|
【導(dǎo)讀】PulseSensor是一款用于脈搏心率測(cè)量的光電反射式模擬傳感器，支持ardunio開(kāi)發(fā)開(kāi)源硬件！用來(lái)測(cè)試心跳速率和脈搏波形的傳感器，適用于學(xué)生、藝術(shù)家、運(yùn)動(dòng)員、開(kāi)發(fā)者、游戲或者運(yùn)動(dòng)終端開(kāi)發(fā)人員，可以開(kāi)發(fā)出和心率有關(guān)的互動(dòng)產(chǎn)品。
 方案簡(jiǎn)介： PulseSensor是一款用于脈搏心率測(cè)量的光電反射式模擬傳感器。將其佩戴于手指、耳垂等處，通過(guò)導(dǎo)線連接可將采集到的模擬信號(hào)傳輸給Arduino等單片機(jī)用來(lái)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)arduino等單片機(jī)簡(jiǎn)單計(jì)算后就可以得到心率數(shù)值，此外還可將脈搏波形通過(guò)串口上傳到電腦顯示波形。PulseSensor是一款開(kāi)源硬件，目前國(guó)外官網(wǎng)上已有其對(duì)應(yīng)的開(kāi)源arduino程序和上位機(jī)Processing程序，其適用于心率方面的科學(xué)研究和教學(xué)演示，也非常適合用于二次開(kāi)發(fā)。 方案原理： 傳統(tǒng)的脈搏測(cè)量方法主要有三種： 一是從心電信號(hào)中提取； 二是從測(cè)量血壓時(shí)壓力傳感器測(cè)到的波動(dòng)來(lái)計(jì)算脈率； 三是光電容積法。 前兩種方法提取信號(hào)都會(huì)限制病人的活動(dòng)，如果長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)增加病人生理和心理上的不舒適感。而光電容積法脈搏測(cè)量作為監(jiān)護(hù)測(cè)量中最普遍的方法之一，其具有方法簡(jiǎn)單、佩戴方便、可靠性高等特點(diǎn)。 光電容積法的基本原理是利用人體組織在血管搏動(dòng)時(shí)造成透光率不同來(lái)進(jìn)行脈搏測(cè)量的。其使用的傳感器由光源和光電變換器兩部分組成，通過(guò)綁帶或夾子固定在病人的手指或耳垂上。光源一般采用對(duì)動(dòng)脈血中氧和血紅蛋白有選擇性的一定波長(zhǎng)（500nm~700nm）的發(fā)光二極管。當(dāng)光束透過(guò)人體外周血管，由于動(dòng)脈搏動(dòng)充血容積變化導(dǎo)致這束光的透光率發(fā)生改變，此時(shí)由光電變換器接收經(jīng)人體組織反射的光線，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并將其放大和輸出。由于脈搏是隨心臟的搏動(dòng)而周期性變化的信號(hào)，動(dòng)脈血管容積也周期性變化，因此光電變換器的電信號(hào)變化周期就是脈搏率。 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，560nm波長(zhǎng)左右的波可以反映皮膚淺部微動(dòng)脈信息，適合用來(lái)提取脈搏信號(hào)。本傳感器采用了峰值波長(zhǎng)為515nm的綠光LED，型號(hào)為AM2520，而光接收器采用了APDS-9008，這是一款環(huán)境光感受器，感受峰值波長(zhǎng)為565nm，兩者的峰值波長(zhǎng)相近，靈敏度較高。此外，由于脈搏信號(hào)的頻帶一般在0.05~200Hz之間，信號(hào)幅度均很小，一般在毫伏級(jí)水平，容易受到各種信號(hào)干擾。在傳感器后面使用了低通濾波器和由運(yùn)放MCP6001構(gòu)成的放大器，將信號(hào)放大了330倍，同時(shí)采用分壓電阻設(shè)置直流偏置電壓為電源電壓的1/2，使放大后的信號(hào)可以很好地被單片機(jī)的AD采集到。 方案實(shí)物圖：    
|
|
|
