本文選題：可穿戴設(shè)備　切入點(diǎn)：脈搏波　出處：《中國(guó)計(jì)量大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：目前脈搏波形的獲取主要通過兩種方法,即紅外光電式傳感器容積法和壓電式傳感器直接測(cè)量法。紅外光電式傳感器是通過監(jiān)測(cè)心臟跳動(dòng)時(shí)血液中血紅蛋白含量的變化來間接測(cè)量脈搏變化曲線(波形),與脈搏的跳動(dòng)之間沒有直接的關(guān)系。壓電式傳感器在皮膚表面直接測(cè)量血管的跳動(dòng)情況,因此這種方法比較準(zhǔn)確,所得脈搏信號(hào)波形與傳統(tǒng)中醫(yī)搭脈時(shí)作用在手指的壓力波形,原則上是一致的,因此具有利用中醫(yī)搭脈經(jīng)驗(yàn)的巨大發(fā)展?jié)摿Α５捎趬弘娛絺鞲衅黧w積大,電路復(fù)雜并且可靠性差,這對(duì)于對(duì)體積非常敏感的手環(huán)來說是個(gè)致命缺點(diǎn);而反觀紅外光電式傳感器,具有體積小,電路簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn),因此紅外光電式傳感器容積法獲得了廣泛的應(yīng)用。本論文試圖通過實(shí)驗(yàn)的方法,找出以上兩種方法在脈搏波形測(cè)量結(jié)果上的異同點(diǎn),從而為智能可穿戴設(shè)備的相關(guān)方案的確定,提供一定的借鑒。通過搭建模擬人體血液流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了電磁閥控制電路,利用STM32微控制器作為核心CPU,產(chǎn)生與人體脈搏頻率相當(dāng)?shù)闹芷谛悦}沖控制電磁閥的通斷,模擬人體心臟的舒張和收縮,產(chǎn)生模擬脈搏波。同時(shí)分別設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩種傳感器的驅(qū)動(dòng)及信號(hào)處理電路,在設(shè)計(jì)濾波和放大電路的過程中,利用Protel 99se軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真研究,對(duì)多款電路元器件的性能進(jìn)行對(duì)比,選擇了合適的信號(hào)處理電路,在仿真的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際電路的焊接調(diào)試。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建完成后,分別用光電式和壓電式兩種傳感器來測(cè)量該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上所產(chǎn)生的模擬脈搏波,對(duì)波形、相位差和速度數(shù)據(jù)分別進(jìn)行對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,紅外光電式傳感器和壓電式傳感器在測(cè)量脈搏波時(shí),對(duì)脈搏波周期以及脈搏波傳播速度的測(cè)量結(jié)果基本一致,但是在脈搏波的波形方面,兩者存在一定差異,因此對(duì)于只是用于測(cè)量心率和脈搏波速度的智能可穿戴設(shè)備,采用光電式傳感器即可滿足要求;但對(duì)于需要用中醫(yī)搭脈經(jīng)驗(yàn)對(duì)所獲得的脈搏波形進(jìn)行分析的智能可穿戴設(shè)備,則采用傳統(tǒng)的脈搏傳感器更為合適。
[Abstract]:At present, two methods are used to obtain pulse waveforms. That is, the volume method of infrared photoelectric sensor and the direct measurement method of piezoelectric sensor. The infrared photoelectric sensor measures the pulse curve indirectly by monitoring the change of hemoglobin content in the blood as the heart beats. There is no direct relationship between pulse and pulse. Piezoelectric sensors directly measure the beating of blood vessels on the surface of the skin. Therefore, this method is more accurate, the obtained pulse signal waveform and traditional Chinese medicine pulse action in the finger pressure waveform, in principle is the same. Therefore, there is a great potential to use the experience of traditional Chinese medicine to build pulse. However, because of the large size of piezoelectric sensor, complex circuit and poor reliability, it is a fatal disadvantage for a very sensitive bracelet. However, the infrared photoelectric sensor has the advantages of small volume, simple and reliable circuit and so on. Therefore, the volume method of infrared photoelectric sensor has been widely used. Find out the similarities and differences between the two methods in the pulse waveform measurement results, so as to provide some reference for the determination of intelligent wearable devices, through the establishment of a simulation of human blood flow experimental platform, The control circuit of solenoid valve is designed. Using STM32 microcontroller as the core, periodic pulse is generated to control the opening and breaking of solenoid valve, which simulates the relaxation and contraction of human heart. At the same time, the driving and signal processing circuits of two kinds of sensors are designed and realized respectively. In the process of designing filter and amplifier circuit, the circuit is simulated by Protel 99se software. By comparing the performance of many circuit components, the suitable signal processing circuit is selected, and the actual circuit is welded and debugged on the basis of simulation. The simulated pulse waves generated on the experimental platform were measured by photoelectric and piezoelectric sensors respectively. The waveform, phase difference and velocity data were compared and analyzed respectively. The experimental results show that, When measuring pulse wave by infrared photoelectricity sensor and piezoelectric sensor, the measurement results of pulse wave period and pulse wave velocity are basically the same, but there are some differences in pulse wave waveform between them. Therefore, for an intelligent wearable device which is only used to measure heart rate and pulse wave velocity, the photoelectric sensor can meet the requirements, but for the intelligent wearable device, which needs to analyze the obtained pulse waveform with the experience of traditional Chinese medicine (TCM), The traditional pulse sensor is more suitable.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH789

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本文編號(hào)：1673346