陳帥華 湯勇

【摘要】本作品以HT66F50單片機(jī)為核心，介紹了一種基于單片機(jī)技術(shù)的紅外脈搏便攜式遠(yuǎn)程監(jiān)控測量儀。它能夠通過紅外線準(zhǔn)確的檢測人體脈搏跳動(dòng)的次數(shù)并判斷是否正常，通過LCD顯示其數(shù)據(jù)，若出現(xiàn)異常狀況，則進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)借助于GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程短信報(bào)警，從而構(gòu)成健康生活系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī);紅外線;報(bào)警;測量;GSM

1.前言

隨著計(jì)算機(jī)以及超大規(guī)模的集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展，單片機(jī)的技術(shù)也逐漸融入到脈搏器的設(shè)計(jì)中，為了適應(yīng)現(xiàn)代人的生活需要，本作品設(shè)計(jì)一款基于紅外傳感器的電子脈搏器，實(shí)現(xiàn)至少1min的脈搏測量，并將結(jié)果用數(shù)字顯示出來。

該電子脈搏器具有誤差小，體積小便于攜帶的特點(diǎn)，在家庭生活中備有這樣一款脈搏器，就可以日常監(jiān)控自己和家人的心率變化，可以有效防止和控制多種疾病的發(fā)生和變化，以便達(dá)到日常保健的目的。本作品的創(chuàng)新點(diǎn)在于把HT66單片機(jī)、紅外傳感器、智能控制和GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程短信及LCD顯示器結(jié)合為一體。借助可靠且現(xiàn)代化的GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的中文短信的形式來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警功能。

2.工作原理

本作品主要包括四大部分：第一、利用紅外傳感器進(jìn)行人體脈搏的檢測;第二、通過單片機(jī)將所檢測的數(shù)據(jù)發(fā)送到LCD顯示器。第三、聲光報(bào)警部分;第四、利用TC35I模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警。

本作品主要有紅外脈搏傳感器，用于采集脈搏跳動(dòng)次數(shù)并傳送給單片機(jī);單片機(jī)負(fù)責(zé)接收、處理感應(yīng)器信號(hào)，判別脈搏跳動(dòng)次數(shù)是否屬于正常的脈搏跳動(dòng)次數(shù)范圍。單片機(jī)不斷對(duì)各種傳感器信號(hào)進(jìn)行檢測，如果檢測到高電平，系統(tǒng)控制GSM網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)短消息報(bào)警，將報(bào)警信息通過GSM服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到預(yù)先設(shè)定的用戶手機(jī)上。如已實(shí)現(xiàn)小區(qū)聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)還會(huì)給聯(lián)網(wǎng)中心的小區(qū)保安處發(fā)送報(bào)警信息。本作品能有效地預(yù)防多種疾病的發(fā)生，來達(dá)到日常保健的目的。

3.作品結(jié)構(gòu)

3.1 系統(tǒng)總體硬件方案

該系統(tǒng)主要有HT66單片機(jī)、TC35I通信模塊，鍵盤輸入模塊、LCD液晶顯示屏、紅外脈搏傳感器、GSM遠(yuǎn)程報(bào)警器等，其系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示。

本作品以HT66單片機(jī)起核心控制作用，利用紅外脈搏傳感器對(duì)人體脈搏進(jìn)行檢測，通過單片機(jī)控制LCD顯示當(dāng)前人體脈搏跳動(dòng)值;當(dāng)主芯片所顯示的脈搏次數(shù)超出正常人的脈搏次數(shù)范圍時(shí)，就會(huì)給副單片機(jī)輸入相應(yīng)的信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)采集到有險(xiǎn)情信號(hào)發(fā)生時(shí)候，會(huì)判斷出人體的脈搏次數(shù)是否正常，并利用通信TC35I模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)對(duì)預(yù)先設(shè)定的用戶手機(jī)發(fā)送短信進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警。

圖1 系統(tǒng)總的電路框圖

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

圖2 中斷子程序流程圖

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用單片機(jī)的C語言編寫，軟件部分重點(diǎn)在于對(duì)傳感器信號(hào)的檢測和對(duì)TC35I短信模塊的控制。系統(tǒng)檢測傳感器開關(guān)量中斷程序流程圖如圖2所示。系統(tǒng)首先對(duì)單片機(jī)中斷和TC35I短信模塊初始化，HT66單片機(jī)不斷對(duì)其余傳感器接口電路的I/O口循環(huán)進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到有傳感器的開關(guān)量為1（高電平）時(shí)，則說明需要報(bào)警，開中斷進(jìn)入中斷處理子函數(shù)，中斷處理子函數(shù)完成對(duì)相應(yīng)的不正常脈搏事件進(jìn)行短信發(fā)送。利用單片機(jī)通過串口通信向TC35I GSM模塊發(fā)送一系列AT指令，就能實(shí)現(xiàn)基于GSM的短信SMS的收發(fā)、查尋和管理。

4.測試方法

在作品測試過程中，先對(duì)各模塊硬件電路進(jìn)行測試，在滿足要求的情況下，再通過合泰ICE-3000仿真器連接到硬件電路板進(jìn)行軟件仿真。在所有模塊測試完全正確后以HT單片機(jī)為控制核心，連接所有模塊硬件電路，燒錄完整程序進(jìn)行整機(jī)測試。

在紅外脈搏傳感器的測試過程中，對(duì)其提供人體脈搏跳動(dòng)次數(shù)，然后檢測傳感器輸出的電壓變化，用以給單片機(jī)提供信號(hào)，讓其做相應(yīng)人體脈搏跳動(dòng)次數(shù)的報(bào)警。測試結(jié)果運(yùn)行正常。

對(duì)紅外脈搏傳感器的測試過程中，通過單片機(jī)控制LCD進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，測試結(jié)果正常顯示當(dāng)前的脈搏跳動(dòng)次數(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定。

當(dāng)紅外脈搏傳感器所檢測的范圍超出正常人的脈搏次數(shù)范圍，傳感器就會(huì)給單片機(jī)送一個(gè)控制信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)檢測到信號(hào)時(shí)會(huì)發(fā)出控制信號(hào)并通過TC35I進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警，測試結(jié)果運(yùn)行正常，系統(tǒng)穩(wěn)定。

對(duì)TC35I通信模塊進(jìn)行測試中，當(dāng)測試到不正常的脈搏時(shí)，HT66單片機(jī)會(huì)控制通信模塊對(duì)預(yù)先設(shè)定的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送手機(jī)短信，以利用GSM網(wǎng)絡(luò)達(dá)到遠(yuǎn)程報(bào)警的功能。測試結(jié)果可以很好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。

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作者簡介：陳帥華（1979—），女，重慶人，大學(xué)本科，講師，實(shí)驗(yàn)師，現(xiàn)供職于重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，主要從事單片機(jī)教學(xué)及硬件開發(fā)。