附 录 17

1 绪论

1.1 心率计的研究目的及意义

全球经济与科技在不断发展，越来越多的人开始意识到健康的生活方式和疾病预防的重要性。研究表明，每年因心脑血管疾病而死的人数不胜数，高昂的医疗费用也给这些家庭带来了巨大的负担。不得不说，如何降低心脑血管的发病率已经成为了当今社会迫在眉睫的问题。

随着社会的进步，国内外都出现了林林总总的用来测量心率的仪器，其中最为引人关注的是电子脉搏仪，这是一种通过收集人的脉搏信号来测得心率的仪器。心脏的振动沿动脉血管和血流向外周传播，从而形成了脉搏波。脉搏波所体现的速率，波形等信息可以很好地反映出心血管系统中的某些疾病特征，因此，古往今来，国内外医学界对脉搏波的处理一直给予关注。众所周知，脉诊在我国已有千年历史，传统中医通过“望闻问切”来诊断疾病，但是这种方式极容易受到人为因素的影响。脉搏波信号是一种低频的弱信号，因此脉诊不够准确，需要将其通过放大和滤波才能进行更好的提取[2]。 

1.2 当前研究现状

经济发展带动科技发展，测量技术在不断地提升的同时，各方各面对测量所得数据的准确性也给与了高度重视。世界各国都投入巨大的人力物力在医疗事业上，对脉搏传感器的研究发明在日益进步。以前，很多学校在对学生进行身体素质检测时，测量心率使用的就是接触式传感器，比如指脉测量仪和耳脉测量仪。指脉测量较为便捷，但是手指在日常生活中接触的东西多而且杂，因而手指污染会降低感应的灵敏度。耳脉测量比较干净，但是容易受到外界环境温度的影响，一旦温差大就会影响到测量的精确度。再比如，经常出现在保健中心或者养老院等地方的电子血压计，也可以用来测量脉搏，但是每次使用这个仪器的时候都需要患者经历一个加压和减压的过程，容易造成人员不适，也会降低精准度。

最近几年，不管是中国还是其他国家，都在全身心地投入到非接触式的传感器的发明中。这种传感器最大的特点就是不会对人体造成伤害，人体不需要直接接触仪器，只需要通过体表间接地测量出数据，并且能自动消除仪器系统所导致的误差。其中光电脉搏传感器经过监测指尖的透光度从而测量出脉搏，这种传感

器不仅对人体无损害，而且准确度高，现如今，使用光电脉搏传感器来测量的脉

搏仪已经广泛的应用到医疗保健中，效果也是相当不错。 

2 总体方案的选择

本系统包括好几个模块，比如：主控模块、显示模块、蜂鸣器模块、时钟模块、按键模块等，具体系统结构可见图2.1。系统中的按键模块可以用来设置心率值，假设设置一个最大值和最小值，当测得的心率大于最大值或者小于最小值时，蜂鸣器就会发出报警声响。当人的脉搏在振动时，血液的透光性是不一样的，因此在测量心率时，人员只要轻轻的将手按在光电传感器上，仪器就会检测到强弱不一的脉搏信号，然后利用电路模块对采集到的信号进行放大、整形等处理，再通过主控模块进行计数，最终数据展现在显示模块上面。 

图2.1 系统结构框图

2.1主控模块的选择

方案一：使用MSP430系列的单片机，这种单片机具有处理能力强、运算速度快和超低功耗等优点，多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中，但是该芯片价格比较高[3]。

方案二：使用51系列的单片机，这种单片机不只性能稳健、价格低，功耗低，而且STC系列的单片机还可以在线编程，为后续下载程序和调试系统奠定了基础。 51单片机的心率计设计+电路图(2):http://www.chuibin.com/zidonghua/lunwen_206205.html