【正文】 的準(zhǔn)確性。脈搏信號(hào)的處理包括信號(hào)的放大、低通濾波、高通濾波等部分。由于該信號(hào)比較微弱，我們先用一個(gè)預(yù)放大電路將信號(hào)放大。為了消除外界環(huán)境光的干擾影響，采用了同步檢波的正／負(fù)極性切換電路將暗光信號(hào)從有用信號(hào)中減去，它由一個(gè)運(yùn)放和模擬開關(guān)4066組成。當(dāng)A＝1時(shí)開關(guān)導(dǎo)通，運(yùn)放此時(shí)作為反向放大器工作，增益為1，輸入和輸出信號(hào)反向。經(jīng)過同步檢波的正 ／ 負(fù)極性切換電路后，運(yùn)用傳感器控制部分產(chǎn)生的信號(hào)D和E控制模擬開關(guān)4066閉合和斷開，使信號(hào)分成紅光和紅外光兩路，然后我們分別對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行低通濾波和高通濾波。為了得到更好的濾波效果，采用了一個(gè)截止頻率為40Hz的二階低通濾波器。最后，將高通濾波后的信號(hào)進(jìn)行交流放大就可以采集進(jìn)計(jì)算機(jī)作為計(jì)算脈搏血氧飽和度所需要的交流成分。共擁有64個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字輸入輸出接口。CIP51與MCS51指令完全兼容，可以使用標(biāo)準(zhǔn)803x/805x的匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開發(fā)。CIP51工作在最大系統(tǒng)時(shí)鐘頻率25MHz時(shí)，它的峰值速度達(dá)到25MIPS。所有數(shù)字和模擬外設(shè)均可由用戶設(shè)置使能或禁止。片上JTAG調(diào)試電路使得對(duì)安裝在最終產(chǎn)品上的8051芯片進(jìn)行非侵入式（不占用系統(tǒng)資源）、全速的在線調(diào)試成為可能，并且支持觀察并修改存儲(chǔ)器中的寄存器，支持?jǐn)帱c(diǎn)、觀察點(diǎn)、單步運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行和停止命令。（40℃到85℃）。C8051F020器件是100腳TQFP封裝。C8051F020單片機(jī)的通訊方式有兩種：并行通訊:數(shù)據(jù)的各位同時(shí)發(fā)送或接收。異步通訊：它用一個(gè)起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束。用這種格式表示字符，則字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳送。例如，數(shù)據(jù)傳送的速率是120字符/s，而每個(gè)字符如上述規(guī)定包含10數(shù)位，則傳送波特率為1200波特。由于數(shù)據(jù)塊傳遞開始要用同步字符來指示，同時(shí)要求由時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端與接收端之間的同步，故硬件較復(fù)雜。字符格式的規(guī)定是雙方能夠在對(duì)同一種0和1的串理解成同一種意義。通訊方向：在串行通訊中，把通訊接口只能發(fā)送或接收的單向傳送方法叫單工傳送；而把數(shù)據(jù)在甲乙兩機(jī)之間的雙向傳遞，稱之為雙工傳送。半雙工傳送是兩機(jī)之間不能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收，任一時(shí)，只能發(fā)或者只能收信息。它可用作異步通訊方式（UART），與串行傳送信息的外部設(shè)備相連接，或用于通過標(biāo)準(zhǔn)異步通訊協(xié)議進(jìn)行全雙工的8051多機(jī)系統(tǒng)也可以通過同步方式，使用TTL或CMOS移位寄存器來擴(kuò)充I/O口。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。實(shí)驗(yàn)原理： NRF2401是單片射頻收發(fā)一體芯片，— ISM頻段，適用于多種無線通信場合，如無線遙控器、無線鼠標(biāo)等，且傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定，這種無線通信解決方案適合傳輸距離較近的無線控制項(xiàng)目，它只需要和處理器配合使用便能實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳遞。按照設(shè)計(jì)流程，應(yīng)該是根據(jù)NRF2401的datasheet搭建硬件電路，但是為了使用方便，我們使用了模塊電路RT2411，RT2411是NRF2401的典型應(yīng)用電路（），使用此模塊電路的好處是我們只需要將各個(gè)引腳連到單片機(jī)對(duì)應(yīng)管腳，配合正確的程序就可實(shí)現(xiàn)無線通信功能。發(fā)送機(jī)和接收機(jī)都是由一塊MSP430F149最小系統(tǒng)板和一個(gè)RT2411模塊組成，共需兩套MSP430F149最小系統(tǒng)板和兩個(gè)RT2411模塊。NRF2401是可以工作在雙工通信方式下的，即同時(shí)收發(fā)，此試驗(yàn)采用單工方式，發(fā)送端只發(fā)送，接收端只接收。實(shí)際上NRF2401可以一次發(fā)送多個(gè)字節(jié)。發(fā)送機(jī)地址定義為0x12345678,接收機(jī)地址定義為0x87654321.(4) C8051F020單片機(jī)與NRF2401數(shù)據(jù)傳輸采用其內(nèi)部硬件SPI模塊實(shí)現(xiàn)，C8051F020單片機(jī)作為主機(jī)，NRF2401為從機(jī)。但是有些處理器內(nèi)部沒有SPI模塊（如C8051F020單片機(jī)），就只能使用IO口SPI通信時(shí)序模擬來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸了。相關(guān)說明如下：此實(shí)驗(yàn)只用到通道1，所以硬件連接時(shí)不涉及與通道2有關(guān)的管腳（CLK2和 DOUT2）。首先打開控制開關(guān)，系統(tǒng)開始工作，顯示緩沖區(qū)清零，這時(shí)候數(shù)碼管被點(diǎn)亮，顯示全零；判斷開關(guān)是否接高電平，如果不為高電平則繼續(xù)判斷，數(shù)碼顯示繼續(xù)為零，如果接高電平計(jì)數(shù)器/定時(shí)器開始工作初始化，開中斷啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；定時(shí)時(shí)間到顯示脈搏數(shù)；繼續(xù)判斷開關(guān)是否接低電平，如果接低電平，則關(guān)閉定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，如果接高電平則繼續(xù)顯示脈搏數(shù)。匯編語言是一種與硬件緊密相關(guān)的程序語言，是機(jī)械語言的便于記憶和理解的符號(hào)化形式。C8051F020內(nèi)部有5 個(gè)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器：其中三個(gè)16 位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器與標(biāo)準(zhǔn)8051 中的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器兼容，還有兩個(gè)16 位自動(dòng)重裝載定時(shí)器可用于ADC、SMBus、UART1 或作為通用定時(shí)器使用。將定時(shí)器與中斷系統(tǒng)的結(jié)合將給我們編程帶來很大的幫助，程序條理性強(qiáng)易編寫易讀?！?0Hz以內(nèi),為了去除高頻干擾,尤其是50Hz的工頻干擾,我們設(shè)計(jì)了一個(gè)一階RC低通濾波器,其截止頻率為45Hz。采用TL072（雙動(dòng)放）,可以較好地滿足要求。另外采樣頻率確定為125Hz。在每一數(shù)據(jù)段512個(gè)樣本數(shù)據(jù)中,尋找最大值Max,定義門限t=。此點(diǎn)及前后各5點(diǎn),共11個(gè)樣本均值大于門限。確定了波峰,就可按上面的公式計(jì)算出脈率。這部分調(diào)試過程中遇到問題就是關(guān)于中斷的理解不夠清楚什么時(shí)候中斷，程序怎么運(yùn)行不清楚，導(dǎo)致調(diào)試了很長時(shí)間。五個(gè)中斷源的自然優(yōu)先級(jí)與中斷服務(wù)入口地址外中斷0:0003H定時(shí)器0:000BH外中斷1:0013H定時(shí)器1:001BH串口0:0023H它們的自然優(yōu)先級(jí)由高到低排列。注意：CPU所做的保護(hù)工作是很有限的，只保護(hù)了一個(gè)地址，而其它的所有東西都不保護(hù)，所以如果你在主程序中用到了如A、PSW等，在中斷程序中又要用它們，還要保證回到主程序后這里面的數(shù)據(jù)還是沒執(zhí)行中斷以前的數(shù)據(jù)，就得自己保護(hù)起來。對(duì)于搭建硬件系統(tǒng)以及軟件的調(diào)試有了足夠的理解和認(rèn)識(shí)。深入的了解各個(gè)元器件的性能是搭建硬件系統(tǒng)的前提。，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為三部分，分別是健康信息采集板、家庭監(jiān)測端、社區(qū)或醫(yī)院監(jiān)測端。溫度信號(hào)采集溫度信號(hào)采集使用傳感器lm35，該器件的輸入電壓會(huì)隨著溫度值的變化，直接將lm35的輸入接到C8051F020的AD輸入引腳，利用C8051F020片內(nèi)12位的高速AD進(jìn)行溫度信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換。下位機(jī)數(shù)據(jù)處理與顯示下位機(jī)采用C8051F020單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理。 監(jiān)測板電路（不含C8051F核心板） 監(jiān)測板實(shí)物下位機(jī)與上位機(jī)無線數(shù)據(jù)傳輸由于下位機(jī)與上位機(jī)同處理家庭內(nèi)部，所以考慮使用短距高速的無線傳輸方式，若使用無線模塊（如msg2401或nrf905）的話，上位機(jī)端還需增加模塊電路，即增加了成本，又不太方便、傳輸速度也太慢。藍(lán)牙方式非常容易擴(kuò)展，將來我們考慮將下位機(jī)數(shù)據(jù)直接通過藍(lán)牙發(fā)送到Android系統(tǒng)的手機(jī)，這樣可以省去上位機(jī)端，使系統(tǒng)更加精簡和方便。 BTM400_6B藍(lán)牙模塊上位機(jī)（家庭端）采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示在上位機(jī)端，藍(lán)牙串口接收到下位機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)后，立即利用Web組態(tài)軟件實(shí)時(shí)展示體溫、脈搏值和變化曲線。DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫偵聽藍(lán)牙串口信息，一旦串口有數(shù)據(jù)，就利用RTMP協(xié)議將數(shù)據(jù)推送到Web客戶端，RTMP是Adobe System公司為Flash播放器與服務(wù)器之間音頻、視頻和數(shù)據(jù)傳輸開發(fā)的協(xié)議，RTMP能夠?qū)崿F(xiàn)真正的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)推送，省去了客戶端Request請求的時(shí)間。 Web服務(wù)器端與下位機(jī)通訊思路系統(tǒng)使用Flex中間件WebORB實(shí)現(xiàn)Remoting（Web向下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)）和RTMP（下位機(jī)向Web實(shí)時(shí)推送）這兩個(gè)方向上的通訊，執(zhí)行過程中，WebORB根據(jù)情況調(diào)用DLL動(dòng)態(tài)連接口，實(shí)現(xiàn)串口的偵聽和向外發(fā)送數(shù)據(jù)，該動(dòng)態(tài)連接庫的使用C開發(fā)。該子模塊基于Google公司的Google Maps API接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過調(diào)用谷歌地圖配合存儲(chǔ)在監(jiān)測中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息顯示，服務(wù)器端還設(shè)計(jì)了用戶數(shù)據(jù)維護(hù)表單。實(shí)驗(yàn)電路簡單，占用的空間比較小，滿足了便攜要求，能夠較為方便的為用戶及時(shí)提供自己的心率數(shù)據(jù)。（1）對(duì)于環(huán)境光干擾,可以通過軟件去暗光方法和改進(jìn)探頭結(jié)來消除。（3）對(duì)于電源工頻干擾,采用工頻整數(shù)倍采樣頻率進(jìn)行消除。目前主要在以下幾個(gè)方面做的還不夠理想：傳感器部分受外界環(huán)境影響較大由于脈搏波是一種以低頻成分為主的生理信號(hào)，不像心電信號(hào)中有一個(gè)頻率相對(duì)比較高的QRS波群，如何對(duì)脈搏波進(jìn)行有效的處理，準(zhǔn)確識(shí)別脈搏波以正確劃分脈搏波周期，并在相應(yīng)周期內(nèi)提取脈搏波峰峰值。滑動(dòng)平均值法: 采用先進(jìn)先出的循環(huán)隊(duì)列作為測量數(shù)據(jù)緩沖器,其長度固定為L,每進(jìn)行一次新的采樣,把測量結(jié)果放入隊(duì)尾,而扔掉隊(duì)首的數(shù)據(jù),再將新隊(duì)列的算術(shù)平均值作為輸入數(shù)據(jù)。防脈沖干擾平均值法: 在讀入L個(gè)采樣數(shù)據(jù)后先濾去其中的最大值和最小值,再將剩下數(shù)據(jù)的平均值作為輸入數(shù)據(jù),這樣就大大提高了系統(tǒng)精度和穩(wěn)定性。致 謝首先，我要對(duì)我的指導(dǎo)老師表示由衷的感謝。另外，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。正是因?yàn)橛辛怂麄兊膸椭抛屛也粌H學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí)，更讓我感覺到了知識(shí)以外的東西，那就是團(tuán)結(jié)的力量。參考文獻(xiàn)[1］黃智偉，[J].世界電子元器件，2007[2］[M].北京：科學(xué)出版社,2003[3] 沙占友. 集成化智能傳感器原理及應(yīng)用[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.[4] 陳偉人. 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