分类号密级U D C 编号本科毕业论文(设计)题目：便携血氧检测仪的研制学院专业名称年级学生姓名学号指导教师二〇一七年五月摘要人体的血氧信息和脉搏信号是衡量人体健康状况的两个重要参数，是维持人体生命活动的重要前提。
因此不管是在突发的紧急情况还是医疗领域甚至运动保健等生活中的常见场景下，对血氧和脉搏信号的测量和监测都显得至关重要。
本设计以51单片机为核心，主要包括光电传感器采集模块，数模转换器模块，LED显示模块和蓝牙模块以及手机端。
单片机是一种集成多种功能的微控制器，在我们日常生活中的各个领域的应用都相当普遍。
指套式光电式传感器的物理基础是光电效应，精度高、反应快且非接触，能在各种光电检测系统中实现光电转化。
由发光二极管和光敏二极管组成，能够有效采集人体信号，为人体的血氧和脉搏信息的提取和分析提供良好的数据来源。
通过单片机结合光带传感器测量人体的血氧和脉搏数据，并且能够实现在手机端的实时监测，这一设计将会对患有血管或呼吸系统疾病的病人、60岁以上的老年人、进行极限运动长期酗酒等人群带来福音，及早发现危险，减少意外发生。
关键词：单片机血氧检测仪AbstractThe blood oxygen information and pulse signal of human body are two important parameters to measure the health status of human beings, and they are the important premise to maintain the human life. Therefore, the measurement and monitoring of blood oxygen and pulse signals are very important, whether in emergency situations or in the medical field, or even in the common situations of sports, health care and so on.The design of the 51 single-chip microcomputer as the core, including photoelectric sensor acquisition module, digital to analog converter module, LED display module and Bluetooth module, as well as mobile terminals. SCM is a micro controller integrated with various functions. It is widely used in every field of our daily life. The physical basis of the fingertip photoelectric sensor is the photoelectric effect, high precision, fast response and non-contact, can realize photoelectric conversion in photoelectric detection system. It is composed of light emitting diode and photosensitive diode, which can effectively collect human signals, and provide a good data source for the extraction and analysis of human blood oxygen and pulse information.With the band sensor measuring the body's oxygen saturation and pulse data through the microcontroller, and can achieve real-time monitoring in the mobile phone terminal, the design will have vascular or respiratory disease patients, 60 years of age or older, extreme sports long-term drinking crowd to bring the gospel, early detection of risk, reduce accidents.Key words:Single chip, Oximeter目录第1章引言 (3)1.1项目开发的背景 (3)1.2项目开发的意义 (3)1.3项目开发的目标 (3)第2章技术基础介绍 (5)2.1单片机介绍 (5)2.2红外测血氧模块介绍 (5)2.3基本配置介绍 (6)2.3.1硬件介绍 (6)第3章产品的需求分析及总体设计 (9)3.1可行性分析 (9)3.2需求分析 (9)3.3总体设计 (10)第四章系统设计 (10)4.1硬件设计 (10)4.1.1单片机部分 (10)4.1.2蓝牙4.1.3血氧检测模块4.2软件设计 ....................................................................... 错误！未定义书签。
4.2.1软件编程 (13)4.2.1.1蓝牙传输模块代码4.2.1.2采集算法4.2.2算法设计 (14)第5章系统实现 (16)第6章总结与展望 (16)6.1总结 (16)6.2展望 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章引言1.1项目开发的背景人类维持生命是需要人保持体内有充足的氧气供应，长期缺氧后果很严重，会直接导窒息、休克、死亡等悲剧的发生。
人体内负责运载氧气的是血液中的红细胞，而血氧仪是能够测试血液中氧气的含量。
血氧仪的作用主要就是通过监测动脉中携带氧的血红蛋白与不携带氧的血红蛋白的比例，将血氧浓度回馈给我们，可以及时补氧，减少疾病的发生。
最初的一台血氧饱和度仪由Millikan在20世纪40年代开发，它监测动脉中携带氧的血红蛋白与不携带氧的血红蛋白的比例，测试的过程通常不需要从病人身上抽血。
通常的血氧仪也可以显示病人的脉搏。
按照Beer-Lambert定律，比值R/IR与动脉血氧饱和度(SaO2)的函数关系应为线性关系，但由于生物组织是一种强散射、弱吸收、各向异性的复杂光学系统〔2～4〕，不完全符合经典的Beer-Lambert定律，因而导致了表达红光和红外光吸亮度相对变化测量值(R/IR值)，与动脉血氧饱和度(SaO2)之间关系的数学模型建立困难。
只能通过实验的方法来确定R/IR与SaO2的对应关系，即定标曲线，大多数脉搏血氧仪生产厂家都以实验方法获取经验定标曲线以完成产品出厂前的预定标。
1.2项目开发的意义大多数基于近红外激光光谱技术的人体组织血氧仪至少包含一个主控制面板和一个光学传感器(也称为光学探头)和一组多路光缆，光学传感器通过该光缆连接到主控制台。
这种结构的血氧仪很不方便用于许多临床手术和病理诊断。
许多临床和病理应用需要尺寸小、便于携带的近红外激光组织血氧仪。
这些应用包括但不限于在个人在家、高原野夕卜、医疗现场检测和监测人体组织的血氧饱和度，比如对高原反应的诊断，对运动、压力和环境对大脑所产生影响的评估等等，因而具有很大的局限性，在发生突发事件和情急情况时无法满足需求。
因此，研制出一款便携式的血氧检测仪的需求十分紧迫，本设计所研制的便携式血氧检测仪方便携带，操作简单、功能强大且成本低廉，将能够大量应用于普通家庭、医院、社区医疗、运动保健等日常领域当中，能够在紧急情况和突发事件发生时尽早检测出血氧浓度和脉搏的变化情况，将能够有效避免意外的发生。
对全社会的医学领域乃至整个人类的健康发展都具有十分重要的意义和积极的影响，促进社会和谐。
1.3项目开发的目标人体所消耗的氧主要来源于血红蛋白（在正常的血液中存在四种血红蛋白：氧合血红蛋白（HbO2）、还原血红蛋白（Hb）、碳氧血红蛋白（CoHb）、高铁血红蛋白（MetHb）。
其中与氧气做可逆性结合的是还原血红蛋白，与氧气不相结合的是碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白。
）所携带的氧。
通常称血液中氧含量即指血液中氧合血红蛋白的多少，用血氧饱和度这个物理量来描述血液中氧含量的变化。
血氧饱和度是指在全部血容量中被结合O2容量占全部可结合的O2容量的百分比。
本设计以51单片机为核心，还包括光电传感器采集模块，数模转换器模块，LED 显示模块和蓝牙模块以及手机端。
本设计的大体目标如下：光电传感器采集人体的血氧信息，通过数模转换器对数据进行处理后传送至单片机，单片机对接收到的数据进行分析和处理，将处理后得到的血氧信息和脉搏信息通过LED显示屏显示出来，并将检测数据由串口传至上位机，最终通过无线蓝牙传送到智能手机端，实现实时检测，能最大程度减少意外发生。
第2章技术基础介绍2.1单片机介绍单片机又称微控制器，将能够实现各种功能的硬件接口集成在一块芯片上，功能十分强大，往往能够完全融入应用系统之中，故也被称为嵌入式控制器。
单片机的基本结构分为两种形式：冯诺依曼结构和哈佛结构，两者的根本区别在于程序和数据存储器所用的存储空间是否分开，即是否分别寻址。
根据数据总线的宽度，单片机又可分成4位单片机、8位单片机、16位、32位单片机等。
单片机所具有的功能强大、功耗极低且物美价廉等诸多优势为单片机带来了极快的发展速度和极广的应用范围。
其主要特点如下：1、可靠性强由于芯片是根据工业测控领域的需求设计而成，抗干扰能力很强。
且许多信号的通道都在一个芯片内，可使系统运行稳定。
而且，单片机的系统软件固化在ROM内，稳定性较强。
2、片内存储容量较小单片机的高集成度实现了很小的片内存储容量，ROM通常低于8KB，RAM 通常低于256B，不过都可以在外部进行容量扩展，最大可扩展到64KB。
3、便于扩展片内存储容量的限制决定了片内只能容纳满足计算机正常运行需求的必要元件，故片外有许多引脚都具备扩展功能。
4、控制功能强单片机所具有的控制指令十分丰富，5、实用性好单片机功耗低、结构简单、成本低且方便实现产品化，故具有很好的实用性。
2.2红外测血氧模块介绍血氧仪采用无创式测量红外技术测量手指、脚趾、耳朵，这是最常见的测量血氧的地方中的氧气含量，测量对象更准确的叫法是血氧饱和度，即SpO2，并将所测试出来的结果以数字形式表示,主要显示的是实际含氧量下全氧饱和度的比值,一般用百分比表示,人体分健康的典型血氧饱和度为90～100%,但最低也可以过到60%。