一款基于WIFI传输的便携式体征信息监测系统设计

摘要：介绍一款采用无线WIFI传输的便携式体征信息监测系统。该系统利用STC89S52单片机及DS18B20温度传感器、HK2000B型压电式脉搏传感器等模块采集生理体征信息，通过HLK—WIFIM03进行无线传输，结合用户Android设备终端进行数据显示及反馈。采用人机友好交互界面进行体征信息管理，可实现远程体征信息监测、分析、警报等功能，具有低功耗、使用方便、操作简单等特点，应用前景广阔。

关键词：体征参数;WIFI;Android;监测系统

随着时代的发展，人们开始越发地关注自身和家人的健康保健问题，然而目前市场上已有的针对个别生命体征的监测仪器，由于其普遍操作繁琐，专业性过强，信息显示单一及针对性不强等特点，始终无法在市场中得到推广。在此介绍一款基于智能系统，简约便利，具有低功耗、使用方便、操作简单等特点的生命体征监测系统。

此款监测系统在集成实时监测体温脉搏等多项生命体征的同时，结合当下快速普及的Android智能系统，将最大化减少使用者的操作过程。用户仅需通过简单设置便可通过智能软件在随身设备上直观地实现对多项生命体征信息的实时动态，抑或间隔性监测，又可针对设定值对超标体征进行报警。同时，智能终端软件还可针对数据进行优化整理，建立个人体征信息数据库，针对个体情况作出分析，对个人健康提出合理化建议。

1 总体结构与工作原理

系统基于安全、可靠，使用方便、经济等原则，采用模块化设计思想。采集部分基于STC89S52单片机为核心，运用温度传感器DS18B2 0、HK2000B型压电式脉搏传感器等模块采集生理体征信息，经过滤波放大，数字化处理后由HLKWIFIM03模块通过无线传输至服务器，而后推送至用户终端进行显示。系统总体原理框图如图1所示。

2 系统设计

2.1 硬件电路设计

2.1.1 脉搏检测模块设计

心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，很大程度上反映出入体心血管系统中许多生理病理的血流特征。

考虑到产品价格和所需精度的要求，本模块选择了合肥华科电子技术研究所研制开发的基于聚偏氟乙烯压电膜的HK-2000B型集成化脉搏传感器，它采用高度集成化工艺将力敏元件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内。压电式原理采集信号，模拟信号输出，输出完整的脉搏波电压信号，该产品主要应用于无创心血管功能检测、妊高征检测、中医脉象诊断等。脉搏采集部分主要构成如图2所示。

脉搏传感器输出的模拟信号电压范围是-0.1～0.6V，为消除负号，满足后级单端输入A/D转换器的需要，设计了电压抬升电路如图3所示。

经传感器输出的脉搏信号频率很低，极容易引入干扰，这些干扰有来自50 Hz的工频干扰，有来自肌体抖动、精神紧张带来的假象信号等。由于人的脉搏频率在0.1～70 Hz之间，为了不把有效的信号过滤掉，将低通滤波器的截止频率设为100 Hz，滤除系统的干扰，包括电压抬升引入的干扰以及工频干扰等，并把信号传输到A/D转换器中为下一步的模数转换做准备。

MAX187是12位逐次逼近式串行A/D转换芯片，转换速度快，耗电量少。与单片机连接时采用3线接口的数据串行方式，MAX187与STC89S52单片机的接口电路如图4所示。

STC89S52的P3.0、P3.1、P3.2脚分别与MAX187的SCLK、CS、DOUT端连接，通过控制MAX187的串口时序，完成A/D连续转换的读写操作。电源需要进行去耦合处理，典型接法是用一个4.7μF电容和一个0.1μF电容并联。当使用内部4.096 V参考电压方式时，4脚接一个4.7μF的退耦电容。此时输入模拟信号的电压范围为0～4.096 V，如果模拟输入电压不在这个范围要外加电路进行电压范围的变换。