基於STM32人體脈搏無線監測系統的設計論文

　　摘要：

　　隨著生活水平的提高，人們尤其是老年人對自己的健康也越來越重視。脈搏的波形及頻率能夠反應人心血管的生理資訊。所以本文是以ARM STM32為主控模組，設計一種行動式，操作方便的脈搏檢測器。

　　本系統由脈搏採集、液晶顯示、無線傳送三個模組組成。脈搏採集是採集人的脈搏數，液晶用的是12232，顯示一分鐘被測脈搏數，無線傳送就是利用GSM模組實現簡訊的傳送，傳送到監測人員起到遠端監控的效果。

　　關鍵詞：STM32 脈搏檢測液晶顯示 GSM

　　一、系統的整理框架。

　　以ARM STM32晶片為處理器，主要的模組主要包括脈搏採集模組，LCD顯示模組，GSM資料傳輸模組。脈搏採集模組採集到脈搏訊號經訊號放大及模數轉換後傳輸到處理器中，經過定時器一分鐘的計時，在液晶屏上顯示一分鐘的脈搏數，STM32 控制脈搏資料經由SIM300A GSM 模組以GPRS 形式傳送給監測人員。透過脈搏數的顯示，醫生可以獲知使用者的身體狀況，節約了大量的時間。

　　二、系統硬體以及電路構成。

　　1、脈搏監測電路。

　　感測器由光敏二級管發射紅外和光敏三極體接受紅外組成的分別是電路中的D6和Q3。採用發光二極體作為光源時，可基本抑制由呼吸運動造成的脈搏波曲線的漂移。紅外接收三極體在紅外光的照射下能產生電能，它的特性是將光訊號轉換為電訊號。脈搏也即跟心跳同步，每心跳一次血液濃度變化一次，所以透過對手指的血液濃度的變化檢測脈搏訊號。脈搏是微弱訊號，訊號需要放大，並且先透過低頻濾波器進行濾波，在進行放大，最後在經過比較器得到脈衝波，輸入到STM32裡。

　　2、STM32處理器及主要介面電路。

　　STM32F103微控制器是使用Cortem-M3核心，工作頻率為72MHz，內建高速儲存器，具有一個USB和一個CAN，7 個定時器、2 個ADC、9 個通訊介面，其工作電壓常見為3.3v。ARM STM32F103 控制模組主要完成對脈搏波波形資料的採集，脈搏訊號模數轉換以及資料的分析和資料的無線收發，與LCD的顯示。 ARM 的Cortex-M3是採用哈佛結構的32位處理器核心，擁有獨立的指令匯流排和資料匯流排，兩者共享同一個4GB儲存器空間。它的內部還包含一個系統滴答定時器SysTick。SysTick的核心是1個24位遞減計數器，使用時根據需要設定初值，啟動後在系統時鐘的作用下遞減，減到0時置計數標誌位並重裝初值。系統可以查詢計數標誌位，也可以在中斷允許時產生SysTick中斷。其豐富的優點決定了它適合應用於諸多方面，例如醫療和手持裝置。

　　3、GSM/GPRS 模組。

　　隨著無線通訊技術的飛速發展，中國移動GPRS技術不斷完善，為資料的無線傳輸提供了理想的`解決方案。本系統採用GSM/GP，模組為SIMCom 公司的SIM300A 模組，它的體積小巧攜帶方便，功耗比較低，內嵌TCP /IP 協議。STM32F103 透過串列埠發指令控制SIM300A的撥號上網，再透過PPP 協議建立與中國移動內部伺服器的點對點連線，然後由中國移動GPRS 服務節點( GSN) 透過TCP /IP 協議與醫療監護中心的目標伺服器建立Socks 連線，實現資料的無線傳輸。本系統的軟體設計主要包括: ARM STM32 程式設計、GSM/GPRS 模組程式設計。ARM程式設計的的開發和除錯採用keil編寫，可以直接呼叫庫函式對資料進行處理使用起來方便。相關初始化操作：

　　第一，時鐘初始化-72Mhz。

　　第二，時基函式初始化-1ms。

　　第三，串列埠1初始化-波特率115200，資料位8，停止位1，無校驗位(用於除錯口)。

　　第四，串列埠2初始化-波特率9600，資料位8，停止位1，無奇偶校驗。(用於GPRS介面)。

　　第五，LED指示燈初始化-低電平點亮。

　　第六，按鍵初始化-低電平觸發中斷;第七，TIM3初始化-1/10K s(0.1ms) 。

　　第八，液晶LCD初始化-12232。

　　第九，GSM模組初始化-使用AT指令進行初始化配置，配置短訊息中心號碼。

　　三、結語。

　　本次設計以STM32為核心，採用GSM做為發射模組，對脈搏資料進行無線傳輸，此測量儀系統實現簡單、功能穩定、使用方便，應用廣泛，便於被測人攜帶，突破了測量空間的限制，擺脫傳統有線監測儀的束縛，能夠實時監測心血管患者病況，防止病情的突發，具有實際意義。隨著我國正逐步進入“老年型”社會，人口老齡化程序的加快促使心血管疾病的發生率及死亡率日趨增加。此設計對於家庭的醫療監護有著一定的市場前景。

　　參考文獻：

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