CN210354678U

CN210354678U - 一种基于单片机的心率测量装置

Info

Publication number: CN210354678U
Application number: CN201920801957.4U
Authority: CN
Inventors: 李雷远; 刘刚; 吴娱; 任国芳; 张长江
Original assignee: CENTURY COLLEGE BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS
Current assignee: CENTURY COLLEGE BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-05-30

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的心率测量装置，包括外壳、信号板、指环和指板，所述信号板嵌设式安装在外壳内，所述信号板的表面从右到左依次设置有数码显示屏、单片机、LED灯、比较器、振荡器、低通放大器以及两组信号接口，本实用新型的数字信号输出不需要再经过ADC转换电路来识别电平幅度而直接被单片机检测，所以在一定程度上节约了制作成本，设计的指环和指板可将数据分别在两个数码屏上显示，实现了直观的数据对比，在数据相差较大时，可以进行重复操作，从而减少数据检测的误差，在指环和指板未使用时，可将其放置到卡槽内，由于卡槽内磁性镀层与指环和指板产生磁性相吸，实现对指环和指板的固定。

Description

一种基于单片机的心率测量装置

技术领域

本实用新型涉及心率测量领域，特别涉及一种基于单片机的心率测量装置。

背景技术

心率是一项重要的人体机能指标,健康成年人大约每分钟的心跳在72下。当一个人运动时,心率会逐渐升高,当停下来后又会慢慢恢复。如果心率比正常的低,表明心率过缓;比正常高,表明心率过速。心率测量存在的便捷性、准确性往往是人们在体检、体育锻炼等日常生活中需要面临的问题。目前,主流的测量心率的方法有把脉法和心电图法。

现在涉及到一种基于单片机的心率测量装置，现有的心率检测采用腕带式进行测量，但是抗干扰能力较弱，同时现有设备在进行心率测量时需要将信号通过ADC转换电路进行信号传递，测量产生的数据无法得到直观对比，在单次测量后容易产生较大误差，为此，我们提出一种基于单片机的心率测量装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于单片机的心率测量装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于单片机的心率测量装置，包括外壳、信号板、指环和指板，所述信号板嵌设式安装在外壳内，所述信号板的表面从右到左依次设置有数码显示屏、单片机、LED灯、比较器、振荡器、低通放大器以及两组信号接口，且数码显示屏、LED灯以及两组信号接口均通过外壳与外界连通；

所述指环和指板均通过设置数据线与两组信号接口对应连接，所述指环由两个环片组成，且位于底端的环片表面安装有第一红外传感器，所述指板的中心嵌入式安装有第二红外传感器，且指板的一侧可转动式安装有夹扣，所述外壳的下表面位置开设有两个卡槽，且指环和指板分别嵌入设置到两个卡槽内，所述数码显示屏、LED灯以及比较器和振荡器均为单片机电性连接，两个红外传感器分别通过两根数据线与低通放大器电性连接，所述低通放大器与比较器和振荡器通过导线连接。

优选的，所述外壳采用盖合式结构，且卡槽内壁电镀有磁性镀层，并通过磁性镀层与指环和指板磁性相吸。

优选的，所述指环由两个环片组成通过设置三组螺丝固定连接，且每个环片的内环位置均通过强力胶粘合有海绵圈，所述第一红外传感器包括红外发射二极管和接收三极管，且红外发射二极管和接收三极管分别设置于测量部位的两侧，所述第二红外传感器同理可得。

优选的，所述数码显示屏包括第一数码屏和第二数码屏，且第一数码屏和第二数码屏显示的数据分别对应指环和指板。

优选的，所述单片机的型号为STC12C2052。

优选的，还包括与单片机配套设置的外部晶振和数码显示电路，所述数码显示电路用于将单片机处理得到的信息传递到数码显示屏上对应显示。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的数字信号输出实质是一高低电平，利用单片机检测这个高低电平，实现脉搏数的采集，由于信号已经转化为数字信号(高低电平)，不需要再经过ADC转换电路来识别电平幅度而直接被单片机检测，所以在一定程度上节约了制作成本；

2、本实用新型通过设计指环和指板，指环的内圈设有海绵圈，起到缓冲和保护手指的作用，指板采用夹扣式设计，可以夹在手指上也可以在耳朵根部进行检测心率，指环和指板将数据分别在两个数码屏上显示，实现了直观的数据对比，在数据相差较大时，可以进行重复操作，从而减少数据检测的误差；

3、本实用新型设置两个卡槽，在指环和指板未使用时，可将其放置到卡槽内，由于卡槽内磁性镀层与指环和指板产生磁性相吸，实现对指环和指板的固定，同时也方便再次取出进行使用。

附图说明

图1为本实用新型一种基于单片机的心率测量装置的整体结构装配图；

图2为本实用新型一种基于单片机的心率测量装置的外壳侧视图；

图3为本实用新型一种基于单片机的心率测量装置的信号板结构示意图图；

图4为本实用新型一种基于单片机的心率测量装置的脉搏测量工作原理图。

图中：1、外壳；2、信号板；3、第一数码屏；4、第二数码屏；5、LED灯；6、信号接口；7、数据线；8、指环；9、海绵圈；10、第一红外传感器；11、指板；12、第二红外传感器；13、夹扣；14、卡槽；15、比较器；16、振荡器；17、低通放大器；18、单片机。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-4所示，一种基于单片机的心率测量装置，包括外壳1、信号板2、指环8和指板11，其特征在于：信号板2嵌设式安装在外壳1内，信号板2的表面从右到左依次设置有数码显示屏、单片机18、LED灯5、比较器15、振荡器16、低通放大器17以及两组信号接口6，且数码显示屏、LED灯5以及两组信号接口6均通过外壳1与外界连通；

信号板2外接有5v的直流电源，避免电压过大。

LED灯5有两个，分别显示红色和绿色，LED灯5（红）：信号指示，当有脉搏信号的时候，会闪亮；LED灯5（绿）：电源指示，通电后会亮起。

指环8和指板11均通过设置数据线7与两组信号接口6对应连接，该处的数据线7两端均设有连接件，可进行灵活的装配使用，指环8由两个环片组成，且位于底端的环片表面安装有第一红外传感器10，指板11的中心嵌入式安装有第二红外传感器12，且指板11的一侧可转动式安装有夹扣13，外壳1的下表面位置开设有两个卡槽14，且指环8和指板11分别嵌入设置到两个卡槽14内，数码显示屏、LED灯5以及比较器15和振荡器16均为单片机18电性连接，两个红外传感器分别通过两根数据线7与低通放大器17电性连接，低通放大器17与比较器15和振荡器16通过导线连接。

如图1和2所示，外壳1采用盖合式结构，且卡槽14内壁电镀有磁性镀层，并通过磁性镀层与指环8和指板11磁性相吸。

本实用新型设置两个卡槽14，在指环8和指板11未使用时，可将其放置到卡槽14内，由于卡槽14内磁性镀层与指环8和指板11产生磁性相吸，实现对指环8和指板11的固定，同时也方便再次取出进行使用。

如图1所示，指环8由两个环片组成通过设置三组螺丝固定连接，且每个环片的内环位置均通过强力胶粘合有海绵圈9，第一红外传感器10包括红外发射二极管和接收三极管，且红外发射二极管和接收三极管分别设置于测量部位的两侧，第二红外传感器12同理可得。

如图1所示，数码显示屏包括第一数码屏3和第二数码屏4，且第一数码屏3和第二数码屏4显示的数据分别对应指环8和指板11。

指环8与指板11均为圆盘状结构，增大与测量部位的接触面积，从而保证其更好的佩戴在使用者的测量部位。

本实用新型通过设计指环8和指板11，指环8的内圈设有海绵圈9，起到缓冲和保护手指的作用，指板11采用夹扣式设计，可以夹在手指上也可以在耳朵根部进行检测心率，指环8和指板11将数据分别在两个数码屏上显示，实现了直观的数据对比，在数据相差较大时，可以进行重复操作，从而减少数据检测的误差。

如图3所示，单片机18的型号为STC12C2052。

如图4所示，还包括与单片机18配套设置的外部晶振和数码显示电路，数码显示电路用于将单片机18处理得到的信息传递到数码显示屏上对应显示。

本实用新型的数字信号输出实质是一高低电平，利用单片机18检测这个高低电平，实现脉搏数的采集，由于信号已经转化为数字信号(高低电平)，不需要再经过ADC转换电路来识别电平幅度而直接被单片机18检测，所以在一定程度上节约了制作成本。

需要说明的是，本实用新型为一种基于单片机的心率测量装置，首先，接通装置电源，根据使用者的意愿同时佩戴指环8与指板11，将指环8戴在手指处，此时的第一红外传感器10与手指表面对应，指板11采用夹扣式设计，可以夹在手指上也可以在耳朵根部进行检测心率，此时的第二红外传感器12与指头或耳根部对应，

当手指放在红外光电传感器对应时，随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变，当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小，当血液流回心脏，组织半透明度则增大，这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显，因此本设计将红外发射二极管产生的红外线照射到人体的手指部位，经过手指组织的反射和衰减由装在该部位对应位置上的接收三极管来接收其透射光并把它转换成电信号，该信号依次经过低通放大器17、比较器15和振荡器16进行放大、滤波、整形后输出形成脉冲信号，输出的脉冲信号作为单片机18的外部中断信号，后级可以由单片机18内部电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码屏上显示，指环8和指板11将数据分别在两个数码屏上显示，实现了直观的数据对比，在数据相差较大时，可以进行重复操作，从而减少数据检测的误差，

使用结束后，可将其放置到卡槽14内，由于卡槽14内磁性镀层与指环8和指板11产生磁性相吸，实现对指环8和指板11的固定，同时也方便再次取出进行使用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种基于单片机的心率测量装置，包括外壳（1）、信号板（2）、指环（8）和指板（11），其特征在于：所述信号板（2）嵌设式安装在外壳（1）内，所述信号板（2）的表面从右到左依次设置有数码显示屏、单片机（18）、LED灯（5）、比较器（15）、振荡器（16）、低通放大器（17）以及两组信号接口（6），且数码显示屏、LED灯（5）以及两组信号接口（6）均通过外壳（1）与外界连通；

所述指环（8）和指板（11）均通过设置数据线（7）与两组信号接口（6）对应连接，所述指环（8）由两个环片组成，且位于底端的环片表面安装有第一红外传感器（10），所述指板（11）的中心嵌入式安装有第二红外传感器（12），且指板（11）的一侧可转动式安装有夹扣（13），所述外壳（1）的下表面位置开设有两个卡槽（14），且指环（8）和指板（11）分别嵌入设置到两个卡槽（14）内，所述数码显示屏、LED灯（5）以及比较器（15）和振荡器（16）均为单片机（18）电性连接，两个红外传感器分别通过两根数据线（7）与低通放大器（17）电性连接，所述低通放大器（17）与比较器（15）和振荡器（16）通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的心率测量装置，其特征在于：所述外壳（1）采用盖合式结构，且卡槽（14）内壁电镀有磁性镀层，并通过磁性镀层与指环（8）和指板（11）磁性相吸。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的心率测量装置，其特征在于：所述指环（8）由两个环片组成通过设置三组螺丝固定连接，且每个环片的内环位置均通过强力胶粘合有海绵圈（9），所述第一红外传感器（10）包括红外发射二极管和接收三极管，且红外发射二极管和接收三极管分别设置于测量部位的两侧，所述第二红外传感器（12）同理可得。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的心率测量装置，其特征在于：所述数码显示屏包括第一数码屏（3）和第二数码屏（4），且第一数码屏（3）和第二数码屏（4）显示的数据分别对应指环（8）和指板（11）。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的心率测量装置，其特征在于：所述单片机（18）的型号为STC12C2052。

6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的心率测量装置，其特征在于：还包括与单片机（18）配套设置的外部晶振和数码显示电路，所述数码显示电路用于将单片机（18）处理得到的信息传递到数码显示屏上对应显示。