隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)以及生物傳感器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，可供病人在醫(yī)院、家庭等環(huán)境中使用的可穿戴健康監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)已成為國內(nèi)外研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。

本文設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可穿戴脈搏檢測(cè)系統(tǒng)，完成對(duì)被病人脈搏跳動(dòng)情況的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。病人只需將脈搏監(jiān)測(cè)儀配戴于手指上，脈搏跳動(dòng)波形即被實(shí)時(shí)地上傳到服務(wù)器，醫(yī)生和病人均可通過電腦或手機(jī)登錄服務(wù)器，查看脈搏情況，同時(shí)，服務(wù)器會(huì)對(duì)脈搏信號(hào)異常的病人會(huì)發(fā)出報(bào)警提示，方便醫(yī)生進(jìn)行專門的救治工作。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試：系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、穿戴方便、成本低廉，應(yīng)用前景廣泛等特點(diǎn)。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，包括硬件系統(tǒng)和服務(wù)器兩部分。硬件系統(tǒng)主要包括傳感器模塊、WiFi模塊、電源模塊和控制模塊。通過脈搏傳感器測(cè)量人體脈搏信號(hào)，脈搏信號(hào)經(jīng)過濾波、放大再由STM32微處理器進(jìn)行采樣得到較為精確的人體脈搏信號(hào)。采樣處理后的信號(hào)通過WiFi的方式傳輸至服務(wù)器。服務(wù)器為利用PHP編程語言編寫的一個(gè)脈搏信號(hào)實(shí)時(shí)顯示的網(wǎng)站，可以通過電腦或手機(jī)登陸。

圖1  系統(tǒng)總體架構(gòu)

綜合芯片價(jià)格、功耗、功能等各種因素，選擇了STM32F103微控制器，能夠很好地滿足本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，此外，STM32具有性能穩(wěn)定可靠、低功耗、高性價(jià)比的特點(diǎn)，因此，非常適合于數(shù)據(jù)處理量不大，需要對(duì)多個(gè)外圍設(shè)備進(jìn)行控制的場(chǎng)合。

STM32F103微控制器采用3．3V低電壓供電，工作頻率為72MHz，工作溫度范圍為－40～105℃，且工作電壓極低（2～3．6V），一系列的省電模式保證低功耗應(yīng)用的要求。

傳感器采用光電反射式模擬傳感器，由LED綠光發(fā)射端和光接收器組成。根據(jù)脈搏跳動(dòng)使得血液濃度不同與綠光的透光性原理，綠光經(jīng)過手指、耳垂等處，從而光接收器采集到脈搏跳動(dòng)數(shù)據(jù)再經(jīng)濾波放大后輸出模擬電壓信號(hào)。

由于人體的脈搏通常為50～200次/min，對(duì)應(yīng)的頻率范圍在0．83～3．33Hz之間，幅度一般在毫伏（mV）級(jí)水平，因此經(jīng)過紅外檢測(cè)采集并轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)頻率非常低。為了仿止信號(hào)因外界高頻信號(hào)干擾而使檢測(cè)結(jié)果有誤，信號(hào)必須先進(jìn)行低通濾波，濾除絕大部分的高頻干擾。在光接收器后使用了運(yùn)放MCP6001構(gòu)成的放大器，將信號(hào)放大了330倍，同時(shí)采用分壓電阻器設(shè)置直流偏置電壓為電源電壓的1/2，使放大后的信號(hào)能很好地被AD模塊采集。

遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，以無線訪問節(jié)點(diǎn)（accesspoint，AP）作為接入點(diǎn)，將被檢測(cè)人員的脈搏數(shù)據(jù)快速上傳至服務(wù)器，實(shí)時(shí)觀察脈搏情況。系統(tǒng)采用ESP8266WiFi模塊。