基于STC IAP15F2K61S2單片機與GSM的脈搏測量報警系統

摘 要：科技改變未來，本系統的設計是為了解決心臟病人的觀察監督的問題，以STC IAP15F2K61S2單片機為中心，選用駐極體話筒作為脈搏傳感器用以采集微弱脈搏信號，在通過單片機處理與儲存，如果發生脈搏異常，給特定的手機號碼發送，通過LED液晶屏顯示日期，通過幾個模塊的配合，做到了病情的監測，從而能夠對突發的狀況得到及時的信息。

關鍵詞：GSM短信；脈搏測量；PCF8563芯片

中圖分類號：TN873 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

一、引言

心臟病（heart disease）是心臟疾病的總稱，中國心血管疾病從1990年起持續為居民首位死亡原因。《2007年中國心血管病年報》公布數據顯示，當前我國每年新發卒中200萬人，死亡100多萬人，現患卒中700萬人；每年新發心肌梗死50萬人，現患心肌梗死200萬人；下肢動脈硬化癥患病率為2.1%～22.5%。可以看到心臟病已成為我國非常嚴重的問題，很多心臟病人由于突發心臟病時自己沒有能力求救而最終得不到及時救治導致身亡。為此我們設計了此系統，此系統在心臟病人發病時可以檢測到其心率異常自動向其家人發送一條報警短信求救。

二、系統結構

本系統由六個模塊組成，包括：脈搏測量模塊、按鍵調時模塊、液晶萬年歷顯示模塊、單片機控制模塊、信息狀態顯示模塊、GSM短信發送模塊。

三、方案設計模塊級功能

（一）主控制核心

該系統選擇大賽提供的單片機開發板，并使用賽方提供的STC IAP15F2K61S2單片機作為控制核心。

該單片機較傳統單片機的優勢：（1）更豐富的片內外設資源；（2）更快的運行速度，比普通單片機快8-12倍；（3）內集成的復位電路，降低了開發成本；（4）內集成高精度時鐘。

（二）脈搏測量模塊

該模塊選用駐極體話筒作為脈搏傳感器用以采集微弱脈搏信號，使用帶通濾波、兩級反相比例放大、電壓比較等電路對脈搏信號進行模擬部分的處理，再采用由555定時器構成的施密特觸發器對模擬部分的信號進行整形處理得到比較穩定精確的能反映脈搏跳動情況的脈沖信號。原理圖如圖1所示。

選用該方案能大大降低開發成本，購買專業的脈搏傳感器需要兩到三百元。

（三）GSM模塊

使用西門子公司的TC35模塊構成短信發送系統，TC35直接與單片機通過串口相連，單片機通過AT指令控制TC35模塊。TC35模塊短信息內容采用PDU格式，可以發送中文，短信息內容中文在單片機中轉換成Unicode編碼方式后發送至TC35。

（四）實時時鐘模塊

實時時鐘芯片采用賽方指定的單片機開發板上自帶的PCF8563芯片。PCF8563內含I2C總線接口，使用時要使用單片機模擬I2C總線接口的時序與PCF8563進行通信，從中讀或寫時間數據。

顯示部分采用LCD1602液晶顯示屏。

四、原理圖（如圖2）

五、結束語

系統對被測者的脈搏情況實時監測，當被測者心率處在正常波動范圍內時，該系統能夠在LCD液晶屏上顯示時間、日期、星期，同時可以進行按鍵調時；當被測者的心率處在正常波動范圍之外時，該系統能夠自動通過GSM模塊給被測者的家人發送一條報警短信。另外，系統還有一鍵發送功能，當被測者感到自己身體有其他方面的不適時，只需按下系統中指定的按鍵就可以發送一條報警短信。

參考文獻：

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[作者簡介]周中寒（1993.01-），男，河北滄州人，北華航天工業學院學生，本科，主要研究方向：自動化；王小坡（1990.04-），男，河北保定人，電子系科協主席；牛紅闖（1991.10-），男，河北廣宗縣人。