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第五屆重慶市大學(xué)生“盛群杯”單片機應(yīng)用設(shè)計競賽作品創(chuàng)意書：基于GSM的脈搏監(jiān)護系統(tǒng)
資源天下 2018/4/30 17:10:39
【摘要】隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和移動電話的普及, 短消息作為GSM系統(tǒng)中最為簡單和方便的數(shù)據(jù)通信方式, 其業(yè)務(wù)和應(yīng)用得到迅猛的發(fā)展。利用單片機HT46控制GSM模塊TC35以短消息(SMS)的方式進行報警和控制的裝置。裝置結(jié)構(gòu)簡單、傳輸可靠，稍做改進即可應(yīng)用于多種需遠(yuǎn)程交互的場合。
【關(guān)鍵字】HT46、短消息、遠(yuǎn)程報警、遠(yuǎn)程控制
一、作品介紹
心臟病是威脅老人健康的主要疾病之一。然而心臟病的病發(fā)并沒有確定的規(guī)律，而是與病人的情緒、身體和客觀環(huán)境都有著很大的關(guān)系，是難以預(yù)測的。目前中國由老年夫婦或一人單獨生活的“空巢家庭”的數(shù)量很大，一旦心臟病病發(fā)，病人無法自行處理，那么將無人知曉他的危機狀況，病人很可能因為得不到及時的治療而死亡。本參賽作品是一種利用GSM移動通訊網(wǎng)絡(luò)中的短信業(yè)務(wù)而開發(fā)的無線遠(yuǎn)程監(jiān)護設(shè)備。安裝該裝置后，如果病人突發(fā)心臟病，可及時、可靠地發(fā)送緊急呼救信號，及時把超標(biāo)的脈率以GSM短消息形式發(fā)送給家屬和醫(yī)生手機，使病人及時得到救護。該裝置不僅是用于家庭，還可以廣泛運用于別墅式療養(yǎng)院、醫(yī)院、社會上獨居的老人等。
二、工作原理
系統(tǒng)原理
系統(tǒng)由脈搏傳感器，GSM網(wǎng)絡(luò)、ＴＣ３５i模塊、單片機控制電路，客戶終端、顯示電路構(gòu)成，圖1為脈搏監(jiān)護系統(tǒng)的原理圖。系統(tǒng)先通過采集電路進行脈搏信號的采集，將檢測到的脈搏經(jīng)MCU計算出脈率，超標(biāo)的脈率數(shù)據(jù)經(jīng)GSM模塊以短信通訊的形式發(fā)送到家屬或醫(yī)生手機。平時的脈率可在顯示電路中顯示。
作品功能及特色
功能：系統(tǒng)通過采集電路進行脈搏信號的采集，將采集到的脈搏經(jīng)單片機計算出脈率，利用串口控制GSM模塊將超標(biāo)的脈率數(shù)據(jù)以短信通信的形式發(fā)送到家屬或醫(yī)生手機。
特點：若果病人突發(fā)心臟病，可以及時把超標(biāo)的脈率以GSM短消息形式發(fā)送給家屬和醫(yī)生手機，使病人得到及時救護。其覆蓋范圍廣，大大減輕病人家屬的負(fù)擔(dān)，降低醫(yī)院負(fù)荷，經(jīng)濟，便捷等特點。
三、作品結(jié)構(gòu)
１.硬件設(shè)計
脈搏檢測模塊：系統(tǒng)中的脈搏傳感器采用壓電膜HK-2000A型集成化脈搏傳感器。它采用高度集成化工藝將PVDF壓電膜、靈敏度溫度補償原件、感溫元件、信號調(diào)理電路集成在傳感器內(nèi)。該傳感器是電壓式原理采集信號，輸出同步于脈搏波動信號，脈搏波動一次輸出一正脈沖，具有高靈敏度、成本低、抗干擾能力強、性能穩(wěn)定、使用壽命長等特點，所以非常適合脈搏的無創(chuàng)檢測。
MCU控制電路：本電路采用HT46單片機為主控芯片，利用該單片機中的計數(shù)器對脈搏采樣電路所采集的心率進行計數(shù)。其中當(dāng)心率低于下限45次／min或高于上限180次／min時發(fā)出報警。由HT46單片機通過串口將超標(biāo)的脈搏數(shù)據(jù)發(fā)送給GSM模塊，然后由GSM模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至家屬或醫(yī)生手機。
顯示電路：該電路是由HT46單片機來控制LCD液晶顯示屏來顯示當(dāng)前的脈搏數(shù)據(jù)和當(dāng)前的時間。
GSM模塊：本模塊主要利用GSM模塊實現(xiàn)單片機與手機之間進行通信。其主要的工作原理是GSM模塊和單片機之間主要通過標(biāo)準(zhǔn)的全雙工的串行通信來實現(xiàn)單片機單片機對GSM模塊的有效控制。其兩者之間主要通過RS232連接來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和電平轉(zhuǎn)換。又因為GSM網(wǎng)絡(luò)支持短信服務(wù)。而短信數(shù)據(jù)量較小，因此被認(rèn)為是GSM網(wǎng)絡(luò)中最方便快捷的方式。而在GSM模塊與用戶手機AT指令來實現(xiàn)通信。通過該模塊使用戶和單片機聯(lián)系起來。因此用戶根據(jù)自己的需求來啟動或喚醒單片機，使其執(zhí)行相應(yīng)的工作。
2、軟件設(shè)計
主程序包括初始化、計數(shù)子程序、顯示主程序、單片機與GSM的軟件接口等。
2.1初始化程序：包括HT46芯片初始化，定時器∕ 計數(shù)器初始化，顯示緩沖區(qū)初始化，TC35i模塊初始化，設(shè)置堆棧指針以及開中斷等。
2.2計數(shù)子程序：T1作為計數(shù)器使用，計數(shù)為1敏、min心率次數(shù)，并將結(jié)果送顯示存儲單元。
2.3顯示子程序：采用LED動態(tài)掃描顯示。先將要掃描的數(shù)據(jù)通過查表得到斷碼數(shù)據(jù)，然后放輸出口，再將相應(yīng)的數(shù)碼管點亮，依次循環(huán)。
２.４單片機與GSM的軟件接口：單片機與GSM 的軟件接口其實就是單片機通過與GSM 短信息有關(guān)的AT指令控制手機的控制技術(shù)，AT命令最先由Hayes公司發(fā)明，因每條命令均以字母“AT”開頭而得名。AT指令集通俗地說就是一種操作控制GSM 模塊的軟件協(xié)議的集合。因此可通過編寫程序軟件利用串口收發(fā)AT指令達(dá)到控制GSM模塊收發(fā)短信的目的。AT指（未完，下一頁）
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