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1、 2014届毕业生毕业设计说明书题 目: 便携式人体生理指标智能检测系统 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 测控1002 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 副教授 2014年 5月 9日摘要 目前，由于中国的老龄化速度加快，中国老年人的数量越来越大，对于老年人来说，身体状况是第一大需要关心的问题，而目前最大的问题就是老年人不能实时地知晓自己的身体各项生理指标，主要是隔一段时间去医院体检一次，但是随着年龄的增长，一些疾病的发作是非常快的，对于某些突发的疾病，并不能做到一出现状况马上通知家人或者医院，以至于造成严重的后果。例如，老年人在运动时，由于运动量过大导致心率突变，接着导致心
2、脏病突发等等。针对以上情况，本文设计了一款便携式人体生理指标检测器，可以实时地检测人体的脉搏、体温，并对使用者的运动量进行大致估计，使使用者对自己的身体状况有大致的了解。本设计分为两部分：第一部分为基于单片机的人体指标检测系统.该检测系统采用层次化、模块化设计。传感器采集数据，采集的数据送给单片机进行分析处理，通过软件编程设定各项指标的阈值，用字符型TC1604液晶显示所测的各项数值。并且可以制作PCB板使模块体积尽可能小，系统集成度高、工作稳定、电路简单、检测精度高、调试方便，非常具有实用价值。另一部分是通过SIM900A的GPRS模块进行通信，即传感器检测到人体参数异常，此时单片机控制SI
3、M900A发送预置短信或者拨打预置电话，以便及时通知家人或者医院，对患者进行救治。实现了检测与处理的功能。关键词：人体生理指标；DS18B20；HK-2000A；AT1604；GPRS；ND-3ITitle Portable physiological index detector AbstractCurrently, due to China s accelerated aging , the number of China s old people becoming more and more large , for the elderly, the needs of health car
4、e is the biggest problem , but now the most important problem is that the elderly can not know in real time the bodys own physiological indicators ,usually once in a while to a medical hospital,But with the increasing of age,the onset of some diseases are very fast,for some diseases occured in a ver
5、y short of time,we can not notice the family or the hospital timely,then there wil be a serious consequences.for example,when the elder people doing some exercise,due to excessive movement mutations cause heart disease.For the above situations,This paper designed a portable physiological index detec
6、tor system,The detection system uses a hierarchical, modular design.the sensors collect the dates,then microcontroller analysis the date,Set thresholds of the indicators by software programming,useing the LCD1604 to display the numbers,and we can use PCB to make the volume as small as possible.Syste
7、m is highly integrated, stable, simple circuit, high precision, easy debugging,the systemhas highly practical value,The other part is to communicate via GPRS module SIM900A.the sensors detact the unnormal date,the the MCU orderd SIM900A to call the proset phone number or send the text message to not
8、ice the family or the hospital timely and then treat the patients.achieve the function of detect and control.Key words: Physiological indicators；DS18B20；HK-2000A；AT1604；GPRSND-3II目 录摘 要错误!未定义书签。AbstractII1 绪论11.1 选题背景11.2 选题的现实意义21.3 国内外相关研究现状21.4 设计内容22 系统设计32.1 系统的软件设计32.2 硬件设计32.2.1 方案设计32.2.2 电路
9、设计52.2.3 版图设计122.3 系统仿真132.3.1 protues仿真软件介绍132.3.2 protues仿真绘图步骤142.3.3 仿真版图设计与运行143 硬件实现163.1 实物搭建163.1.2 集成式脉搏传感器HK-2000A183.1.3 温度传感器DS18B20193.1.4 微震动传感器ND-3203.1.5 SIM900A无线通信模块203.1.7 LCD显示213.1.8 完整实物213.2 测试结果及分析21结论22致谢23参考文献24III1 绪论1.1 选题背景 随着中国人口老龄化的加快，老年人的数量越来越大，照顾好这些老年人成了一个非常重要的问题。但是目
10、前许多老年人的身边并无子女陪伴，通常都是和老伴生活在一起，身体检查也只是隔段时间去一次医院，并不能随时知道自己的生体状况，随着年龄的增大，这些老年人的身体日益衰弱，对于某些突发性疾病，可能自己根本来不及处理，要等到被人发现才能得到救治，这样就会延误最佳治疗时期，进而造成严重的后果。在人体各项生理指标中，体温、脉搏是最容易测量的，许多疾病的发生都伴随着这两种指标的变化，人体舌下正常的温度为36.337.2，腋下的正常温度为3637，一般测量体温都是用腋下温度。体温作为身体是否健康的晴雨表，关系着人的生理机能的正常运作，是一个非常重要的参数，对体温的测量是本设计中一个相当重要的环节。脉搏可以反映出
11、人体的某些变化，例如脉搏的频率和人的心肺功能有非常重要的联系，老年人的脉搏不能过快，否则会使心脏和肺部的负担增加，脉搏的不正常很有可能诱发某些突发疾病，如心肌梗塞，突发性心脏病等，所以时常保持稳定的脉搏，对保持身体健康又很大的意义。设计中采用的是HK-2000A集成式脉搏传感器，传感器部分只有一块钱硬币大小，并且其后续A/D转换电路，放大电路，滤波电路已经集成，输出的信号可以直接接入单片机，可靠性强，佩戴非常方便，能够很好地满足本设计的要求。ND-3微振动传感器在本设计中是作为对老年人运动量的估计模块而存在，其输出为标准正弦波，因为体积非常小，所以没能集成模数转换电路，需要外加转换电路。该传感
12、器可以检测使用者在某一时间段内所行走的步数，乘以每步的间距，老年人的休闲一般以散步为主，用这款装置就能估计使用者每天的行走路程了。后续处理采用SIM900A的GPRS通信模块，通过软件控制的方法，将电话号码预置到模块中，一旦传感器检测到某个参数超出正常值，并且一定时间后没有恢复到正常值，则模块向预置号码发出警告短信或直接拨打电话给预置号码。1.2 选题的现实意义本设计所选择的DS18B20、HK-2000A传感器体积小，高稳定性，高抗干扰能力，响应快，功耗低，并且可以直接和一个8位高性能单片机连接，使之成为该设计的最佳选择。在市场上的众多单片机中，本设计选择AT89S52单片机作为处理器，其特
13、点是高性能，低功耗，低成本，广泛应用于许多嵌入式的设计当中。本设计具有成本低，便于携带的特点，并且针对老年人对电子产品了解不多的情况，仅仅设计了复位、开机、报警这几个必须按键，操作十分简单。使用者佩戴上该仪器过后，完全可以进行正常地工作，基本不会影响正常的日常生活，1.3 国内外相关研究现状目前在市场上已经有许多款简单的生理指标检测仪在销售，例如Jawbone公司于今年发布的UP 24手环，佩戴极其方便，但是其生理检测功能只能检测步数，大致计算卡路里的消耗，而且必须和手机客户端配套使用，生理检测功能单一，受众面比较窄。三星最近几年一直在更新一款智能手表，Galaxy Gear智能腕表，可以拨打
14、电话，发送短信，还能简单上网，但是其功能上也只有检测步数这一项，不能满足现在人们的需求。苹果公司将要推出一款智能手表iwatch，苹果公司为其专门配置了医疗团队，一般的生理指标检测完全能够实现，并且可以打电话，发短信，上网，同时具有报警功能，功能非常强大，在未来的智能手表领域这款手表应该是作为领军者存在的。1.4 设计内容本设计以以体温脉搏检测为核心思想，用温度传感器DS18B20和HK-2000A脉搏传感器检测体温和脉搏，将模拟信号转换为数字信号，再将数据分别送给单片机和计算机进行处理和显示，最后通过GPRS模块来进行通信报警工作。根据人体正常生理参数的范围设定体温脉搏上限值，使用液晶显示屏
15、显示各项参数，并且能够发送警示短信和拨打警示电话，只要发现所测得的参数超过设定的值，可以即刻报警。由于考虑到在实际用的过程中，电子器件不可能百分之百可靠，可能人体某项指标已经超出正常值，但是传感器却没有检测出来；或者其他某项生理参数已经超标，使用者已经感觉到身体状况不对，但是却不知道是哪里不正常，并且已经丧失自救能力。针对这种情况，本文设置了一个报警按钮，只要按下该按钮，GPRS模块立即拨打指定电话号码。2 系统设计2.1 系统的软件设计系统软件设计主要用到Altium designer、Keil、protues仿真这几款软件，首先写出程序流程图，再根据流程图用keil这款C语言编程软件写出程序，编译并调试程序，看是否有错误，待
