多功能身体健康监测仪设计

沈　健

(苏州健雄职业技术学院 软件与服务外包学院，江苏 太仓 215400)



多功能身体健康监测仪设计

沈健

(苏州健雄职业技术学院 软件与服务外包学院，江苏 太仓 215400)

摘要：多功能身体健康监测仪以STC12C5A60S2作为主控芯片，来实现各个模块之间的存储和转换功能。可以实时监测心电、体温、脉搏、血压等多种人体重要生理参数。检测信号经主控芯片STC12C5A60S2单片机进行信号处理后通过LCD液晶显示器将各个检测数据显示出来。由于此监测仪多适用于老人或者行动不便的人使用所以还添加了GPS跟踪定位模块和GMS短信通知模块其人性化的设计理念，大大降低了人体的健康趋于严重化的危害。

关键词：监测仪；单片机；GPS跟踪定位

0引言

近年来，我国高血压患者情况有了新的发展趋势，临界高血压患者增多，患病年龄提前，患病率也有所提高，且以每年350万新发病率的速度增长，给个人家庭及社会造成了极大的损失和负担。而且高血压是一种逐渐发展的慢性疾病，因此需要长期的检测跟踪。

目前我国心血管病(冠心病、心衰、高血压)患病人数至少2.3亿，每10个成人中就有2人是心血管病患者。每年全国心血管病死亡人数达300万人，每死亡3人就有1人是死于心血管疾病。每年用于心血管病的直接医疗费用超过1300亿元，考虑到上述的现实问题，制作一种多功能身体健康监测仪是刻不容缓的。

1系统的总体方案及工作原理

多功能身体健康监测仪是通过对人体加速度的输出量分析出人体运动状态即由主控制器模块对人体速度脉冲信号采集系统所采集到的人体实时速度进行判断后，当人处于静息状态时腕带压力控制模块启动腕带充气，实时测出人体的血压及心率值，再由短信模块将数据发送到养护中心或子女手机中。紧急状态时，GPS定位模块和短信报警模块将共同工作，向紧急中心发出求救短信，并将具体位置发送到急救中心。此方法实现了通过实时对人体血压、心率的数据变化的监测、发送、综合、分析来实时了解身体状况的过程，满足了人们实时了解自身状况的人性化设计，也体现了社会的人文关怀。其基本工作原理如图1所示。

图1　多功能身体健康监测仪设计框图

2系统的主要电路设计

一、心电数据采集模块的设计

在整个系统中心电数据采集电路是非常重要的组成部分，采集数据的质量、电路的抗干扰能力、放大特性以及其稳定性直接关系到系统中。因此对心电放大器的设计有很苛刻的要求针。数据采集电路的基本框图如图2 所示。

图2　数据采集电路的基本框图

数据采集电路主要由A/D 采样电路、电平提升电路、滤波电路、后级放大电路、前置放大电路和信号提取电极组成。

二、HMS红外传感器测体温

本研究选择Xilinx公司的XC2C256-7VQ100CES的CPLD芯片作为系统核心的器件，主要看中了其非易失性、低成本、即用性、可重复编程、单芯片的特点。我们可以选择功耗低、体积小的CPLD芯片来实现测体温电路的设计，我们可以有效地降低所设计系统的体积大小和功能损耗需要满足系统功能的要求。所设计的测体温电路原理图如图3所示。

图3　测体温系统结构图

三、GMS短信通知模块

GMS短信通知模块可以直接驱动8路的继电器，用短信遥控或振铃遥控的方法可以控制8路继电器的驱动过程。其具有短信遥控结果回传的功能，当模块在收到遥控短信后，可以把控制结果再以短信的形式进行回传。模块的设计思路主要以人性化为本，短信的遥控指令和报警短信内容都是通过直观的中文进行显示的，并且用户可以自定义其模式。整个模块内可以预先存入15条到25条报警短信内容还可以发送手机号码，可以在有线或无线传感器的触发下对应发送。因为多功能身体健康监测仪多适用老人，有了短信通知模块在老人外出时也可以随时随地了解老人的健康状态。

3系统的软件电路设计

系统软件设计是设计的核心部分，同时也是设计的重点和难点部分。控制系统软件设计的优良直接影响到控制系统的功能，因此，要想更加完善的完成设计，一个好的系统软件是不可缺少的。主程序设计的流程图事实上就是对程序设计总体思路的一个具体阐述。每一个程序的执行都是从主程序开始的，所以主程序在所有子程序中起到一个领导的作用。多功能身体健康监测仪设计的系统主程序流程图如图4所示，各个模块之间的联系和工作方式都在该系统中体现出来了。

图4　系统主程序流程图

4结语

本次设计的多功能身体健康监测仪，其人性化的设计理念，大大降低了人体的健康趋于严重化的危害。设计选用了一些精度相对较高、监测比较灵敏的器件，很大程度上提高了它的可靠性。现今社会人们生活水平不断提高的同时，对身体健康的问题也越来越重视。在科技发展迅速的今天，监测人体健康的仪器也不断地升级不断地完善，我相信在不久的将来可以通过在人体植入芯片来监测身体健康状态。

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责任编辑：程艳艳

Design of Multifunctional Physical Health Monitor

SHEN Jian

(College of Software and Service Outsourcing, Suzhou Chien-Shiung Institute of Technology, Taicang 215400, China)

Abstract：Multifunctional physical health monitor takes STC12C5A60S2 as the main control chip to achieve the storage and conversion between the various modules, which can real-timely monitor ECG, body temperature, pulse, blood pressure and other important physiological parameters.The data of detection signals are displayed through LCD after the signal processing by STC12C5A60S2 SCM. This monitor is often used among old people or people with motion barrier, for this reason, GPS tracking and positioning module as well as GMS SMS notification module are added, which greatly reduces the serious damage to human health.

Keywords：monitor; SCM; GPS tracking and positioning

中图分类号：TH74

文献标志码：A

文章编号：1009-3907(2016)02-0011-03

作者简介：沈健(1968-)，男，江苏兴化人，工程师，硕士，主要从事电子信息，自动控制方面研究。

收稿日期：2015-11-11