摘要：本項(xiàng)目主要針對社會上的弱勢群體和身體健康需要細(xì)心照顧的人群，如空巢老人的健康安全問題。智伴系統(tǒng)采用51單片機(jī)為嵌入式核心板，搭載體溫、脈搏、血壓等檢測傳感器，將采集到的數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，定時將老人的身體數(shù)據(jù)通過GSM模塊發(fā)送到的監(jiān)護(hù)人手機(jī)上，一旦老人身體出現(xiàn)異常則開啟報警功能，并能及時向監(jiān)護(hù)人發(fā)送報警信息。

　　關(guān)鍵詞：單片機(jī);智能控制;傳感器

　　0引言本文研究內(nèi)容的是基于51單片機(jī)控制脈搏、血壓、體溫傳感器等模塊去監(jiān)測人體健康信息，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷身體機(jī)制是否正常。如果不正常則通過GSM模塊向監(jiān)護(hù)人手機(jī)發(fā)送報警信息，使監(jiān)護(hù)人實(shí)時了解被監(jiān)護(hù)人的人體數(shù)據(jù)信息[1]。

　　1硬件設(shè)計

　　1.1設(shè)備硬件整體構(gòu)造

　　智伴系統(tǒng)配備STC89C52最小系統(tǒng)[2]，血壓傳感器、脈搏傳感器，GSM無線傳輸模塊。通過無線傳輸將傳感器采集信息遠(yuǎn)程發(fā)送到上位機(jī)。

　　單片機(jī)論文范例：電子工程技術(shù)在單片機(jī)中的技術(shù)應(yīng)用

　　1.2單片機(jī)最小系統(tǒng)采用STC89C52為核心開發(fā)板，STC89C52支持i2c,spi等通信協(xié)議，有一個全雙工的串行接口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳輸，可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。STC89C52功耗低，帶寬高，采用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，ISP可擦除編程經(jīng)過大量改進(jìn)性能較其他51系列微處理器性能更高。

　　1.3血壓傳感器模塊為了確保智伴系統(tǒng)獲取血壓值的準(zhǔn)確性，本設(shè)計采用ASDX001數(shù)字壓力傳感器。ASDX001數(shù)字壓力傳感器準(zhǔn)確性高，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，是一個理想的血壓收集的模塊。同時它的體積小便于攜帶，能夠提供有效的數(shù)據(jù)信息。

　　1.4脈搏傳感器模塊對于脈搏心率的測量采用的是光電反射式模擬傳感器PulseSensor[3]。該傳感器對光電信號進(jìn)行濾波，然后放大得到輸出模擬電壓的值。然后通過單片機(jī)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過簡單的計算可以得到心率和脈搏等有效數(shù)據(jù)。該傳感器使用方便，體積小便于攜帶，可靠性強(qiáng)。

　　1.5體溫傳感器模塊

　　體溫檢測采用MLX90614,該模塊是一款紅外非接觸式傳感器，具有高精確度和高分辨率，溫度分辨率為0.01℃，測溫范圍是-70℃到382.2℃，在室內(nèi)的誤差在0.02℃，是一個理想的溫度檢測模塊，可以為智伴系統(tǒng)提供穩(wěn)定的溫度檢測信息。

　　1.6GSM無線傳輸模模塊

　　該模塊采用SIM900a和無線控制模塊發(fā)送短信，它屬于雙頻gsm/gprs模塊，完全采用smt封裝形式，sim900a性能穩(wěn)定，外觀精巧，性價比高，能滿足多種需求。sim900a可以低功耗實(shí)現(xiàn)語音、sms、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。

　　另外，sim900a的尺寸小，能適用于應(yīng)用中的各類設(shè)計需求，尤其適用于緊湊型產(chǎn)品設(shè)計[6]。將模塊與51系列單片機(jī)電平電壓5V的連接應(yīng)為：5VT口到單片機(jī)P3.0端，5VR口到單片機(jī)P3.1端，連接到DC5V以保證穩(wěn)定性，SIM900AGND與單片機(jī)的GND連接。在電平電壓為3.3V的接入口中，TXD終端可以接收到5vr模塊和RXD模塊5vt。單片機(jī)的GND可接模塊的GND，VCC單片機(jī)模塊可接直流3.3V。

　　2系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　智伴系統(tǒng)使用STC89C52為處理器，對血壓、脈搏、溫度傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對于血壓的檢測采用AD通道采樣，檢測信號分為兩路信號。壓力傳感器的信號經(jīng)過放大送到AD1，作為靜態(tài)血壓信號，經(jīng)過電路的隔直后經(jīng)過AD2作為脈搏波信號。采樣的信號經(jīng)模塊處理最后得到舒張壓和伸縮壓。脈搏信息的采集，采用IBI算法[4]，根據(jù)采集的脈搏信號，通過ad模塊轉(zhuǎn)模成單片機(jī)可識別的數(shù)字信號，將數(shù)字信號再傳回單片機(jī)。通過MLX90614實(shí)時檢測人體的溫度變化，并將采集的值傳回單片機(jī)。檢測到不正常的數(shù)據(jù)，通過GSM無線傳輸模塊發(fā)信息給監(jiān)護(hù)人手機(jī)。

　　3實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果

　　本設(shè)計通過對硬件設(shè)計以及軟件設(shè)計經(jīng)過不斷設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)實(shí)現(xiàn)身體的體溫、脈搏、血壓進(jìn)行準(zhǔn)確的測量;(2)通過LED1602顯示檢測人體信息數(shù)據(jù);(3)對于異常數(shù)據(jù)，通過GSM模塊，發(fā)送信息到監(jiān)護(hù)人手機(jī)上。本設(shè)計通過大量數(shù)據(jù)分析，考慮到身體日常活動可能造成數(shù)據(jù)異常，根據(jù)數(shù)據(jù)異常持續(xù)時間對報警進(jìn)行分級對于五秒內(nèi)的數(shù)據(jù)異常不報警，對于脈搏低于六十，體溫低于35.5℃進(jìn)行強(qiáng)報警。其他異常數(shù)據(jù)一分鐘內(nèi)多次檢測，依舊異常將信息發(fā)送到監(jiān)護(hù)人手機(jī)上。將體溫傳感器貼著皮膚，將脈搏傳感器正面輕按在食指上，利用袖帶，壓力傳感器采集人體血壓。將各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示在lcd1602顯示屏上。為人體各傳感器測量人體數(shù)據(jù)值。(其中H代表最舒張壓壓，L代表收縮壓，27.5為手指溫度，pluse代表脈搏一分鐘65次)當(dāng)數(shù)據(jù)異常持續(xù)時間長。

　　4總結(jié)與展望

　　在本次項(xiàng)目中我采用了現(xiàn)在stc89c52作為本次項(xiàng)目的核心，stc89c52功能強(qiáng)大處理速率快。也使用了比較先進(jìn)的無觸碰體溫測量和血壓模塊，脈搏傳感器及GSM遠(yuǎn)程傳輸模塊。

　　對于人體進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測，對于突發(fā)情況緊急短信通知監(jiān)護(hù)人。本系統(tǒng)智能便捷，方便，實(shí)用。在現(xiàn)在疾病頻發(fā)的時代，對于人體數(shù)據(jù)的監(jiān)測能很大條件下改善人體健康。以后在醫(yī)療市場也會得到普遍的使用，實(shí)用價值高。同時通過本項(xiàng)目也讓我學(xué)以致用，通過科技去改善人類的生活為社會發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。對于這個項(xiàng)目還有改進(jìn)的地方，添加GPS對老人的位置進(jìn)行定位，方便找到老人的位置，還有一鍵報警的功能，讓老人遇到意外情況，緊急報警。配合GPS將老人的位置一同發(fā)送出去，保障老人的實(shí)時安全。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[5]孫旭東,張躍.基于AD8232和MLX90615的心電與體溫測量系統(tǒng)設(shè)計[J].傳感器與微系統(tǒng),2014,33(9)：81-84.

　　[6]韓天.基于GSM無線遠(yuǎn)程通信的人體生理參數(shù)采集傳輸系統(tǒng)[D].長春：吉林大學(xué),2011.

　　作者：翟雨佳，葉周宇，張琳，潘昊飛，凌應(yīng)花