2.1 脉搏信号的特性分析
脉搏信号中所包含的丰富生理信息,血液由心脏开始向身体各部分流动时,它不 仅受到心脏本身的影响,同时也会受到流经各级动脉和分支中各种生理因素的影响, 如血管壁、血管阻力弹性等,所以脉搏丰富的谐波的频率和强度包含着丰富的生理信 息。脉搏是人体心血管状态的直接反映,因此可以通过观察和分析人体脉搏特征来诊 断身体状况。且经研究,处于亚健康状态下人脉搏跳动较为急促,频率较高,幅度较 小,脉宽和脉长较健康人明显大。而健康人脉搏跳动较为平缓,频率较低,幅度较大, 脉宽和脉长较小[9]。人体的脉搏频率其实很低,一个身体健康的人脉搏频率约为 0.4 Hz
~5Hz,正常情况下人体的主峰脉搏在 1Hz 附近,但是在低频段和较高频段都有所分 布(1Hz 以下或 5Hz 以上)。由于不同人体的个体差异较大,脉搏强度也不同。
2.2 设计的要求(技术要求等)
由之前的分析可知,脉搏的有用信号主要集中在低频段,在 4Hz 之后信号能量 几乎衰减为 0。但是实际的测试过程中,可能会受到一些因素的干扰,故在采集脉搏 信号时,采样频率可设置为 1KHz;
经测试光电传感器的输出值为十几毫伏,根据单片机的工作电压为 5V,所以确定 放大器的放大倍数为 330 倍。
由于此测试需要对脉搏信号进行实时显示,故选择无线传输方式,而无线传输包 括 zigbee 传输,蓝牙传输,红外传输等,本测试系统需要数据量小、传输距离短,通 过对比传输速度,传输距离,花费成本,操作难易程度最终选择蓝牙模块。
2.3 脉搏信息采集器工作原理及组成
图 2.1 系统整体流程图 整个系统的工作过程大致如图 2.1,脉搏传感器采集脉搏信号并转换为电信号输
出,输出信号经由后续的信号调理电路进行放大与滤波至合适的大小,单片机将处理 完的信号采集并进行相应处理,并通过无线蓝牙模块实现与上位机的数据传输,上位 机通过 LabVIEW 界面显示脉搏信号波形。至此脉搏信息采集器完成其功能。