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基于单片机的便携式人体健康指标检测系统设计.doc

发布时间：2022-06-25 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.55M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本课题的主要研究内容
    第二章 系统总体方案设计
    第三章 系统硬件设计
    3.1 体温测量模块
    3.2 血压测量模块
    3.3 脉搏测量模块
    3.3.1 脉搏信号采集电路
    3.3.2 信号放大
    3.3.3 波形整形部分
    3.4 单片机处理电路
    3.5 显示电路设计
    3.6 报警电路设计
    3.7 单片机最小系统
    3.8 电源电路设计
    3.9 键盘电路设计
    3.10 USB通信电路
    第四章 系统软件设计
    4.1 子程序流程图
    4.1.1体温检测流程图
    4.1.2 血压检测流程图
    4.1.3 脉搏检测流程图
    4.1.4 键盘电路流程图
    第五章 总结
    参考文献
    谢 辞
    附 录
    毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 基 于 单 片 机 的 便 携 式 人 体 健 康 指 标 检 测 系 统 设 计 系 （院） 电气工程系 电气工程与自动化 专 班 业 级 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 二〇一四年六月二十日
    独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指 导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据 我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体均已在文中以明确方式标明 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年 月 日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的 规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校 保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段 保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检 索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依 法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 年 月 日
    本科毕业设计（论文） 基于单片机的便携式人体健康指标检测系统设计 摘 要 随着现代人生活节奏的加快以及生活质量的提高，人们对自身健康 状况越来越关注，人们希望能随时、简单、方便的对身体进行检查，因 此，一些体积小的便携式或者家用的健康检测装置，比如：体温表、电 子血压计等由于操作简单，受到人们的欢迎。但是，这些装置大多功能 单一，如果需要随时对多种健康指标进行检测，必须随身携带多种检测 装置，给使用者带来了麻烦。因此本设计对多种人体信号进行检测，减 少使用者的麻烦。 系统以AT89C51单片机为控制核心，硬件主要包括：单片机最小系 统，体温测量模块，脉搏测量模块，血压测量模块，报警模块，LCD显 示模块等。软件则包括：系统的流程图，主程序以及各模块子程序。系 统能实时的对人体体温、脉搏、血压进行检测，并在数据出现异常时报 警，同时存入数据库供随时回放，并通过串口与PC机通讯，将存储资料 进行打印。 关键词：DS18B20，ASDX001，AT89C51 i
    本科毕业设计（论文） Design of Detecting System Based on Portable Health Indicators Abstract With the accelerated pace of modern life and the improvement of life quality, people pay more and more attention to their health, people hope that they can check on their bodies with a simple, convenient way at any time, therefore, some small portable or health-detect devices used at home, such as the thermometer, the electronic sphygmomanometer which are popular among people for their simple instructions. However, these devices mostly have single function, the user must carry a variety of detective devices if he or she needs to test multiple health indicators, which brings much trouble for user. Hence, this project puts key point on the test for some human indicators, to reduce the trouble. The system uses AT89C51 MCU as control core, the hardware mainly temperature measurement module, includes: MCU minimum system, measurement module, blood pressure measurement module, alarm module, LCD display module. The software includes: the system flow chart, main program and module subprogram. The system can test body temperature, pulse, blood pressure real-timely, and the system will alarm when the abnormal data appear, by the same time the system stores the database available for playback, then communicating with PC by the serial port, at last, the stored data will be printed. Key words: DS18B20，ASDX001，AT89C51 ii
    本科毕业设计（论文） 目 录 第一章 绪论 ....................................................................................................................... 1 1.1 研究目的和意义.......................................................................................................... 1 1.2 国内外研究现状.......................................................................................................... 2 1.3 本课题的主要研究内容.............................................................................................. 3 第二章 系统总体方案设计............................................................................................... 5 第三章 系统硬件设计....................................................................................................... 6 3.1 体温测量模块.............................................................................................................. 6 3.2 血压测量模块.............................................................................................................. 7 3.3 脉搏测量模块.............................................................................................................. 7 3.3.1 脉搏信号采集电路................................................................................................... 8 3.3.2 信号放大................................................................................................................... 9 3.3.3 波形整形部分........................................................................................................... 9 3.4 单片机处理电路........................................................................................................ 10 3.5 显示电路设计............................................................................................................ 10 3.6 报警电路设计.............................................................................................................11 3.7 单片机最小系统.........................................................................................................11 3.8 电源电路设计............................................................................................................ 12 3.9 键盘电路设计............................................................................................................ 12 3.10 USB 通信电路...........................................................................................................13 第四章 系统软件设计..................................................................................................... 15 4.1 子程序流程图............................................................................................................ 15 4.1.1 体温检测流程图...................................................................................................... 15 4.1.2 血压检测流程图..................................................................................................... 17 4.1.3 脉搏检测流程图..................................................................................................... 17 4.1.4 键盘电路流程图..................................................................................................... 19 I
    本科毕业设计（论文） 第五章 总结 ..................................................................................................................... 20 参考文献........................................................................................................................... 21 谢 辞................................................................................................................................. 22 附 录................................................................................................................................. 23 II
    本科毕业设计（论文） 第一章 绪论 近年来不明流行病毒横行，加上跨国移动日益频繁，造成病毒传播范围越来越 广且快速，常会在短期内造成大范围流行，已足以威胁人类的生存，因此自主性的 健康管理越来越受重视。本设计就提出一套生命机能检测系统，用于个人自主健康 管理，以防治流行性病毒扩散，并以实用性、经济性、可靠性与方便携带性为设计 目标，期能达到大众化需求的商业目标。 一般而言，生命机能常被指为体温、血压、脉搏等，当这些生命机能有所变异 时，往往代表人体出现异状，须进一步检查，尤其在 2003 年 SARS 扩大传染期间， 发烧为病毒传染的分界点，以公共卫生病理学来说，体温对于控制病毒传染极为重 要。本生命机能检测系统将针对体温、血压、脉搏进行检测，并对检测资料做长期 分析，当生理机能有一定程度变异时提出适当警示，让使用者更了解自身生理变化， 也能给医生提供诊断时初步的依据[1]。 1.1 研究目的和意义 人体生理信号主要包括有心电、脉搏、呼吸、血压、体温、血氧饱和度、有创 血压、呼吸二氧化碳、心输出量、脑电、肌电、眼电视网膜电、眼震电、胃电等。 人体生理信号是生命的象征，一旦停止，生命也就终止。测量人体生理信号技术就 是要应用现代科学技术研究各种人体生理信号，通过有创或无创的方法获得各种信 息，加以分析、综合和研究，服务于临床[2]。人体不同的生理信号，能反映相应部 位的身体变化，是临床诊断的重要依据。例如心电变化的测量与记录是现代医学诊 断心脏的主要手段，肌电的测量与记录有助于诊断肌肉萎缩和肌肉支配疾病等。由 于有些疾病的发作带有很大的偶然性和突发性，因此，将生理参数检护从大型医院 扩展到社区医院以及患者家中是很有意义的。人体生理信息种类繁多，心电信号 （Electrocardiogram,ECG）、脉搏信号（Pulse wave）能反映人体心脏器官和血液循 环系统的生理变化，在临床健康观察和疾病诊断中十分重要，并且从生命信息科学 的角度也具有重要的研究价值[3]。 脉搏携带有丰富的人体健康状况信息，自公元三世纪我国最早的脉学专著《脉 1
    本科毕业设计（论文） 经》问世以来，脉学理论得到了不断的充实和提高，对国内外医学发展产生了很大 的影响。脉搏波幅值和波形反映了一个心动周期内动脉血压随时间的脉动变化，是 动脉血压的直接反映。同时，血流、血管阻力、血管壁弹性等血流参数的变化也能 够间接地从脉搏中得到反映。因此，通过脉搏可以对血压的变化规律进行量化分析。 脉搏波的波形、波幅、波速和节律，会反映出人体心血管系统的多种生理病理特征。 利用脉搏推断人体的生理病理信息，不仅是传统中医学的重要内容，在国际上也受 到广泛重视。所以本文的采集信号中也包括了脉搏信号。在科技高度发展的今天， 人们的健康观念和保健方式正发生着深刻的变化。各种医学电子仪器大量涌现，人 们希望能够对人体日常生活状态下的健康状况进行检测，做到主动预防。对于已诊 断明确的患者，可以随时掌握自己病情的变化以决定到医院复诊的需求，对于许多 偶然性和突发性疾病，能够再现和捕捉瞬时的典型生理信息。因此，无论国内还是 国际上，医疗康复和保健的重心正由以医院为核心的医疗保健体系向以家庭为基础 的社区或个人卫生服务体系转移。在这种趋势下，研究适用于社区医疗与家庭医疗 保健的人体生理信号检测系统具有极大的意义。而这种应用于家庭医疗的检测系统 应该是低功耗便携式的。因此本文设计的目标是具有便携式特点的人体生理信号检 测系统。 1.2 国内外研究现状 监护系统是一种用来对病人的生理参数进行连续、长时间、自动、实时监测、 分析处理后实现多类别自动报警，自动记录的某些医学仪器的组合。由于监护系统 可用来实时分析、显示与记录、并具有对结果的综合判断能力，因而便于医务人员 发现病人的病情变化，随后采取必要的措施，从而大幅度减少病人死亡率。自20世 纪60年代以来，人体生理监护仪器作为一种重要的医学电子仪器问世后，世界各大 医疗仪器的生产厂家竟相投入大量的人力、物力进行监护系统的开发、生产与销售， 促进了监护系统的发展和普及。世界各国纷纷建立起冠心病监护病房，重症监护室， 脑疾患者监护室，在手术室，分娩室，康复室内等一些专科病房加强了监护措施。 但是国内监护系统的科研、生产与国际先进水平相比还存在一定的差距：高、精、 尖的监护设备大部分依赖于国外进口，价格比较昂贵，中小医院无力购买，严重影 响了监护系统在我国的应用和推广[4]。 2
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