第五届重庆市大学生“盛群杯”单片机应用设计竞赛作品创意书：基于GSM的脉搏监护系统
日期: 2018/4/30 浏览: 0 来源: 学海网收集整理 作者: 学海网
【摘要】随着GSM网络的发展和移动电话的普及, 短消息作为GSM系统中最为简单和方便的数据通信方式, 其业务和应用得到迅猛的发展。利用单片机HT46控制GSM模块TC35以短消息(SMS)的方式进行报警和控制的装置。装置结构简单、传输可靠，稍做改进即可应用于多种需远程交互的场合。
【关键字】HT46、短消息、远程报警、远程控制
一、作品介绍
心脏病是威胁老人健康的主要疾病之一。然而心脏病的病发并没有确定的规律，而是与病人的情绪、身体和客观环境都有着很大的关系，是难以预测的。目前中国由老年夫妇或一人单独生活的“空巢家庭”的数量很大，一旦心脏病病发，病人无法自行处理，那么将无人知晓他的危机状况，病人很可能因为得不到及时的治疗而死亡。本参赛作品是一种利用GSM移动通讯网络中的短信业务而开发的无线远程监护设备。安装该装置后，如果病人突发心脏病，可及时、可靠地发送紧急呼救信号，及时把超标的脉率以GSM短消息形式发送给家属和医生手机，使病人及时得到救护。该装置不仅是用于家庭，还可以广泛运用于别墅式疗养院、医院、社会上独居的老人等。
二、工作原理
系统原理
系统由脉搏传感器，GSM网络、ＴＣ３５i模块、单片机控制电路，客户终端、显示电路构成，图1为脉搏监护系统的原理图。系统先通过采集电路进行脉搏信号的采集，将检测到的脉搏经MCU计算出脉率，超标的脉率数据经GSM模块以短信通讯的形式发送到家属或医生手机。平时的脉率可在显示电路中显示。
作品功能及特色
功能：系统通过采集电路进行脉搏信号的采集，将采集到的脉搏经单片机计算出脉率，利用串口控制GSM模块将超标的脉率数据以短信通信的形式发送到家属或医生手机。
特点：若果病人突发心脏病，可以及时把超标的脉率以GSM短消息形式发送给家属和医生手机，使病人得到及时救护。其覆盖范围广，大大减轻病人家属的负担，降低医院负荷，经济，便捷等特点。
三、作品结构
１.硬件设计
脉搏检测模块：系统中的脉搏传感器采用压电膜HK-2000A型集成化脉搏传感器。它采用高度集成化工艺将PVDF压电膜、灵敏度温度补偿原件、感温元件、信号调理电路集成在传感器内。该传感器是电压式原理采集信号，输出同步于脉搏波动信号，脉搏波动一次输出一正脉冲，具有高灵敏度、成本低、抗干扰能力强、性能稳定、使用寿命长等特点，所以非常适合脉搏的无创检测。
MCU控制电路：本电路采用HT46单片机为主控芯片，利用该单片机中的计数器对脉搏采样电路所采集的心率进行计数。其中当心率低于下限45次／min或高于上限180次／min时发出报警。由HT46单片机通过串口将超标的脉搏数据发送给GSM模块，然后由GSM模块通过GSM网络发送至家属或医生手机。
显示电路：该电路是由HT46单片机来控制LCD液晶显示屏来显示当前的脉搏数据和当前的时间。
GSM模块：本模块主要利用GSM模块实现单片机与手机之间进行通信。其主要的工作原理是GSM模块和单片机之间主要通过标准的全双工的串行通信来实现单片机单片机对GSM模块的有效控制。其两者之间主要通过RS232连接来实现数据传输和电平转换。又因为GSM网络支持短信服务。而短信数据量较小，因此被认为是GSM网络中最方便快捷的方式。而在GSM模块与用户手机AT指令来实现通信。通过该模块使用户和单片机联系起来。因此用户根据自己的需求来启动或唤醒单片机，使其执行相应的工作。
2、软件设计
主程序包括初始化、计数子程序、显示主程序、单片机与GSM的软件接口等。
2.1初始化程序：包括HT46芯片初始化，定时器∕ 计数器初始化，显示缓冲区初始化，TC35i模块初始化，设置堆栈指针以及开中断等。
2.2计数子程序：T1作为计数器使用，计数为1敏、min心率次数，并将结果送显示存储单元。
2.3显示子程序：采用LED动态扫描显示。先将要扫描的数据通过查表得到断码数据，然后放输出口，再将相应的数码管点亮，依次循环。
２.４单片机与GSM的软件接口：单片机与GSM 的软件接口其实就是单片机通过与GSM 短信息有关的AT指令控制手机的控制技术，AT命令最先由Hayes公司发明，因每条命令均以字母“AT”开头而得名。AT指令集通俗地说就是一种操作控制GSM 模块的软件协议的集合。因此可通过编写程序软件利用串口收发AT指令达到控制GSM模块收发短信的目的。AT指令控制短消息发送有2种常用模式，即TEXT模式、PDU模式。PDU模式可以采用unicode编码发送英文、汉字。但合成PDU码
比较复杂，而TEXT模式只能发送英文。但无须编码。本系统发送的数据都是基于数字的命令字，因此采用TEXT模式。其发送数据的过程包括启动GSM 及初始化；设置短信模式：AT+CMFG=1回车；发送接收
的手机号码：AT+CMGS=“13692313821”回车(目的地址)；发送脉搏数据等。
