基于AT90S8535单片机的新型呼吸频率检测计的设计

1　引言

    呼吸频率是人体的三大体征之一,在生活中的各个领域中经常会用到有关呼吸频率的检测设备,通过它我们可以了解在不同时期的呼吸频率,在医学方面的重要作用更是不可轻视。在对感染高传染性疾病的人群进行呼吸频率检测时,医务人员属于高危易感染人群。因此,要尽量减少医务人员与此类病人的接触.

    常用的呼吸频率检测方法有:接触式测量^[1]、非接触式测量。接触式测量方法主要有:应变片式、热敏电阻式;非接触式测量方法主要有:超声多普勒呼吸频率检测^[2]。

    在对具有高传染性的感染群体治疗中,如果采用接触式检测方法,需要医疗人员与病人直接接触,这样就会给医疗人员带来极大的传染风险。如果采用非接触式检测方法,超声多普勒呼吸频率检测又只能近距离检测,同样也会给医疗人员带来极大的传染风险。

    针对以上存在的问题,本文提出了一种基于AT90S8535单片机的无线传输的呼吸频率检测计的设计方案。利用热敏电阻设计了一种硬件接口电路,通过电桥检测每次呼出气体的热量。通过无线传输方式将温度信息传送给接收装置,是一个良好的解决方案。

2　系统组成及工作原理

2.1　系统组成

    本系统主要由以下四部分组成:检测单元、数据处理单元、显示单元和报警单元。其框图如图1所示。

2.2　系统工作原理

    检测单元采用了桥式电路,并且采用了由TL431构成的精密恒定电压源为电路供电,精密的恒定电压源经分流并由精密的电阻分压得到10V后再送给桥式检测电路。此桥式电路通过热敏电阻感知呼吸气体的温度与环境温度是否相同来提供输出的微弱的模拟信号(电压)。经运算放大电路放大,再由发射电路发射出去。

    外部首先通过相应频率的接收电路接收,接收到的数据通过中断的方式交由微控器AT90S8535,微控制器根据数据采样到的温度信号幅度来确定温度,处理后的数据传输给显示单元及报警单元。

3　系统硬件设计

3.1　检测单元设计

    它主要由温度传感器、直流电桥电路、放大电路、发射电路、天线等组成

    (1)温度传感器的选择

    传感器作为检测单元的关键组成部分,对整个系统的准确度起着重要作用。热敏电阻选用Pt1000测温铂电阻,其测温范围为-50℃~250℃、在0℃时阻值为1000Ω、精度为±(0. 15+0. 002t)、0℃时阻值允许偏差为±0. 06Ω,它的电阻温度系数的离散度很小,精度最高,灵敏度也较好。为了保证精确的测量,采用了线性化网络的方法对其进行了线性化处理。