智能手環(huán)脈搏波形獲取方法的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前脈搏波形的獲取主要通過(guò)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(guò)監(jiān)測(cè)心臟跳動(dòng)時(shí)血液中血紅蛋白含量的變化來(lái)間接測(cè)量脈搏變化曲線(xiàn)（波形），與脈搏的跳動(dòng)之間沒(méi)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?。但由于壓電式傳感器體積大，電路復(fù)雜并且可靠性差，這對(duì)

2、于對(duì)體積非常敏感的手環(huán)來(lái)說(shuō)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(guò)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(guò)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

3、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(guò)程中，利用Protel99se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(lái)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