基于ATmega16的智能心率检测计

①基于ATmega16的智能心率检测计②摘要（中文）对某些阵发性心率过速或过缓，往往在就医时测试出心率正常，以至使医生无法确诊，所以我们设计出这种可以随时进行心率测量的心率计，不仅可以随时地监测一个人的健康状况，而且为医生对这种病症的确诊提供依据。基于以上原因我们设计了一种智能心率检测计。通过指纹识别功能能够存储患者连续几周的测量结果，方便患者就诊。硬件部分采用ATmega16作为主要控制核心，与模数转换器，压力传感器等。创新的采用了液晶屏显示测量数据。并带有报警系统。该系统具有结构简单，工作电路稳定、测量速度快、精度高、存储容量大、功耗低、便于扩展、低成本等优点,可应用于临床和家庭保健，对病患者的治疗起到参考作用。关键字：指纹识别；心率监测；ATmega16；病人监控Abstract(English)Paroxysmalheartratetoofastforsomeortooslow,oftenwhenthedoctortestedthenormalheartrate,andeventhedoctorscannotbeconfirmed,sowedesignedthiscanalwayscountheartratemeasurementsofheartrate,notonlytomonitorapersonatanytimehealth,butalsofordoctorsprovidethebasisforthisdiseaseisdiagnosed.Forthesereasonswehavedesignedanintelligentheartratedetectionofdollars.Fingerprintrecognitionbypatientstostorethemeasurementresultsforweeks,tofacilitatepatienttreatment.ATmega16hardwareusedasthemaincontrolcenter,andtheADC,thepressuresensors.TheuseofinnovativeLCDdisplaysmeasurementdata.Andwithanalarmsystem.Thesystemissimpleinstructure,workingthecircuitstability,highspeed,highprecision,largestoragecapacity,lowpowerconsumption,scalable,lowcost,canbeusedinclinicalandhomecare,thetreatmentofpatientsplayareferencerole.Keywords:Fingerprintrecognition;heartratemonitoring;ATmega16;patientmonitoring③项目实现构思背景分析：由于生活节奏的加快，现在心脏病已经成了比较常见的疾病，有着突发性的危险，造成了对病人的监护有了很大困难。因此对心脏病人的监护已经十分重要，由此亟需一个能代替家人来监护病人，并能记录病人体征数据（主要是心率）的便携仪器，本设计就是针对此问题展开，可以对一个人的心跳进行长期的监测，并用SD卡存储数据，对病人治疗起到参考作用。与此同时智能的通信与预警系统可以大大的增加病人的安全。创新点：本作品主要功能是检测人的心跳频率，为了可以持续不间断的检测病人的心跳数据，而其他的人的偶尔使用不能造成数据干扰，为此添加了指纹识别的功能，保证其数据的准确性。除此之外加了SD卡模块，方便数据的传递。其中带有智能通讯及危机报警系统，实时地与一台计算机相连，记录数据，一旦心跳发生异常则自动启动呼救系统，及时且快捷，尽最大的可能确保病人的安全。市场分析：本产品属于医疗器械，面对的主要是家庭病人（主要心脏病患者），有以下几大优点：1.结构简单便于集成。可制成便携式的手表等，且增加其日常可用性。2.可共享性强。每个设备都可记录1~4个人的数据，既解决了家庭病人监控的问题，而且非病人使用该设备不影响监测数据。3.有智能报警系统。心跳一旦异常立即采取两种方式呼救，增加病人安全。4.具备SD卡模块，病人数据可以随时供任何人参考5.通信功能完备。具备无线通讯及串口通讯两种模式。6.功耗低。设计中不含大功率负载，实用性性增强。4项目实现方案：主要工作过程：当按下电源按钮系统上电，指纹识别传感器自动扫描指纹信息，接着检测存储中是否有以前存储的指纹，如果没有，则提示用户设置新用户指纹设置（最多可以设置四个用户，分别记录数据进行存储）。此步骤为首次使用或者系统恢复出厂设置后进行的初始状态设定。如果已经存在预设用户指纹则把预先存储的指纹信息与刚刚扫描的指纹信息进行比对，如果检测与其中一个用户指纹信息相符，则调用相关用户信息并进行下一步，如果不同于任何一个用户则把SD卡进行写保护操作，目的是只记录设置过用户的人的数据，其他人的数据不向SD卡中写入，这样既监测了某人的心跳数据，其他人又可以共享这个仪器。判定用户之后开始初始化测量模块并启动测量，测量主要采用压力传感器，检测心率脉冲信号的传感器采用压电陶瓷（在压电陶瓷片上安装一个海绵垫以传递心跳信号）；将采集到的心率电压信号经过LM324进行运算放大，然后通过由电压比较器进行整形滤波处理，即可获得人体心率范围的信号（约在0.66Hz-3.33Hz之间）；再通过AD0809模数转换处理后，就可得到所需要的标准的数字脉冲信号。用液晶屏显示出数据，并把数据存储在SD卡中，同时比较数据与基准数据的偏差，返回给系统处理并显示。数据一部分利用通信模块与固定的计算机相连。当差值大于系统预设范围则自动启动报警系统。首先声光报警令周围的亲人得到信息，同时利用无线网络与预先设定好的计算机相连接。可让家人或者医院及时获得病人的状况，及时采取措施。在数据处理上采取实时的显示方式，只要测量超过5秒就显示此人的平均心率，每次测量持续2分钟。在无动作的情况下每小时自动测量一次，起到监护作用。5系统架构图：本设计的系统架构如下：主控ATmega16A/D压力传感测量模块SD卡存储模块液晶显示通信模块报警系统键盘输入指纹输入6原理及软件流程：无存储或按设置键有存储非已存在用户已存在用户差值异常正常检测指纹存储设置常用指纹判断指纹设置数据写保护初始化测量模块启动测量定时计数器启动信号采集与处理SD卡数据存储数据比较差值显示输出指纹输入声光报警按键开机通信系统7关键模块分析：通信系统：通信系统采用串口与无线通信并存的方式，下面是串口通讯的电路无线通信采用已有的模块电路图略。信号处理原理电路：