電子脈搏計設(shè)計-課程設(shè)計

電子脈搏計設(shè)計--課程設(shè)計摘要：本文針對電子脈搏計的設(shè)計，介紹了電子脈搏計的工作原理、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等方面的內(nèi)容。在硬件設(shè)計方面，主要介紹了傳感器的選擇、信號放大器的設(shè)計、濾波器的實現(xiàn)等內(nèi)容。在軟件設(shè)計方面，主要介紹了程序框架和流程設(shè)計、數(shù)據(jù)采集和處理、界面設(shè)計等內(nèi)容。最后，進行了實驗驗證。關(guān)鍵詞：電子脈搏計，傳感器，信號放大器，濾波器，數(shù)據(jù)采集一、引言隨著生活節(jié)奏的加快和人們健康意識的提高，健康監(jiān)測設(shè)備越來越受到人們的重視。電子脈搏計是一種簡單實用的健康監(jiān)測設(shè)備，可以測量心率和脈率等生理指標。本文針對電子脈搏計的設(shè)計，介紹了電子脈搏計的工作原理、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等方面的內(nèi)容。在硬件設(shè)計方面，主要介紹了傳感器的選擇、信號放大器的設(shè)計、濾波器的實現(xiàn)等內(nèi)容。在軟件設(shè)計方面，主要介紹了程序框架和流程設(shè)計、數(shù)據(jù)采集和處理、界面設(shè)計等內(nèi)容。最后，進行了實驗驗證。二、電子脈搏計的工作原理電子脈搏計的工作原理是通過傳感器獲取人體的心率和脈率等生理指標，經(jīng)過信號放大、濾波等處理后，將數(shù)據(jù)實時顯示在設(shè)備的屏幕上。傳統(tǒng)的脈搏計使用的是手動計數(shù)的方法，而電子脈搏計則是通過電子技術(shù)實現(xiàn)自動化。電子脈搏計的工作原理如下：（1）傳感器測量生理信號，將生理信號轉(zhuǎn)換為電信號；（2）信號放大器放大脈搏信號，增加信號幅度；（3）濾波器消除干擾信號，僅保留有用信號；（4）AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；（5）微處理器控制程序?qū)?shù)據(jù)進行處理，計算出心率和脈率等生理指標；（6）數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)碼顯示，以實時方式顯示出來。三、硬件設(shè)計（1）傳感器的選擇傳感器是電子脈搏計的重要組成部分，選擇合適的傳感器可以提高設(shè)備的精度和穩(wěn)定性。目前市場上常用的傳感器包括壓電傳感器、光電傳感器和電容傳感器等。光電傳感器是一種比較理想的選擇，它可以通過光電效應(yīng)實現(xiàn)對光強變化的檢測。本次實驗采用光電傳感器進行實現(xiàn)。（2）信號放大器的設(shè)計傳感器輸出的信號較小，需要使用信號放大器對信號進行放大，以便后續(xù)處理和分析。由于光電傳感器輸出的是電壓信號，因此本次實驗使用了運放電路實現(xiàn)信號放大功的比較。（3）濾波器的實現(xiàn)由于在信號放大過程中，信號中會受到很多干擾，因此需要進行濾波處理，去除干擾信號。這里本次實驗使用低通濾波器，能夠去除高于50Hz的干擾信號。四、軟件設(shè)計（1）程序框架和流程設(shè)計程序框架采用MVC模式，在Controller層中實現(xiàn)了系統(tǒng)的主要流程，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示等內(nèi)容。程序的流程設(shè)計如下圖所示。（2）數(shù)據(jù)采集和處理數(shù)據(jù)采集模塊負責從硬件模塊獲取生理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊處理。數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)過濾波和計算等處理，計算出心率和脈率等生理指標，并將處理后的數(shù)據(jù)返回給Controller層。（3）界面設(shè)計界面設(shè)計采用WPF技術(shù)，包括菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄和數(shù)據(jù)顯示欄等組件，用戶可以通過操作這些組件實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制和操作。五、實驗驗證實驗中我們采集了10個人的心率和脈率數(shù)據(jù)，并分別進行了統(tǒng)計分析。實驗結(jié)果表明，電子脈搏計的誤差較小，精度和穩(wěn)定性較高，符合實際要求。六、總結(jié)本文介紹了電子脈搏計的設(shè)計原理，包括硬件設(shè)計方案和軟件設(shè)計方案等內(nèi)容。實驗結(jié)果表明，電子脈