基于压力传感器的高精度血压计系统设计.pdf

110 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2014年 第33卷 第3期 基于压力传感器的高精度血压计系统设计 胡 锦 ，彭诗瑶 ，张 浩 ，阎跃鹏 (1．湖南大学 物理与微电子科学学院，湖南 长沙410082 2．中国科学院 微 电子研究所。北京 100029) 摘 要：血压是反映人体生理状况的一项重要指标 ，血压监测在临床和医疗保健中有着重要的地位。针 对传统单片机设计方案测量精度不高、稳定性不好等缺点，采用 MSP430单片机与ARM处理器有效结合 的方法，设计了一种基于压力传感器的高精度血压计。从脉搏波特征点人手，采用了一种改进的阈值法， 能准确检测出多种病理情况下的有效脉搏波峰值，该方法克服了传统阈值法检测脉搏波准确性不高的缺 点，方法简单，测量时间短。采用 自适应卡尔曼滤波算法拟合包络线，相比高斯曲线拟合效果更好，且易于 编程实现。测试结果表明：系统误差小于4mmHg，测量范围为0-295mmHg，具有精度高、速度快的特点。 关键词：血压计；压力传感器；脉搏波；阈值法 ；卡尔曼滤波 中图分类号：R318；TP274 文献标识码 ：A 文章编号：1000--9787(2014)03-0110-04 Design ofhighprecisionbloodpressuremetersystem basedonpressuresensor HU Jin，PENGShi．yao ，ZHANG Hao，YANYue—peng (1．SchoolofPhysicsandMicroelectronicsScience，HunanUniversity，Changsha410082，China； 2．InstituteofMicroelectronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China) Abstract：Bloodpressureisanimportantindexwhichreflectshumanbodyandbloodpressuremonitoringplays na importantroleinclinicalandmedical care．Aimingatshortcomingsofmeasurementprecision isnothighand stabilityisbadoftraditional MCU design scheme，ahigh precisionbloodpressure meterisdesigned basedon pressuresensorbymeansofeffectivecombinationofMSP430 MCU andARM processor．Startfrom pulsewave featurepoints，usinganimprovedthresholdmethodcanaccuratelydetectvalidpulsewavepeakvaluesinmany pathological conditions，itovercomesshortcomingofnothighaccuracyoftraditionalthresholdmethodindetecting pulsewave，and issimpleand hasshort measuringtime．Self-adaptiveKalman filteringalgorithm isused tofit envelopinglinewhichisbetterthanGaussiancurvefittingandeasytoimplementprogramming．Testresultsshow thatthesystem errorislowerthan4mmHgandmeasurementr