基于HolTek單片機的紅外脈搏測量儀

陳帥華 湯勇

【摘要】本作品以HT66F50單片機為核心，介紹了一種基于單片機技術的紅外脈搏便攜式遠程監控測量儀。它能夠通過紅外線準確的檢測人體脈搏跳動的次數并判斷是否正常，通過LCD顯示其數據，若出現異常狀況，則進行聲光報警，同時借助于GSM網絡遠程短信報警，從而構成健康生活系統。

【關鍵詞】單片機;紅外線;報警;測量;GSM

1.前言

隨著計算機以及超大規模的集成電路設計的發展，單片機的技術也逐漸融入到脈搏器的設計中，為了適應現代人的生活需要，本作品設計一款基于紅外傳感器的電子脈搏器，實現至少1min的脈搏測量，并將結果用數字顯示出來。

該電子脈搏器具有誤差小，體積小便于攜帶的特點，在家庭生活中備有這樣一款脈搏器，就可以日常監控自己和家人的心率變化，可以有效防止和控制多種疾病的發生和變化，以便達到日常保健的目的。本作品的創新點在于把HT66單片機、紅外傳感器、智能控制和GSM網絡遠程短信及LCD顯示器結合為一體。借助可靠且現代化的GSM移動網絡的中文短信的形式來實現遠程報警功能。

2.工作原理

本作品主要包括四大部分：第一、利用紅外傳感器進行人體脈搏的檢測;第二、通過單片機將所檢測的數據發送到LCD顯示器。第三、聲光報警部分;第四、利用TC35I模塊通過GSM網絡進行遠程報警。

本作品主要有紅外脈搏傳感器，用于采集脈搏跳動次數并傳送給單片機;單片機負責接收、處理感應器信號，判別脈搏跳動次數是否屬于正常的脈搏跳動次數范圍。單片機不斷對各種傳感器信號進行檢測，如果檢測到高電平，系統控制GSM網絡模塊實現短消息報警，將報警信息通過GSM服務網絡發送到預先設定的用戶手機上。如已實現小區聯網，同時還會給聯網中心的小區保安處發送報警信息。本作品能有效地預防多種疾病的發生，來達到日常保健的目的。

3.作品結構

3.1 系統總體硬件方案

該系統主要有HT66單片機、TC35I通信模塊，鍵盤輸入模塊、LCD液晶顯示屏、紅外脈搏傳感器、GSM遠程報警器等，其系統硬件結構方框圖如圖1所示。

本作品以HT66單片機起核心控制作用，利用紅外脈搏傳感器對人體脈搏進行檢測，通過單片機控制LCD顯示當前人體脈搏跳動值;當主芯片所顯示的脈搏次數超出正常人的脈搏次數范圍時，就會給副單片機輸入相應的信號，當單片機采集到有險情信號發生時候，會判斷出人體的脈搏次數是否正常，并利用通信TC35I模塊通過GSM網絡對預先設定的用戶手機發送短信進行遠程報警。

圖1 系統總的電路框圖

3.2 系統軟件設計

圖2 中斷子程序流程圖

系統的軟件設計采用單片機的C語言編寫，軟件部分重點在于對傳感器信號的檢測和對TC35I短信模塊的控制。系統檢測傳感器開關量中斷程序流程圖如圖2所示。系統首先對單片機中斷和TC35I短信模塊初始化，HT66單片機不斷對其余傳感器接口電路的I/O口循環進行檢測，當檢測到有傳感器的開關量為1（高電平）時，則說明需要報警，開中斷進入中斷處理子函數，中斷處理子函數完成對相應的不正常脈搏事件進行短信發送。利用單片機通過串口通信向TC35I GSM模塊發送一系列AT指令，就能實現基于GSM的短信SMS的收發、查尋和管理。

4.測試方法

在作品測試過程中，先對各模塊硬件電路進行測試，在滿足要求的情況下，再通過合泰ICE-3000仿真器連接到硬件電路板進行軟件仿真。在所有模塊測試完全正確后以HT單片機為控制核心，連接所有模塊硬件電路，燒錄完整程序進行整機測試。

在紅外脈搏傳感器的測試過程中，對其提供人體脈搏跳動次數，然后檢測傳感器輸出的電壓變化，用以給單片機提供信號，讓其做相應人體脈搏跳動次數的報警。測試結果運行正常。

對紅外脈搏傳感器的測試過程中，通過單片機控制LCD進行實時顯示，測試結果正常顯示當前的脈搏跳動次數，系統穩定。

當紅外脈搏傳感器所檢測的范圍超出正常人的脈搏次數范圍，傳感器就會給單片機送一個控制信號，當單片機檢測到信號時會發出控制信號并通過TC35I進行遠程報警，測試結果運行正常，系統穩定。

對TC35I通信模塊進行測試中，當測試到不正常的脈搏時，HT66單片機會控制通信模塊對預先設定的手機號碼發送手機短信，以利用GSM網絡達到遠程報警的功能。測試結果可以很好的實現遠程報警。

參考文獻

[1]鐘啟仁.HT66Fxx Flash單片機原理與實踐[M].北京航空航天大學出版社，2011.

[2]何立民.單片機應用技術選編[M].北京航空航天大學出版社，1996.

[3]鐘啟仁.HT66XX單片機原理與實踐[M].北京航空航天出版社，2008.

[4]張鵬.HOLTEK系列單片機C語言實例教程[M].北京郵電大學出版社，2010.

[5]程龍興，胡協和等.基于短消息的遠程數據采集系統[J].儀表技術與傳感器，2005（01）.

作者簡介：陳帥華（1979—），女，重慶人，大學本科，講師，實驗師，現供職于重慶科創職業學院，主要從事單片機教學及硬件開發。