一种飞机飞行过程中人员的心率监测系统.doc

摘要：近年来，人们的生活、工作压力越来越大，常常会有一些心慌、胸闷、头昏等身体不适的症状，这些症状都是我们身体发出的警示信号，有些信号会被我们及时的察觉，但大部分的心脏疾病没有明显的症状，人们往往不能够及时发现。鉴于此种情况，设计了实时的心率监测系统对身体状况进行持续的监测。本次设计实现的是物联网工程的一个应用，重点是将“感知端”、“网络层”、“应用层”综合起来去实现智能手机对心率系统的监测作用。由于人体组织在血管搏动时会造成透光率不同，我们通过光电式传感器去测量心率[[[]王庆有. 光电传感器应用技术M. 机械工业出版社, 2014.]]。光电传感器，也就是物联网概念中的“感知端”，以光电效应为基础，光源透过血管接收由于透光率不同引起的光信号变化，再由光电元件将光信号转换为电信号，然后将电信号放大、输出。本次设计的“网络层”为蓝牙通信模块，通过蓝牙传输数据实现“感知端”和“应用端”的交互。“应用层”就是现在使用范围越来越广的智能手机。最后通过一款清晰、简单的开源平台Arduino来实现设计的综合应用。本设计使用的Pulsesensor传感器是可携带式传感器，可以佩戴于手指或耳垂等处，和Arduino连接后，通过串口将采集到的信号传输给Arduino，再通过arduino单片机简单计算后就可以得到心率数值，由串口将心率数值上传到上位机可以在电脑显示心率数值和波形[[[]王芳, 吴效明. 基于LabVIEW的人体脉搏波检测系统[J]. 微计算机信息, 2009, 25(22):61-62.]]，此外还可将数据通过蓝牙无线传输到手机，在手机端显示心率数据，实时监测心率。

关键词：物联网；Pulsesensor传感器； HC-06蓝牙；Arduino平台；智能手机

目录

摘要

Abstract

1 前言-1

1.1 背景及意义-1

1.2 心率监测系统原理说明-2

1.3 国内外研究现状和发展趋势-3

1.4 课题研究的任务和拟解决的问题-4

1.4.1 课题研究的任务-4

1.4.2 课题拟解决的关键问题-4

1.5 本章小结-4

2 心率监测系统设计-5

2.1 研究的内容-5

2.2 总体方案论证与比较-5

2.3 总体方案设计-6

2.4 系统硬件连接-6

2.5 系统软件流程-8

2.6本章小结-8

3 模块功能及原理-9

3.1 Arduino模块-9

3.1.1 Arduino模块概述-9

3.1.2 Arduino的功能特点-9

3.2传感器模块-11

3.2.1心率传感器的选型-11

3.2.2 Pulsesensor传感器的工作原理-11

3.2.3Pulsesensor传感器变量说明-12

3.3 蓝牙透传电路的设计-12

3.3.1 蓝牙模块的选型-12

3.3.2 HC-06概述-13

3.3.3 模块指示说明-13

3.2.4 HC-06产品特性-13

3.3.4 HC-06蓝牙模块电路设计-14

3.4 蜂鸣器、呼吸灯模拟心跳的设计-14

3.5 本章小结-15

4模块功能设计与调试-16

4.1 传感器总体程序设计-16

4.1.1 Pulsesensor程序设计-16

4.1.2 Pulsesensor采样程序设计-17

4.1.3 Pulsesensor滤波程序设计-19

4.1.4 Pulsesensor计算程序设计-19

4.2 手机APP总体程序设计-20

4.2.1 Android蓝牙程序设计-20

4.2.2 APP数据接收显示程序设计-21

4.3 上位机显示程序设计-21

4.4 本章小结-22

5.系统功能实现-23

5.1 手机APP总体程序的调试-23

5.1.1 蓝牙模块的调试-23

5.1.2 手机APP的功能实现-26

5.2 本章小结-28

6 论文总结与展望-29

6.1 论文总结-29

6.2 困难及解决方案-29

6.3 展望-30

致 谢-31

参 考 文 献-32