压测量系统，其特征在于：所述无线传输系统采用NRF24C01无线射频模块。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于无线传感的血压测量系统，其特征在于：所述的显示屏采用LCD1602显示屏。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于无线传感的血压测量系统，其特征在于：所述的报警模块为蜂鸣器。
7.根据权利要求2所述的一种基于无线传感的血压测量系统，其特征在于：所述的单片机模块B也采用STC89C52RC单片机。
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