论文总字数：22066字

摘 要

近年来，由心血管疾病产生的人口死亡和医疗资源的消耗的对我国的发展造成很大的影响，而心率的变化可以反映心血管疾病病发早期的一些症状。因此设计一种能实时测量、显示心率并且能将心率值发送到远程手机显示的智能心率监测仪很有意义。

本论文先对心率监测仪发展前景和心率传感器技术进行了综述，讨论并给出了此次设计中所采用的方案和各个模块的主要元器件的选择方案。此次设计通过心率采集模块采集心率信号并输出到主控单片机，通过单片机处理得到心率值，再由单片机控制显示模块将得到的心率值写入到显示模块实时显示，最后通过串口将心率值传到蓝牙模块再将心率值发送手机上显示。本论文详细地分析各了个模块的构成及其作用，并对所需的软硬件的设计做出讨论分析。最后对整个系统调试的进行了描述。

通过测试，本设计各模块的功能都已达到本设计的相应要求。

关键词：心率监测,单片机,蓝牙,手机APP

Design of Intelligent Heart Rate Monitor

ABSTRACT

In recent years, the population death caused by cardiovascular disease and the consumption of medical resources have a great impact on the development of our country, and the change of heart rate can reflect some symptoms of early cardiovascular disease. So it is meaningful to have a smart heart rate monitor that displays real-time measurements based on the microcontroller and displays heart rate values on remote phones.

In this paper, the development prospect of heart rate monitor and the heart rate sensor technology are reviewed, and the selection scheme of the scheme and the main components of each module are discussed and given. The design through the heart rate acquisition module to collect heart rate signal and output to the main control microcontroller, through the microcontroller to get the heart rate value, and then by the microcontroller control display module will be the heart rate value written to the display module real-time display, and finally through the serial port heart rate Spread to the Bluetooth module and then send the heart rate value on the phone display. This paper analyzes in detail the composition and function of each module, and discusses the design of the required hardware and software. Finally, the whole system debugging was described.

Through the test, the design of the function of the module have reached the corresponding requirements of the design

Key words: heart rate monitoring, single chip, bluetooth, phone APP

目 录

智能心率监测仪的设计 I

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究的背景和意义 1

1.2心率监测仪的研究现状 1

1.2.1心率监测仪 1

1.2.2心率传感器技术 2

1.3课题研究的主要内容 3

第二章 心率监测仪的方案设计 4

2.1心率监测仪的主要功能 4

2.2心率监测仪的整体设计方案 4

2.2.1心率监测仪的工作原理 4

2.2.2心率监测仪的整体硬件框图 4

2.3各模块核心器件的选择 5

2.3.1主控芯片的选择 5

2.3.2心率采集模块元件的选择 6

2.3.3蓝牙模块元件的选择 6

2.3.4显示模块元件的选择 7

第三章 心率监测仪的硬件电路设计 9

3.1 主控单片机模块设计 9

3.2 心率采集模块设计 10

3.3 显示模块设计 12

3.4 蓝牙模块设计 13

第四章 心率监测仪的软件设计 15

4.1软件编写环境 15

4.2心率监测仪的软件框架 15

4.3单片机主要程序设计 16

4.4手机APP程序设计 19

第五章 心率监测仪的调试 22

5.1 硬件系统调试 22

5.2 软件系统调试 23

结 语 24

参考文献 25

致 谢 27

附录 1 电路原理图 28

附录 2 硬件实物图 29

附录 3 单片机源程序 30

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

21世纪以来。随着我国的人口老龄化越发严重，我国的心血管疾病病发人数呈直线式增长。每年因心血管疾病产生的人口和医疗费用消耗对我国国家的发展带来了很大的负面影响^[1]。并且这种影响还在日益增加，它已经成为我国乃至全世界范围内危害最大的几种疾病之一 ^[2]。而且在很多发展中国家，心血管疾病主要影响的是中年人，特别是在近些年来，研究人员发现心血管疾病是我国脑卒死亡人数中的最主要的病因^[3]，而在我国，中年人是主要的劳动力来源，如果不对该疾病做出相应的应对这将给我国带来更为深远的负面影响，并将会成为一个制约我国发展的一个重要因素。

许多研究表明心血管疾病早期或者人体即将要进入到心血管疾病病发期的时候，人体内的血流、血压、血管助力等一系列的血流参数已经开始悄然的发生变化^[4]，并且可以先通过心率的变化来对这些变化做出提前预警。因此可以通过对心率的实时监测来预防心血管疾病。在此前提下，一种性能优良，适合在家庭和社区条件下使用，在能够实时测量并显出人体心率并且能过将其传到亲人手机中方便关心自己的人了解自己身体健康的心率监测仪将会给人们的生活带来极大的便利。

1.2心率监测仪的研究现状

1.2.1心率监测仪

自上世纪末以来，人们逐渐意识到了心血管疾病危害的严重性，而通过对血管功能的监测可以很好预防这种疾病，所以各国的研究人员便对血管功能的监测产生了很大的兴趣，并且开始在这方面不断的深入研究。现在用于监测血管功能方法已有很多。比如血管造影等一些造影技术和其他的技术可以精确地监测分析出血管各种功能及其产生的变化。但是使用这种技术制造仪器在对血管功能监测时在操作上很复杂，并且价格也较高，并且就算是监测出了血管功能的相关信息，对于普通人也很难从这些信息中提取到有用的信息来判断身体的健康状况，因此对于这种对于大方向的预防心血管疾病的监测血管功能的方法不适用于一般人群，它们只能在大型临床研究中使用。

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