论文总字数：20997字

摘 要

随着生活水平的提高以及越来越紧凑的生活节奏，高血压、心律失常、心力衰竭等许许多多的心血管疾病正持续的威胁人类的健康。因此，对于疾病的预防显得尤其重要。

这里，对于心率的实时监控就有着重大的意义。但是平常的检测花费时间长，金钱多而且检测非常不方便。本文拟设计出一款方便快捷而又便宜耐用的心率检测仪。通过脉搏传感器将测得的数据传输给Mega单片机，然后单片机将计算后的结果通过蓝牙系统传输给智能手机，这样，就能及时发现使用者的不正常心率，挽救更多人的生命。经过多次实验，完成的测试仪能完成心率的测量并发送给手机显示出来这一功能。

关键词：蓝牙，心率，单片机，脉搏传感器

Design of infrared heart rate acquisition system based on Bluetooth

Abstract

With the improvement of living standards and the more and more compact life rhythm, Cardiovascular diseases, such as hypertension, arrhythmia, heart failure, and so on, are continuing to threaten the health of human beings..

Therefore, it is particularly important for the prevention of the disease. Here, the real-time monitoring of heart rate is of great significance. Heart rate refers to the number of heart beats per unit of time. But the usual test takes a long time, money and the detection is very inconvenient. This paper intends to design a convenient and inexpensive and durable heart rate monitoring system. The measured data is transmitted to the mega single chip microcomputer through the Pulse sensor. And then the results of the single chip will be calculated through the Bluetooth system to transfer to the smart phone, In this way, you can find the user"s abnormal heart rate in time to save more people"s lives.

Keywords: Bluetooth,Heart rate,Single chip microcomputer, Pulse sensor

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 引言 1

1.1 选题的背景 1

1.2 国内外现状 2

1.3 本文各章节安排 2

第二章 系统结构 4

2.1 手机系统的选择 4

2.2 Android 系统的架构 5

2.2.1 Linux内核 5

2.2.2 安卓运行库 5

2.2.3 程序库 5

2.2.4 应用框架 5

2.3 Android 智能手机软件的开发方法 5

2.3.1 Android 4.3系统特点 5

2.3.2 Eclipse 以及Android开发环境的搭建 5

2.4 本章小结 6

第三章 心率检测系统设计方案 7

3.1 硬件部分的设计 7

3.1.1 传感器模块 7

3.1.2 蓝牙模块 9

3.1.3 Arduino Mega2560单片机 11

3.1.4 手机客户端处理流程 11

3.2 软件部分设计 12

3.2.1 传感器信号处理程序 13

3.2.2 手机蓝牙接收程序 14

3.3 本章小结 15

第四章 成品测试和分析 16

4.1 实物检查 16

4.2 分析 18

4.2.1 功耗测试 18

4.2.2 传输距离测试 18

4.2.3 兼容性检测 18

4.3本章总结 18

第五章 总结和展望 19

5.1 总结 19

5.2 展望 19

致谢 20

参考文献 21

附 录 22

第一章 引言

1.1 选题的背景

心率，即脉搏频率，是指我们心脏每分钟内跳动的次数，除了可以反映心脏功能的强弱之外，也能反映出人体运动能力的大小。

心率是反应人体健康状况的重要指标，人的脉搏中包含了人体大量的生命信息。很早之前，都是通过脉诊来检查。脉诊在中医中作为四诊之一，按照《难经》里面的说法，“望而知之谓之圣，闻而知之谓之神，问而知之谓之巧，切而知之谓之工”^[1]，排在四诊最后，但它依然是一个最神秘最离奇的诊断技术。脉诊，又叫切诊，通过简单、快捷且没有任何副作用的检查就发现病因而被很多人多接受。但是在实际情况中，医生的经验是否丰富对诊断结果影响很大，而且也不可能随时检查。

目前，尤其是在我们国家，心血管疾病的突然发作已经成为死亡的主要原因。并且随着生活水平的提高，心血管疾病的在人群中的发病率也在逐年上升，在我国城乡居民病死的原因中高居榜首。虽然心血管病在突发前没有任何征兆，但是心率混乱在发作之前还是可以被发现的，它也能够被用作心脏病等主要心血管疾病发作前的主要现象。一个身体状况良好的成年人心率会维持在50-100次/s^[2]。当人的脉搏数低于50次/s时就称之为心动过缓，高于160/次则称之为心动过速，而这两种情况都是很有可能带来生命危险。心脏病在发作时并没有什么明确知晓的规律并且与病人当时的身体情况、外在环境甚至心情都有着莫大的联系，这是最难以检查的，尤其是病发时，病人做不到紧急救治自己，就有极大的可能死亡。因此对于患有心血管疾病的人来说，能够挽回生命的最好的办法就是可以实时监控心率，这样在病发的时候迅速做出反应从而进行抢救。一直以来，都是采用有线的形式来进行脉搏信号的采集，可是仪器占地面积大，测量时间长。并且由于病人身上被安装了传感器而感到不适，造成体内环境变化，影响了测量结果。

现如今，监护仪技术在不断的向前发展而且跟新速度也不慢，用于医院病房的各种仪器也在层出不穷。据不完全统计，我国生产医用监护仪的厂家已经超过200多家，五花八门的产品已达上百个^[3]。不仅有可以应对各种疾病的监护仪，还有不少的系统来适应医院的特殊需求。但是随着社会的不断进步，人们对自身生命价值的认识不断的上升，越来越多的人希望利用高科技手段保障生命安全。一种设计上面合理，使用技术先进，方便携带和测量而且经济实用的监护仪一定会得到社会的认可。

为了能够获得此产品，本文从而提出了一个可以检查病人的心率并及时反馈给检测人员的方案，设计了一款基于蓝牙和红外的单片机系统。先是红外传感器采集到信息，将收集到的信息经过滤波电路和放大电路后传输给单片机，经单片机程序简单处理后把计算结果传输给手机，手机中的软件可以将接收到的信息显示出来，就能够最快的了解到心率情况。减少了被测人员在使用传统检测仪器时因为太多导线连接身体带来的不适和约束。而且体积小，可以随时随地测量，也不会影响到别人。成本也比较低，除此之外本系统还具有以下优点：

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