基于STM32的便攜體檢裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1. 1. 7 心電模塊:

心電模塊的具體設(shè)計(jì)步驟如( 圖4 所示) 。對(duì)由電極采集到的心電信號(hào)，先通過(guò)前置放大，將微弱的心電信號(hào)高保真放大，再通過(guò)低通濾波、高通濾波及50Hz 陷波濾除干擾，最后進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換[4]。

圖4 心電提取步驟

理論上，人體任意兩點(diǎn)之間都存在心電引起的電位差，兩個(gè)電極即可實(shí)現(xiàn)心電測(cè)量。但是，在采集心電信號(hào)過(guò)程中，必須設(shè)法消除或降低來(lái)自交流市電共模電壓的干擾，工程上常用“右腳驅(qū)動(dòng)”的方法來(lái)消除，因此這里我們使用3 個(gè)電極來(lái)提取心電信號(hào)，即左右手和右腳。

前置放大電路采用差分方式輸入，形成差模信號(hào)。為了提高精度，使用高精度儀表放大器AD620 作為心電的前置放大器的運(yùn)放。前置放大電路由輸入跟隨、儀用放大器、右腿浮地驅(qū)動(dòng)等3 部分組成。

濾波電路中，低通濾波器采用歸一化設(shè)計(jì)的BUTTERWORTH 四階低通濾波，截止頻率fH 為100Hz。高通電路中由于噪聲主要集中于0. 03Hz ～2Hz，為了盡可能在不影響心電信號(hào)的情況下盡量多的濾除干擾，選擇截止頻率fL為0. 036Hz。50Hz 陷波電路中采用“雙T 帶阻濾波”電路來(lái)濾除工頻干擾。

經(jīng)過(guò)陷波器后的心電信號(hào)是雙極性，由于系統(tǒng)中的A/D 芯片只能量化單極性信號(hào)，所以必須使用電平提升電路把雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)化為單極性信號(hào)。

1. 2 軟件設(shè)計(jì):

STM32 的包括處理用戶按鍵數(shù)據(jù)輸入，定時(shí)外部中斷控制超聲測(cè)量身高，A/D 采樣體溫、體重、肺活量、心電等信號(hào)?？刂齐姍C(jī)打氣，泄氣閥放氣并測(cè)量血壓值。將測(cè)得的信號(hào)顯示在液晶屏上。其流程圖如( 圖5 所示) 。

2. 結(jié)果

STM32 顯示界面如( 圖6 所示) 。其中準(zhǔn)水銀體溫計(jì)和體檢裝置實(shí)驗(yàn)對(duì)比，所有體有誤差≤0. 1℃; 體重測(cè)量的誤差≤2 公斤; 標(biāo)準(zhǔn)水銀血壓計(jì)和體檢裝置實(shí)驗(yàn)對(duì)比，所有收縮壓和舒張壓數(shù)據(jù)誤差小于7%; 卷尺測(cè)量結(jié)果和體檢裝置實(shí)驗(yàn)對(duì)比，所有誤差≤1cm; 均能夠滿足監(jiān)護(hù)要求。

圖5 程序整體流程圖

圖6 顯示界面圖

3. 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果顯示，該設(shè)計(jì)方案成本低，功能完善，操作簡(jiǎn)單，人機(jī)界面友好，非常人性化。隨著人們對(duì)健康的關(guān)注度越來(lái)越高，國(guó)家對(duì)醫(yī)療事業(yè)越來(lái)越重視，該便攜式體檢箱將有很廣的應(yīng)用前景。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于集成了多項(xiàng)測(cè)量人體生理數(shù)據(jù)功能于一體，應(yīng)用液晶彩屏顯示，并將結(jié)果保存，非常人性化。