隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)以及生物傳感器技術(shù)的進一步發(fā)展，可供病人在醫(yī)院、家庭等環(huán)境中使用的可穿戴健康監(jiān)測預警系統(tǒng)已成為國內(nèi)外研究人員關(guān)注的熱點。

本文設(shè)計了一種應用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可穿戴脈搏檢測系統(tǒng)，完成對被病人脈搏跳動情況的實時遠程監(jiān)測。病人只需將脈搏監(jiān)測儀配戴于手指上，脈搏跳動波形即被實時地上傳到服務器，醫(yī)生和病人均可通過電腦或手機登錄服務器，查看脈搏情況，同時，服務器會對脈搏信號異常的病人會發(fā)出報警提示，方便醫(yī)生進行專門的救治工作。經(jīng)過實驗測試：系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、穿戴方便、成本低廉，應用前景廣泛等特點。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，包括硬件系統(tǒng)和服務器兩部分。硬件系統(tǒng)主要包括傳感器模塊、WiFi模塊、電源模塊和控制模塊。通過脈搏傳感器測量人體脈搏信號，脈搏信號經(jīng)過濾波、放大再由STM32微處理器進行采樣得到較為精確的人體脈搏信號。采樣處理后的信號通過WiFi的方式傳輸至服務器。服務器為利用PHP編程語言編寫的一個脈搏信號實時顯示的網(wǎng)站，可以通過電腦或手機登陸。

圖1  系統(tǒng)總體架構(gòu)

綜合芯片價格、功耗、功能等各種因素，選擇了STM32F103微控制器，能夠很好地滿足本控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，此外，STM32具有性能穩(wěn)定可靠、低功耗、高性價比的特點，因此，非常適合于數(shù)據(jù)處理量不大，需要對多個外圍設(shè)備進行控制的場合。

STM32F103微控制器采用3．3V低電壓供電，工作頻率為72MHz，工作溫度范圍為－40～105℃，且工作電壓極低（2～3．6V），一系列的省電模式保證低功耗應用的要求。

傳感器采用光電反射式模擬傳感器，由LED綠光發(fā)射端和光接收器組成。根據(jù)脈搏跳動使得血液濃度不同與綠光的透光性原理，綠光經(jīng)過手指、耳垂等處，從而光接收器采集到脈搏跳動數(shù)據(jù)再經(jīng)濾波放大后輸出模擬電壓信號。

由于人體的脈搏通常為50～200次/min，對應的頻率范圍在0．83～3．33Hz之間，幅度一般在毫伏（mV）級水平，因此經(jīng)過紅外檢測采集并轉(zhuǎn)換得到的電信號頻率非常低。為了仿止信號因外界高頻信號干擾而使檢測結(jié)果有誤，信號必須先進行低通濾波，濾除絕大部分的高頻干擾。在光接收器后使用了運放MCP6001構(gòu)成的放大器，將信號放大了330倍，同時采用分壓電阻器設(shè)置直流偏置電壓為電源電壓的1/2，使放大后的信號能很好地被AD模塊采集。

遠程監(jiān)護系統(tǒng)，以無線訪問節(jié)點（accesspoint，AP）作為接入點，將被檢測人員的脈搏數(shù)據(jù)快速上傳至服務器，實時觀察脈搏情況。系統(tǒng)采用ESP8266WiFi模塊。