反射式红外心率检测器的实现方案

＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;为了测量心率信号，可以应用许多技术，例如：血液测量，心音测量，ECG测量等。

本文探讨了血液的高不透明度的使用以及组织与血液之间的透光率的巨大差异。

脉冲信号由光电脉冲传感器获取。

经过模数转换（A / D）后，对采样数据进行数字分析和处理以达到正确性。

人心率的测量。

1心率检测器的组成和工作原理心率检测器的主要组成如图1所示。

脉搏信号由光电传感器采集，由A / D转换模块的A / D转换模块进行预放大，滤波和采样。

单片机uPSD3234A获取脉冲信号数据并存储在存储器中；单片机对获取的数据进行数字信号处理，计算出心率值，并将结果发送至显示模块和存储器。

＆amp; Nbsp;图1数字心率监测器的原理框图1.1心率信号采集预处理电路脉冲信号采集预处理电路主要将脉波转换为电信号并进行初步的高频滤波预处理。

关键部分是光电脉冲传感器。

根据光接收模式，光电脉冲传感器可以分为透射型和反射型。

反射型不仅可以准确地测量血管内部容积的变化，而且在实际应用中，反射型只需要使传感器接触到人体的任何部位即可。

当被照射部位的血流量随心跳而变化时，红外接收探头将随心脏而变化。

周期性地收缩和松弛的动脉搏动光脉冲信号，从而收集心脏搏动信号。

此设计使用反射红外传感器。

如图2所示，光电脉冲传感器采用反射对的红外对管KP-2012F3C和KP-2012P3C。

KP-2012F3C具有良好的皮肤照度，电流一般设置在20mA，亮度由软件通过PWM电流控制，可使红外LED在饱和区域工作，并发出稳定的光强度。

KP-2012P3C晶体管采用交流耦合结构，增强了微弱信号的放大率。

晶体管检测到的信号有两种采样方式。

一种方法是直流信号线。

晶体管的输出被发射并输入到单片机的A / D转换通道端口0，可用于检测晶体管是否处于有效的工作状态。

另一条是交流信号线。

它首先通过发射极跟随器输入到两级滤波器整形电路，然后输入到单片机的A / D转换通道。

1.滤波器电路是两级带通滤波器电路，因为脉搏波频谱包含丰富的病理信息，尤其是5-40 Hz范围内的频谱承载了许多与冠心病有关的信息疾病。

因此，考虑到功能的未来扩展，预处理电路的上限和下限频率被设计为48 Hz和0.86 Hz。

＆amp; nbsp;处理电路1.2 uPSD3234单片机本文采用意法半导体（STMicroelectronics）的新型单片机uPSD3234作为系统的核心组件。

它基于增强的MCS-51核心8032单片机。

它具有丰富的外围设备，并集成了PSD（可编程系统设备）。

对外围设备进行编程）模块，并包含大容量闪存和RAM存储器，集成的I2C和USB接口电路，数字显示（DDC）通道，5个脉宽调制（PWM）控制器，4个8位AD转换器通道，逻辑设备（PLD）是具有SOC特性的典型高速单片机。

因此，它可以完全满足设计要求，而无需增加复杂的外围电路。

uPSD3234芯片上的USB模块支持低速USB1.1通信协议，心率检测器采样数据和在信号处理过程中获得的数据可以传输到PC进行存储和进一步分析处理。

2心率信号数字处理和算法在测量过程中，预处理电路检测到的脉冲信号容易受到外界干扰，需要处理干扰噪声。

通常，有两种处理噪声的方法：一种是添加滤波器电路；另一种是添加滤波器电路。

另一种是减少噪音