黄亮达基于光电技术的心率测量仪据采集开题报告

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编号：

桂林电子科技大学信息科技学院

毕业设计(论文)开题报告

题目：基于光电技术的心率测量仪

院（系）：电子工程系

专业：电子信息工程

学生姓名：黄亮达

学号：0752100334

指导教师单位：桂林电子科技大学信息科技学院

姓名：李长俊

职称：教授

√

题目类型：?理论研究?实验研究?工程设计?工程技术研究?软件开发?应用研究

2013 年8 月19 日

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开题报告填写要求

1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务部统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．学生查阅资料的参考文献应在5篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在1500字左右。

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2008年3月10日”或“2008-03-10”。

毕业设计（论文）开题报告

1．本课题的目的及研究意义

心率测量仪器是常用的医学检查设备，实时准确的心率测量在病人监控、临床治疗及体育竞赛等方面都有着广泛应用。随着现代医学的不断发展和进步，人们对各种测量仪器的要求必然越来越高，特别是对这些生理信息长期监测可以了解人体健康状态，掌握一些疾病对人体的影响。

按照中医的诊断方法，望、闻、问、切四诊中脉诊是主要的测量手段，虽然脉诊作为“简便、无创、无痛”特点容易让大多数人接受，但是靠主观感觉和臆断总会产生一定的误差，影响了医学诊断的严谨和准确性。因此科学、准确的测量仪器就成为医学发展的一项必然趋势。

心率的测量对于很多中老年疾病患者来说尤为重要，随时测量心率的变化对于预防很多疾病有着很好的预防作用。因此方便携带的心率测量仪器就成了一种需求。为了更好的适用性，操作简便，测量精确地心率测量仪器就成了我们研究、发展的方向。

2．本课题的国内外的研究现状

便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。现在外国的先进运动手表甚至能无线记录用户心率。未来，还将有更多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。

目前的新型医疗设施正向小尺寸、低功耗、高性能、持久耐用的方向发展。目前国内外致力于无接触式传感测量的发展，测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，而测量精度高、误差小，能高效的测量到所需的人体生理参数。而实现这一技术，就应用到光电传感器技术，通过手指末端透光度的监测，分析出

人体心率的变化。这种测量方法具有结构简单、无损伤、高精度、便于携带等优点，在临床医学等领域都得到很好的利用和发展。

毕业设计（论文）开题报告

3．本课题的研究内容

系统以AT89S52单片机为核心，以红外发光二极管和光敏三极管为传感器，传感器转为电压信号，再将电压信号完成放大、滤波、整流等一系列工作，然后利用单片机进行处理计算并利用单片机系统内部定时器来计算时间，实现能快速检测出人体的心率，并且显示出来。

4．本课题的实行方案、进度及预期效果

设计方案：

系统总体框图

光电心率测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测心率跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码显示、电源等部分。

本课题实行的进度：

7月15日～7月30日 毕业设计准备，查资料，翻译外文资料 8月 1日～8月30 日 设计方案论证与研讨，确定最终方案 9月 1日～9月10 日 方案验证与实验 9月11日～9月20日 硬件电路设计与制作

9月21日～9月30 日 硬件电路调试，软件调试，软硬件联调 10月1日～10月15 日 撰写毕业设计论文，准备毕业设计答辩

本课题的预期效果：

当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。

89S52 单片机

信号采集与处理

复位电路

时钟电路

LED 显示电路

毕业设计（论文）开题报告

5、已查阅参考文献：（10篇以上中文，至少1篇英文）

[1] 喻宗泉、喻晗、李建民编.单片机原理与应用技术[M].西安：西安电子科技大学

出版社，2008.1

[2]欧阳俊，谢定等．基于BL-410 的指端脉搏波采集系统应用研究[J]．实用预防医

学，2004，第11卷第2期，2—4．

[3] 刘文，杨欣，张铠麟．基于AT89C2051单片机的指脉检测系统的研究[J]．医疗

装备，2005，第9期，2—14．

[4] 张福学．传感器应用及其电路精选[M]．北京：机械工业出版社，122—134．

[5] 徐亚宁、李和编.信号与系统分析[M].北京：科学出版社，2010

[6] 王卫东编.模拟电子技术基础 [M].北京：电子工业出版社，2010

[7] 彭军编.传感器与检测技术 [M].西安：西安电子科技大学出版社，2005

[8] 刘文涛编.单片机语言C51典型应用设计[M]. 北京：人民邮电出版社，2005.10

[9] 杨欣编.51单片机应用实例详解[M].北京：清华大学出版社，2010

[10] Analog Device．ADuC841_2_3_a data sheet[M]．Analog Device 2003，20—45

指导教师意见

该同学对所做课题进行了较深入的论证，对课题的研究背景和国内外研究现状具有一定的认识。

针对课题的任务提出的研究方案和工作计划可行，同意开题。

指导教师：李长俊

2013年8 月19日开题小组意见

开题小组组长（签字）：

2013 年8 月19日

系审查意见

系领导（公章）：

2013 年8 月19日

数字人体心率检测仪的设计

数字人体心率检测仪的设计 1.设计思路 本课题研究的是数字人体心率监测仪的设计，我所设计的检测仪，它使用方便，只需将手指端轻轻放在传感器上，即可实时显示出你的每分钟脉搏次数，特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。采用红外光学检测法，摒弃了不便于运动状态下测量脉搏的听诊器和吸附在人体上的电极等老式测量方法。检测的基本原理是：随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变：当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小：当血液流回心脏，组织则半透明度增大。这种现象在人体组织较薄的手指尖，耳垂等部位最为明显。因此，本心率检测仪将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的上述部位，并用装在该部位的另一侧或旁边的红外光电管来检测机体组织的透明程度并把它转换成电信号。由于此信号的频率与人体每分钟的脉搏次数成正比，故只要把它转换成脉冲并进行整形，计数和显示，即可实时的测出脉搏的次数。 心率与脉搏的联系：心率与脉搏在身体正常的时候是相等的。在房颤等心脏疾病时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉搏的测量，而脉搏的测量有更容易实现的特点，在实际应用中得到更广泛的运用。 本检测仪的有效测量范围为50次—199次/分钟。 2 方案设计 2.1 心率采集处理电路 心率采集处理电路如图1-1所示。该部分电路主要由脉搏次数红外检测采集电路模块、信号抗干扰电路模块、信号整形电路模块等三个主要的电路模块组成。其中，红外线发射管D1和红外线接收管Q1组成了红外检测采集电路：R2与C1、C2与C3、R4与C4和ICA共同工程了信号抗干扰电路组，他们分别承担了对信号的低通滤波、干扰光

线的光电隔离、参与高频干扰的滤除等任务。另外，I CB、C5与R10、ICC则共同组成了信号整形电路模块。 图1 光电式脉搏波传感器的原理 其原理是利用光电信号来测量脉搏容量的变化。当血管内容量变化时，组织对光的吸收程度相对发生变化，利用光电传感器可测出这种变化，该变化反映出血液动脉的基本参数情况。根据朗伯特—比尔（lambert—beer）定律，物质在一定波长处的吸光度和他的浓度成正比，当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收、反射衰减后测量到的光强在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。 光源和光敏元件分别处于被测部位的两侧，光源发出的光线可以经指尖部组织投射到光敏元件所在的窗口，从而有光敏元件检测出脉搏的波动信号，这样纪录的波也有将其作为指尖容积波处理，通常称这种传感器为透射型光电式脉搏波传感器。 本次设计原用的透射型光电式脉搏波传感器，其电路如图2 所示。

心率测试仪设计方案SRTP结题论文

SRTP结题论文 论文题目心率测试仪设计方案学院信息科学与工程学院专业信息工程 年级班级040113 姓名王晨 指导教师高翔

目录 论文题目心率测试仪设计方案 (1) 摘要、关键词........................................................................................................................................ ２ 第一章绪论................................................................................................................................... ３ 1.1 医学常识 1.2 心率测试的意义 1.3 心率测试仪的组成框图 1.4 心率测试的基本过程 第二章基础知识介绍..................................................................................................................... ５ 2.1 SC0073微型动态脉搏微压传感器 2.2单片机介绍 2.3 RS232协议串口通信 第三章电路设计方案................................................................................................................. １１ 3.1 传感器模块方案选择 3.2 滤波放大电路设计 3.3 比较整形电路设计 3.4 匹配电路设计 3.5 下位机的设计 第四章上位机设计方案............................................................................................................. １８ 4.1 上位机设计目的 4.2 功能及要求 4.3 系统框图 4.4 系统主界面设计 4.5 图表分析功能 4.6 数据库存储功能 4.7 健康报告提示 第五章参考文献......................................................................................................................... ２６第六章附录................................................................................................................................. ２６

五年级上册科学一课一练-4.1《测量呼吸和心跳》苏教版(含解析)

苏教版小学科学五年级上册第四单元 4.1《测量呼吸和心跳》 一、填空题 1. _______________________ 心跳、呼吸的快慢和有关。 2. ____________________ 一吸一呼算一次。 3. ______ 心跳就是心脏的收缩和舒张。心脏每收缩、舒张一次，我们就会感到一次________ 。 4. ___________________________________ 我们在运动时，身体上的变化会有 _________________________________________ 和________ 加快，还会出汗。休息后心跳呼吸又会慢慢恢复。 5. _____________________________________________ 运动结束时呼吸和心跳的次数要比安静状态下_________________________________ 。 二、判断 6. 心跳越快身体越健康。（） 7. 人每分钟呼吸的次数比心跳的次数多。（） 8. 每个人的心跳和呼吸次数都不相同，是略有差异的。（） 9. 为了身体健康，人要经常锻炼身体。 （） 10. 人在睡眠时心脏要比在跑步时跳动的慢。（） 三、选择 11. 下面哪种情况下呼吸和心跳的次数最快（）。 A. 安静状态下 B. 运动刚结束时 C. 运动休息3 分钟后 12. 下面哪种情况下脉搏的次数是最慢（

）。 A. 安静状态下 B. 运动刚结束时 C. 运动休息3 分钟后 13. _______________________________ 人的正常呼吸次数是每分钟（），人的正常脉搏跳动的次数是每分钟 （________ ）。 A、20次左右 B、80 次左右 C、140次左右 14. 跑或跳时人呼吸的次数比休息时（）。

便携式心率测试仪(开题报告)

五邑大学 电子系统设计开题报告题目：便携式心率测试仪 院系信息工程学院 专业电子信息工程 学号 学生姓名 指导教师 开题报告日期

一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。 1．课题来源 便携式心率测试仪 2．国内外研究现状与水平 便携式医疗设备正不断改进数以百万计患者的医疗保健条件。现在外国的先进运动手表甚至能够无线记录用户的心率。未来，还将有众多能显著改善医疗实施及其效果的创新型医疗应用产品。 满足便携式医疗领域的微处理器需求给半导体企业带来了挑战。虽然工程设计无外乎是在相对立的功能、规范以及空间限制条件之间进行取舍，但是这种平衡取舍在便携式医疗领域往往非常棘手。医疗市场的相关需求往往很难协调，如小尺寸与高功能性、低功耗与高性能模拟，以及超长电池使用寿命与高处理能力等。这些产品需要模数转换器 (ADC)、可调节增益、电源管理以及液晶显示屏 (LCD) 等。这些都将是需要我们更多的去研究和发展。 3．研究意义和目的 以往专门测量心率值的仪器较少，人们为了知道自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人或运动员等，他们都得赶到医院而不能实时测量和预知。为了观测“预防为主”的方针，为了实现人人能享受基本医疗保健的目标，把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必 然趋势。所以便携式医疗仪器已相继问世。便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪；同时它适合在家庭和社区条件下使用。心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。该心率仪可用于临床心率监护；并为体力劳动者劳动强度测定、运动员及士兵训练强度测定等提供确凿的和必不可少的生理指标。 二、研究内容，拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。（附主要参考文献）1．研究内容 将脉搏通过传感器转为电压信号，再通过不同的集成芯片将电压信号完成放大、滤波、整流等一系列工作，然后利用单片机进行处理计算。实现在任何地点任何时间都能快速检测出人体的心率，达到集轻型化、一体化、可视化等优点于一身的系统。 2．拟采取的研究方法 了解课题所需知识点，然后翻阅相关资料和教材，通过网页搜索查找相关资料，计算各参数，了解各元器件的功能作用，设计电路图，用相关的仿真软件进行仿真，最后进行实物调试。

(最新版)基于单片机的脉搏测量仪的设计开题报告毕业论文

本科毕业设计 （ 论文） 开题报告 题目： 基于单片机的脉搏测量仪 的设计 课 题 类 型：设计丁实验研究□论文口 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 学 院： 信息工程学院 指 导 教 师： 开 题 时 间 年月日 开题报告内容与要求 一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值） 随着科技发展的不断提高， 生命科学和信息科学的结合越来越紧密， 出现了各种新 颖 的脉搏测量仪器，特别是电子脉搏仪的出现，使脉搏测量变得非常方便。 脉诊在我 国已具有

2600 多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确的测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。 脉搏测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏变化，最后要得出每分钟的脉搏次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。本系统的组成包括传感器、信号处理、单片机电路、显示电路、键盘输入等部分。 二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述） 随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降：耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。 脉搏测量仪的发展主要向以下几个趋势发展： （1）自动测量脉搏并且对所得到的脉搏进行自动分析。目前很多脉搏测量仪都具有检测

实验人体安静和运动时心电图心率和动脉血压的测量

实验4 人体安静和运动时心电图、心率和动脉血压的测量一、人体安静时心电图的描记 【目的】能辨认人体体表正常心电图的波形，并了解其生理意义及正常范围。初步学习心电图的记录、测量、分析方法及运动时心电图的描记方法。 【原理】人体是一个导体，心脏位于导体之中。心脏兴奋时，其兴奋的产生、传导及恢复可通过心脏周围的组织和体液传播到体表。利用表面电极从体表不同部位将心肌的电变化引导并放大到心电图机上所记录到的波形，即为心电图。【对象】人 【器材与药品】 心电图机、导电膏、75%酒精棉球。 【内容】 （一）人体安静时心电图的描记 1、在心电图机妥善接地后接通电源，预热3-5分钟。 2、正确安放电极，连接导联线。受试者静卧于检查床上，摘下眼镜、手表、手机和其它微型电器，全身肌肉放松。在手腕、足踝和胸前放置引导电极。一般手腕应在腕关节上方（屈侧）约3cm处，足踝应在小腿上方约3cm处，常用胸部电极的位置有六个（如图1所示）。在放置引导电极前，应在相应部位皮肤上用酒精棉球反复擦试脱脂，以减少皮肤电阻，或涂上少许导电膏，保证导电良好。接着，连接导联线。一般以5种不同颜色的导联线插头与身体相应部位的电极连接，导线连接方式是：右手—红色、左手—黄色、左足—蓝色、右足—黑色（接地）、胸导联—白色。 3、将心电图机面板上各控制按钮置于适当位置。将运转控制键置于“准备”档，导联选择开关置于“0”位。旋转“调零位”旋纽，使描记笔居中，然后将运转控制键转换到“记录”档，开始走纸，走纸速度通常设定为25mm/s。 4、输入标准电压。通过调节增益来调整心电图机的放大倍数。按下“标准电压”按纽，使1mv电压推动描记笔向上移动10mm。 5、记录心电图检查基线平稳、无肌电等干扰后，即可旋动导联选择开关，依次

光电型脉搏传感器的原理及其应用

医学光电检测技术论文 光电型脉搏传感器的原理及其应用The principle of type photoelectric pulse sensor and its application 学生姓名：张先绪 专业：生物医学工 学号：110811117 指导教师：庞春颖 学院：生命科学技术学院 二〇一四年十二月

摘要: 介绍了光电式脉搏传感器的原理和设计方案,采用集成光敏部件和放大器的光敏芯片代替传统的分立光敏器件实现对脉搏的测量。芯片的集成化能够有效减小器件间匹配引起的干扰,提高脉搏测量精度。在实验测试过程中,采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测量,对脉搏信号测量可能引起的噪声来源做了分析,并做相应的抗干扰处理,得到比较理想的脉搏波形,为脉搏信息的提取和分析提供了良好的数据。 关键词:脉搏信号;光电容积法;脉搏传感器;噪声分析 Abstract: The PPG pulse sensor is attached to the finger base for monitoring beat to beat https://www.wendangku.net/doc/9b10014256.html,paring with the traditional design,the pulse sensoruses a new integrated chip,which is integrated the photosensitive unit and the signal amplifier.This design can efficiently remove the system noise and improve the precision of measure.In the experiment,using the newPPG pulse sensor can measure the pulse directly from the pulse in real time.At the same time,making the noise analysis and dealing with the measure noise,and getting a good pulse wave. Keywords:pulse signal;photoplethymograph;pulse sensor;noise anylsis

心率测试仪的设计

江西工业贸易职业技术学院毕业设计 摘要 随着生物医学工程技术的发展, 医学信号测量仪器日新月异。生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益紧密。通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象。脉象包含丰富的人体健康状况信息, 脉诊技术应客观化、定量化。本设计利用光电式传感器, 设计脉搏信号获取的方法。本设计主要是基于单片机的便携式脉搏测试仪的具体实现方法，利用光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形后，输入单片机内进行相应的控制，从而测量出一分钟内的脉搏跳动次数，快捷方便。通过观测脉搏信号，可以对人体的健康进行检查，通常被用于保健中心和医院。本设计所设计的基于单片机的便携式心率测试仪对推进脉诊技术客观化的实现具有积极的促进作用。 脉搏；单片机；光电传感器；脉冲信号；便携式关键词： I 江西工业贸易职业技术学院毕业设计 目录 摘要I........................................................................................................................................ .第1章引言....................................................................................................................... 11.1概述. (1)

1.2基于单片机的心率测试仪的发展与应用 (2) 1.3本设计的主要内容 (3) 第2章整体方案分析.................................................................................................... 4. 2.1任务 (4) 2.2要求 (4) 2.3系统的整体方案 (4) 2.4 方案的对比和论证 (4) 2.4.1脉搏检测传感器的选择 (4) 2.4.2单片机的选择 (6) 2.4.3显示部分的选择 (6) 2.5设计时要考虑的问题 (7) 2.5.1环境光对脉搏传感器测量的影响 (7) 2.5.2电磁干扰对脉搏传感器的影响 (7) 2.5.3测量过程中运动噪声的影响 (8) 2.6本章小结 (8) 第3章硬件电路设计分析........................................................................................... 93.1控制 器 (9) 3.1.1AT89S52 (9) 3.1.2AT89S52的特点 (9) 3.1.3AT89S52的结构 (9) 3.2脉搏信号采集....................................................................................................... 12 3.2.1光电传感器的结构及原理 (12) 3.2.2信号采集电路 (13) 3.3信号放大电路....................................................................................................... 13

心率测试仪设计 开题报告

五邑大学 电子系统设计开题报告题目： 院系电子信息学院 专业电子信息工程 学号 学生姓名陈伟瀚 指导教师张京玲 开题报告日期2011.9.13 五邑大学教务处制 2011年8月

说明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1．课题来源及研究的目的和意义； 2．国内外在该方向的研究现状及分析； 3．本课题研究的主要内容； 4．具体研究方案及进度安排和预期达到的目标； 5．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 6．主要参考文献。 二、对开题报告的要求： 1．开题报告的字数应在2000字左右； 2．阅读的主要参考文献应不少于5篇，英文参考文献量根据专业的不同确定，本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 3．参考文献采用顺序编码制，即在开题报告引文中按引文出现先后以阿拉伯数字连续编码，序号置于方括号内，并作为上标出现。 4．参考文献书写顺序：序号作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：引用起止页。

一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。 1．课题来源 自拟题目。 2．国内外研究现状与水平 科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。 3．研究意义和目的 脉诊是中医独创的诊断方法,这是由于人体内部各器官的健康状态可以在脉搏信息中反映出来。自古以来，脉诊一直是中医检查病人情况的一种手段。 科学已经证明脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，能反映出人体心血管系统中许多生理疾病的血流特征。 随着科学技术的发展，各个学科之间的结合越来越紧密。而心率检测仪（脉搏测量仪）就是科学发展下，信息学科与生命学科结合的一种产物。 二、研究内容，拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。（附主要参考文献）1．研究内容 1．便携式心率测试仪的第一部分基本功能： 心率信号由传感器(例如光电传感器) 模块进行采集 采集后的信号经过放大和滤波（特别滤除50HZ信号的干扰），进行整形后，得到幅值在0~5v的脉冲信号 2．便携式心率测试仪的第二部分基本功能： 可选用单片机进行心率测定，在数码管上显示出被测者心率 也可选用可编程器件PLD（进行仿真）进行心率测定和显示 2．拟采取的研究方法 综合各方面因素，决定采取光电传感器来抓取心率信号。 血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性要比血液中大几十倍，据此特点，采用光电效应手指脉搏传感器来拾取脉搏信号。反向偏压的光敏二极

心率测量及报警装置

心率测量及报警装置《电气技术实践基础》综合设计 2017年11月

摘要 光电容积脉搏波包含了人体丰富的生理、病理信息，对其进行实时监测可为临床研究和诊断提供科学的指导。这一套基于图形化虚拟仪器电子电路的光电容积脉搏波信号采集、处理、脉搏频率显示及报警系统，可完成对该信号的实时采集、显示和信息反馈。装置原理简单，用简单分立元件及中规模集成电路模拟了LabVIEW系统的基本功能。 关键词：光电容积脉搏波，模拟电路，数字电路，仿真 Abstract The light capacitance pulse wave contains abundant physiological and pathological information of human body, and real-time monitoring of it can provide scientific guidance for clinical research and diagnosis. The signal acquisition, processing, pulse frequency display and alarm system based on graphic virtual instrument electronic circuit can accomplish the real-time acquisition, display and information feedback of the signal. The principle of the device is simple, and the basic functions of the LabVIEW system are simulated by simple discrete components and medium scale integrated circuits. Key words: PPG, analog circuit, digital circuit, simulation

心率的测量和分析

心率的测量和分析Revised on November 25, 2020

关于心率数据的测量和分析 一、计算最大心率值 （1）计算方法 用220 减去年龄，就是一个人的最大心率值。例如： 战士李超峰，25岁。他的最大心率值是 220 – 25 = 195 。也就是心跳每分钟 195 跳，即 195 次/分钟。 这意味着，该战士在运动时的心率，如果超过195 次/分钟，他坚持不了七、八分钟，心率就一定会掉下来。 （2）计算最大心率值的目的。 计算出最大心率值，就可以掌握科学合理的训练强度。通常把训练强 度控制在最 大心率值的 65% ～ 85% 之间。 用上面的例子，战士李超峰，平常训练的强度，应当在心率114次/分钟～ 167次/分钟之间。当然，心率要超过也可以，但是不可时间长，时间长了，会造成对心脏的伤害。 二、测量安静心率 （1）测量方法 让被测量的人，心境平静、肌肉放松地休息20分钟。然后测出心率值，此时的心率值就是安静心率。 （2）测量安静心率的目的。

安静心率可以评估心血管循环功能。安静心率低，表明心血管循环功能好。安静心率低于75次/分钟，心脏功能好；安静心率高过95次/分钟，心血管循环功能就不够好。 三、计算心搏频率储备数 （1）计算方法 最大心率值跟安静心率的差值，就近似于心搏频率储备数。 （3）计算心搏频率储备数的目的。 心搏频率储备数表示人体劳动或运动时心率可能增加的潜在能力。 四、测量“最大摄氧量” （1）具体操作方法： ①男子，使用40 公分高的台阶；女子使用33公分高的台阶。 ②被试者以每分钟25次的频率登上跨下。所谓的一次登上跨下，是指 连续完成如下的动作：左脚放上台阶、右脚踩上台阶、左脚下到地面、右脚下到地面。 ③坚持以每分钟25次的频率登上跨下，达到5分钟。 ④在达到5分钟后，停止运动，读取心率数值。 ⑤在《最大摄氧量计算表》上，找到对应的心率数值点，以及对应的体 重数值点。两点的连线，同计算表中部斜线的交点，即是该被试者的最大摄氧量。（查到的是绝对值，单位是：升/每分钟）。 ⑥用测得的绝对值除以被试者体重所得到的数值，就是相对值。（2）测量“最大摄氧量”的目的。

光电脉搏测量仪

光电脉搏测量仪设计报告 一、设计意义 从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临Array床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的 重视。目前医院的护士每天都要给住院的病人把 脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人 腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了 节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测 量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得 到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时， 而且精度也不高，因此，需要有使用更加方便， 测量精度更高的设备。 二、关键技术 脉搏检测中关键技术是传感器的设计与传感 器输出的微弱信号提取问题, 本文设计的脉搏波 检测系统以光电检测技术为基础，并采用了脉冲振幅光调制技术消除周围杂散光、暗电流等各种干扰的影响。并利用过采样技术和数字滤波等数字信号处理方法，代替实现模拟电路中的放大滤波电路的功能。本系统模拟电路简单，由ADC841芯片实现脉搏信号采集，信号处理和脉搏次数的计算等功能，因此体积小，功耗低，系统稳定性高。本系统可实现脉搏波的实时存储并可实现与上位机(PC 机)的实时通讯, 因此可作为多参数病人中心监护系统的一个模块完成心率检测和脉搏波形显示。 三、硬件设计 3.1 设计框图 光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、 数码显示、电源等部分。脉搏测量仪硬件框图如图1所示。 当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收三极管输出脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。 3.2脉搏信号采集与放大整形 目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法：光电容积脉搏波法、液体耦合腔脉搏传感器、压阻式 脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。近年来, 光电检测技术在临床医学应用中发展很快, 这主要是由 于光能避开强烈的电磁干扰, 具有很高的绝缘性, 且可非侵入地检测病人各种症状信息,具有结构简

基于51单片机的脉搏心率测量仪-参考论文

基于51单片机的脉搏测量仪 摘要：脉搏心率测量仪在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用。为了提高脉搏心率测量仪的简便性和精确度，本课题设计了一种基于51单片机的脉搏心率测量仪。系统以STC89C51单片机为核心，以红外反射式传感器ST188为检测原件，并利用单片机系统部定时器来计算时间，由红外反射式传感器 ST188感应产生脉冲，单片机通过对脉冲累加得到脉搏心率跳动次数，时间由定时器定时而得。系统运行中能显示脉搏心率次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏心率次数和时间。经测试，系统工作正常，达到设计要求。 关键词：脉搏心率测量仪；STC89C51单片机；红外反射式传感器 一脉搏心率测量仪系统结构 脉搏心率测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏心率变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏心率变化，最后要得出每分钟的脉搏心率次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏心率次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。 1.1 光电脉搏心率测量仪的结构 光电脉搏心率测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏心率跳动的红外光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器、信号处理、单片机电路、数码管显示电路、电源等部

分。 1．光电传感器 即将非电量(红外光)转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和红外接收三极管组成，它可以将接收到的红外光按一定的函数关系(通常是线性关系)转换成便于测量的物理量(如电压、电流或频率等)输出。 2．信号处理 即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路(包括放大、滤波、整形等)。 3. 单片机电路 即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率（包括STC89C51、外部晶振、外部中断等）。 4．数码管显示电路 即把单片机计算得出的结果用四位一体数码管显示出来。 5. 电源 即向光电传感器、信号处理、单片机提供的电源，采用直流5V电源供电。 1.2工作原理 本设计采用单片机STC89C51为控制核心，实现脉搏心率测量仪的基本测量功能。脉搏心率测量仪硬件框图如下图2.1 所示：

基于单片机的脉搏测量仪的设计开题报告

本科毕业设计(论文)开题报告 题目：基于单片机的脉搏测量仪 的设计 课题类型：设计□√实验研究□论文□ 学生姓名： 学号： 专业班级： 学院：信息工程学院 指导教师： 开题时间年月日 年月日 开题报告内容与要求 一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）

随着科技发展的不断提高，生命科学和信息科学的结合越来越紧密，出现了各种新颖的脉搏测量仪器，特别是电子脉搏仪的出现，使脉搏测量变得非常方便。脉诊在我国已具有2600多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确的测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。 脉搏测量仪的设计，必须是通过采集人体脉搏变化引起的一些生物信号，然后把生物信号转化为物理信号，使得这些变化的物理信号能够表达人体的脉搏变化，最后要得出每分钟的脉搏次数，就需要通过相应的硬件电路及芯片来处理物理变化并存储脉搏次数。在硬件设计中一般的物理信号就是电压变化。本系统的组成包括传感器、信号处理、单片机电路、显示电路、键盘输入等部分。 二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述） 随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更就的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确在测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，有较好的应用和推广价值。而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究，利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单，但因为手指上的汗腺较多，指夹常年使用，污染可能会使测量灵敏度下降：耳脉测量比较干净，传感器使用环境污染少，容易维护。但因耳脉较弱，尤其是当季节变化时，所测信号受环境温度影响明显，造成测量结果不准确。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。

光电脉搏检测.

方案 1.1课题研究背景及意义 随着人们生活水平的提高，地球环境遭到破坏，多种疾病威胁着人们的生命，而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病。在医学上，通过测量人的心率，便可初步判断人的健康状况。因此，心率计很快产生并得到发展。随着单片机技术的发展、人们的生活节奏加快，设计一种以使用方便为前提，能够快速测出人心率的心率计，不仅是临床者的需要，也是体育训练者和外出旅游者的需要。 1.2国内外现状 传统的脉搏测量采用诊脉方式，中医脉象诊断技术就是脉搏测量在中医上卓有成效的应用，但是受人为的影响因素较大，测量精度不高。为了克服上述测量方法的不足，国内外脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。 1.3研究内容 利用血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍的特点，可通过光电传感器对脉搏信号进行检测，并通过单片机技术进行数据处理，实现智能化的脉搏测试技术。 生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个 关键器件。光电式脉搏传感器作为是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。光电式脉搏传感器具有结构简单、无损伤、可重复好等优点。根据光电容积法原理，从改善光源、消除景光噪声、电磁屏蔽和提高信噪比四个方面出发，研究改进方法，对提高使用的灵活性和准确度有着重大意义。通过光电传感器对脉搏信号进行检测，并用单片机技术进行数据处理，实现智能化的脉搏测试技术。 第2章系统设计 2.1光电式脉搏传感器的原理和结构 2.1.1 光电式脉搏传感器的原理 人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。 根据郎伯-比尔(Lambert —beer)定律，物质在一定波长处的吸光度和它的浓度成正比，当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收、反射、衰减后测量到的光强在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。血液是高 度不透明的液体，光在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍。一般情况下，当光子穿越介质时，因能量被吸收而导致的强度衰减可描述为： I丸严

脉搏测试仪设计报告

脉搏测试仪设计报告 摘要：本系统以ST12C5A60S2单片机为核心，利用红外线发射二极管和接收二极管作为信号检测传感器，通过LM324信号放大电路，最终使用四位一体数码管作为显示器件。系统利用红外对管将人体心脏跳动使血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发生的变化，红外接收二极管的电流也跟着改变，导致红外发射管输出脉冲信号，经过由LM324构成的放大电路将脉冲信号放大整形，传送至单片机进行信号计算处理，最后将数据结果送到数码管进行显示。由此来对人体心率的数据进行测量。 关键词：ST12C5A60S2、红外线发射二极管、接收二极管、LM324、MY3641AH

Abstract：The system is based on the ST12C5A60S2 single-chip microcomputer as the core, with the infrared emitting diode and receive diode as sensor, signal amplifier circuit with LM324 as the core device, with 2MY3641AH four in one as a digital control display device. Through infrared to control the human beating heart vascular blood saturation degree of change will cause the light intensity changes, the infrared receiving diode current also change, resulting in the infrared emission tube output pulse signal, after which is composed of LM3243stage amplifying circuit amplifies the pulse signal is transmitted to the single chip microcomputer, signal processing, finally the data sent to the digital tube display. According to the data measured on human heart rate. Key words: ST12C5A60S2, infrared emitting diode, receiving diode, LM324, MY3641AH 目录

人体安静与运动后心率的测定

人体安静与运动后心率的测定 [实验目的] 掌握人体安静时心率的测定方法，观察运动对心率的影响。 [实验原理] 心脏在活动过程中产生的心音可通过周围组织传递到胸壁，用听诊器在胸壁特定部位听诊能测量出心率，此为心率直接测量法。 在一个心动周期中，心脏的舒缩会引起动脉血管内的压力产生周期性波动，导致管壁发生搏动，并能以波的形式沿管壁向外周传播，且以心脏活动的周期一致。故用手指触摸到的身体浅表部位动脉搏动速率，通常可以间接代表心率，此为心率的间接测量法。 [实验器材] 听诊器、秒表。 [实验内容] 1、安静时心率及脉搏测量 受试者静坐5 min，采用心前区听诊法直接测量心率。指触法测量脉搏时，通常将食指、中指和无名指放在受试者一侧手腕桡动脉搏动处。脉搏测量时先以10s为单位，连续测量3个10s，其中两次相同并与另一次相差不超过1次时，即认为是相对安静状态，否则应适当休息后继续测量，直至符合要求。然后，再测量30s脉搏乘于2，即为心率。 2、运动后即刻及恢复期脉搏的测量 令受试者按节拍器节律（30次/min）以2秒1次的速度连续做蹲起运动3min，取坐位测定运动后即刻、2min、4min和6min的脉搏。 3、最大心率、心率贮备和靶心率范围的测定 运动时运动强度与心率成正变关系，当人体进行大强度并持续一定时间的运动时，心率增加到极限水平，这就是最大心率。最大心率随年龄增长而逐渐减小，一般用220减去年龄来估算最大心率。 最大心率与安静心率之差称心率贮备。如靶心率是运动训练或体育课，体育锻炼中欲达到的心率，如要跑10000m的心率控制在150次/分，则HR=150次/分即为靶心率，但靶心率控制十分困难，故体育实践中，常用靶心率的范围。有氧运动的靶心率范围是：安静心率+（最大心率-安静心率）×60% ～安静心率+（最大心率-安静心率）×80%。

光电脉搏检测

方案一 1.1课题研究背景及意义 随着人们生活水平的提高，地球环境遭到破坏，多种疾病威胁着人们的生命,而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病。在医学上，通过测量人的心率，便可初步判断人的健康状况。因此，心率计很快产生并得到发展。随着单片机技术的发展、人们的生活节奏加快，设计一种以使用方便为前提，能够快速测出人心率的心率计，不仅是临床者的需要，也是体育训练者和外出旅游者的需要。 1.2国内外现状 传统的脉搏测量采用诊脉方式，中医脉象诊断技术就是脉搏测量在中医上卓有成效的应用, 但是受人为的影响因素较大,测量精度不高。为了克服上述测量方法的不足，国内外脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。 1.3研究内容 利用血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍的特点，可通过光电传感器对脉搏信号进行检测，并通过单片机技术进行数据处理，实现智能化的脉搏测试技术。 生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键器件。光电式脉搏传感器作为是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。光电式脉搏传感器具有结构简单、无损伤、可重复好等优点。根据光电容积法原理，从改善光源、消除景光噪声、电磁屏蔽和提高信噪比四个方面出发，研究改进方法，对提高使用的灵活性和准确度有着重大意义。通过光电传感器对脉搏信号进行检测，并用单片机技术进行数据处理，实现智能化的脉搏测试技术。 第2章系统设计 2.1光电式脉搏传感器的原理和结构 2.1.1 光电式脉搏传感器的原理 人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张,使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播,这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息,很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。 根据郎伯-比尔（Lambert－beer）定律,物质在一定波长处的吸光度和它的浓度成正比，当恒定波长的光照射到人体组织上时,通过人体组织吸收、反射、衰减后测量到的光强在一定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。血液是高度不透明的液体，光在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍。一般情况下，当光子穿越介质时，因能量被吸收而导致的强度衰减可描述为：