基于STM32的便携式脉搏波速度测试仪设计的研究.pdf

简介：
本文探讨了一种基于STM32微控制器的便携式脉搏波速度测试仪的设计与实现。通过集成传感器技术和算法优化，该装置能够准确测量人体脉搏波传导速度，为心血管健康评估提供有效工具。 基于STM32的便携式脉搏波速测试仪的设计涉及多个技术领域，包括嵌入式系统设计、生物医学信号处理以及电子电路设计等。作为一款广泛应用于各种嵌入式应用中的微控制器，ARM Cortex-M系列的STM32具备高性能和低功耗的特点，在这项研究中被用作核心处理器，负责脉搏信号采集、处理及分析。 该测试仪的工作原理基于对脉搏波传导速度（PWV）的测量。PWV指的是动脉内传播的脉搏波的速度，它是评估血管弹性的有效指标；当动脉硬化时，其弹性降低导致PWV增加。因此，检测PWV对于早期发现动脉硬化和预防心脑血管疾病具有重要意义。 设计过程中首先使用了脉搏传感器来获取人体的脉搏信号。这类传感器可以捕捉到血管壁运动的变化，并且常见的类型包括压电式与光电式等。采集得到的微弱信号需要通过预处理电路进行电压提升及放大，以满足后续分析的需求。 预处理电路的设计是整个测试仪设计的关键环节之一，它确保了模拟信号在被转换为数字形式之前具有足够的幅度和质量。这一阶段通常包括滤波器来去除噪声和其他干扰，并使用放大器调整信号的动态范围。 模数转换（ADC）模块将经过放大的脉搏信号从模拟形式转化为微控制器可以处理的数字信息，其内置在STM32中。 接下来是对脉搏数字信号进行时域和频域分析，以提取PWV相关的参数。通过算法计算得出的结果能够反映动脉健康状况，并且需要实时显示于液晶屏上供用户查看。 此外，在文中还提到不同年龄段下的正常PWV范围以及当PWV超过14ms时心脑血管疾病风险增加的参考值，这突显了该测试仪在医学诊断中的潜在价值和重要性。作者还在引言部分介绍了当前动脉功能检测方法的不同类型，包括有创与无创技术手段，并强调开发便携式、低成本设备的重要性。 综上所述，基于STM32设计的脉搏波速测试仪涵盖了从信号采集到数据处理及显示等多个环节的技术应用。该系统能够便捷地监测动脉内脉搏波传导速度的变化情况，在早期发现和预防血管疾病方面发挥重要作用，并有助于提高人们的健康水平。