CN204293147U - 基于pc的心率监测仪 - Google Patents

Abstract

一种基于PC的心率监测仪，包括透析式光电传感器，透析式光电传感器依次连接有电流电压转换电路、放大电路、滤波电路、整形电路、比较电路和单片机，单片机还分别连接有电平转换电路和报警电路，电平转换电路连接VB波形显示器，报警电路连接控制电路。本系统实时性强，运行稳定，移植、扩展方便，安全可靠，系统通用性好，同时具有体积小，功耗低，操作简单，便于随身携带等特点，适合家庭和社区医疗保健使用，对心血管疾病的早期诊断具有重要的意义。

Description

基于PC的心率监测仪

技术领域

本实用新型涉及医疗器械，尤其涉及一种基于PC的心率监测仪。

背景技术

目前，随着当代科学技术的发展，心率测试技术越来越先进，消费者对心率监测仪精度的要求也越来越高。国内外科学家先后研制了不同类型的心率测试仪，而设计关键是对高精确度高灵敏度传感器的开发。由于电子计算机技术的飞速发展，智能传感器也逐步应用到多个领域。医用领域将传感器与放大滤波装置、信号采集、计算机等相结合构成新型智能测量系统。这种医学测量系统不仅可以测量心率、血压等，也可对人体进行多点测量，完整检测脉搏的波动状态，能够更加科学的反映心率的变化，从而为医生的诊断提供详细参考依据。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种基于PC的心率监测仪，使用方便，只需将手指端轻轻放在透析式红外脉搏传感器上，即可实时显示出每分钟心跳的次数并在PC机内进行存储。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种基于PC的心率监测仪，包括透析式光电传感器，透析式光电传感器依次连接有电流电压转换电路、放大电路、滤波电路、整形电路、比较电路和单片机，单片机还分别连接有电平转换电路和报警电路，电平转换电路连接VB波形显示器，报警电路连接控制电路。

为了进一步完善，单片机采用STC89C52单片机。STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，32位I/O口线，512字节RAM，MAX810复位电路，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构)，全双工串行口。另外STC89X52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

其中透析式光电传感器包括5V电源供电端，5V电源供电端的输入回路经过限流电阻R1并连接发光二极管发出可见光，5V电源供电端的输出回路经过限流电阻R2并连接光敏三极管提供直流工作电压，光敏三极管电容C1。光敏三极管在发光二极管的光辐射作用下，完成光-电转换，电流经电容耦合输出控制后续电路工作，输入输出完全隔离，具有很强的抗干扰能力。

本实用新型有益的效果是：本实用新型采用红外透析式脉搏传感器对人体的脉搏进行数据采集。得到的信号经过滤波、放大、整形等处理之后送入单片机进行处理。单片机将采集到的脉搏跳动情况送到PC机在VB界面上实时显示出来，同时还设置了心率监测仪的上下限报警功能。本文设计的人体心率监测仪使用方便，只需将手指端轻轻放在传感器上，即可实时显示出每分钟脉搏次数。本系统实时性强，运行稳定，移植、扩展方便，安全可靠，系统通用性好，同时具有体积小，功耗低，操作简单，便于随身携带等特点，适合家庭和社区医疗保健使用，对心血管疾病的早期诊断具有重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型整体结构的原理图；

图2为本实用新型中透析式光电传感器的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：本实施例中基于PC的心率监测仪，包括透析式光电传感器，透析式光电传感器依次连接有电流电压转换电路、放大电路、滤波电路、整形电路、比较电路和单片机，单片机还分别连接有电平转换电路和报警电路，电平转换电路连接VB波形显示器，报警电路连接控制电路。单片机采用STC89C52单片机。其中透析式光电传感器包括5V电源供电端，5V电源供电端的输入回路经过限流电阻R1并连接发光二极管发出可见光，5V电源供电端的输出回路经过限流电阻R2并连接光敏三极管提供直流工作电压，光敏三极管电容C1。

1.透析式光电传感器：透析式光电传感器为本设计最关键部分，旨在将血脉流量变化的物理信号转换成电信号并输出。传感器的精确度、灵敏度、以及抗干扰能力和安装方式决定了心率的测量误差。如附图2所示，因为传感器输出信号的频率很低，如当脉搏为50次/分钟时，只有0.78Hz，200次/分钟时也只有3.33Hz，因此信号首先经R2、C1组成的低通滤波器滤除高频干扰，当传感器与手指断开或检测到较强的干扰光线时，输出端的直流电压会出现很大变化，用背靠背串联组成的双极性耦合电容把它隔断，滤除直流成分。

2.电流电压转换电路：用电阻作为转换元件，电流流过电阻时，自然会在电阻上建立与电流大小相应的电压。

3.信号放大电路：由于传感器所测得的心率信号比较微弱，所以在经过后续滤波处理以前必须先将信号进行放大，使得输出电信号在整形电路中能满足施密特触发器的稳态触发电压值。

4.滤波与整形电路：由于心率信号的频率很低，因此，在信号处理电路中，必须设计低通滤波器将信号中夹杂的高频信号滤除掉。然后通过整形将模拟的不规则的信号转变成便于信号处理的数字脉冲信号。

5.电平转换电路：利用驱动芯片，实现电路板TTL电平与232电平之间的转换，确保串口通讯正常工作。

6.控制电路：由于在题目中要求在短时间内测得实验结果，因而需要一个电路来控制整个电路的运行、复位、自启动等，控制电路是用来控制计数脉冲的输入以及控制计数器的工作状态，在心率计设计中起到“闸门”的作用。

7.显示部分：将所测信号最终在上位机显示出来。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (3)

1.一种基于PC的心率监测仪，其特征是：包括透析式光电传感器，透析式光电传感器依次连接有电流电压转换电路、放大电路、滤波电路、整形电路、比较电路和单片机，所述单片机还分别连接有电平转换电路和报警电路，电平转换电路连接VB波形显示器，所述报警电路连接控制电路。

2.根据权利要求1所述的基于PC的心率监测仪，其特征是：所述单片机采用STC89C52单片机。

3.根据权利要求1所述的基于PC的心率监测仪，其特征是：所述透析式光电传感器包括5V电源供电端，5V电源供电端的输入回路经过限流电阻(R1)并连接发光二极管发出可见光，5V电源供电端的输出回路经过限流电阻(R2)并连接光敏三极管提供直流工作电压，光敏三极管电容(C1)。