便携式呼吸参数检测仪设计

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1、技术与应用生命科学仪器2009第7卷/8月刊便携式呼吸参数检测仪设计王宇松（龙岩学院，龙岩364000）摘要本文设计一种基于MSP430的呼吸参数检测仪，本系统通过高精度传感器采集人体呼吸频率、压力等生理参数，实时显示在LCD上，并通过USB接口和上位机进行数据交换。解决目前呼吸参数检测系统的体积庞大，不便携带的缺点。关键词呼吸参数；便携式；MSP430前言1.1呼吸参数检测由于人体呼吸信号比较弱且频率比较低，因此，人体的呼吸含有重要的人体生理参数，呼吸的检测的难度比较大。目前，检测人体的呼吸信号常用

2、流速、压力、分钟通气量、潮气量等参数是临床中重的方法有压力传感器、温度传感器、阻抗法、流量传要参考。可为医生诊断呼吸系统疾病如肺炎、气管炎、感器等[3]。呼吸信号的检测最终可以通过测量气道压哮喘等提供多项检测数据[1]。目前，在市面上的呼吸力和呼吸流速实现[4]，本文采用了压力传感器和流量检测系统一般都比较大，且价格昂贵，不便于携带，不传感器象结合的方法来检测呼吸参数。可以同时采集便于在日常生活中使用[2]。呼吸的流速、压力等参数。本文流量检测采用适合于本文设计的是基于MSP430的便携式的呼吸参数便

3、携设备和电池供电的AWM720P1[5]，压力检测采用检测系统，通过传感器检测呼吸参数，信号经过处理适合于临床测量呼吸压力的传感器BPT14，在测量后可以在液晶显示器上显示呼吸参数，同时保存呼吸时，传感器需要进行标定。参数，通过USB和上位机进行交互，具有使用方便、1.2信号调理电路测量准确等特点，可广泛应用于呼吸参数测量系统中。检测到的呼吸压力信号频率较低并且信号微弱，1系统硬件设计信号需要用前置放大器处理。本文采用ADI公司的仪表放大器AD620。AD620具有功耗低、精度高等特点。本系统的硬件部

4、分主要包括MSP430单片机、显适合便携式的医疗设备使用[6]。本文采用MAX公司的示电路、键盘电路、呼吸信号的检测电路、电源等几DS1804数字电位计设计增益可调的前置放大电路，部分组成。具有功耗低，实时显示等特点，非常方便适合不同的应用场合。如图2携带，如图1所示。图2可编程放大器二级放大器可采用普通的放大器，图3所示图1系统结构框图王宇松(1981-)，男，江苏滨海，助教，研究方向是计算机测量与控制邮箱:psmax2008@126.com51技术与应用生命科学仪器2009第7卷/8月刊携式的设备

5、中。内置了8通道的12bit的AD转换器，能够满足呼吸压力、流量的采样要求。MSP430F149自带有60KB的Flash存储器，可以满足呼吸参数的存储要求。因此，不需要外扩存储器。1.5人机接口电路为了对持在FLASH中的呼吸参数进行分析，需要和主控计算机进行通讯，本模块采用PDIUSBH12型USB接口芯片，把流量、潮气量、分钟通气量、呼吸率等参数传输到上位机。下位机采用1602液晶，实时显示呼吸参数，采用2x2键盘，用来系统功能选择。可直接连接在MSP430的引脚上。图3二级放大电路2系统软件设

6、计[9]为抑制噪声的干扰，在进行A/D采样之前，还系统软件设计主要包括系统的自检、呼吸信号需要对压力信号进行滤波处理，本文采用低通滤波器采样、键盘处理程序、液晶处理程序、USB通讯程序、MAX291进行处理，如图4。参数计算等模块。系统流程图如图6。图4低通滤波器1.3电源电路[8]本系统需要多路电压，以满足不同芯片的工作要求，主要需要3.3V和5V的电压，且要求供电电流不低于20mA。3.3V电压通过使用SPX1117M获得,其他电压可通过DC-DC转换获得。如图5图6系统流程图3结论图5电压变换本

7、系统是基于MSP430设计，具有功耗低，速1.4微处理器度快等特点，能够实时显示呼吸系统的参数。通过软本系统的处理器是低功耗MSP430F149，它是16件进行数字滤波，提高了系统的精度和可靠性。同时，位、具有精简指令的混合型处理器，广泛使用在便本系统可以大量保持使用过程中的参数，可通过USB52技术与应用生命科学仪器2009第7卷/8月刊接口传输到上位机，通过上位机软件进行分析处理，[4]郭军涛．呼吸机测控系统的研究[Ｄ]．北京：中国人民为呼吸系统研究和诊断治疗工作提供数据支持。本系解放军军事医学科

8、学院生物医学工程，2004：27－28．[5]范烨．便携式呼吸机研究[Ｄ]．北京：中国人民解放军统在实际应用中取得了较好的运行效果。军事医学科学院生物医学工程，2007：17－23．参考文献[6]张晓洁，靳世久，陈世利，肖昆．基于AD620的精密恒流源在管道涂层检测中的应用[J]．仪表技术2002[1]王志坚，宁新宝智．智能温感式呼吸监测系统的研制(1)：34－35．[J]．山西大学学报(自然科学版)，2001，24(4)：317－320．[7]黄志伟．