基于ARM单片机的生理特征测量系统

　　1 引言

　　随着社会的发展和人们生活水平的提高，高血压、心脏病等心血管疾病的发病率逐年升高。身体健康成为人们越来越关心的问题。血压是反映心血管功能的重要生理参数,在反映心脏泵血功能方面,血压比心电图更有效。为了及时了解和掌握人们的生理特征,血压是被检测的重要指标之一。

　　2 血压测试原理

　　测量血压的办法可以分为直接法和间接法两种。直接法以针头插入血管的方式来测量血压。虽然直接法测出的血压比较准确,但是由于使用不便而且只能测量静脉血压,现在已基本不再使用。间接法的代表主要有柯氏声法和示波法两种[5]。

　　本系统采用的是示波法。示波法的原理是:将袖套加压至阻断肱动脉血流,当气袖压力远高于收缩压时,脉搏波消失。随着袖套压力下降,脉搏波开始出现。当袖套压力从高于收缩压降到收缩压以下时,脉搏波会突然增大,直到平均压力达到最大值,然后脉搏波又随袖套压力下降而衰减。示波法血压测量就是根据脉搏波振幅与气袖压力之间的关系来估计血压的。与脉搏波最大值对应的是平均压,收缩压和舒张压分别对应脉搏波最大振幅的比例来确定。

　　3 系统组成及设计方案

　　3.1 系统概述

　　整个生理特征测量系统由上位机和下位机两个部分组成。其连接方式可通过下位机的系统进行选择,分为串口通信方式和短消息方式。下位机主要完成对生理数据的采集、计算、发送和对充气装置的控制;上位机完成数据的接收和储存。下位机由ARM为核心的嵌入式系统构成,具有性能稳定和功能可扩展的特点,而且系统可采用短消息方式传输数据,能够利用现有移动网络实现以前难以想象的远距传输。上位机为个人计算机,通过 VC编写应用软件,实现串口数据读入和调用数据库等功能.

　　3.2 基于ARM 的下位机

　　下位机是以ARM 单片机 LPC2210 为核心的嵌入式系统。下位机系统包括了:输入模块、测量模块、充气模块、显示模块LCD、传输模块和单片机。下位机提供与上位机数据交互所需的信息源和控制对象。输入模块是一个4*3的按键键盘,用于输入ID、系统启动和紧急停止等控制消息。测量模块主要包括了温度传感模块和压力传感模块两个部分，用于测量体温、室内温度、人体血压值和心率。显示模块LCD 用于实时显示测量信息和当前状态。充气模块包括充气泵和气阀，为袖套进行充放气。传输模块包括RS232串口和无线模块MC35i，将数据发送到上位机。

　　单片机 LPC2210 实现键盘扫描、控制充气设备、数值采样、AD转换和串口发送等功能，使整个下位机系统能正常工作。接下来　重点介绍一下测量模块和传输模块。