一款小体积、便携式生理参数监测仪系统方案

发布时间:2014-07-21 阅读量:995 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】科技不断发展,现代人对健康生活的意识越来越强,在面对空气质量变差、生活节奏加快、饮食不规律等一系列恶性条件下,人们迫切需要一种监护生理参数的仪器。本文介绍一种基于C8051F330的便携式生理参数监测仪系统方案,它具有体积小、价格低、适用范围广等特点。

热门推荐: 从医疗保健看可穿戴2014的转折

在实际生活中,生理参数监测仪多是基于PC机平台的多参数测量、价格昂贵、体积庞大、不便于移动。现在多数生理参数监测仪无法准确的实时测量人体运动时的生理参数,导致有些人特别是老年人运动强度过大,对身体造成较大伤害。而教练员因无法准确掌握运动员运动时生理参数变化,而不能“因材施教”,有针对性的制定训练方案,所以运动员训练方式都是大众化训练。综上所述,开发一种体积小、价格低,基于嵌入式系统的便携式生理参数监测仪就具有重要的意义。

1 便携式生理参数监测仪系统方案

本系统采用C8051F330作为该系统的单片机。系统整体硬件电路包括电源电路,脉搏传感器电路,温度传感器电路,计步电路,声光报警电路和LED数码管显示电路等,如图1所示。

  

脉搏传感器采用HK-2000A,辅以电平拉高电路使输出脉搏信号满足单片机I/O口的输入高低电平要求,计数通过单片机外部中断0。温度传感器采用 DS18B20,传感器使用Vcc供电。计步模块使用HA35DE,传感器采用Vcc供电,步伐计数通过单片机外部中断1,路程、卡路里等计算通过公式换算。LED数码管采用4位共阴极连体数码管,数码管驱动芯片采用周立功公司的ZLG7289B;系统电源采用单电源3.3 V。

2 便携式生理参数监测仪系统的硬件设计

2.1 脉搏与温度测量电路设计

本系统采用压力型集成脉搏传感器HK-2000测量人体脉搏,直接将脉搏信号转换成数字型脉冲信号输出,其硬件电路如图2(a)所示。脉搏传感器输出的脉冲信号高电平为Vcc=-1.5 V,不足以使单片机识别为逻辑高电平,采用分压式电压提升电路,产生单片机可识别到脉冲信号。

 

本系统采用DS18B20数字型温度传感器,测量结果输出为2 Byte数字信号,测量分辨率为0.1℃。温度测量硬件电路如图2(b)所示。DS1-8B20采用Vcc=3.3 V供电,使I/O线上不需要加强上拉,在转换期间能允许在单线总线上进行其他数据交换。

2.2 计步测量电路设计

本系统采用非电量电测法来实现检测步数,当人行走时,脚、腿、腰部、手臂会产生相应的加速度。通过脚的加速度对步数的检测最准确,本设计要求携带方便,故选择利用腰部运动来检测步数。人体运动示意如图3所示,行走过程中,通过腰部上下的垂直运动,选取每次迈步时的加速度,利用对加速度的峰值检测得到行走的步数。

  

本系统采用3D加速度传感器为核心来感应人体运动,采用HA35DE计步模块测量人体运动步数,计步测量的电路如图4所示。HA35DE采用Vcc=3.3 V供电,2脚计步信号输出为单步脉冲信号,连接到单片机外部中断口。

3 便携式生理参数监测仪系统软件设计

3.1 总体软件结构

本系统采用C8051F020单片机进行处理分析,设置相应的生理参数阈值并对采集信号进行实时显示,还可对超标信号报警,系统的软件总体流程图如图5所示。


扩展阅读:

以病人为中心的医疗物联网系统
TI用于便携医疗的低功耗无线收发器参考设计方案
从医疗保健看可穿戴2014的转折
相关资讯
高可靠+低功耗:虹扬SOT23封装ESD二极管领跑车规级防护市场

随着汽车电子化、智能化加速,车载系统对ESD(静电放电)防护的要求日益严苛。虹扬电子推出的车规级ESD保护二极管AH05C325V0L,采用SOT23封装,符合AEC-Q101标准,专为CAN总线、车身控制单元(BCU)及电子控制单元(ECU)等场景设计。其核心特性包括80W浪涌吸收能力、5V反向工作电压、单向电流设计,以及低漏电流和高抗静电能力(±30kV接触放电),为敏感电子元件提供高效防护。

消费电子补贴效应凸显,中小尺寸驱动IC需求三连增

全球显示面板核心元器件市场呈现企稳态势。根据TrendForce最新研究报告显示,2023年第一季度面板驱动IC产品均价环比下降幅度收窄至1%-3%区间,第二季度虽仍存在价格下行压力,但降幅预计将控制在2个百分点以内。这标志着自2020年疫情引发的剧烈市场波动后,驱动IC价格曲线首次出现明显筑底信号。

成本直降40%!易飞扬硅光模块如何重构DCI市场格局?

在全球5G网络部署与边缘计算需求井喷的背景下,易飞扬创新推出基于O波段的100G QSFP28 DWDM光模块,直击城域网络升级痛点。该产品通过零色散传输架构与硅光集成技术,突破传统C波段方案在中短距场景下的性能瓶颈,以低于3.5W的功耗实现30km无补偿传输,同时兼容开放光网络架构。据行业测算,其部署成本较同类方案降低40%,为5G前传、分布式AI算力互联及绿色数据中心建设提供了高性价比选择,或将成为运营商边缘网络改造的关键技术引擎。

充电效率94.8% vs 国际竞品:国产IC技术路线图全解析

在全球能源转型与欧盟新电池法规(EU 2023/1542)的驱动下,旭化成微电子(AKM)于2025年2月正式量产AP4413系列充电控制IC,以52nA超低功耗、94.8%充电效率及多电压适配等核心技术,重新定义小型设备供电逻辑。该产品通过电容器预充电机制破解完全放电恢复难题,并凭借动态电压调节算法兼容光能、振动等微瓦级能源输入,显著优于TI、ADI等国际竞品。面对国产替代窗口期,AP4413依托BCD工艺与专利壁垒抢占先机,有望在智能家居、工业传感等千亿级市场替代传统一次性电池方案,成为环保供电赛道的标杆级解决方案。

新能源汽车与工业4.0双重驱动:全球电子分销巨头技术布局揭秘

作为全球电子元器件分销领域的领军者,贸泽电子始终以"技术赋能创新"为核心战略,通过构建覆盖1200余家原厂的供应链网络,为工业自动化、汽车电子、智慧农业等前沿领域提供关键技术支持。2025年第一季度,公司新增物料突破8,000项,其中多项产品体现了行业技术演进的三大方向: