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ZigBee无线模块心率收集设计方案

本文所设计的ZigBee无线模块心率采集监测模块采用市面上最先进的光电反射式传感器.它不同于以往的压电式、压膜式传感器,具有很高的灵敏度。同时,本

导言

从 2013年开端,智能腕表、手环、眼镜连续进入群众视界,成为“潮人”们追捧的目标,这一年更被业界认定为“可穿戴设备元年”。简略来说,可穿戴设备便是指能够直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件上的一种便携式设备。但是跟着无线传感器技能的开展.林林总总的可穿戴的智能服装也逐渐出现在人们的日子中,智能服装便是把小型的芯片、电子元器件、电源等设备嵌入到服装中,能够完成特定的功用,以此便利人们的日子。

1 光电反射式传感器作业原理

Pulsesensor是一款用于脉息心率丈量的光电反射式模仿传感器。选用光电容积法的原理对信号进行收集,将其佩带于手指或耳垂等处,使用人体安排在血管搏动时形成透光率的不同来丈量脉息。因为脉息是随心脏的搏动而周期性改动的信号,动脉血管容积也周期性改动,因而光电变换器的电信号改动周期便是脉息频率。

1.1体系功用模块区分

本文全体体系的功用模块区分如图1所示。包含ZigBee无线数据收集模块、微处理模块、无线数据收发ZigBee无线模块、液晶显现模块和串口通讯模块等。

图1:体系功用模块图

1.2整形电路的规划

本体系的整形电路选用四电压比较器LM339和若干电阻电容构成单限电压比较电路。图2所示为整形部分的电路原理图,因为脉息信号经整形后为幅值为2—3 V的方波信号,因而将阈值电压设定为2.5 V较为适宜,整个电路由+5 V直流电压源供电,经试验测定后。尺2的最佳值为10 kn。经过整形电路能够便利完成对脉息数目的计算,为后期上位机的监测提供条件。

图2:整形电路原理图

2 心率信号处理模块的规划

为了得到正确的脉息频率,可用设置中止的手法来完成功用。将I/O口P1.3设置为外部中止口,输入信号下降沿可触发外部中止使体系进入外部中止服务子程序,每进入一次服务子程序脉息计数器加1,与此一起守时器1守时用户自定义的时刻周期。一旦抵达守时时刻则读取计数器里的值,读完清空各寄存器以便下次计数。图3为本体系脉息收集模块的ZigBee无线模块流程图,图4为心率ZigBee无线数据收集进程流程图。

图3:脉息收集模块流程

图4:心率收集流程图

3 心率收集监测界面规划

当传感器收集到脉息数值后,会经过ZigBee无线模块将收集到的数据上传给长途终端,实时地显现被测者的心率状况,经过编程完成实时折线图的制作,对心率改动的趋势进行盯梢监测,一旦产生反常时会触发报警,以便利救援,把危险降到最低。图5为某测验者心率正常时(根本稳定在84次/min)的监测曲线,图 6为另一测验者心率不正常时(如50次/min)触发报警,绿灯变红灯一起宣布鸣笛声。

图5:测验者心率正常时监测界面

图6:心率有问题时的监测界面

4 心率收集设备在智能服装上的测验成果

本文将脉息收集设备的数据发送的ZigBee无线模块、电源模块等进行了封装处理,一起,规划了特别的口袋对ZigBee无线数据收集模块进行了固定和安顿,在口袋的底部规划有特别的小孔能够走线,使光电传感器显露,如图7所示。为了确保所测心率的精度,本文对传感器进行了黑色遮光处理,能够套在手指上.如图8所示.便利丈量。

图7:智能服装上的心率收集设备

图8:心率传感器遮光收集

5 定论

可穿戴技能既面对机会又面对着严峻的应战,本文根据ZigBee无线模块选用无线传感器网络技能,规划了一款可穿戴的脉息心率收集监测设备,该设备不只能够完成对脉息的实时ZigBee无线数据收集,也能够经过长途终端进行实时监控。大数据的时代背景以及信息化智能化的科技产品会在往后改动人们的日子方式,而本文规划的可穿戴脉息监测体系也是服装范畴和电子通讯范畴相结合的又一新式产品,在智能服装的开展方面有着非常重要的研讨含义和实用价值。

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