DIY創(chuàng)意生活：輕松打造一款身體狀態(tài)監(jiān)護(hù)儀，給你軟硬件設(shè)計(jì)方案和功能解析

1.方案背景：

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注個(gè)人的健康狀況，要是我們隨時(shí)隨地的檢測(cè)自己的身體狀況，發(fā)現(xiàn)身體狀況不佳做出適度調(diào)節(jié)或盡早就醫(yī)，可以幫助我們保持健康的身體，有利于我們的工作、學(xué)習(xí)和生活。

2.方案設(shè)計(jì)目標(biāo)：

設(shè)計(jì)一款PDA,不但可以隨時(shí)隨地的檢測(cè)我們的血壓，心電，血氧，疲勞度等體質(zhì)參數(shù)，也可以對(duì)我們的身體狀況提供評(píng)估，并給出合理建議。該方案具有功耗低、成本低、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，方便大眾化使用。

3.系統(tǒng)框圖：

4模塊描述：

1).數(shù)字溫度計(jì)：

NTC(負(fù)溫度系數(shù))的熱敏電阻MF58502F395及其相應(yīng)的電路采集人的溫度，經(jīng)過(guò)放大，送入MB9BF506N的AD中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后在TFT上顯示人體溫度，并播報(bào)溫度。溫度采集時(shí)間只需要1min左右，溫度誤差不超過(guò)±0.1℃。

2)心率測(cè)試：

ECG放大電路的第一級(jí)儀表放大器AD627BR，這一級(jí)電路擁有高的共模抑制比，消除來(lái)自交流電的50Hz或者60Hz的噪音，增益為5。第二個(gè)運(yùn)放OPA4379通過(guò)在儀表放大器的參考引腳上的反饋，來(lái)補(bǔ)償人體皮膚在電極上產(chǎn)生的微小直流電壓偏移。ECG信號(hào)非常微弱，范圍在1mV以?xún)?nèi)，二級(jí)放大器OPA4379的增益設(shè)置為200，這樣，整個(gè)電路的增益達(dá)到1000，使輸出信號(hào)可以被用來(lái)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。通過(guò)TFT實(shí)時(shí)的顯示人體的心率波形，將心率數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的SD卡當(dāng)中。可以將多次測(cè)量的結(jié)果通過(guò)坐標(biāo)曲線在TFT上顯示，使用者可以直觀的看到心率的變化曲線。

3)疲勞測(cè)試：

閃爍光融合臨界頻率測(cè)定:當(dāng)繼續(xù)光的閃爍頻率逐漸增加到一定程度以上時(shí)，人眼便會(huì)感覺(jué)為融合光。從閃光感覺(jué)到融光感覺(jué)（或反之從融光感覺(jué)到閃光感覺(jué)）變化瞬間的閃爍頻率為閃爍光融合臨界頻率，簡(jiǎn)稱(chēng)閃光融合頻率。是人眼對(duì)光刺激時(shí)間分辨能力的指標(biāo)。一般認(rèn)為正常人的閃光融合頻率應(yīng)該在30Hz 到45Hz之間.

本測(cè)試儀整個(gè)測(cè)試過(guò)程就是通過(guò)測(cè)試閃光反應(yīng)時(shí)間和閃光鑒別頻率兩個(gè)過(guò)程，計(jì)算出顯示工作疲勞狀態(tài)的指數(shù)PL。

閃光鑒別頻率測(cè)試：AVRU32控制TIMER1產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)四個(gè)LED

發(fā)出頻率由高到低的閃光，其中一個(gè)目標(biāo)LED 位置隨機(jī)產(chǎn)生，它的閃光頻率從50 Hz 逐漸降低到30 Hz，其余三個(gè)LED 的閃光頻率從100 Hz 逐漸降低到60Hz，并且始終為目標(biāo)LED 閃光頻率的1 倍。要求被測(cè)試者看到目標(biāo)LED 閃動(dòng)立即按下這個(gè)LED 對(duì)應(yīng)的按鍵，儀器記錄按下鍵這個(gè)時(shí)刻目標(biāo)LED 閃光頻率多次的平均值（10 次）作為受試者的閃為鑒別頻率F。當(dāng)目標(biāo)LED 的閃光頻率從50 Hz 降低到受試者的臨界閃光融合頻率以下時(shí)，受試者就可鑒別。

測(cè)試儀定義了閃光反應(yīng)時(shí)間指數(shù)P1 和閃光鑒別頻率指數(shù)P2。

P1=a*（1000-T）

其中a 定義為最快反應(yīng)系數(shù)。正常人的視覺(jué)簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)間最快不可能小于220 ms ，所以我們定義a=0.1282，其目的就是使反應(yīng)時(shí)間為220 ms 時(shí)，P1=100。

P2=5*(F-b)

其中b為臨界閃光融合頻率的下限。取30。疲勞程度指數(shù)定義為PL，它是P1 和P2 的平均值。

PL=(P1+P2)/2

PL的變化范圍從（0~100）分，它的分值越低，表示被測(cè)試者的越疲勞，當(dāng)然此時(shí)的工作能力相對(duì)也越弱。測(cè)試的分?jǐn)?shù)將顯示在TFT液晶上。