基于单片机控制的人体血压数据收集和分析

梁子麒

摘要：随着人们生活水平的提高及时代的发展，人们的生活节奏越来越快。因此导致作息和饮食不规律的现象越来越多，而且心血管疾病的发生率也在增加。为了针对血压和脉搏等人体特征数据进行准确检测，有必要开发一套基于单片机控制的人体血压数据与分析系统，从而做到及时发现病因并治疗。笔者基于单片机控制的人体血压数据进行了收集和分析。

关键词：单片机;人体;血压数据;收集;分析

前言

近年来，关于心血管疾病的发病率和死亡率都呈现增长趋势，为了能够对心血管疾病进行很好地预防，有必要对血压做好及时监测。通过血压的监测，可以直观展示人体心血管功能的情况，从而对一些有关疾病进行有效预防和诊断。而其中会运用到血压无创连续测量技术，该技术可以测量得到人体动脉血管搏动导致的血管内血液容积改变量，从而测得血压值。人体血压可以反映人的情绪和身体的某些生理特征的改变。通过研发一套由单片机控制的人体血压数据收集与分析系统，帮助人们降低心血管疾病的发生率。

1.人体血压测量原理

目前，在国内，针对人体血压的测量，主要有两种方法，一种是直接测量法，另外一种是间接测量法。前者是在血管中放置导管，从而对血压进行测量。针对一些危重病患者需要做大型手术的时候，尤其需要做好血压的动态监测，这在医学临床上有较大的参考价值。后者是指无创测量法，一般情况下是通过充气袖来实现，对血压进行间接测量。而在这种方法中，又根据所使用原理的差异，可以将间接测量法分为两种：听诊法和示波法。

2.基于单片机控制的血压监测系统设计

在本系统中，需要用到传感器有：压力传感器、模数传感器。其中，压力传感器是放置在袖带内，它可以使袖带的静态压力和动脉压力波转化，然后我们可以得到电信号输出。另外，需要通过使用单片机来控制袖带的充放气。当电信号转化为数字信号之后，进入到单片机中，进而借助主程序进行运算处理。在最后一个步骤，可以在液晶显示器中显示得到血压的测量值。其原理图如图1所示。

3.基于单片机控制的血压监测系统元器件选择

3.1 压力传感器

在选择压力传感器的时候，需要注意人体血压信号的特点，它一般是低频小信号，信噪通常不高。因此，为了是血压信号既稳定又准确，这就要求正确选择压力传感器的类型。笔者在本系统中，所使用的压力传感器是摩托罗拉公司生产的MPX5050GP这款压力传感器。通过对其进行分析，它主要有体积小，而且灵敏度较高的特点，不仅如此，其性能也是非常稳定的。最重要的是，可以在其中放置运算放大器，从而将测量结果放大。

3.2 单片机

单片机是本研究设计的核心部件，主要运用于对信号的处理和对外部其他硬件的控制。设计选用AT89C51作为主控制器，为一款带4K字节闪存（flash memory，FLASH）存储器的低电压、高性能8位金属氧化物半导体微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，可与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

3.3 液晶显示器

本研究设计选用LCD1602液晶显示器，具有功耗低、超薄轻巧的特点。LCD1602引脚如图1所示

4.基于单片机控制的人体血压数据收集和分析

在本研究中，通过使用由单片机控制的血压数据收集与分析设备与某公司生产的台式水银血压计的数据进行比较分析。这样，可以分析并判断单片机控制的血压数据收集与分析是否准确，是否稳定。在临床针对人体血压进行数据收集和分析的过程中，可以选取年龄区间为30岁至40岁的健康成年人进行相关测试，注意男女人数相等，总人数确定为20名。测量记录的血压时间间隔是两个小时，然后连续三天进行测量。根据试验，得到血压数据如图2所示。

由图可知本系统所测量的血压值准确度高，稳定性好，见表1。

然后，我们将利用本文中以AT89C51单片机为主控制器设计的血压系统测量得到的血压均值进行绘制，得到如图2所示，不难发现，该血压系统获取的血压值具有如下特点。首先是测量结果准确性比较高，而且较为稳定，能够在血压测量中重复性使用。舒张压1、收缩压1为某品牌水银血压计3 d的测量均值，舒张压2、收缩压2为本系统测量均值。

5.结语

利用本文中以AT89C51单片机为主控制器设计的血压系统测量得到的血压均值。其中，使用到的硬件有三个：压力传感器、模数转换器、液晶显示器。最终，可以使数字信号通液晶显示器显示。通过大量实践表明，本文所设计的基于单片机控制的血压监测系统具有较多的优势，能够在医院临床应用中获得较好的效果。

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