基于Arduino和LabVIEW的脉搏心率检测仪_脉搏_暗记

文章目录 [+]

（浙江师范大学数理与信息工程学院，浙江金华 321004）

针对目前心血管疾病严重威胁人类康健,且在我国的发病率与去世亡率居高不下的现状，设计了基于Arduino和LabVIEW的脉搏心率检测仪。
下位机选用Arduino为主控芯片，将脉搏心率检测模块检测到的脉搏信息通过串口发送给LabVIEW上位机，上位机对吸收到的数据进行处理并显示动态脉搏曲线，同时将脉搏丈量结果显示在上位机前面板。
该检测仪可实现对脉搏和心率旗子暗记的采集、显示、波形回放和存储，与物联网技能结合可以实现远程监测。
测试结果表明，该检测仪丈量偏差不超过1%，利用该仪器可及时理解被测者的身体状况。

基于Arduino和LabVIEW的脉搏心率检测仪_脉搏_暗记基于Arduino和LabVIEW的脉搏心率检测仪_脉搏_暗记科学

LabVIEW；Arduino；脉搏检测；心率检测；串口通信

（图片来自网络侵删）

人体脉搏系统是心血管系统的主要组成部分，脉搏波所呈现出的形态、强度、速率、节律等方面的综合信息，反响了人体心血管系统中的许多生理病理特色，是临床诊断和治疗的主要依据［1］。
数据显示，我国心血管疾病的发病率和去世亡率持续上升，约300万患者每年去世于心血管病，险些每3个去世亡的人中就有1人是心血管病，心血管疾病已成为人类康健的头号杀手［2］。

目前，国内外在脉搏检测方面已经开展了大量事情，脉搏丈量技能也越来越前辈。
过去医院临床监护和老年保健中常用便携式电子血压计，但其在利用气泵加减压过程中会使患者不适，且存在体积弘大、检测精度低等缺陷；而比来研发的多种无创非打仗式仪器能够自动肃清系统偏差、丈量精度高且能够实时显示病人脉搏信息，但此类仪器多用于大型医院且价格昂贵，不适宜广大消费者的利用［2］。
本文提出的基于Arduino和LabVIEW的脉搏心率检测仪利用美国NI公司开拓的LabVIEW图形化编程开拓平台［3］，设计了简明、直不雅观、易用的上位机显示界面，精度高，利用方便，具有广阔的运用前景。

系统由上、下位机组成。
下位机由单片机系统进行数据采集、旗子暗记调理［4］。
上位机(PC)基于虚拟仪器图形编程软件LabVIEW8.0 体例软件程序,实现脉搏旗子暗记的数据读取、滤波、脉搏频率打算、波形显示等功能［5］。
上、下位机通过RS232串口通信。
系统框图如图1所示。

2下位机设计

2.1传感器选型

传统的脉搏丈量方法紧张包括三种：一是从心电旗子暗记中提取脉搏旗子暗记；二是利用丈量血压时压力传感器测到的颠簸来打算脉率；三是光电容积法丈量［6］。
前两种方法提取信号都会限定病人的活动，如果永劫光利用会增加病民气理和生理上的不舒适感。
本设计选用集成化脉搏传感器A27pulsesensor，它是利用人体组织在血管搏动时造成透光率的不同即光容积法来进行脉搏的丈量，具有方法大略、可靠性高且佩戴方便的特点。
当光束透过人体外周血管，由于动脉搏动充血容积变革导致这束光的透光率发生改变，此时由光电变换器吸收经人体组织反射的光芒，转变为电旗子暗记并将其放大和输出。
由于脉搏是随心脏的搏动而周期性变革的旗子暗记，动脉血管容积也周期性变革，因此光电变换器的电旗子暗记变革周期便是脉搏率。
图2右为A72脉搏心率检测模块。

2.2Arduino单片机

Arduino是一款便捷灵巧、方便上手的开源电子原型平台。
Arduino能够通过AD对传感器旗子暗记采样处理，并将数据通过串口发送至LabVIEW平台。
其与脉搏心率检测模块一起构成了本设计的底层硬件。
图2为底层硬件构造。

2.3基于Arduino的硬件程序设计

由于心率检测模块的输出旗子暗记为0~5 V的电压旗子暗记，因此只须要利用Arduino的一个仿照旗子暗记输入端口将0~5 V的仿照旗子暗记转化为0~255的数字旗子暗记，即可实现对脉搏信息的采集，同时通过RS232串口协议将旗子暗记传送到LabVIEW上位机。

3上位机设计

3.1基于LabVIEW的算法设计

LabVIEW通过串口吸收到下位机发送的脉搏数据，为了得到准确的心跳频率，把吸收到的值与前两个数据进行比较，分别得到数据流中最大值韶光tmax和最小值韶光tmin，因此心脏实际的跳动周期为：

T=|tmax-tmin|

如图3所示为脉搏心率检测流程图。

3.2基于LabVIEW的上位机设计

上位机设计采取LabVIEW8.0进行图形编程。
LabVIEW软件供应了有关串口设计的VI［7］，可以实现串口的配置、读写和中断等功能。
同时充分利用其强大的数据处理能力，实现对脉搏波的采集、滤波、显示、波形回放、存储等功能，如图4所示为上位机软件界面，图5所示为LabVIEW后面板图形编程。

4丈量结果及偏差