基于STM32的便携体检装置的设计与实现

～8Hz 的带通滤波处理，即可获得与瞬时流量相对应的电压，送到STM32 进行采样后，再在程序里对流速进行积分即可获得肺活量值。

1． 1． 6 血压模块:

我们采用测振法测量血压。利用STM32 控制电机打气，再控制泄气阀将袖袋内的气体逐渐放掉，用压力传感器检出袖带内的压力和微弱的脉搏振荡信号，再经放大电路放大，送入A/D 转换器，经过STM32 处理得到收缩压和舒张压。

其中压力传感器选择GXP5050。MPX5050GP 是Motorala 公司生产的一款采用离子注入工艺生产的压力传感器，其压敏电阻元件是利用离子注入工艺光刻在单个硅膜片上，同时采用计算机控制的激光修正技术和温度补偿技术，使得MPX5050GP 压力传感器精度极高，具有广泛的应用范围。MPX5050GP 的输出直接一路接A/D 采样获得血压值，另一路经RC 网络及放大得到心脏收缩信号送另一路A/D。心脏收缩信号随着袖带压力的减小先减小再增大，如( 图3 所示) 。我们设定一个阈值( 定标得到) ，在阈值处测量当时袖带内压力即为血压。

图3 脉搏波的幅度变化情况

1． 1． 7 心电模块:

心电模块的具体设计步骤如( 图4 所示) 。对由电极采集到的心电信号，先通过前置放大，将微弱的心电信号高保真放大，再通过低通滤波、高通滤波及50Hz 陷波滤除干扰，最后进行A/D 转换［4］。

图4 心电提取步骤

理论上，人体任意两点之间都存在心电引起的电位差，两个电极即可实现心电测量。但是，在采集心电信号过程中，必须设法消除或降低来自交流市电共模电压的干扰，工程上常用"右脚驱动"的方法来消除，因此这里我们使用3 个电极来提取心电信号，即左右手和右脚。

前置放大电路采用差分方式输入，形成差模信号。为了提高精度，使用高精度仪表放大器AD620 作为心电的前置放大器的运放。前置放大电路由输入跟随、仪用放大器、右腿浮地驱动等3 部分组成。

滤波电路中，低通滤波器采用归一化设计的BUTTERWORTH 四阶低通滤波，截止频率fH 为100Hz。高通电路中由于噪声主要集中于0． 03Hz ～2Hz，为了尽可能在不影响心电信号的情况下尽量多的滤除干扰，选择截止频率fL为0． 036Hz。50Hz 陷波电路中采用"双T 带阻滤波"电路来滤除工频干扰。

经过陷波器后的心电信号是双极性，由于系统中的A/D 芯片只能量化单极性信号，所以必须使用电平提升电路把双极性信号转化为单极性信号。

1． 2 软件设计:

STM32 的包括处理用户按键数据输入，定时外部中断控制超声测量身高，A/D 采样体温、体重、肺活量、心电等信号。控制电机打气，泄气阀放气并测量血压值。将测得的信号显示在液晶屏上。其流程图如( 图5 所示) 。

2． 结果

STM32 显示界面如( 图6 所示) 。其中准水银体温计和体检装置实验对比，所有体有误差≤0． 1℃; 体重测量的误差≤2 公斤; 标准水银血压计和体检装置实验对比，所有收缩压和舒张压数据误差小于7%; 卷尺测量结果和体检装置实验对比，所有误差≤1cm; 均能够满足监护要求。

图5 程序整体流程图

图6 显示界面图

3． 结束语

经实验测量结果显示，该设计方案成本低，功能完善，操作简单，人机界面友好，非常人性化。随着人们对健康的关注度越来越高，国家对医疗事业越来越重视，该便携式体检箱将有很广的应用前景。本文的创新点在于集成了多项测量人体生理数据功能于一体，应用液晶彩屏显示，并将结果保存，非常人性化。