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基于Arduino的遠程定位生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

作者:張強武 唐露新 陳超鋒 時間:2014-07-25 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:基于Arduino平臺采用提供高精度三維位置的MXTOS2-200模塊,設(shè)計了一種體積小巧的遠程定位生理參數(shù)監(jiān)測儀。利用獨特的過采樣技術(shù)和低功耗的傳感模塊,結(jié)合Arduino開源環(huán)境對人體脈搏、呼吸頻率、行走狀況(跌倒)等生理狀態(tài)參數(shù)的實時采集測量,與正常生理參數(shù)范圍做比較,進行預(yù)警動作。實驗表明,該監(jiān)測儀可以對生理參數(shù)進行實時采集,得到精確的測量數(shù)據(jù)進行生理判斷;Arduino平臺提供GSM、GPS以及常用生理參數(shù)傳感器的庫函數(shù)可大大降低設(shè)計難度;系統(tǒng)具有設(shè)計簡單、低功耗、低成本的優(yōu)點。

  3.2 生理參數(shù)

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/256090.htm

  ADXL345可以通過設(shè)置內(nèi)部寄存器0x2c來控制輸出數(shù)據(jù)的頻率(100kHz和400kHz),將檢測得到的X、Y、Z三個坐標(biāo)軸數(shù)據(jù)保存在6個8位寄存器(0x32-0x37)之中,其中X軸數(shù)據(jù)保存在寄存器0x32和0x33中;Y軸數(shù)據(jù)保存在寄存器0x34和0x35中;Z軸數(shù)據(jù)保存在寄存器0x36和0x37中;數(shù)據(jù)以補碼的形式輸出,并且高位在前低位在后。用ADXL345的X軸測量人體左右的加速度;Y軸測量人體前后的加速度,Z軸測量人體上下的加速度。ADXL345子程序流程圖如圖6所示。

  3.3 實驗結(jié)果

  將加速度傳感器ADXL345的坐標(biāo)與人體坐標(biāo)對應(yīng)固定在人體;兩個PT1000呼吸頻率傳感器一個固定在鼻孔內(nèi)一個固定在外面,通過呼吸的溫度差導(dǎo)致的電阻變化進行測量;脈搏傳感器直接戴在手指上,接通電源,進行測試。通過 IDE自帶的串口監(jiān)視工具檢測正常情況和摔倒?fàn)顟B(tài)下生理參數(shù),其測量實驗數(shù)據(jù)如圖7所示。

  由圖可知,當(dāng)人體生理正常并且時,測量的呼吸頻率、脈搏在正常范圍(呼吸頻率為15~25次/min,脈搏65~80次/min)內(nèi),其脈搏頻率大約是呼吸頻率的四倍,符合正常生理狀況;當(dāng)人體摔倒時可知XYZ軸加速度發(fā)生巨大變化,呼吸頻率和脈搏頻率上升,此時啟動蜂鳴器,并調(diào)用模塊,測量經(jīng)緯度,最后打包數(shù)據(jù)通過發(fā)送。

  4 結(jié)束語

  基于開源環(huán)境,結(jié)合MXTOS2-200定位模塊提出一種遠程定位多生理參數(shù)監(jiān)測設(shè)計方案,完成了相應(yīng)生理模塊的測試,結(jié)果表明系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地對生理不正常條件進行預(yù)警。系統(tǒng)性價比高,便于攜帶;開源平臺大大降低了設(shè)計的難度。

  但是本系統(tǒng)也有局限:首先,采集的生理參數(shù)還不夠全面,可以繼續(xù)擴展溫度、無創(chuàng)血壓、血飽和度等;其次,傳感器安裝和選用方面也有待進一步提高,實際使用中應(yīng)考慮多傳感器集中封裝(比如封裝在手表內(nèi))的問題;最后,可以考慮將測量數(shù)據(jù)存儲在Yeelink(提供免費傳感器數(shù)據(jù)接入管理的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)),編寫相應(yīng)的Android應(yīng)用,便于隨時隨地的查看。

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