面向智能服装的心率采集监测系统设计方案
发布时间:2021-06-06  

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概要:融合智能服装与无线传感器网络技术,使用一种新型的光电反射式仿真传感器,设计出有一款可以随身携带的心率收集监测模块。该模块不仅可以动态地收集脉搏心率情况,同时可以将收集的数据发送到上位机,构建远程动态监控,当监测的数值多达或者低于正常的阈值时,不会收到报警信号,便利救援人员及时救助。此心率收集模块体积小、便利装载,将其映射到服装设计中,某种程度可以应用于到医学、野外探险等多个领域,这种设计是服装艺术和无线电子结合的又一新兴产物,具备十分最重要的现实意义。

  0章节  从2013年开始,智能腕表、手环、眼镜相继转入大众视野,沦为潮人们欢迎的对象,这一年更加被业界确认为可穿着设备元年。非常简单来说,可穿着设备就是指可以必要穿着在身上,或是统合到用户的衣服或配件上的一种便携式设备。

然而随着无线传感器技术的发展,各式各样的可穿着的智能服装也逐步经常出现在人们的生活中,智能服装就是把小型的芯片、电子元器件、电源等设备映射到服装中,可以构建特定的功能,以此便利人们的生活[1]。本文所设计的心率收集监测模块使用市面上最先进设备的光电反射式传感器,它不同于以往的压电式、力膜式传感器,具备很高的灵敏度。同时,本文专门对服装的口袋展开了类似设计,对脉搏传感器展开放置,可以更为便利地对人体的脉搏展开动态收集和监测。

  1光电反射式传感器工作原理  Pulsesensor是一款用作脉搏心率测量的光电反射式仿真传感器。使用光电容积法的原理对信号展开收集,将其配戴于手指或耳垂等处,利用人体的组织在血管跳动时导致透光率的有所不同来测量脉搏。

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由于脉搏是随心脏的跳动而周期性变化的信号,动脉血管容积也周期性变化,因此光电变换器的电信号变化周期就是脉搏频率[2]。  1.1系统功能模块区分  本文整体系统的功能模块区分如图1右图,还包括收集模块、微处置模块、无线数据发送模块、液晶显示模块和串口通信模块等。  1.2整形电路的设计  本系统的整形电路使用四电压较为器LM339和若干电阻电容包含单限电压较为电路[3]。

图2右图为整形部分的电路原理图,由于脉搏信号经整形后为幅值为2~3V的方波信号,因此将阈值电压原作为2.5V更为适合,整个电路由+5V直流电压源供电,经实验测量后,R2的最佳值为10k。通过整形电路可以便利构建对脉搏数目的统计资料,为后期上位机的监测获取条件。  2心率信号处理模块的设计  为了获得准确的脉搏频率,能用设置中断的手段来构建功能[4]。

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将I/O口P1.3设置为外部中断口,输出信号上升沿可启动时外部中断使系统转入外部中断服务子程序,每转入一次服务子程序脉搏计数器特1,与此同时定时器1定点用户自定义的时间周期。一旦抵达定点时间则加载计数器里的值,读过清空各寄存器以便下次计数。图3为本系统脉搏收集模块的协商器流程图,图4为心率收集过程流程图。

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