便携式生命体征动态监测仪设计

160 mmHg后，气泵将停止，袖袋内的气体将慢慢被放出。在此过程中，用户也可以按下血压测控按键，放弃本次测量。一旦单片机检测到舒张压和收缩压后，将打开气阀，使袖袋全部放气，完成一次测量过程，并将结果送缓冲区，以便在LCD上进行显示，若测量值超过预设阈值，则触发报警提示。

2.4 计步器模块

要实现检测步数首先要对人走路的姿态有一定了解。人体行走时腰部有上下的垂直运动，每步开始时会有一个比较大的加速度，利用对加速度的峰值检测可以得到行走的步

数。人体行走时腰部垂直加速度曲线中有多少个峰值，即代表行走了多少步。

1)加速度传感器

根据资料显示，人行走的垂直加速度在±1g之间(1g为9.8 m/s即重力加速度)，考虑到还有重力加速度的影响，可选择测量范围在+2g之间的加速度传感器ADXL202来实现计步器。ADXL202输出如图6所示占空比(T1/T2)与加速度成一定比例的数字信号，因此信号可以直接用单片机的计数器来测量，无需AD转换电路或是其他特殊电路。

占空比=T1/T2。一般情况下，0g(即加速度为零)时的占空比为50%，1g时的占空比为12.5%，则A(g)=(T1/T2-0.5)/0.125。考虑到我们的最终目的是检测加速度的峰值个数，而对加速度的具体值究竟是多少并不关心，T1完全可以反应加速度的变化趋势，因此选择对T1进行测量和检测峰值即可得到我们所需的步数。

T1的测量可利用单片机的中断和计数器来实现，峰值的检测通过门限判断实现。选择2个门限A和B，当数据大于门限B并且接下来变化小于门限A时判为一步，这样可以有效地排除干扰影响。将判断结果通过单片机计数即得跑步步数，再乘以步长，即可得到行走距离和速度。

利用人体能量消耗量与某些生理指标之间的相关性，建立数学模型得到预测公式，即可预测能量消耗量。系统根据性别、体重、身高、年龄等生理指标，采用Harris—Bene dict预测公式计算能量损耗，计算方程如式(1)所示。

式中：BEE——基础能量消耗，J;W——体重，kg;H——身高，cm;A——年龄，岁;

2)计步器软件

计步器测量控制按键按下后开始测量步数，由传感器将信号送入单片机进行计算并利用双门限判断峰值，计数得到所测步数，测控按键再次按下时，将两时间点之间所测得的步数送至缓冲区，以供LCD显示。

2.5 外围电路

液晶显示模块采用点阵字符液晶显示模块HD44780，CVAVR中对这种模块提供了一些基本的LCD应用接口函数，调用简单方便。键盘模块共有3个按键，其中S1为复位按键，S2为血压测量控制按键，S3为计步器控制按键。报警模块采用蜂鸣器，当所测生理参数超过预先设定的阈值时，启动报警程序，蜂鸣器发声报警。

3 结论

本文设计的基于单片机的便携式生命体征检测仪采用模块化设计，共分为温度检测、脉搏检测、血压检测和计步器等四个模块，各模块所测生理参数送至单片机后进行信号的处理、显示与报警提示等。该系统可实时监测运动者的体温、血压变化、脉搏跳动情况，记录跑步者的步数等。采用人机对话、语音提示等方式实现液晶显示、报警提示等功能。具备操作简单、功耗低、人性化及方便携带等特点。