智能电子血压计设计方案

2．3 传感器输出信号的提取 

从压力传感器出来的信号是脉搏波的振荡信号和静压力信号的混合信号，还夹杂着来自外界的高频干扰、直流或低频分量。我们将混合信号分为两个部分，一部分经过低通滤波器后进行A／D转换，从而提取出袖带压信号，另一部分则通过带通滤波、放大电路，得到放大的脉搏波数据后再送入A／D转换模块。信号提取部分的具体电路如图6所示。 

这里采用截止频率为0．48Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，将低通滤波器增益设为1，这样做可以尽量减少误差的放大。采用具有信号放大能力的有源滤波器对脉搏波信号的提取，通带频率范围设计为0．48～4．8Hz。脉搏波信号放大滤波后，要使其最大幅度尽量接近A／D转换模块的允许上限，这样有助于提高采集数据的精度。 

由于需要对静压信号和脉搏波信号分别进行A／D转换，因此需要两个采样通道。人体的臂动脉血压，收缩压一般在95～140mmHg范围内，平均值为 110～120mmHg，舒张压为60～90mmHg，平均值为80mmHg，考虑到高血压等疾病情况，血压计的测量范围应该在0～250mmHg内，则对A／D转换器的要求至少为8位(28=256)。 

2．4 键盘电路与显示电路 

本系统用1个按键作为系统复位开关，5个按键作为系统操作键盘，分别完成测量血压、查看记录、上翻记录、下翻记录和删除记录的功能。显示部分采用的是128×64点阵LCD显示器，具有操作简便，界面友好的特点。 

3 系统软件流程设计 

本系统的软件工作流程框图如图7所示。其中信号处理算法部分主要是对采样的脉搏信号进行处理，包括采用数字滤波算法对各种干扰噪声信号进行识别与去除，改善脉搏波的包络线等，以提高电子血压计在测量血压时的抗干扰能力与测量精度。 

当用户测量血压时，按下"测量"按键，SOPC系统发出控制信号给气泵，开始加压充气。充气的过程中，来自压力传感器的血压信号经放大、滤波后送入A／D 转换模块，信号经A／D转换后送入SOPC系统执行相应的信号处理算法，计算出心率、收缩压和舒张压的值。SOPC计算出测量值以后，保存本次测试结果至 Flash芯片(写Flash)，如果测量结果正常，则LCD显示出所测的数据并执行快速放气操作；如果测量出的结果超出正常范围，则显示相应提示信息，同时发出警报声音和放气控制信号。如果在测量过程中出现错误，系统将停止充气并启动电磁阀进行放气，蜂鸣器也会发出报警声音，同时显示测量出错的提示信息。 

用户可按下相应按键来完成"查看"(读Flash芯片)、"删除"(擦除Flash芯片中当前存储区的内容)等功能。若用户想退出当前操作或者是测量过程中出现错误，直接按下复位键系统即可回到初始化状态等待新的操作信息。 

4 测量结果对比与分析 

为了检验本设计的测量结果，我们将此电子血压计与市面上*价比较好的欧姆龙HEM-7012型电子血压计分别对不同的个体进行了测量，结果如表1所示： 

从多组测量结果的对比可以看出，虽然测量结果存在一定的误差，但本血压计对不同的测量者具有良好的个体适应性。与欧姆龙电子血压计相比，本血压计测得的血压结果略有偏大，这是因为电子血压计采用基于充气过程的示波法，特征点的确定只能依赖采集样本的统计归纳，有一定的离散性，此外，在测量过程中，压力传感器输出信号以及放大、滤波等电路的输出信号都可能与真实值之间存在一些小的差异，因此会存在一定的误差。 

5 结束语 

本文所提出的电子血压计设计方案采用的是基于充气测量的方法。具有操作简单方便、界面友好、测量精度较高、个体适应性强等优点，而且由于采用充气过程测量，放气速度很快，因此缩短了测量时间，提高了用户的测量舒适度。