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便携式血压计方案的硬软件设计

文章来源:鑫志科技 / 作者:鑫志科技 / 发表时间:2022-11-18

目前市场上有水银血压计和电子血压计,水银血压计每次都需要有人佩戴听诊器帮助测量,测量过程复杂,电子血压计弥补了水银血压计的不足。血压计方案引入血压计芯片采集人体血压信号,通过低功耗蓝牙传输存储并上传这些数据,通过软件分析一天内血压的变化。

一、硬件设计

1、工作原理

血压计方案中传感器将用户的血压转换成电压信号,通过滤波器送入单片机,经单片机处理后显示。这些数据可以通过蓝牙上传,方便的时候可以通过软件观察,在诊疗过程中还可以将血压的变化展示给医生。

血压计方案

2、硬件设计中遇到的问题

在混合电压系统中,不同电源电压的逻辑器件相互接口时主要存在三个问题:一是施加在输入输出引脚上的允许电压限制;二是两个电源之间的电流串扰;三是满足输入转换的阈值水平。器件通常会限制施加于输入和输出引脚的电压,这些引脚有二极管或独立元件流向电源。比如3V器件的输入端接5V信号,5V电源会给3V电源充电,持续的电流会损坏二极管和电路元件。

二、软件设计

1、串行数据格式问题

因为是串行接口,所以串行数据格式应该一致。异步通信的帧格式:1个起始位、7或8个数据位、校验位(奇数/偶数/可无)、1个地址位(在地址模式下)和1或2个停止位。异步模式分为空闲多机模式和地址多机模式。在同步模式下,允许7位或8位数据流进出MCU。在异步模式下,该字符包含一个附加位作为地址标志。数据块的字符有一个设置的地址位,表示该字符是一个地址。

2、软件过滤程序的问题

虽然滤波器是用在硬件上的,但是滤波程序要用软件来写。常用的软件滤波方法有限幅滤波、中值滤波、算术平均滤波、递归平均滤波等11种。比如中值滤波法,相当于“中值滤波法”+“算术平均滤波法”,连续采样N个数据,去掉一个值一个值,然后计算N-2个数据的算术平均值。N值的选择:3 ~ 14。其优点是结合了两种滤波方法的优点,可以消除脉冲干扰引起的采样值偏差。其缺点是测量速度慢,与算术平均滤波法相同。因为血压计方案中对测量速度要求不高,所以可以选择这种滤波方式。

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