便携式数据采集系统的设计

便携式心率采集系统设计学生：学号：指导教师：助理指导教师：专业：摘要随着生物医学工程技术的开展, 医学信号测量仪器日新月异。

生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益严密。

通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象，这其中脉搏信号包含丰富的人体健康状况信息,从中提取的心率值对人体健康有着重要的参考作用。

本文采用光电反射式传感器, 设计了一套便携式可穿戴的获取和保存脉搏信号的系统。

本设计主要是基于STM32L低功耗单片机，利用光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形滤波后，输入单片机内AD进展采样并将数字化后的脉搏信号和计算出的心率值保存在SD卡中。

后期通过上位机软件可以观测脉搏信号，对人体健康进展评估，因此该系统适用于保健中心、医院和家庭等场所。

本设计所设计的基于单片机的便携式心率采集系统对推进脉诊技术客观化和HRV研究具有积极的促进作用。

关键词：脉搏，单片机，光电传感器，脉冲信号，便携式ABSTRACTWith the development of the biomedical engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinical medicine and health care increasingly close ties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse inclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and puter nowadays, the pulse diagnosing technology should be objective and quantitive. this text access to the pulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realization method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter is quick and convenient. Through observing the pulse signal, human health can be inspected, it is usually used in health care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology.Key words：Pulse, MCU, Photoelectric Sensor, Pulse Signal, Portable目录摘要IABSTRACTIII1 绪论11242 整体系统结构62.1 脉搏测量模块772.1.2 光电式脉搏传感器711131319213 系统软件设计233.1功能配置：233.2硬件相关配置：243.3文件系统配置：24325．总结33参考文献341 绪论随着人们生活水平的提高，地球环境遭到破坏，多种疾病威胁着人们的生命,而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病。

第30卷第3期北华航天工业学院学报Vol .30 No.3 2020 年 6 月Journal of North China Institute of Aerospace Engineering Jun. 2020一种便携式实时数据采集系统的设计与实现申同强1庞志华2刘紫阳1(1.北华航天工业学院计算机学院，2.北华航天工业学院电子与控制工程学院；河北廊坊065000)摘要:概述了 MATLAB生成.NET动态链接库的方法和使用中的注意事项。

研究了基于FT232H接口芯片的便携 式数据采集系统的实现原理。

实现了无源、有源传感器和交流、直流耦合方式的四种组合方式的自由选择，并结合 .NET平台界面编程的优势和MATLAB数据处理的优势，在SPI接口 40Mbps速率下完成了数据实时传输、处理和存 储的测试。

对无线实时传输等相关应用研究有一定借鉴意义。

关键词：数据采集，便携，.NET, MATLAB中图分类号:TP391.7 文献标识码：A 文章编号:0引言伴随半导体产业的每次技术革新，电子信息产 业都有新的发展。

应用广泛的数据采集系统在追 求多通道、高速、高精的同时，对低成本、小型化和 便携通用性等方面的需求也越来越高。

本文设计 了一种便携式通用数据采集系统，在硬件电路和上 位机界面和数据处理方面做了相应研究。

该系统 以Cortex-M4核心的S T M32F4系列M C U作为控制 核心，F T232H接口芯片作为数据传输的中枢，实现 了对无源传感器和有源传感器在-6V〜+6V范围内 差分信号的采集和处理，满足了实际测量中对有源 和无源两种传感器和直流与交流两种耦合方式动 态切换的要求，在振动工程、智能仪器、工业自动控 制等领域有良好的应用前景。

1.N E T动态链接库的生成与调用通过M A T L A B生成动态链接库(dll)供C#程序 调用，实现C#与M A T L A B的混合编程。

文献[1-2] 给出了M A T L A B程序编译.NET程序集的方法，本文基金项目：北华航天工业学院科研基金项目（KY-2018-32, KY-2018-40)收稿日期= 2019-12-21第一作者简介:申同强（1989-),男，实验师，硕士，河北邯郸人，主要研究方向是嵌人式开发。

一种便携式数据采集器的制作方法引言数据采集是现代社会中非常重要的一个环节，它可以用于收集各种类型的数据，用于分析、研究和决策。

便携式数据采集器能够方便地搜集数据，并且具有轻便、易操作等优点。

本文将介绍一种制作便携式数据采集器的方法。

1. 器材准备为了制作便携式数据采集器，我们需要准备以下器材：•Arduino Nano开发板•数据采集传感器模块•LCD显示屏•电源模块（如锂电池）•保护外壳•连接线2. 硬件连接搭建便携式数据采集器的第一步是进行硬件连接。

请按照以下步骤进行：1.将Arduino Nano开发板与数据采集传感器模块进行连接。

使用合适的连接线将传感器模块的引脚与Arduino Nano的相应引脚连接。

2.连接LCD显示屏。

将LCD显示屏的引脚与ArduinoNano的相应引脚连接。

3.连接电源模块。

将电源模块的正负极分别连接到Arduino Nano的VCC和GND引脚。

3. 软件编程完成硬件连接后，我们需要编写软件来运行便携式数据采集器。

以下是基本的软件编程思路：# 导入所需库import timeimport Adafruit_DHTimport Adafruit_GPIO.SPI as SPIimport Adafruit_SSD1306# 设置传感器类型和引脚sensor = Adafruit_DHT.DHT22pin = 4# 设置显示屏参数RST = NoneDC = 23SPI_PORT = 0SPI_DEVICE = 0# 初始化显示屏disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_64(rst=RST, dc=DC, spi=SPI.SpiDev(SPI_PORT, SPI_DEVICE, max_speed_hz=800 0000))# 开启显示屏disp.begin()disp.clear()disp.display()# 循环读取传感器数据并显示while True:# 读取传感器数据humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(se nsor, pin)# 清除显示屏disp.clear()disp.display()# 显示数据disp.text('Temperature: {0:0.1f} C'.format(tempera ture), 0, 0, 1)disp.text('Humidity: {0:0.1f} %'.format(humidity), 0, 20, 1)disp.display()# 延时time.sleep(2)4. 完善功能以上程序只是一个简单的示例，我们可以根据实际需求进行功能的完善。

基于X86系统的便携式数据采集系统设计孙浩;柯文;王艳艳;文波【摘要】为了提高在野外环境下使用的数据采集系统的便携性和可靠性,文中提出了基于X86系统的设计方案,并结合系统功能特点确定了总体设计框架,简要介绍了数据采集模块、激励源模块、GPS模块、触发模块、结构设计、软件设计等多个模块的设计思路;设计人员开发研制了相关产品,并通过了多发战斗部冲击波超压、破片速度等参数的测试验证,该数据采集系统和过去同类型产品相比,使用更加便携,抗振性、防尘性、可靠性等指标更高,满足在战斗部爆炸类试验野外长时间条件下使用的特殊需求.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)006【总页数】3页(P2098-2100)【关键词】X86系统;便携式;数据采集【作者】孙浩;柯文;王艳艳;文波【作者单位】中国兵器工业试验测试研究院,陕西华阴 714200;中国兵器工业试验测试研究院,陕西华阴 714200;中国兵器工业试验测试研究院,陕西华阴 714200;成都天奥测试技术有限公司,成都611731【正文语种】中文【中图分类】TP274.2在战斗部静爆和动爆威力试验冲击波参数测试中，以前使用的数据采集设备一般基于PCI总线形式，设备抗振性能、防尘性能较差，且设备不带激励源，每次试验必须配备专用的激励源设备，现场中间环节较多，使用不方便。

为了解决以上问题，从野外试验测试的需求出发，提出了基于X86系统的设计思路，该数据采集系统采用整机加固式设计方案，和传统的相比具有散热性、抗振性能、防尘性能好，自带激励源、具备GPS同步和触发功能、具备网路控制功能、可单台使用也可多台级联，使用可靠性高。

便携式数据采集设备具备最大32通道数据采集、存储、激励和无线数据传输功能。

采集速率高，存储容量大，并具有丰富的触发功能；接入无线局域网后，可实现远程控制和数据下载。

设备采用模块化设计，所有模块均基于PXI总线进行设计，并采用便携式加固结构设计。

Value Engineering0引言目前，市场上的数据采集与分析系统大部分是通过数据采集卡与计算机进行数据交换，它的价格较昂贵且和计算机的兼容性较差。

声卡是大家比较熟悉的一种计算机配件。

我们要用计算机处理声音信号，让计算机发出各种声音，用计算机播放有声的视频节目（VCD ）、电子图书、教学光盘等离不开声卡。

从本质上来说，声音是一种连续的波，称为声波。

要把声音信号存储到计算机中，必须把波形连续变换的信号（称为模拟信号）转换成数字信号，因为计算机中只能存储数字信号。

把模拟信号转换为数字信号一般由对声音信号的采样和转换两步来完成。

声卡的性能指标均与声音相关，主要有以下几种：①声卡采样的样本深度：有8位和16位两种。

16位声卡比8位声卡声音保真度更高。

②声卡的最高采样频率：一般声卡提供了11kHz 、22kHz 的采样率。

目前有种更高档的声卡采样频率可达48kHz 。

今后也许还会出现更高采样频率的声卡。

③是否采用了数字信号处理器：数字信号处理器（Digital signal Processor ，DSP ）是一块单独的专用于处理声音的处理器。

带DSP 的声卡要比不带DSP 的声卡快得多，也可以提供更好的音质和更高的速度，不带DSP 的声卡要依赖CPU 完成所有的工作，这不仅降低了计算机的速度也使音质减色不少。

④是否采用了FM 合成还是采用了波表合成技术来还原MIDI 声音：现在的声卡都支持MIDI(Music Instrument Digital Interface)标准。

MIDI 是电子乐器的统一标准。

声卡中一般两种不同的方法还原MIDI 声音。

FM 是一种用计算机合成音调模拟乐器曲调的技术。

这种技术已经比较过时了。

波表技术要比FM 合成出色，因为声卡不是用计算机的声调去合作音乐，而是在一个波表(一种内部固有的实际录音选择表)中找到它需要的乐器，再在样本的基础创作乐器的声音。

波表技术能比FM 合成创作出更好、更自然的声音。