一款基于WIFI傳輸?shù)谋銛y式體征信息監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

摘要：介紹一款采用無線WIFI傳輸?shù)谋銛y式體征信息監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用STC89S52單片機及DS18B20溫度傳感器、HK2000B型壓電式脈搏傳感器等模塊采集生理體征信息，通過HLK—WIFIM03進行無線傳輸，結(jié)合用戶Android設(shè)備終端進行數(shù)據(jù)顯示及反饋。采用人機友好交互界面進行體征信息管理，可實現(xiàn)遠程體征信息監(jiān)測、分析、警報等功能，具有低功耗、使用方便、操作簡單等特點，應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：體征參數(shù);WIFI;Android;監(jiān)測系統(tǒng)

隨著時代的發(fā)展，人們開始越發(fā)地關(guān)注自身和家人的健康保健問題，然而目前市場上已有的針對個別生命體征的監(jiān)測儀器，由于其普遍操作繁瑣，專業(yè)性過強，信息顯示單一及針對性不強等特點，始終無法在市場中得到推廣。在此介紹一款基于智能系統(tǒng)，簡約便利，具有低功耗、使用方便、操作簡單等特點的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)。

此款監(jiān)測系統(tǒng)在集成實時監(jiān)測體溫脈搏等多項生命體征的同時，結(jié)合當下快速普及的Android智能系統(tǒng)，將最大化減少使用者的操作過程。用戶僅需通過簡單設(shè)置便可通過智能軟件在隨身設(shè)備上直觀地實現(xiàn)對多項生命體征信息的實時動態(tài)，抑或間隔性監(jiān)測，又可針對設(shè)定值對超標體征進行報警。同時，智能終端軟件還可針對數(shù)據(jù)進行優(yōu)化整理，建立個人體征信息數(shù)據(jù)庫，針對個體情況作出分析，對個人健康提出合理化建議。

1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理

系統(tǒng)基于安全、可靠，使用方便、經(jīng)濟等原則，采用模塊化設(shè)計思想。采集部分基于STC89S52單片機為核心，運用溫度傳感器DS18B2 0、HK2000B型壓電式脈搏傳感器等模塊采集生理體征信息，經(jīng)過濾波放大，數(shù)字化處理后由HLKWIFIM03模塊通過無線傳輸至服務(wù)器，而后推送至用戶終端進行顯示。系統(tǒng)總體原理框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 硬件電路設(shè)計

2.1.1 脈搏檢測模塊設(shè)計

心室周期性的收縮和舒張導(dǎo)致主動脈的收縮和舒張，使血流壓力以波的形式從主動脈根部開始沿著整個動脈系統(tǒng)傳播，這種波稱為脈搏波。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強度、速率和節(jié)律等方面的綜合信息，很大程度上反映出入體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征。

考慮到產(chǎn)品價格和所需精度的要求，本模塊選擇了合肥華科電子技術(shù)研究所研制開發(fā)的基于聚偏氟乙烯壓電膜的HK-2000B型集成化脈搏傳感器，它采用高度集成化工藝將力敏元件(PVDF壓電膜)、靈敏度溫度補償元件、感溫元件、信號調(diào)理電路集成在傳感器內(nèi)。壓電式原理采集信號，模擬信號輸出，輸出完整的脈搏波電壓信號，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于無創(chuàng)心血管功能檢測、妊高征檢測、中醫(yī)脈象診斷等。脈搏采集部分主要構(gòu)成如圖2所示。

脈搏傳感器輸出的模擬信號電壓范圍是-0.1～0.6V，為消除負號，滿足后級單端輸入A/D轉(zhuǎn)換器的需要，設(shè)計了電壓抬升電路如圖3所示。

經(jīng)傳感器輸出的脈搏信號頻率很低，極容易引入干擾，這些干擾有來自50 Hz的工頻干擾，有來自肌體抖動、精神緊張帶來的假象信號等。由于人的脈搏頻率在0.1～70 Hz之間，為了不把有效的信號過濾掉，將低通濾波器的截止頻率設(shè)為100 Hz，濾除系統(tǒng)的干擾，包括電壓抬升引入的干擾以及工頻干擾等，并把信號傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換器中為下一步的模數(shù)轉(zhuǎn)換做準備。

MAX187是12位逐次逼近式串行A/D轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換速度快，耗電量少。與單片機連接時采用3線接口的數(shù)據(jù)串行方式，MAX187與STC89S52單片機的接口電路如圖4所示。

STC89S52的P3.0、P3.1、P3.2腳分別與MAX187的SCLK、CS、DOUT端連接，通過控制MAX187的串口時序，完成A/D連續(xù)轉(zhuǎn)換的讀寫操作。電源需要進行去耦合處理，典型接法是用一個4.7μF電容和一個0.1μF電容并聯(lián)。當使用內(nèi)部4.096 V參考電壓方式時，4腳接一個4.7μF的退耦電容。此時輸入模擬信號的電壓范圍為0～4.096 V，如果模擬輸入電壓不在這個范圍要外加電路進行電壓范圍的變換。